浅谈无线局域网WLAN

无线局域网WLAN

1、概述

• 有线局域网的组成以下图所示，多台计算机经过双绞线链接到一个集线器（hub）或交换机（switch）上，组成一个有限局域网。

• 无线局域网的组成以下图所示，多台计算机经过无线网卡与接入点 AP (Access Point)链接，组成一个无线局域网。无线AP能够给链接的计算机分配地址，链接同一个AP的计算机分配的地址都在同一网段。相比有线网络，无线网络的信号易受建筑物遮挡影响致使信号变弱，辐射范围变小。

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2、无线局域网的组成

2.1.简介

有固定基础设施的无线局域网:

• 一个基本服务集 BSS 包括一个基站和若干个移动站，即一个AP与链接它的计算机。全部的站在本 BSS 之内均可以直接通讯，但在和本 BSS 之外的站通讯时 ，都要经过本 BSS 的基站。

• 基本服务集内的基站叫作接入点 AP (Access Point)其做用和网桥类似。当网络管理员安装 AP 时，必须为该 AP 分配

  一个不超过 32 字节的服务集标识符 SSID （即无线WLAN的名字）和一个信道（即规定使用什么频率）。

  经过SSID来选择链接不一样的无线AP，还能够设置链接密码，而且通常选择链接信号强的AP。

• 一个基本服务集能够是孤立的，也可经过接入点 AP链接到一个主干分配系统（至关于交换机） DluS (Distribution System)，而后再接入到另外一个基本服务集，构成扩展的服务集ESS (Extended Service Set)。扩展服务集内设备的地址能够是同一网段。

• ESS 还可经过门户(portal)为无线用户提供到非 802.11 无线局域网的接入。例如经过添加路由器把无线用户接入到有线链接的因特网，门户的做用就至关于一个网桥。

• 移动站 A 从某一个基本服务集漫游到另外一个基本服务集（到 A' 的位置），仍可保持与另外一个移动站 B 进行通讯。

2.2.与接入点 AP 创建关联(association)

• 一个移动站（用户的通讯设备）若要加入到一个基本服务集 BSS，就必须先选择一个接入点 AP（至关于基站），并与此接入点创建关联。
• 创建关联就表示这个移动站加入了选定的 AP 所属的子网，并和这个 AP 之间建立了一个虚拟线路。
• 只有关联的 AP 才向这个移动站发送数据帧，而这个移动站也只有经过关联的 AP 才能向其余站点发送数据帧。

2.3.移动站与 AP 创建关联的方法

• 被动扫描：即移动站等待接收接入站周期性发出的信标帧(beacon frame)。

  信标帧中包含有若干系统参数（如服务集标识符 SSID 以及支持的速率等）。

• 主动扫描：即移动站主动发出探测请求帧(probe request frame)，而后等待从 AP 发回的探测响应帧(probe response frame)。

2.4.热点(hot spot)

• 如今许多地方，如办公室、机场、快餐店、旅馆、购物中心等都可以向公众提供有偿或无偿接入 Wi-Fi 的服务。这样的地点就叫作热点。
• 由许多热点和 AP 链接起来的区域叫作热区。

2.5.手机打电话的过程

如图所示，移动和联通等通讯运营商在全国各地建了不少个基站。当拥有移动设备手机的用户A出如今城市A时，他的手机会自动链接最近的，信号最强的基站A并进行注册；一样的，用户B在城市B出现，他的手机也会自动链接最近的基站B并进行注册；这样在联通或移动的数据库里面就会这样的记录：什么手机号如今在哪个基站上注册了。

• 当用户A向用户B打电话的时候，用户A先与基站A创建通讯，基站A经过查找数据库找到用户B注册的基站B，再经过光纤与城市B的基站B链接，最后经过基站B与用户B通讯。

• 在全国范围内基站数量越多，没有信号的地方就越少，因此咱们打电话老是能通，这就是打电话时如何实现通讯的过程。
• 当用户A移动到，基站A1附近，用户A就会在基站A1上注册，此时就会更改数据库中用户A与基站的绑定信息。也就是说，移动或联通的用户在移动位置的时候都要更新数据库。这样便能精准、实时地掌握用户所注册的基站，实现随时随地的通讯。

• 这就是为何跨省跨市移动的时候，就会收到"xxx欢迎你"的短信的缘由。当咱们移动时，咱们的手机就会就近地在当地的基站上注册，并更新数据库。所以，联通移动等运行商就能掌握咱们的位置信息了，因而给咱们发送欢迎短信。因此说犯罪分子只要一使用手机通信就知道他的大概位置了，这也是一样的道理。

总结：用户经过手机与基站链接，基站经过查找数据库找到通讯方所注册的基站，经过光纤与之链接，再经过该基站实现与通讯方的通讯。而非手机间直接通讯，由于没有这么大的信号强度。

一样的，手机也是经过联通或移动的基站来访问Internet。手机经过3G或4G信号链接联通或移动的基站，基站经过光纤链接路由器，经过在路由器上设置网关便能链接Internet。这样只要有信号，手机能打电话，就能联系到基站，就能经过基站链接光纤接入Internet。这就是为何咱们感受不管在哪里打开手机都能上网，其实就是经过基站链接Internet的。

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3、组建无线局域网示例

3.1.学校的无线网络举例

下图为学校教师办公室组建无线局域网的案例：

• 首先在每间办公室安装一个AP；
• 而后每间办公室的AP使用一根电缆链接到机房的交换机上；
• 机房的交换机经过路由器链接Internet；

这样每间办公室内的用户均可以就近链接无线AP，实现无线上网。

3.2.家庭计算机上网过程

大多数网民都是采用电话线拨号上网的。

直接经过链接猫（调制解调器）上网。

之前的电话线是直接接电话机，如今的电话线则接在分离器上。从分离器中拉出一根线接调制解调器（猫）的ADSL接口，猫上的LAN接口为局域网接口（网线接口）直接与计算机的网卡进行链接。随后，在计算机上建立ADSL的拨号链接，输入对应帐号密码，拨通后计算机的ADSL拨号链接就得到一个公网的IP地址，即计算机能够访问Internet了。

这种经过电话线链接猫的上网方式只容许链接一台计算机，不符合多台计算机上网的需求。

经过链接无线路由器上网。

使用无线路由器能够知足多台计算机上网的需求。无线路由器至关于一个专门创建ADSL拨号链接的设备。

• 如图，无线路由器的WLAN接口链接猫的LAN接口，给无线路由器配好拨号的帐号密码后，只要给它供电它便会自动拨号上网，WLAN接口至关于一台电脑，得到了一个公网地址，能够访问Internet了。

• 无线路由器上的LAN接口（以太网口）至关于四个接口的交换机，能够链接四台计算机的有线网卡，把它们的地址设为同一网段便可上网。

• 无线路由器上的天线是提供无线服务的，供手机和笔记本等设备链接，这些使用无线链接和使用LAN接口有线链接的设备地址都在同一网段。

• 当只有无线路由器A能够拨号上网时，能够在无线路由器B的LAN接口中引出一根线链接无线路由器A的LAN接口，这样无线路由器B就至关于一个交换机，只要把无线路由器B链接的设备地址和网关分别设置为无线路由器A所在网段和网关，即可实现网络共享。

千万不要把无线路由器当成路由器，认为不一样的LAN接口在不一样网段。实际上无线路由器至关于三个设备的集合：

• 链接猫创建ADSL拨号链接的路由器；
• 链接有线用户的交换机；
• 与设备的无线网卡链接的独立AP；

当路由器ADSL拨号通了以后，路由器得到一个公网IP地址。无线路由器中的三部分链接的全部设备都经过该公网地址上网，因此这些设备的IP地址都在一个网段上。

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4、移动自组网络

4.1.简介

自组网络是没有固定基础设施（即没有 AP）的无线局域网。这种网络由一些处于平等状态的移动站之间相互通讯组成的临时网络。

4.2.移动自组网络的应用前景

• 在军事领域中，携带了移动站的战士可利用临时创建的移动自组网络进行通讯；
• 这种组网方式也可以应用到做战的地面车辆群和坦克群，以及海上的舰艇群、空中的机群；
• 当出现天然灾害时，在抢险救灾时利用移动自组网络进行及时的通讯每每颇有效的；