无线局域网的基础知识

8.1 无线局域网概述

无线局域网为局部区域内固定的或移动的站点提供无线连接和通信服务，这些站点可以是安装了无线网卡的台式计算机、笔记本计算机、iPhone手机或iPad平板电脑等支持无线局域网的电子设备。

无线网络最大的优点是可以让人们摆脱有线的束缚，更便捷、更自由地沟通。虽然目前大多数的网络仍然是有线网络，但是近年来无线网络的应用与日俱增，特别是无线网络技术与互联网技术相结合，为接入网领域带来无法估量的发展前景。

无线局域网是一种能在几十米到几百米范围内支持较高数据速率(2Mbps以上)的无线网络，可以采用微蜂窝(microcell)、微微蜂窝(picocell)或非蜂窝(no cell)结构。无线局域网的典型标准是IEEE 802.11系列标准和HiperLAN系列标准。

2. 经济性(saving)

无线局域网可以应用于不适合物理布线或者物理布线困难的环境，从而节省了电缆(或光纤)及相关附件的费用，省去了布线工序，可以快速组网，节省人工成本，能够使网络快速地投入应用，提高了经济效益;对于需要临时组建网络的地方，无线局域网可以以低成本地快速实现;对于需要经常重新布线的地方，无线局域网也可以节省反复布线的费用。

3. 灵活性(flexibility)

无线局域网容易安装，使用方便，组网灵活，可以将网络延伸到线缆无法连接的地方，并可方便地移动、增减设备。无线局域网的组网方式可以灵活多变，既能通过基本结构接入骨干网，也能构建自组网、构建单区网和多区网，还能够在不同无线局域网之间进行移动。

4. 可伸缩性(scalability)

只要在无线局域网的适当位置添加接入点或扩展点，就可以扩展无线局域网的覆盖范围，从而达到扩展网络的目的。

2. 第二代无线局域网

20世纪80年代，IEEE 802委员会开展了无线局域网标准的研究和制定工作。并于1990年7月成立了专门的IEEE 802.11研究组，负责制定无线局域网物理层和媒体访问控制层(MAC)协议。1991年5月，IEEE成立了无线局域网的专题研究组，并举行了国际上第一次关于无线局域网的专题会议。1997年6月，IEEE 802.11标准制定完成，并于1997年11月颁布。此后，众多厂商相继推出了在基于IEEE 802.11标准的无线局域网产品，这些产品属于第二代无线局域网设备，它们大都工作在2.4000～2.4835GHz频段，数据传输速率为1～2Mbps。

3. 第三代无线局域网

采用无线交换机和AP的架构，对传统WLAN设备的功能做了重新划分，将密集型的无线网络和安全处理功能转移到集中的 WLAN交换机中实现，同时加入了许多重要新功能，诸如无线网管、AP 间自适应、无线安管、RF 监测、无缝漫游以及Qos ，使得无线局域网的网络性能、网络管理和安全管理能力得以大幅提高。

4. 第四代无线局域网

1999年9月，IEEE 802委员会推出了IEEE 802.11a标准，工作在5GHz频段，把传输速率提高到54Mbps。2002年，IEEE 802委员会又推出了802.11g标准，它的最大传输速率为54Mbps，但仍工作在2.4GHz频段，与IEEE 802.11b标准兼容。同时，欧洲高速无线局域网标准化组织也制定完成了类似的HiperLAN2标准，也工作在5GHz频段。凡符合IEEE 802.11b、IEEE 802.11g和HiperLAN2标准的产品，都被称为第四代无线局域网产品。

1. 站点(station，STA)

网络是实现站点之间数据传输的，人们把连接在无线局域网中的设备称为站点。站点也称为主机(Host)或终端(Terminal)，是无线局域网的最基本的组成单元。站点在无线局域网中又常被称为客户端(client)，它是具有无线网络接口的计算机设备。站点通常包括终端用户设备、无线网络接口和网络软件等几个部分。

2. 无线介质(Wireless Medium，WM)

无线介质是指无线局域网中站点与站点之间、站点与接入点之间通信的传输介质，即空气，它是无线电波和红外线传播的良好介质。

(2) 无线接入点的功能

无线接入点类似蜂窝结构的基站，是无线局域网的重要组成部分。无线接入点是一种特殊的站点，它通常处于基本服务区(Basic Service Area，BSA)的中心，固定不动。无线接入点的基本功能如下。

① 作为接入点，完成其他非AP的站对分布式系统的接入访问和同一基本业务组(Basic Service Set，BSS)中的不同站点之间的通信;

② 作为无线网络和分布式系统的桥接点完成无线局域网与分布式系统之间的桥接功能;

③ 作为BSS的控制中心，完成对其他非AP站点的管理和控制。

4. 分布式系统(Distribution System，DS)

一个无线局域网基本服务区(BSA)所能够覆盖的区域受到环境和主机收发信机特性的限制。为了覆盖更大的区域，就需要把多个BSA通过分布式系统(Distribution System，DS)连接起来，形成一个扩展业务区(Extended Service Area，ESA)，而通过DS互相连接起来的属于同一个ESA的所有主机组成一个扩展业务组(Extended Service Set，ESS)。

分布式系统用来连接不同BSA的通信信道，称为分布式系统信道。分布式系统信道可以是有线信道，也可以是无线信道。这样，在组建无线局域网时就可以灵活多样。在通常的情况下，有线分布式系统与骨干网都采用有线局域网(如IEEE 802.3);而无线分布式系统可以通过AP之间的无线通信取代有线电缆来实现不同BSS的连接。

分布式系统通过入口(Portal)与骨干网相连。从无线局域网发送到骨干网的数据都必须经过入口;反过来，从骨干网发送到无线局域网的数据也必须经过入口。这样，就可以通过入口把无线局域网和骨干网连接在一起。与能够连接不同拓扑结构的有线局域网的有线网桥一起，Portal必须能够识别无线局域网的帧、DS上的帧和骨干网上的帧，并且能够相互转换。Portal是一个逻辑的接入点，它既可以是一个单一的设备(例如网桥、路由器或网关等)，也可以和AP共存于同一个设备中。一般来说，Portal和AP大都集成在一起，而DS与骨干网往往属于同一个局域网。

4. 中继型或桥接型网络拓扑结构

采用中继型或桥接型网络拓扑结构，也是拓展无线局域网覆盖范围的一种有效方法。

两个或多个网络或网段可以通过无线中继器、无线网桥或无线路由器等无线网络设备互连起来。如果中间只通过一级无线设备互联，称为单跳(single hop)网络;如果中间经过多级无线设备互联，则称为多跳(multiple hop)网络。

审核编辑：汤梓红