基于中小型企业无线局域网的应用设计.doc
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1、贵州民族学院毕业论文目录第1章 综 述1第2章 无线局域网的整体介绍22.1无线局域网及基本组成构架22.1.1 无线局域网(Wireless LAN, WLAN)22.1.2 无线局域网的基本组成构架22.2 无线局域网的的基本设备简介32.2.1 无线路由器32.2.2 AP控制器42.2.3 无线AP42.2.4 无线网卡5第3章 WLAN协议ieee802.11(b,g,n)协议介绍6第4章无线局域网网络84.1无线网络的带宽与出口带宽84.1.1无线网络的带宽84.1.2 出口带宽84.2 无线网络管理控制介绍84.3无线网络的安全保障94.3.1.无线局域网安全问题94.3.2 无
2、线局域网存在的几种安全问题94.3.3 安全问题的解决方案9第5章 无线局域网设计方案105.1设计要求105.2设计理念105.3设计方案105.4无线局域网的设计原则要求135.5网络安全管理135.5.1.集中的安全管理135.5.2多种用户认证方式和用户状态防火墙145.5.3安全的AP技术及其侦测和保护145.5.4无线接入的病毒防护145.6 无线局域网的网络管理145.6.1 统一管理145.6.2 RF智能控制管理155.6.3 采用多个SSID结构155.6.4 实现网络负载均衡调控15第6章 无线局域网络性能评价156.1 无线局域网网速测评156.2 无线局域网安全测试1
3、86.3 无线局域网管理测试20结束语21致谢21参考文献2221 第1章 综 述在这个“网络就是计算机”的时代, 伴随着有线网络的广泛应用. 以快捷高效、组网灵活为优势的无线网络技术也在飞速发展。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物从专业角度讲,无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说,无线局域网就是在不采用传统缆线的同时,提供以太网或者令牌网络的功能。通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制、布线、改线工程量大、线路容易损坏、网中的各节点不可移动
4、、特别是当要把相离较远的节点连接起来时,敷设专用通信线路的布线施工难铺度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。无线局域网就是为了解决有线网络以上问题而出现的说到无线网络的历史起源 可能比各位想像的还要早,无线网络的初步应用可以追溯到五十年前的第二次世界大战期间 当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。他们研发出了一套无线电传输科技,并且采用相当高强度的加密技术。当初美军和盟军都广泛使用这项技术,这项技术让许多学者得到了灵感。在 1971 年时,夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络 这被称作 “ALOHNET” 的网络,可以算是相当早期的无线局
5、域网络(WLAN)。最早的 WLAN 包括了7 台计算机。它们采用双向星型拓扑,横跨四座夏威夷的岛屿。中心计算机放置在瓦胡岛上。从这时开始无线网络可说是正式诞生了,虽然目前几乎所有的局域网络 LAN都仍旧是有线的架构,不过近年来无线网络的应用却日渐增加,主要应用在学术界 :如大学校园、医疗界、制造业和仓储业等。而且相关的技术也一直在进步,对企业而言要转换到无线网络也更加容易,更加便宜了。 无线局域网(WirelessLAN / WLAN) 是指用户以电脑透过区域空间的无线网路卡结合存取桥接器进行区域无线网路连接 再加上一组无线上网拨接帐号即可上网进行网路资源的利用 简单地说 无线局域网与一般传
6、统的乙太网路的概念并没有多大的差异 只是 无线局域网将用户端接取网路的线路传输部分转变成无线传输的形式 但是却具备有线网路缺乏的行动性 然而之所以称其是局域网 则是因为会受到桥接器与电脑之间距离的远近限制而影响传输范围 所以必须要在区域范围之内才可以连上网路。它以无线多址信道作为传输媒介 利用电磁波完成数据交互 实现传统有线局域网的功能 无线局域网具有以下特点:(1) 安装便捷无线局域网免去了大量的布线工作,只需要安装一个或多个无线访问点就可覆盖整个建筑的局域网络,而且便于管理、维护。(2)高移动性在无线局域网中各节点可随意移动,不受地理位置的限制。目前 室内AP 可覆盖 10 100m 在无
7、线信号覆盖的范围内,均可以接入网络。而且 WLAN 能够在不同运营商不同国家的网络间漫游。(3)易扩展性无线局域网有多种配置方式。每个 AP 可支持多个用户的接入,只需在现有无线局域网基础上增加AP 就可以将小型网络扩展为大型网络无线局域网技术。第2章 无线局域网的整体介绍2.1无线局域网及基本组成构架 2.1.1 无线局域网(Wireless LAN, WLAN)计算机局域网是把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起,在网络软件的支持下可以相互通讯和资源共享的网络系统。通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆,构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制:布线、改线工
8、程量大;线路容易损坏;网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点联结起来时,敷设专用通讯线路布线施工难度之大,费用、耗时之多,实是令人生畏。这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞,限制了用户联网。 WLAN就是解决有线网络以上问题而出现的。WLAN利用电磁波在空气中发送和接受数据,而无需线缆介质。WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps,传输距离可远至20km以上。无线联网方式是对有线联网方式的一种补充和扩展,使网上的计算机具有可移动性,能快速、方便的解决以有线方式不易实现的网络联通问题。 无线局域网(WLAN)与有线局域网通过铜线或光纤等导体传输不同的是,无线
9、局域网使用电磁频谱来传递信息。它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。无线网络用于一些布线困难、上网设备经常移动的环境,及搭建临时性的网络。无线网络因其自身的优越特性被作为有线网络的补充技术被广泛的应用。2.1.2 无线局域网的基本组成构架(1)无线局域网的组成无线网络的硬件设备主要包括4种:即无线网卡、无线接入节点(下称无线AP)、无线路由器。当然,并不是所有的无线网络都需要这4种设备。事实上,只需几块无线网卡,就可以组建一个小型的对等式无线网络。当需要扩大网络规模时,或者需要将无线网络与传统的局域网连接在一起时,才需要使用无线AP。只有实现Internet接入时,才需要无线路由器。而无线
10、天线主要用于放大信号,以接收更远距离的无线信号,从而扩大无线网络的覆盖范围。医院的无线局域网,通常选择无线接入点。当网络中增加一个无线AP之后,即可成倍地扩展网络覆盖直径。另外,也可使网络中容纳更多的网络设备,通常情况下,一个无线AP最多可以支持多达80台无线网络设备同时接入,推荐数量为30台。 无线局域网由无线网卡、无线接入点(AP)、计算机和有关设备组成,常见的组成方式有3种:点对点型、点对多点型、和混合型。 点对点型常用于固定的要联网的两个位置之间,是无线联网的常用方式,使用这种联网方式建成的网络,优点是传输距离远,传输速率高,受外界环境影响较小。 点对多点型常用于有一个中心点,多个远端
11、点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单;其次,由于中心使用了全向天线,设备调试相对容易。该种网络的缺点也是因为使用了全向天线,波束的全向扩散使得功率大大衰减,网络传输速率低,对于较远距离的远端点,网络的可靠性不能得到保证。混合型用于所建网络中有远距离的点、近距离的点,还有建筑物或山脉阻挡的点。在组建这种网络时,综合使用上述几种类型的网络方式,对于远距离的点使用点对点方式,近距离的多个点采用点对多点方式,有阻挡的点采用中继方式。(2)无线局域网的拓扑结构 WLAN有2种主要的拓扑结构,即自组织网络(对等网络,即人们常称的AdHoc网络)和基础结构网络(infrastructure ne
12、twork)。自组织型WLAN是一种对等模型的网络,它的建立是为了满足暂时需求的服务。自组织网络由一组有无线接口卡的无线终端,特别是移动电脑组成。这些无线终端以相同的工作组名、扩展服务集标识号(ESSID)和密码以对等的方式相互直连,在WLAN的覆盖范围之内,进行点对点或点对多点之间的通信。基础结构型WLAN利用了高速的有线或无线骨干传输网络。在这种拓扑结构中,移动节点在基站(BS)的协调下接入到无线信道。2.2 无线局域网的的基本设备简介2.2.1 无线路由器无线路由器是带有无线覆盖功能的路由器,它主要应用于用户上网和无线覆盖。市场上流行的无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable,动态
13、xdsl,PPTP四种接入方式,它还具有其它一 些网络管理的功能,如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤等等功能 无线路由器(Wireless Router)好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品,它不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等,而且还包括了网络地址转换(NAT)功能,可支持局域网用户的网络连接共享。可实现家庭无线网络中的Internet连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。 无线路由器可以与所有以太网接的ADSL MODEM或CABLE MODE直接相连,也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器等
14、局域网方式再接入。其内置有简单的虚拟拨号软件,可以存储用户名和密码拨号上网,可以实现为拨号接入Internet的ADSL、CM等提供自动拨号功能,而无需手动拨号或占用一台电脑做服务器使用。此外, 无线路由器一般还具备相对更完善的安全防护功能。无线路由器是带有无线覆盖功能的路由器,它主要应用于用户上网和无线覆盖。市场上流行的无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable,动态xdsl,PPTP四种接入方式,它还具有其它一 些网络管理的功能,如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤等等功能 无线路由器(Wireless Router)好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品,它不仅
15、具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等,而且还包括了网络地址转换(NAT)功能,可支持局域网用户的网络连接共享。可实现家庭无线网络中的Internet连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。 无线路由器可以与所有以太网接的ADSL MODEM或CABLE MODE直接相连,也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器等局域网方式再接入。其内置有简单的虚拟拨号软件,可以存储用户名和密码拨号上网,可以实现为拨号接入Internet的ADSL、CM等提供自动拨号功能,而无需手动拨号或占用一台电脑做服务器使用。此外, 无线路由器一般还具备相对更完
16、善的安全防护功能。2.2.2 AP控制器接入控制器(AC)在WLAN与Internet之间起到网关功能,将来自不同接入点的数据进行汇聚、接入Internet。AC比AP更高级,在无线网络中担任管理者的角色,AC还要充当客户端完成有线网络中的一系列功能(例如鉴权,认证等等)。但是AC并不是一种在802.11协议族中规定的WLAN设备,而是作为具体应用中对协议的补充, 因此在只使用少量AP的小规模无线网络中,采用昂贵的AC设备是很不经济的。2.2.3 无线AP无线AP是“无线访问点”或“无线接入点”,它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问,在访问接入点覆盖范围内的无线工
17、作站可以通过它进行相互通信。无线AP的覆盖范围是一个向外扩散的圆形区域,AP相当于一个无线集线器(HUB),接在有线交换机或路由器上,为它连接的无线网卡从由器那里分得IP。无线AP不仅包含单纯性无线接入点(无线AP),也同样是无线路由器(含无线网关、无线网桥)等类设备的统称。 各种文章或厂家在面对无线AP时的称呼目前比较混乱,但随着无线路由器的普及,目前的情况下如没有特别的说明,我们一般还是只将所称呼的无线AP理解为单纯性无线AP,以示和无线路由器加以区分。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问,在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。单纯性无线A
18、P亦可对装有无线网卡的电脑做必要的控制和管理。单纯性无线AP即可以通过10-1000BASE-T(WAN)端口与内置路由功能的ADSL MODEM或CABLE MODEM(CM)直接相连,也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器再接入有线网络。作为无线网络中重要的环节无线接入点、无线网关也就是无线AP(Access Point),它的作用其实就类似于我们常用的有线网络中的集线器。在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多,所有AP通过以太网连接起来并连到独立的无线局域网防火墙。但同时由于其一般专用无线AP都不带额外的局域网接口,使其应用范围较窄。2.2.4 无线网卡无线网卡是终端
19、无线网络的设备,是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。具体来说无线网卡就是使你的电脑可以利用无线来上网的一个装置,但是有了无线网卡也还需要一个可以连接的无线网络,如果你在家里或者所在地有无线路由器或者无线AP的覆盖,就可以通过无线网卡以无线的方式连接无线网络可上网。无线网卡的工作原理是微波射频技术,笔记本目前有WIFI、GPRS、CDMA等几种无线数据传输模式来上网,后两者由中国移动和中国联通来实现,前者电信或网通有所参与,但不多主要是自己拥有接入互联网的WIFI基站(其实就是WIFI路由器等)和笔记本用的WIFI网卡。要说基本概念是差不多的,通过无线形式进行数据
20、传输。无线上网遵循802.1q标准,通过无线传输,有无线接入点发出信号,用无线网卡接受和发送数据。按照IEEE802.11协议,无线局域网卡分为媒体访问控制(MAC)层和物理层(PHY Layer)在两者之间,还定义了一个媒体访问控制-物理(MAC-PHY)子层(Sublayers)。MAC层提供主机与物理层之间的接口,并管理外部存储器,它与无线网卡硬件的NIC单元相对应。 物理层具体实现无线电信号的接收与发射,它与无线网卡硬件中的扩频通信机相对应。物理层提供空闲信道估计CCA信息给MAC层,以便决定是否可以发送信号,通过MAC层的控制来实现无线网络的CCSMA/CA协议,而MAC-PHY子层
21、主要实现数据的打包与拆包,把必要的控制信息放在数据包的前面。IEEE802.11协议指出,物理层必须有至少一种提供空闲信道估计CCA信号的方法。无线网卡的工作原理如下:当物理层接收到信号并确认无错后提交给MAC-PHY子层,经过拆包后把数据上交MAC层,然后判断是否是发给本网卡的数据,若是,则上交,否则,丢弃。如果物理层接收到的发给本网卡的信号有错,则需要通知发送端重发此包信息。当网卡有数据需要发送时,首先要判断信道是否空闲。若空,随机退避一段时间后发送,否则,暂不发送。由于网卡为时分双工工作,所以,发送时不能接收,接收时不能发。无线网卡标准: 1.IEEE 802.11a :使用5GHz频段
22、,传输速度54Mbps,与802.11b不兼容;2.IEEE 802.11b :使用2.4GHz频段,传输速度11Mbps;3.IEEE 802.11g :使用2.4GHz频段,传输速度54Mbps,可向下兼容802.11b;4.IEEE 802.11n(Draft 2.0) :用于Intel新的迅驰2笔记本和高端路由上,可向下兼容,传输速度300Mbps。接口类型: 1.台式机专用的PCI接口无线网卡。 2.笔记本电脑专用的PCMCIA接口无线网卡。3.USB接口无线网卡。4.笔记本电脑内置的MINI-PCI无线网卡。无线网卡的端口:还分为E型、T型、PC型、L型和USB等接口。第3章 WL
23、AN协议ieee802.11(b,g,n)协议介绍无线局域网协议众多,最初IEEE802.11标准于1997年6月公布,是第一代无线局域网标准。目前的主流标准是IEEE802.11g工作在2.4 GHz频段,IEEE802.11 IEEE802.11是第一代无线局域网标准之一,速率最高只能达到2Mbit/s。该标准定义了物理层和媒体访问控(MAC)协议的规范,允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。由于在无线网络中冲突检测较困难,媒体访问控制(MAC)层采用避免冲突(CA)协议,而不是冲突检测(CD),但也只能减少冲突。802.11物理层的无线媒体(WM )决定了它与现有
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