淺談無線局域網WLAN

無線局域網WLAN

1、概述

• 有線局域網的組成以下圖所示，多臺計算機經過雙絞線鏈接到一個集線器（hub）或交換機（switch）上，組成一個有限局域網。

• 無線局域網的組成以下圖所示，多臺計算機經過無線網卡與接入點 AP (Access Point)鏈接，組成一個無線局域網。無線AP能夠給鏈接的計算機分配地址，鏈接同一個AP的計算機分配的地址都在同一網段。相比有線網絡，無線網絡的信號易受建築物遮擋影響致使信號變弱，輻射範圍變小。

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2、無線局域網的組成

2.1.簡介

有固定基礎設施的無線局域網:

• 一個基本服務集 BSS 包括一個基站和若干個移動站，即一個AP與鏈接它的計算機。全部的站在本 BSS 之內均可以直接通訊，但在和本 BSS 之外的站通訊時 ，都要經過本 BSS 的基站。

• 基本服務集內的基站叫作接入點 AP (Access Point)其做用和網橋類似。當網絡管理員安裝 AP 時，必須爲該 AP 分配

  一個不超過 32 字節的服務集標識符 SSID （即無線WLAN的名字）和一個信道（即規定使用什麼頻率）。

  經過SSID來選擇鏈接不一樣的無線AP，還能夠設置鏈接密碼，而且通常選擇鏈接信號強的AP。

• 一個基本服務集能夠是孤立的，也可經過接入點 AP鏈接到一個主幹分配系統（至關於交換機） DluS (Distribution System)，而後再接入到另外一個基本服務集，構成擴展的服務集ESS (Extended Service Set)。擴展服務集內設備的地址能夠是同一網段。

• ESS 還可經過門戶(portal)爲無線用戶提供到非 802.11 無線局域網的接入。例如經過添加路由器把無線用戶接入到有線鏈接的因特網，門戶的做用就至關於一個網橋。

• 移動站 A 從某一個基本服務集漫遊到另外一個基本服務集（到 A' 的位置），仍可保持與另外一個移動站 B 進行通訊。

2.2.與接入點 AP 創建關聯(association)

• 一個移動站（用戶的通訊設備）若要加入到一個基本服務集 BSS，就必須先選擇一個接入點 AP（至關於基站），並與此接入點創建關聯。
• 創建關聯就表示這個移動站加入了選定的 AP 所屬的子網，並和這個 AP 之間建立了一個虛擬線路。
• 只有關聯的 AP 才向這個移動站發送數據幀，而這個移動站也只有經過關聯的 AP 才能向其餘站點發送數據幀。

2.3.移動站與 AP 創建關聯的方法

• 被動掃描：即移動站等待接收接入站週期性發出的信標幀(beacon frame)。

  信標幀中包含有若干系統參數（如服務集標識符 SSID 以及支持的速率等）。

• 主動掃描：即移動站主動發出探測請求幀(probe request frame)，而後等待從 AP 發回的探測響應幀(probe response frame)。

2.4.熱點(hot spot)

• 如今許多地方，如辦公室、機場、快餐店、旅館、購物中心等都可以向公衆提供有償或無償接入 Wi-Fi 的服務。這樣的地點就叫作熱點。
• 由許多熱點和 AP 鏈接起來的區域叫作熱區。

2.5.手機打電話的過程

如圖所示，移動和聯通等通訊運營商在全國各地建了不少個基站。當擁有移動設備手機的用戶A出如今城市A時，他的手機會自動鏈接最近的，信號最強的基站A並進行註冊；一樣的，用戶B在城市B出現，他的手機也會自動鏈接最近的基站B並進行註冊；這樣在聯通或移動的數據庫裏面就會這樣的記錄：什麼手機號如今在哪個基站上註冊了。

• 當用戶A向用戶B打電話的時候，用戶A先與基站A創建通訊，基站A經過查找數據庫找到用戶B註冊的基站B，再經過光纖與城市B的基站B鏈接，最後經過基站B與用戶B通訊。

• 在全國範圍內基站數量越多，沒有信號的地方就越少，因此咱們打電話老是能通，這就是打電話時如何實現通訊的過程。
• 當用戶A移動到，基站A1附近，用戶A就會在基站A1上註冊，此時就會更改數據庫中用戶A與基站的綁定信息。也就是說，移動或聯通的用戶在移動位置的時候都要更新數據庫。這樣便能精準、實時地掌握用戶所註冊的基站，實現隨時隨地的通訊。

• 這就是爲何跨省跨市移動的時候，就會收到"xxx歡迎你"的短信的緣由。當咱們移動時，咱們的手機就會就近地在當地的基站上註冊，並更新數據庫。所以，聯通移動等運行商就能掌握咱們的位置信息了，因而給咱們發送歡迎短信。因此說犯罪分子只要一使用手機通信就知道他的大概位置了，這也是一樣的道理。

總結：用戶經過手機與基站鏈接，基站經過查找數據庫找到通訊方所註冊的基站，經過光纖與之鏈接，再經過該基站實現與通訊方的通訊。而非手機間直接通訊，由於沒有這麼大的信號強度。

一樣的，手機也是經過聯通或移動的基站來訪問Internet。手機經過3G或4G信號鏈接聯通或移動的基站，基站經過光纖鏈接路由器，經過在路由器上設置網關便能鏈接Internet。這樣只要有信號，手機能打電話，就能聯繫到基站，就能經過基站鏈接光纖接入Internet。這就是爲何咱們感受不管在哪裏打開手機都能上網，其實就是經過基站鏈接Internet的。

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3、組建無線局域網示例

3.1.學校的無線網絡舉例

下圖爲學校教師辦公室組建無線局域網的案例：

• 首先在每間辦公室安裝一個AP；
• 而後每間辦公室的AP使用一根電纜鏈接到機房的交換機上；
• 機房的交換機經過路由器鏈接Internet；

這樣每間辦公室內的用戶均可以就近鏈接無線AP，實現無線上網。

3.2.家庭計算機上網過程

大多數網民都是採用電話線撥號上網的。

直接經過鏈接貓（調制解調器）上網。

之前的電話線是直接接電話機，如今的電話線則接在分離器上。從分離器中拉出一根線接調制解調器（貓）的ADSL接口，貓上的LAN接口爲局域網接口（網線接口）直接與計算機的網卡進行鏈接。隨後，在計算機上建立ADSL的撥號鏈接，輸入對應帳號密碼，撥通後計算機的ADSL撥號鏈接就得到一個公網的IP地址，即計算機能夠訪問Internet了。

這種經過電話線鏈接貓的上網方式只容許鏈接一臺計算機，不符合多臺計算機上網的需求。

經過鏈接無線路由器上網。

使用無線路由器能夠知足多臺計算機上網的需求。無線路由器至關於一個專門創建ADSL撥號鏈接的設備。

• 如圖，無線路由器的WLAN接口鏈接貓的LAN接口，給無線路由器配好撥號的帳號密碼後，只要給它供電它便會自動撥號上網，WLAN接口至關於一臺電腦，得到了一個公網地址，能夠訪問Internet了。

• 無線路由器上的LAN接口（以太網口）至關於四個接口的交換機，能夠鏈接四臺計算機的有線網卡，把它們的地址設爲同一網段便可上網。

• 無線路由器上的天線是提供無線服務的，供手機和筆記本等設備鏈接，這些使用無線鏈接和使用LAN接口有線鏈接的設備地址都在同一網段。

• 當只有無線路由器A能夠撥號上網時，能夠在無線路由器B的LAN接口中引出一根線鏈接無線路由器A的LAN接口，這樣無線路由器B就至關於一個交換機，只要把無線路由器B鏈接的設備地址和網關分別設置爲無線路由器A所在網段和網關，即可實現網絡共享。

千萬不要把無線路由器當成路由器，認爲不一樣的LAN接口在不一樣網段。實際上無線路由器至關於三個設備的集合：

• 鏈接貓創建ADSL撥號鏈接的路由器；
• 鏈接有線用戶的交換機；
• 與設備的無線網卡鏈接的獨立AP；

當路由器ADSL撥號通了以後，路由器得到一個公網IP地址。無線路由器中的三部分鏈接的全部設備都經過該公網地址上網，因此這些設備的IP地址都在一個網段上。

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4、移動自組網絡

4.1.簡介

自組網絡是沒有固定基礎設施（即沒有 AP）的無線局域網。這種網絡由一些處於平等狀態的移動站之間相互通訊組成的臨時網絡。

4.2.移動自組網絡的應用前景

• 在軍事領域中，攜帶了移動站的戰士可利用臨時創建的移動自組網絡進行通訊；
• 這種組網方式也可以應用到做戰的地面車輛羣和坦克羣，以及海上的艦艇羣、空中的機羣；
• 當出現天然災害時，在搶險救災時利用移動自組網絡進行及時的通訊每每頗有效的；