项目7任务1 直连式二层无线局域网的配置（课件）-《网络设备安装与调试（华为eNSP 模拟器）》（电子工业出版第2版）同步精品课堂

项目7任务1直连式二层无线局域网的配置 网络设备安装与调试(华为eNSP模拟器) 同步精品课堂 电子工业出版社第2版 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 知识目标 能力目标 学会无线协议标准和无线信号传输质量。 掌握无线客户端的测试以及无线应用概况。 教学重难点 二 掌握无线客户端的测试以及无线应用概况 学会无线协议标准和无线信号传输质量 教学难点 教学重点 导入新课 三 任务描述 艺腾公司构建了互联互通的办公网，现需要在网络中部署WLAN以满足员工的移动办公需求，考虑到消费级的无线路由器在性能、扩展性、管理性上都无法满足要求，公司准备采用AC+FitAP组网的方案。 任务分析 四 二层组网比较简单，为了避免大幅度增加部署的难度，选择了直连式二层无线局域网。 二层组网通过交换机组成网络，数据传送通过二层MAC地址来转发。 01 02 任务分析 四 以一台型号为AR2220的路由器、一台型号为S5700-28C-HI的交换机、一台型号为AC6605的无线控制器、两台型号为AP5030的AP和两台带无线网卡的笔记本为例来模拟无线网络。直连式二层无线局域网的网络拓扑结构如图所示。 任务分析 四 具体要求如下 (1)添加两台笔记本电脑，将标签分别更改为STA1和STA2。 01 (2)添加1台型号为S5700-28C-HI的交换机，将标签名更改为SWA,将交换机的名称设置为SWA。 02 (3)添加1台型号为AC6605的无线控制器，将标签名更改为AC,将无线控制器的名称设置为AC。 03 (4)添加1台型号为AR2220的路由器，将标签名分别更改为RA,路由器的名称设置为RA。 04 任务分析 四 具体要求如下 (5)添加两台型号为AP5030的AP,将标签分别更改为AP1和AP2。 05 (6)AP1连接SWA的GEO/0/1接口，AP2连接SWA的GE0/0/2接口，SWA的GE0/0/3接口连接AC的GE0/0/1接口，AC的GE0/0/2接口连接RA的GE0/0/0接口。 06 (7)开启所有的路由器、无线控制器、交换机、AP和笔记本电脑。 07 (8)AC数据规划 08 任务分析 四 AC数据规划： 配置项 数据 AP管理VLAN VLAN99 STA业务VLAN VLAN10 DHCP服务器 AC作为DHCP服务器为AP和STA分配IP地址 AP的IP地址池 10.0.99.2~10.0.99.254/24 STA的IP地址池 10.0.10.3~10.0.10.254/24 AC的源接口IP地址 VLANIF99:10.0.99.1/24 任务分析 四 AC数据规划： 配置项 数据 AP组 名称：ap-groupl,引用模板：VAP模板wlan-net、域管理模板default 域管理模板 名称：default,国家码：中国 SSID模板 名称：wlan-net,SSID名称：yiteng 安全模板 名称：wlan-net,安全策略：WPA-WPA2+PSK+AES,密码：yt123456 VAP模板 名称：wlan-net,转发模式：直按转发，业务VLAN:VLAN10, 引用模板：SSID模板wlan-net、安全模板wlan-net 任务分析 四 (9)路由器、交换机和AC等网络设备口IP地址规划如表7.1.2所示。 (10)组建直连式二层无线局域网，配置AP上线、WLAN业务参数和实现STA能正确获取IP地址，各网络设备之间可以相互通信。 设备名 接口 IP地址/子网掩码 备注 RA GE0/0/0.10 10.0.10.2/24   Loopback0 10.10.10.10/24   AC GE0/0/2(VLANIF10) 10.0.10.1/24 业务VLAN GE0/0/1(VLANIF10) 10.0.99.1/24   SWA GE0/0/1(VLANIF99) 无 管理VLAN GE0/0/2(VLANIF99) 无 AP1 GE0/0/0 自动获取   AP2 GE0/0/0 自动获取 任务实施 四 1.网络设备的基础配置 交换机SWA的基本配置。 任务实施 四 1.网络设备的基础配置 交换机SWA的基本配置。 任务实施 四 路由器RA的基本配置 任务实施 四 无线控制器AC的基本配置 任务实施 四 无线控制器上DHCP服务器的配置 在AC上配置DHCP服务器，为STA和AP动态分配IP地址。 任务实施 四 3.无线控制器上默认路由的配置 4.查询无线AP1和AP2的MAC地址 任务实施 四 配置AP上线 创建AP组，用于将相同配置的AP加入同一AP组。 创建域管理模板。在域管理模板下配置AC国家码，并引用域管理模板。 任务实施 四 配置AC的源接口 部署AP并配置AC对AP的认证模式。 在AC上离线导入AP1、AP2,AP的ID分别为0和1,并将AP加入AP监控组“ap-groupl”中，部署AP1、AP2的名称分别为office_1、office_2,方便用户从名称上了解AP的部署位置；配置AC对AP的认证模式为MAC认证。 任务实施 四 在AC上使用displayapall命令，结果显示查看到AP的“State”字段为“nor”时，表示AP正常上线。 任务实施 四 配置WLAN业务 创建安全模板及配置安全策略，用于STA连接WLAN时使用的认证方式。 任务实施 四 创建SSID模板和SSID 任务实施 四 创建VAP模板。创建名为“wlan-net”的VAP模板，配置业务数据转发模式为直接转发、业务VLAN为VLAN10,并且引用安全模板和SSID模板 任务实施 四 AP组引用VAP模板。配置AP上射频0和射频1都引用VAP模板“wlan-net”。 此时AP1和AP2上出现圆环状信号范围 任务实施 四 配置AP射频信道和功率。以AP1射频0为例，配置AP1射频0的信道为信道6、带宽为20MHz。 任务实施 四 在AC上使用displayvapssidyiteng查看AP对应射频上的VAP创建信息，当"Status"字段为“ON”时，表示AP对应射频上的VAP已创建成功。 任务验收 四 无线客户端的测试。 (1)启动STA1,查看“Vap列表”,并连接“信道6”的VAP 任务验收 四 无线客户端的测试。 (2)在弹出的对话框中输入“yt123456”,并单击“确定”按钮 任务验收 四 无线客户端的测试。 这时可以看到状态显示为“已连接”,表示连接成功 任务验收 四 查看STA1的IP地址。 STA1正常关联无线网络“yiteng”后，在STA1上使用ipconfig命令，查看STA通过无线网络自动获取的IP地址 任务验收 四 使用同样的方法，将STA2进行连接。设备全部连接无线网络后，AC上执行display stationssidyiteng命令，可以查看到用户已经接入到无线网络“yiteng”中。 任务验收 四 最终所有用户都可以获取正确的IP地址，整个网络实现全网互通 测试STA1与DNSServer及VALN99的网络连通性，可看到显示全网互通 知识链接 四 1.无线应用概况 1)无线网络的概念 无线网络是采用无线通信技术实现的网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括对近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。 无线网络与有线网络的差异如表所示。 差异 无线网络 有线网络 传输介质 无线电波 同轴电缆、双绞线、光纤等 协议 CSMA/CA、802.11、CAPWAP CSMA/CD、802.3、EthernetⅡ等 管理方式 AC集中管理、统一认证等 交换机单独管理 灵活性 高灵活性，设备可随时随地接入网络 不灵活，受网络布线地理位置的限制 可扩展性 可扩展性强，对无线终端接入数量限制少 受接口数量的限制 知识链接 四 1.无线应用概况 2)无线局域网络的概念 无线联网方式是有线联网方式的一种补充，使网上的无线终端具有可移动性，能快速、方便地解决以有线方式不易实现的网络信道连通问题。 无线局域网络(WirelessLocalAreaNetwork,WLAN)是指利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。 知识链接 四 1.无线应用概况 2)无线局域网络的概念 无线局域网基于IEEE802.11协议簇工作。 凭借传输速率高、成本低廉、部署简单等优点，WLAN已逐步成为使用最广泛的无线宽带接入方式之一，在教育、金融、酒店以及零售业、制造业等各领域有了广泛的应用。 知识链接 四 2.无线协议标准 电气与电子工程师学会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)于1997年为无线局域网制定了第一个版本标准——IEEE802.11。其中定义了媒体访问控制层(MAC层)和物理层。 物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种扩频作调制方式和一种红外线传输的方式，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备可以自行构建临时网络，也可以在基站(BaseStation,BS)或者接入点(AccessPoint,AP)的协调下通信。 01 为了在不同的通信环境下获取良好的通信质量，采用CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionAvoidance)硬件沟通方式。 02 知识链接 四 2.无线协议标准 电气与电子工程师学会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)于1997年为无线局域网制定了第一个版本标准——IEEE802.11。其中定义了媒体访问控制层(MAC层)和物理层。 IEEE802.11的两个补充版本为IEEE802.11a和IEEE802.11b。802.11a定义了一个在5.8GHz的ISM频段上的数据传输速率可达54Mbit/s的物理层，802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段上的数据传输速率高达11Mbit/s的物理层。 03 2.4GHz的ISM频段被世界上绝大多数国家通用，因此802.11b得到了最为广泛的应用。1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力于解决匹配802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。 04 知识链接 四 2.无线协议标准 IEEE802.11协议簇的主要协议 协议 兼容性 频率 理论最高速率 IEEE802.11a   5.8GHz 54Mbit/s IEEE802.11b   2.4GHz 11Mbit/s IEEE802.11g 兼容EEE802.11b 2.4GHz 54Mbit/s EEE802.11n 兼容正EE802.11ab/g 2.4GHz或5.8GHz 600Mbit/s IEEE802.11ac 兼容EEE802.11a/n 5.8GHz 6.9Gbit/s IEEE802.11ax 兼容EEE802.11a/b/g/n/ac 2.4GHz或5.8GHz 9.6Gbit/s 知识链接 四 3.无线射频 当AP工作在5.8GHz频段时，频率范围是5.725～5.850GHz。在此频率范围内又划分出5个信道，每两个信道之间的中心频率都相隔20MHz的整数倍。 2)5.8GHz频段 当AP工作在2.4GHz频段时，频率范围是2.4～2.4835GHz。在此频率范围内又划分出14个信道。每两个信道之间的中心频率都相隔5MHz的整数倍，每个信道可供占用的带宽为22MHz。 1)2.4GHz频段 知识链接 四 4.无线信号传输质量 1)无线信号与距离的关系 当无线信号与用户之间距离越来越远，那么无线信号强度会越来越弱，可以根据用户需求调整无线设备。 2)干扰源主要类型 无线信号干扰源主要是无线设备间的同频干扰，例如蓝牙和无线2.4GHz频段。 3)无线信号的传输方式 AP的无线信号传递主要通过两种方式，即辐射和传导。AP无线信号的辐射是指AP的信号通过天线将信号传递到空气中。 AP无线信号的传导是指无线信号在线缆等介质内进行无线信号传递，无线AP和天线间通过线缆连接，天线接收到无线信号后通过线缆传导到AP。 知识链接 四 5.常见的无线网络设备 1)无线控制器 无线控制器(AccessController,AC)是一种网络设备，用来集中化控制无线接入点(AccessPoint,AP),是一个无线网络的核心，负责管理无线网络中的所有无线AP。对接入点的管理包括下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理、接入安全控制等。图中所示为一台型号为AC6005的无线控制器。 知识链接 四 5.常见的无线网络设备 2)无线接入点 无线接入点是WLAN网络中的重要组成部分，其工作机制类似有线网络中的集线器(HUB),无线终端可以通过AP进行终端之间的数据传输，也可以通过AP的“WAN”口与有线网络互通。 无线AP从功能上可分为FatAP和FitAP两种。 知识链接 四 5.常见的无线网络设备 FatAP可以自主完成包括无线接入、安全加密、设备配置等在内的多项任务，不需要其他设备的协助，适用于构建中、小型规模无线局域网。FatAP组网的优点是无须改变现有的有线网络结构，配置简单；缺点是覆盖范围小、无法统一管理和配置，因为需要对每台AP单独进行配置，费时、费力，当部署大规模的WLAN网络时，部署和维护成本高，也不支持用户的无缝漫游。 知识链接 四 5.常见的无线网络设备 FitAP又称轻型无线AP,必须借助无线网络控制器进行配置和管理，适合部署在中小型企业、机场车站、体育场馆、咖啡厅、休闲中心等场景。 知识链接 四 6.WLAN组网方式 1)FatAP的网络组建 AP通过有线网络接入互联网，每个AP都是一个单独的节点，需要独立配置其信道、功率、安全策略等。常见的应用场景有家庭无线网络、办公室无线网络等。 知识链接 四 6.WLAN组网方式 2)AC+FitAP的网络组建 FitAP无法单独运行，必须在无线控制器(AC)的控制下运行。FitAP负责移动终端报文的收发、加解密、802.11协议的物理层功能、射频(RF)空口的统计、接受无线控制器的管理等功能。AC负责无线网络的接入控制、转发和统计、AP的配置监控、漫游管理、AP的网管代理、安全控制等功能。 知识链接 四 6.WLAN组网方式 2)AC+FitAP的网络组建 AC+FitAP组网方式是大型企业或者园区网络中常见的WLAN组网方式。根据AC和AP网络架构可分为二层组网和三层组网； 01 根据AC在网络中的位置，可分为直连式和旁挂式组网。二层组网和三层组网、直连式组网和旁挂式组网可以组合成：直连式二层组网、旁挂式二层组网、直连式三层组网、旁挂式三层组网4种方式。 02 知识链接 四 6.WLAN组网方式 (1)二层组网 当AC与AP直连或者AC与AP之间通过二层网络进行连接时，此组网方式被称为二层组网，如图所示。由于AC和AP同属于一个二层广播域，因此AP通过广播很容易就能发现AC。AC通常配置为DHCP服务器，无须配置DHCP代理，简化了配置。由于二层组网比较简单，适用于简单临时的组网，能够进行比较快速的组网配置，但局限性很大，不适用于有大量三层路由的大型网络。 知识链接 四 6.WLAN组网方式 (2)直连式组网。 直连式组网中AC同时扮演AC和汇聚交换机的功能，AP的数据业务和管理业务都由AC集中转发和处理，图所示为直连式组网。直连式组网可以认为AP、AC与核心网络串联在一起，所有数据必须通过AC到达上层网络。在这种组网方式中，对AC的吞吐量及处理数据能力要求比较高，AC容易成为整个无线网络带宽的瓶颈，但这种组网方式的架构清晰，实施较为容易。 知识链接 四 7.WLAN转发模式 AC+FitAP组网方式中，数据流(移动终端产生的数据)有直接转发模式和隧道转发模式两种。 隧道转发也称为集中转发，在该模式中数据流从移动终端到达AP后，由AP使用CAPWAP协议进行封装，发送到AC,再由AC发送到有线网络中的交换设备进行转发，通常用于集中控制无线用户业务数据流量的场景。 直接转发也称为本地转发或分布转发，在该模式中数据流从移动终端(Station,STA)到达AP后，由AP直接发送到有线网络中的交换设备进行转发。 知识链接 四 8.WLAN的基本业务配置流程 使用AC+AP进行WLAN组网时，AP通常是零配置的，配置主要在有线网络和AC上进行。在AC上进行配置时，可以使用命令行或图形界面。WLAN基本业务配置流程： 任务小结 四 任务小结 （1）常用的无线网络设备有AC和AP。 （2）AP按功能可分为胖AP和瘦AP，它们之间有明显区别。 （3）常见的组网方式有胖AP组网方式和AC+FitAP的组网方式。 师生互动 五 学生学会WLAN转发模式、WLAN的基本业务配置流程以及WLAN组网方式，以满足员工的移动办公需求、消费级的无线路由器在性能、扩展性、管理性上都无法满足要求，学会采用AC+FitAP组网的方案等内容，对学生进行分组，下节课进行汇报。 随堂练习 六 1. 当无线信号与用户的距离越来越远时，信号强度会如何变化？ A. 增强 B. 减弱 C. 保持不变 D. 随机波动 答案：B 解析：无线信号强度会随着距离增加而逐渐减弱，用户需根据需求调整设备位置或功率。 随堂练习 六 2.若用户距离无线设备过远导致信号弱，以下做法最合理的是（ ） A. 关闭设备 B. 调整设备位置或增加信号覆盖 C. 改用有线连接 D. 忽略问题 答案：B 解析：可根据用户需求调整无线设备，调整位置或增强覆盖是直接解决方案。 随堂练习 六 3.无线信号的主要干扰源是（ ） A. 物理障碍物（如墙壁） B. 同频干扰（如蓝牙设备） C. 天气变化 D. 设备颜色 答案：B 解析：干扰源主要是无线设备间的“同频干扰”，例如蓝牙和2.4GHz频段设备。 随堂练习 六 4.以下哪种设备可能对2.4GHz无线信号造成干扰？ A. 红外遥控器 B. 蓝牙耳机 C. 光纤路由器 D. 5GHz WiFi 答案：B 解析：蓝牙和2.4GHz频段设备共用频段，易产生同频干扰，而5GHz频段设备不会干扰2.4GHz信号。 随堂练习 六 5.AP无线信号的“辐射”传递方式是指信号通过什么介质传播？ A. 线缆 B. 空气 C. 光纤 D. 金属导体 答案：B 解析：辐射是“通过天线将信号传递到空气中”，即通过空气传播。 随堂练习 六 6.AP与天线之间通过哪种方式传递信号？ A. 辐射 B. 传导 C. 反射 D. 折射 答案：B 解析：传导是无线信号通过线缆等介质传递，AP与天线通过线缆连接，属于传导方式。 课堂小结 七 谢谢 $$