⑴ 毕业论文题目:无线办公室网络设计
利用无线网络技术组建小型无线办公网络
随着网络技术的发展,笔记本电脑的
普及,人们对移动办公的要求越来越高。
传统的有线局域网要受到布线的限制,因
此高效快捷、组网灵活的无线局域网应运
而生。现在很多高校和大型企业已经实现
了无线局域网。
1无线局域网的优点
无线局域网WLAN(wireless local area
network)是计算机网络与无线通信技术相
结合的产物。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:
1.1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(access
point,AP)就可覆盖整个建筑的局域网络,
而且便于管理、维护。
1.2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,AP可覆盖
10~100 m。在无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。
1.3易扩展性
无线局域网有多种配置方式,每个AP
可支持100多个用户的接入,只需在现有无
线局域网基础上增加AP,就可以将几个用
户的小型网络扩展为几千用户的大型网
络。
2无线局域网的技术分析
无线局域网的基础还是传统的有线局
域网,是有线局域网的扩展和替换。是在
有线局域网的基础上通过无线HUB、无线
访问节点(AP)、无线网桥、无线网卡等
设备使无线通信得以实现。与有线网络一
样,无线局域网同样也需要传送介质。只
是无线局域网采用的传输媒体不是双绞线
或者光纤,而是红外线(IR)或者无线电波
(RF),以后者使用居多。
3无线局域网的主要协议标准
无线接入技术区别于有线接入的特点
之一是标准不统一,不同的标准有不同的
应用。目前比较流行的有802.11标准、新
贵蓝牙(Bluetooth)标准以及HomeRF(家
庭网络)标准。
3.1 802.11协议简介
IEEE在1997年为无线局域网制定─
─IEEE 802.11协议标准。总数据传输速
率设计为2Mbit/s,两个设备之间的通信可
以设备到设备的方式进行,也可以在基站
或者访问点的协调下进行。
3.1.1 IEEE 802.11b
是无线局域网的一个标准。其载波的
频率为2.4GHz,可提供1、2、5.5及
11Mbit/s的多重传送速度。IEEE 802.11b
是所有无线局域网标准中最著名,也是普
及率最广的标准。它有时也被错误地标为
Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟
(WLANA)的一个商标,该商标仅保障使
用该商标的商品互相之间可以合作,与标
准本身实际上没有关系。
3.1.2 IEEE 802.11a
是802.11原始标准的一个修订标准,
于1999年获得批准。802.11a标准采用了
与原始标准相同的核心协议,工作频率为
5GHz,最大原始数据传输率为54Mbit/s。
3.1.3 IEE 802.11g
其载波的频率为2.4GHz,原始传送速
度为54Mbit/s,净传输速度约为24.7Mbit/
s。802.11g的设备向下与802.11b兼容。
现在很多无线路由器厂商已经应市场
需要而在IEEE 802.11g的标准上另行开
发新标准,并将理论传输速度提升至
108Mbit/s或125Mbit/s。
3.2蓝牙
蓝牙(IEEE 802.15)是一项新标准,
“蓝牙”是一种极其先进的大容量近距离
无线数字通信的技术标准,其目标是实现
最高数据传输速度1Mbit/s(有效传输速
率为721kbit/s)、最大传输距离为10cm~
10m,通过增加发射功率可达到100m。蓝
牙比802.11更具移动性,比如,802.11限
制在办公室和校园内,而蓝牙却能把一个
设备连接到LAN(局域网)和WAN(广
域网),甚至支持全球漫游。此外,蓝牙成
本低、体积小,可用于更多的设备。“蓝牙”
最大的优势还在于,在更新网络骨干时,如
果搭配“蓝牙”架构进行,使用整体网路的
成本肯定比铺设线缆低。
4无线局域网的安全性
无线局域网采用公共的电磁波作为载
体,容易受到非法用户入侵和数据窃听。
无线局域网必须考虑的安全因素有三个:
信息保密、身份验证和访问控制。为了保
障无线局域网的安全,要使用适当的技术,
主要有:物理地址(MAC)过滤、服务集标
识符(SSID)匹配、有线等效保密(WEP)、有
线等效保密(WEP)、虚拟专用网络(VPN)、
Wi-Fi保护访问(WPA)。要针对自己网络
的特点和要求,来选择相应的技术。
5小型无线办公网络组网方案
5.1 Wi-Fi与蓝牙的选择
根据目前的无线技术状况,目前主要
是通过蓝牙及802.11b/a/g二种无线技术
组建无线办公网络。现比较如下:
(1)蓝牙技术的数据传输速率为1Mbit/
s,通信距离为10m左右;而802.11b/a/g的
数据传输速率达到了11Mbit/s,并且有效
距离长达100m,更具有“移动办公”的特
点,可以满足用户运行大量占用带宽的网
络操作,所以802.11b/a/g比较适合用在办
公室构建无线网络(特别是笔记本电脑)。
(2)从成本来看,802.11b/a/g比较廉
价,目前很多笔记本一般都为迅弛平台,本
身集成了802.11b/a/g无线网卡,用户只要
购买一台无线局域网接入器(无线AP)即
可组建无线网络。蓝牙则要根据网络的概
念提供点对点和点对多点的无线连接。在
任意一个有效通信范围内,所有设备的地
位都是平等的。当然,从另一个角度来看,
蓝牙更适合家庭组建无线局域网。
5.2 Wi-Fi无线网络组网方案
在组建Wi-Fi无线网络前,需要准备无
线网卡和无线AP,如果电脑本身不具备无
线网卡,那么可以购买相同协议的PCMICA、
USB等接口的802.11b无线网卡。另一个就
是无线AP的选择了,建议这类用户选择小
型办公使用的USB无线AP。根据资金实力
选择功能和性能较强一点的,这关系到办公
电脑上网的稳定性和安全性。
在实际组建当中,比如有5台电脑,其
中1台放在单独一间房间里,另外4台在办
公的大房间里,并且使用ADSL拨号的电
话也在1号机器上。因此,将无线AP安装
到1号机器上,其它机器通过无线网关连
接到1号机器的AP上组成无线网络
5.3无线网络的安装
设备准备好后,就需要将设备安装并
配置。
首先是无线网卡的安装,不管是使用笔记
本内置无线网卡,还是通过扩展安装无线网
卡,首先需要安装好无线网卡的驱动程序。
接下来进行无线网络的安装,要求计
算机的操作系统至少为Windows XP SP2,
它对无线的支持也有很大程度的提高。可
直接进入“控制面板”的“无线网络安装
向导”进行配置。此外,根据你所选用的设
备为每台电脑的无线网卡设置一个IP地
址、进行安全设置。
6结语
无线局域网把网络和移动应用有机地
结合在一起,克服了有线局域网的不足,随
着各种技术、标准的完善,无线局域网将
越来越成熟,为人们提供一个高速、灵活
的多媒体网络。
⑵ 怎样在有线网络上设计无线网络。
也许对于很多消费者来说,无线技术固然再好、再便捷但是如果不能BT下载,不能流畅地游戏那么它就没有价值。而本文的重点就是向大家介绍如何在WLAN环境下进行合理的BT下载设置,以便获得最佳的使用效果。
也许很多朋友都有这样的感觉,在将自家的有线路由器换成无线路由器以后,BT下载的稳定性和连接速度有了明显的下降,甚至是不能进行BT下载。其实,无论是有线还是无线路由他们的工作原理都基本一样:对内网向外网发出的信息不会进行阻拦,但对来自外部想进入内部网络的信息则会在进行识别、筛选后才会转发给内网电脑,也正是基于此原理,才导致了很多内网BT用户在下载时出现断流和缓慢的现象。当然,对于无线路由器来说,我们还需要进行一些额外的设置才能够获得与有线网络相同的下载效果。
关闭SSID
SSID(ServiceSetIdentifier)一般是由AP或无线路由器广播出来的局域网名称,它的目的是让只有设置为名称相同SSID的值的电脑才能互相通信。
对于BT下载来说,我们建议大家关闭SSID来获得更好的使用你效果。因为,关闭SSID后可以节省带宽的占用率和免除许多网络冗余信息,提高BT的下载速度。 另一方面,关闭SSID后也可以起到对网络保护的作用。关闭SSID广播后,其他用户将无法搜索到你无线设备的SSID,除非他能手动填写出你正确的SSID才能进行连接。
启用加密,控制用户数量
与传统有线路由相比,无线路由器更容易被他人入侵,尤其是没有采用任何加密措施的无线路由,你的邻居将毫不费力的使用你的网络进行下载和其他操作,从而影响你的网络质量。
除了上面提到的关闭SSID,我们还可以通过WEP和WPA这些无线加密手段来对网络进行保护。这里我们建议大家,在其他设置正常的情况下,排除ISP和软件的问题后,您不妨看看是否有人偷偷潜入了您的网络。
IEEE 802.11 Wireless LAN 网络
13.1 网络架构及特性简介
由于可携式计算机(包含笔记型计算机 (notebook) 和掌上型计算机 (laptop))普及率的快速成长,无线局域网络对今日的计算机及通讯工业来讲,将成为一项重要的观念及技术。在无线局域网络的架构中,计算机主机不需要像在传统的有线网络里,必需保持固定在网络架构中的某个节点上,而是可以在任意的时间作任何的移动,也能对网络上的数据作任意的访问。大体说来,无线网络有四项特性与传统的有线网络不同:
一、无线网络的目的地址(Destination Address)通常不等于目的位置(Destination Location):
在有线网络里,一个地址通常就代表一个固定的位置,然而在无线网络里,这件事不一定成立,因为在无线网络中,事先被给定地址的一部计算机,随时都有可能会移动到不同的地方。
二、无线网络的传输媒介会影响整体网络的设计:
无线网络的实体层和有线网络的实体层基本上有很大的不同,无线网络的实体层有下列特性:
点和点之间的连结范围是有限的,因为这牵涉到讯号强弱的关系。
使用了一个需要共享的传输媒介。
传送的讯号未被保护,易受外来噪声干扰。
在数据传送的可靠性来讲,较有线网络来的差。
具有动态的网络拓扑结构。
因为上述的原因,使得设计整个网络的软硬体架构,就会和传统的有线网络不同。举例而言,由于讯号传送范围的受限,使得无线局域网络硬体架构的设计,就必需考虑到只能在一个有着合理几何距离的区域内。
三、无线网络要有能力处理会移动的工作站:
对无线网络来讲,一个重要的要求就是,不但能处理可携式的工作站 (portable station),更要能处理移动式的工作站 (mobile station),可携式的工作站也会从某一个位置移动到另一个位置,但长时间来看,它通常还是会固定在某一个位置上。而移动式的工作站就有可能在短时间内不断的移动,且会在移动中仍对网络上的数据作访问。
四、无线网络和其它 IEEE 802 网络层间的关系不同:
为了达到网络的透明化,无线局域网络希望做到在逻辑链接层就能和别的网络相通,这使得无线局域网络必需将处理移动性工作站及保持数据传送可靠性的能力全做在网络媒介访问层 (MAC Layer) 中,这和传统有线网络在媒介访问层所需具有的功能是不同的。
无线局域网络正逐渐受到重视,为了使各种竞争产品之间能兼容互通,标准的制定就成了重要的工作,而 IEEE 802.11 无线局域网络 (wireless LAN) 的标准就在这样的情况下诞生。
IEEE 802.11 主要目的是要制定一套适合在无线局域网络环境下作业的通讯协议,最重要的工作,就是要制定出 MAC 层和实体层。 因此 IEEE 802.11 的参考模式主要分成两部份,第一部份是制定出适用于所有无线网络系统的 MAC 规格,设计出和实体层无关的 MAC 协议。第二部份则是制定出和传输媒介相关的 PHY 规格。IEEE 802.11 所支持的每一种传输讯号频宽,都有不同的 PHY 规格。例如,915MHz 频宽、2.4GHz 和5.2GHz 频宽以及红外线频宽等,都有不同的 PHY 规格。此外功率的管理和时限性的服务等也包括在 IEEE 802.11的定义范围内。本章讨论的重点将着重在 IEEE 802.11 所制订出的 MAC 通讯协议上。IEEE 802.11 无线局域网络的主要特性如下:
多重传输速率。IEEE 802.11可以让工作站使用不同的传输速率(单位为100kbps)在网络上通讯。例如 0.5 Mbps, 1 Mbps 或 2 Mbps。
frame为 IEEE 802.11 frame。
传输媒介为无线电。
基本通讯协议为 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)。如果同时有二个或二个以上的工作站传送frame将造成冲撞,发生冲撞的frame视为无效并丢弃。IEEE 802.11所采用的 CSMA/CA通讯协议虽可避免大部分不必要的冲撞,但仍无法完全排除冲撞的现象。因此只适合用来传送非实时性的数据。
提供两种传送服务。分布式协调功能 (Distributed Coordination Function, DCF) 使用 CSMA/CA ,适合传输非实时信息。集中式协调功能 (Point Coordination Function, PCF) 由网络协调者 (Point Coordinator) 掌控并且以轮询 (polling) 的方式安排工作站传送frame的时机及顺序。由于工作站传送的时间可事先安排,因此可提供保证传送延迟的服务。
非实时传输使用之频宽不保证公平分配。在 DCF 部份由于工作站利用 CSMA/CA 通讯协议来互相竞争传送frame的机会,并没有轮流传送的特性,因此每个工作站实际使用的频宽量可能不同。
提供认证 (Authentication) 及数据保密 (Privacy) 功能。无线电是一种开放性的介质,任何人都可以很容易的干扰或!!。任证是确任对方的身分,免得在不知情的状况下因
为与陌生人通讯而泄漏重要的信息。保密是利用加密 (Encryption) 及解密 (Decryption) 的技术来保护传送的数据,使得!!者即使!!到数据也无法得知其内容。
较不适合多媒体信息传输。虽然网络提供保证的传送延迟服务,但目前最高的传送速率只有 2 Mbps。此频宽尚不足以应付具有实时要求的多媒体信息。如果无线网络上同时存在许多工作站,则每一部工作站平均分配到的频宽将更少。
13.2 无线局域网络硬件架构
要了解无线局域网络硬件架构之前,要先了解无线局域网络协议的功能需求,因为 IEEE 802.11 就是根据这些需求,拟订了一套无线局域网络系统的基本架构。 IEEE 802.11将最低的功能频宽订为 1Mbps,这对于一般性的操作,像档案传输、程序加载、交易处理等,是绝对必要的。对于需要传输实时数据的应用软件,像数字式声音、影像等,IEEE 802.11也提供了时限性 (time bounded)的服务。另外,IEEE 802.11也定义了包括财务、办公室、学校以及工业大楼等各种环境中的可靠操作需求。此外,还定义了行动式的计算机系统至少必须支持每小时几哩的行人速度。而为了整合这些需求,IEEE 802.11就制订出两种不同类型的无线局域网络基本架构:
有基础架构的无线局域网络 (Infrastructure Wireless LAN)
无基础架构的无线局域网络 (Ad Hoc Wireless LAN)
所谓的基础架构通常指的就是一个现存的有线网络分布式系统 (wired distribution system),在这种网络架构中,会存在一种特别的节点,称作AP (access points),这个AP的功能就是要将一个或多个的无线局域网络和现存的有线网络分散系统相连结,以提供某个无线局域网络中的工作站,能和较远距离的另一个无线局域网络的工作站通讯,另一方面也促使无线局域网络中的工作站,能访问有线分布式系统中的网络资源。这一类型的无线网络通讯范围,通常是以同一栋建筑物出现,例如,商店、医院、或是同一栋楼层。
无基础架构的无线局域网络主要是要提供不限量的用户,能实时架设起无线通信网路,在这种架构中,通常任二个用户间都可直接通讯,这一类的无线网络架构在会议室里经常用得上。IEEE 802.11所制订的架构允许「无基础架构的无线局域网络」和「有基础架构的无线局域网络」同时使用同一套基本访问协议。然而,一般讨论 IEEE 802.11 无线局域网络硬体架构,还是偏重在「有基础架构的无线网络上」。IEEE 802.11 所定义的无线网络硬体架构,主要由下列组件所组成(参考图13-1):
Wireless Medium (WM):无线传输媒介,无线局域网络实体层所使用到的传输媒介。
Station (STA):工作站,任何设备只要拥有 IEEE 802.11 的 MAC 层和 PHY 层的接口,就可称为一个工作站。
Station Services (SS):工作站服务,提供工作站送收数据的服务。
Basic Service Area (BSA):在「有基础架构的无线局域网络」中,每一个几何上的建构区块 (building block) 就称为一个基本服务区域 (Basic Service Area, 简称 BSA) ,每一建构区块的大小依该无线工作站的环境和功率而定。
Basic Service Set (BSS):基本服务区中所有工作站的集合。
Distribute System (DS):分布式系统,通常是由有线网络所构成,可将数个 BSAs 连结起来。
Access Point (AP):AP,连结 BSS 和 DS 的设备,不但具有工作站的功能,还提供工作站具有访问分布式系统的能力,通常在一个 BSA 内会有一个AP。
Extended Service Area (ESA):数个 BSAs 经由 DS 连结在一起,所形成的区域,就叫作一个扩充服务区。
Extended Service Set (ESS):数个经由分布式系统所连接的 BSS 中的每一基本工作站集,形成一个扩充服务集。
Distribution System Services (DSS):分布式系统所提供的服务,使得数据能在不同的 BSSs 间传送。
图13-1 无线网络硬体架构组成组件
IEEE 802.11 无线网络系统与传统的有线局域网络相连结是经由一个称为 「埠接器」(Portal)的连结设备,如图13-2 所示。端口接器的主要功能是将数据从有线局域网络送入无线网络系统,或将来自无线局域网络的数据送入有线局域网络中。这之间除了必须考虑通讯协议的不同外也要考虑到传输媒介的差异。
图13-2 无线局域网络与有线局域网络之相连结
13.3 无线局域网络软件架构
IEEE 802.11的软体架构主要可分为工作站软体和分布式系统软体二部份。标准中并无规定应如何实作此分布式系统软体,取而代之的是,它描述了这个分布式系统应提供那些服务才能满足整个系统所需。因此,无线网络的软件架构可看成是由下列二大类的服务所组成(参考图13-3):
工作站服务 (Station Services, 简称 SS), 由工作站所提供。此类服务提供工作站具有正确送收数据的能力,另外也考虑传送数据的安全性。包含下列两种服务:
身份确认服务(Authentication)
隐密性服务(Privacy)
分布式系统服务(Distribution System Services, 简称 DSS),由分布式系统所提供。此类服务使 MAC frame能在同一个 ESS 中的不同 BSS 间传送。无论工作站移动到那里,也都要能收到它该收到的数据,这类服务大部份是由一个特别的工作站呼叫使用,此工作站本身也同时提供这些服务,因此也称为AP(Access Point, 简称AP)。AP是唯一同时提供 SS 和 DSS的无线网络组件,它也是工作站与分布式系统间的桥梁。分散系统提供下列五种服务:
联结服务(Association)
取消联结服务(Disassociation)
分送服务(Distribution)
整合服务(Integration)
重联结服务(Reassociation)
图13-3 无线网络软体服务架构
IEEE 802.11 所指定的七种服务中有五种是用来支持使「媒介访问服务数据单元」(MAC service data unit,简称 MSDU) 能在不同的 BSS 间传送。另外二种则是用来控制工作站对 IEEE 802.11局域网络的访问,及数据的隐私性。其功能分述如下:
分送服务(Distribution):此服务的主要工作就是将分布式系统中的数据送到该送到的地方。以图13-3 为例,假设有一笔frame要从 工作站 1 送到 工作站 4 ,一开始这笔frame会先被送到工作站 2 ( 输入AP),接着工作站 2 会透过「分送服务」将这笔frame送到工作站 3 (输出AP),而工作站 3 再透过无线媒介将frame送达工作站 4 。IEEE 802.11 并没有规定分散系统要如何将frame正确的送达目的位置,但它说明了在「联结」(Association)、「取消联结」(Disassociation)及「重联结」(Reassociation) 等服务中该提供那些信息,使得分散系统可以决定该笔frame该送往那个 输出AP,而将frame送达正确的目的地位置。
整合服务(Integration):此服务的主要目的是要使frame能在分散系统和现存的传统局域网络间传送。如果分送服务知道该笔frame的目的地位置是一个现存的 IEEE 802.x 有线局域网络,则该笔frame在分散系统中的输出点将是埠接器而不是AP。分送服务若发现该frame是要被送到埠接器将会使得分散系统在frame送达端口接器后接着驱动「整合服务」,而整合服务的任务就是将该笔frame从分散系统转送到相连的局域网络媒介。其中整合服务要做的主要工作就是将不同的地址空间做一个转换。 为了要了解以下所将要介绍的「联结」(Association)、「取消联结」(Disassociation)及「重联结」(Reassociation)等服务的意义,我们先介绍一个叫做「移动性」(mobility) 的观念,IEEE 802.11对工作站,定义了三种程度的「移动性」,分别描述如下: 无变动:此程度的移动性又可分为以下两种型式:静止(工作站根本就没动)及区域性的移动(工作站只在一个基本服务区内移动)。
基本服务区的变动:工作站会从一个基本服务区移动到另一个基本服务区,但仍保持在同一个扩充服务区内。
扩充服务区的变动:工作站会从某一个扩充服务区内的基本服务区移动到另一个扩充服务区内的基本服务区。
联结服务(Association):此服务的主要目的是要在工作站和AP之间建立一个通讯联机。当分布式系统要将数据送给工作站时,它必需事先知道这个工作站目前是透过那个AP来访问分布式系统,这些信息就是由联结服务来提供。一个工作站在被允许藉由某个AP送数据给分散系统之前,它必须先和此AP作联结,通常在一个基本服务区内有一个AP,因此任何在这个基本服务区内的工作站想和外界作通讯,就必须先向此AP相联结。此动作类似注册,因为当工作站作完联结的动作后,AP就会记住此工作站目前在它的管辖范围之内。请注意在任一瞬间,任一个工作站只会和一个AP作联结,这样才能使得分散系统能在任一时候知道哪一个工作站是由哪一个AP所管辖。然而,一个AP却可同时和多个工作站作联结。联结服务都是由工作站所启动的,通常工作站会藉由启动联结服务来要求和AP作一个联结。
重联结服务(Reassociation):此服务的主要目的是要将一个移动中工作站的联结,从一个AP转移到另一个AP。当工作站从一个基本服务区移动到另一个基本服务区时,它就会启动一个「重联结的服务」,此服务会将工作站和它所移入的基本服务区内的AP作一个联结,使得分散系统将来能知道此工作站目前已由另一个AP所管辖了。重联结的服务也都是由工作站所启动的。
取消联结服务(Disassociation):此服务的主要目的是取消一个联结。当一个工作站传送资料结束时,可以启动「取消联结服务」。另外,当一个工作站从一个基本服务区移动到另一个基本服务区时,它除了会对新的AP启动「重联结服务」外,也会对旧的AP启动「取消联结服务」。此服务可由工作站或AP来启动。不论是哪一方启动,另一方都不能拒绝。AP可能因为网络负荷的原因,而启动此服务对工作站取消联结。
身份确认服务(Authentication):此服务的主要目的是用来确认每一个工作站的身份。IEEE 802.11 支援一种叫做「盘问/响应」(Challenge/Response,简称 C/R) 的身份确认方法。一般 C/R 身份确认的方法主要有下列三个步骤:
声明身份 (Assertion of Identity)
盘问声明 (Challenge of Assertion)
回应盘问 (Response to Challenge)
以下为 C/R 身份确认方法的实例
声明 (Assertion):我是工作站 4
盘问 (Challenge):证明你的身份
回应 (Response):这是我的密码
结果 (Result):如果密码 OK ,工作站就完成身份确认
IEEE 802.11 通常要求双向式的身份确认。在任一瞬间,一个工作站能同时和多个工作站(包含AP)作身份确认的动作。身份确认的服务是属于工作站服务。
隐密性服务 (Privacy);此服务的主要目的是避免传送数据的内容被!!。无线网络和有线网络不太相同的地方,其中一点就在于无线网络的数据是在空气这开放的介质中传播,因此任何只要装有 IEEE 802.11 适配卡的工作站都能接收到别人的数据,所以数据的保密性若做的不好,资料就很容易被别人所!!。「隐密性服务」的主要功能就是提供一套「隐密性服务」的算法 (privacy algorithm) 将数据做加密与解密。「隐密性服务」也是属于工作站服务 。
13.4 frame格式
IEEE 802.11 的 MAC frame格式如图13-4 所示,其中包含
frame标头 (Header):30字节,此部份主要包括了控制信息 (control information),地址 (addressing),顺序号码 (sequencing number),持续时间 (ration) 等字段。
资料:长度不一(0 - 2312 字节),此部份依frame型态 (frame type) 有所不同。
错误检查码 :4 字节,记录frame的检查码,采用 CRC-32 技术。
2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 字节
Frame Control
Duration/ID
Address 1
Address 2
Address 3
Sequence Control
Address 4
Frame Body
CRC
------------------------- MAC Header --------------
图13-4 MAC frame格式
13.4.1 frame控制字段
frame控制字段之格式如图13-5 所示。其中
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
图13-5 frame控制字段格式
Protocol Version : 802.11 标准版本,目前值为 00。
Type and Subtype : frame型态,目前定义的有三种 : Data frame, Control frame, Management frame。 每一种型态有可分为若干次型态,如表13-1 所示。
To DS : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(包括广播或群播frame)要传送给分布式系统。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
From DS : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(包括广播或群播frame)是由分布式系统传送下来。若为其它种类的frame,则其值应为 0。To DS 与 From DS之组合有四种,期代表意义如表13-2 所示。
More Fragments : 此旗标值为 1 表示工作站尚有其它片段(Fragments) 待传送。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
Retry : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(或Managementframe)为重送之frame。接收端可依此讯息来丢弃重复之frame。
Power Management : 此旗标用来显示工作站之电源管理模式。其值为 1 表示此工作站处于省电模式,其值为 0 表示此工作站处于正常模式。所有由 AP 传送的frame上此值都必须为 0。
More Data : 此旗标由 AP 用来通知处于省电模式之工作站说 AP 目前仍有MSDUs 欲传送给该工作站。在 Data frame上其值为 1 表示至少还有一个 MSDU 待转送。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
WEP : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(或Managementframe)中所携带的数据已经过 WEP 算法处理过。若为其它的frame,则其值应为 0。
Order : 此旗标值为 1 表示此 Data frame经由严格依序服务等级 (Strictly-Ordered service class) 来传送。若为其它的frame,则其值应为 0。
表13-1 各式frame型态及次型态
Type value
b3 b2
Type Description
Subtype Value
b7 b6 b5 b4
Subtype Description
00
Management
0000
Association Request
00
Management
0001
Association Response
00
Management
0010
Reassociation Request
00
Management
0011
Reassociation Response
00
Management
0100
Probe Request
00
Management
0101
Probe Response
00
Management
0110-0111
Reserved
00
Management
1000
Beacon
00
Management
1001
ATIM
00
Management
1010
Disassociation
00
Management
1011
Authentication
00
Management
1100
Deauthentication
00
Management
1101-1111
Reserved
01
Control
0000-1001
Reserved
01
Control
1010
PS-Poll
01
Control
1011
RTS
01
Control
1100
CLS
01
Control
1101
ACK
01
Control
1110
CF End
01
Control
1111
CF End+CF-Ack
10
Data
0000
Data
10
Data
0001
Data+CF-Ack
10
Data
0010
Data+CF-Poll
10
Data
0011
Data+CF-Ack+CF-Poll
10
Data
0100
Null Function (no data)
10
Data
0101
CF-Ack (no data)
10
Data
0110
CF-Poll (no data)
10
Data
0111
CF-Ack+CF-Poll (no data)
10
Data
1000-1111
Reserved
11
Reserved
0000-1111
Reserved
表13-2 To DS 与 From DS组合与意义
To DS
From DS值
代表意义
To DS = 0
From DS = 0
Dataframe由一个工作站直接传送给另外一个在相同BSS中的工作站
To DS = 1
Dataframe传送给分布式系统
From DS = 0
To DS = 0
From DS = 1
Dataframe由分布式系统传下来
To DS = 1
From DS = 1
由一个AP 传给另外一个AP 的WDSframe
13.4.2 Duration/ID 字段
Duration /ID 字段长度为16位,其用法如下(请参考表13-3):
若frame为控制型态(Control Type),且次型态为PS-Poll, 则此字段代表一个SID, 其最左边两个位都是1, 而剩下的 14 位则是传送此frame之工作站之SID。SID 值的范围为 1 到 2007。
若为其它frame,则此字段代表一个ration, 其值依各frame型态而定。不过对于所有在免竞争期间所传送的frame来说,此字段之值应设为 32768。当Duration/ID 字段的内容小于 32768 时,表示其为一个ration 值,应该被拿来修正NAV。
表13-3 Duration /ID 字段意义 Bit 15
Bit 14
Bits 13-0
用途
0
0-32767
Duration (由此frame结束后起 算,单位为us)
1
0
0
在免竞争期间所传送之frame使用之固定值(32768)
1
0
1-16383
保留
1
1
0
保留
1
1
1-2007
在PS-Pollframe中指定之工作站 ID
1
1
20013-16383
保留
13.4.3 地址字段
MACframe格式中共有四个地址字段。这些字段用来记录BSSID (BSS Identifier), 起始工作站地址 (Source Address, SA),目地的工作站地址(Destination Address, DA),传送工作站地址(Transmitter Address, TA),及接收工作站地址(Receiver Address, RA)。其中目地的工作站地址(DA) 可以是各别或群播地址。是该frame的最终目的地。起始工作站地址 (SA) 是产生此frame的工作站地址。传送工作站地址(TA) 是指在无线媒介上传送此frame的工作站地址。接收工作站地址(RA) 则是指在无线媒介上接收此frame的工作站地址。每一个地址长度都是符合 IEEE 802 标准之 48 位。有些frame并不需要用到所有的地址字段。有些地址字段在使用时和其在地址字段的相对地址(1-4)有关而与地址型态无关。例如当一个工作站接收到一笔frame时,都是用Address 1 的内容来判断该frame是否传送给自己。而 CTS frame (ACKframe) 中的 RA 则等于 RTS frame (需要被回复之frame) 中的 Address 2 的内容。
每个 BSS 都有一个具唯一性的辨识码 (BSSID, 长度为 48 位), 对于有基础架构的BSS, 此辨识码为AP (AP) 中的工作站的地址。对于无基础架构的BSS (IBSS), 此辨识码最左边两个位为 01, 而剩下的 46 位则以随机数产生。广播性BSSID (48 位都为 1) 只能用在管理frame且次型态为Probe (Type = 00, Subtype = 0100 或 0101)。
13.4.4 顺序控制字段 (Sequence Control)
顺序控制字段包含两个次字段 : 顺序号码 (Sequence Number, 12 位) 及片段号码 (Segment Number, 4 位), 如图13-6 所示。其中顺序号码为该frame携带之 MSDU 的顺序号码。每一个 MSDU 都有一个顺序号码, 其值由 0 开始, 到4095, 然后重复轮流使用。由同一个 MSDU 切割出来的片段都应该使用相同的顺序号码。片段号码则是指该片段在原来MSDU所切割出来的片段顺序。第一个片段(或没有切割的MSDU)其值为0。以后则依序加一,到 15 为止,然后重复轮流使用。
4 12 位
Fragment Number
Sequence Number
图13-6 顺序控制字段
13.5 各式frame型态之格式
13.5.1控制frame
控制frame之控制字段内容如图13-7所示。
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
Protocol
Version
Control
Subtype
0
0
0
0
Pwr
Mgt
0
0
0
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
⑶ 求一个公司无线网络建设方案
方案三:无线网络设计方案
一、前言
随着计算机应用技术的普及和国民经济信息化的发展,客户/服务器计算、分布式处理、国际互连网(Internet)、内部网(Intranet)等技术被广泛接受和应用,计算机的联网需求迅速扩大,网络在各行各业的应用越来越广。目前尽管有线网络以其传输速度高,产品品牌及数量众多和技术发展速度快等优点,在市场上有较高的知名度和较大的市场份额,但是在一些特殊的环境和特定的行业里依然有许多令IT数据管理公司头疼多年的LAN布线问题存在。
无线局域网在很多应用领域具有独特的优势:一是可移动性,它提供了不受线缆限制的应用,用户可以随时上网;二是容易安装、无须布线,大大节约了建网时间;三是组网灵活,即插即用,网络管理人员可以迅速将其加入到现有网络中,并在某种环境下运行;四是成本低,特别适合于变化频繁的工作场合。此外,无线网络相对来说比较安全,无线网络通信以空气为介质,传输的信号可以跨越很宽的频段,而且与自然背景噪音十分的相似,这样一来,就使得窃听者用普通的方式难以偷听到数据。
实际上,无线局域网早在80年代就已经得到广泛应用,当时受到技术上的制约,通信速率只有860kb/s,工作在900MHz的频段。能够了解并享受它的好处的人少之又少。到了90年代初,随着技术的进步,无线局域网的通信速率已经提高到1~2Mb/s,工作频段为2.4GHz,并开始向医疗、教育等多媒体应用领域延伸。无线局域网的发展也引起国际标准化组织的关注,IEEE从1992年开始着手制订802.11标准,以推动无线局域网的发展。1997年,该标准获得通过,它大大促进了不同厂商产品之间的互操作性,并推进了已经萌芽的产业的发展。802.11标准仅限于物理(PHY)层和媒介访问控制(MAC)层。物理层对应于国际标准化组织的七层开放系统互连(OSI)模型的最低层,MAC层与OSI第二层的下层相对应,该层与逻辑链路控制(LLC)层构成了OSI的第二层。
标准实际规定了三种不同的物理层结构,用户可以从中选出一种,它们中的每一种都可以和相同的MAC层进行通信。802.11工作组的成员认为在物理层实现方面有多个选择是必要的,因为这可以使系统设计人员和集成人员根据特定应用的价格、性能、操作等方面的因素来选择一种更合适的技术。另外,企业局域网通常会使用有线以太网和无线节点混合的方式,它们在使用上没有区别。近年来,无线局域网的速率有了本质的提高,新的IEEE802.11b标准支持11Mb/s高速数据传输。这为宽带无线应用提供了良好的平台。局域网作为一种通用的联网手段,得到了极为广泛的应用,其传输速率、网络性能不断提高。不过,它基本采用的是有线传输媒介,在许多不适宜布线的场合,受到很大程度的限制。另一方面,无线数据传输技术近年来不断获得突破,标准化进展也极为迅速,这使得局域网环境下的数据传输完全可以摆脱线缆的束缚。在此基础上,无线局域网开始崛起,越来越受到人们的重视。
随着wireless技术的出现和技术的不断进步,在诸多计算机联网技术中,无线网以其无需布线、在一定区域漫游、运行费用低廉等优点,在许多这些应用场合发挥着其他联网技术不可替代的作用。随着无线局域网应用逐渐增多,它将扩展有线局域网或在某些情况下取而代之。可以预期,在未来信息无所不在的时代,无线网将依靠其无法比拟的灵活性,可移动性和极强的可扩容性,使人们真正享受到简单、方便、快捷的连接。
二、需求分析
2.1、基本应用情况
对于该办公区的无线网络,主要提供给会议室、行政办公室、销售办公室、
物流办公室、常务副总办公室和行政总监办公室等6个区块使用,这些部门及个人都使用计算机处理及传递各种信息(包括图像、图形、声音、数据等),进行各自的办公、会议和管理等工作。建立一个支持多种应用系统的统一、先进的、具有良好的可扩展性和有一定冗余的网络平台,具有高可靠性、高安全性的运行网络是其基本的应用需求。下面将对其功能需求做一个具体详细的分析。
2.2、功能需求分析
(1)技术中心办公室
普通会议
视频会议
多媒体会议
学术研讨
(2)网络办公功能
网上事务管理
Web通用查询
Internet/Intranet信息服务功能
构建公司Intranet公司信息、服务系统,实现公司信息网上发布、整个公司的电子邮件系统、网上资源的信息共享,使管理人员和员工可以在公司内部网络交流。
2.3、环境需求分析
该建筑是属于大城市中的钢筋混凝土框架建筑物,按国家建筑标准,无线信号的贯穿损耗中值为18dB,标准偏差7.7dB,但经现场测试,此建筑的隔断墙的无线传输损耗为5dB。本大楼主要分为办公区和展览区,在办公区域接入点相对固定,而在大厅和展示厅的信号接入点则相对比较灵活,流动性比较大,需要做好无线信号的无缝漫游、无信号盲区,使使用者能稳定地接收到信号。
2.4、安全需求分析
由于在该楼层中有物流、销售、行政总监等办公室,都拥有公司的机密文件和材料,而为了不让外面的人在上外网的同时不能进入到本公司的内部网络,那就对我们的安全策略提出了要求,则必须使用稳定保险的加密技术来支持,比如WEP、WPA、RADIUS或无线交换机中使用的WLAN定位技术。
2.5、用户需求
(1)无线覆盖的场地,保证进入场地覆盖区域的客户能用自己的笔记本和无线网卡直接上网
(2)在保证客户在场地及其它覆盖区域无限制上网的同时,能使内部员工在办
公楼内随时访问内部网络。
(3)要求在无线覆盖区内95%的位置,99%的时间用户可成功接入网络,通过无线访问Internet。
(4)场地要求办公区域无线覆盖的信号接收强度达最低到15db,其它开放区域接收信号强度最大到底20db,需要做无线盲点覆盖。
(5)单用户情况数据传输速率最大4Mb/s,在多用户接入时,不低于100kb/s
⑷ 别墅的网络如何设计
别墅的网络设计与安防覆盖一起考虑
一、方案简介
别墅属于高档小区,业主不仅追求高质量的生活品质,对财产安全也尤为重视。别墅住宅区一般活动范围较大,无论别墅还是庭院,都希望实现全方位的无线网络覆盖,可以随时随地畅游网络。而安防监控是保障家庭财产安全的有效设施,让生活更轻松。
本方案为有线网络、无线Wi-Fi以及安防监控一体的综合网络解决方案,请结合实际情况选择需要的设备(例如网络中已有无线路由器、交换机等设备,只需选择与监控相关的IPC、NVR设备即可)。
二、技术分析
别墅庭院在建设网络时,会从美观性、简易性、实用性等几个方面考虑,有如下需求:
1、庭院和别墅内实现全方位无线覆盖,支持无线漫游;
2、网络稳定可靠,主人网络与访客网络相互隔离;
3、监控设备通过标准PoE方式进行供电,节省布线成本,美观大方;
4、安装简单,通过简易的方式集中管控摄像机;
5、支持预览、存储、回放及报警触发设置等,可以远程实时监控;
6、网络层级简单,管理方便,易维护。
三、用户结构
网络的用户结构主要分为家庭成员和访客,权限如下:
如上图,庭院配备筒型摄像机,可进行广角监控,且外形具有威慑作用,可根据庭院大小安装多个摄像机,形成无死角监控;别墅门口、车库、阳台配备红外半球摄像机,半球摄像机外形小巧、美观,可以吸顶或壁挂式安装。
提示:以上点位是根据典型的别墅庭院进行合理推荐,可以根据实际环境增删相应点位。
六、关键控制
通过以上方案设计,可以实现无线网络、监控网络一体化的基本需求,有以下显著特点:
1、针对性强
方案中的设备选配充分考虑到别墅庭院的实际需求以及成本考虑,例如,通过PoE供电可以在一条网线上同时传输数据和供电,充分考虑别墅对美观布线的要求;以及吸顶式AP和面板式AP组合实现无线覆盖,外形美观大方,符合别墅装修风格。
2、功能丰富
无线方面,无线路由器可以额外设置访客网络,与主人网络相互隔离。监控方面可以设置录像计划、视频遮挡、移动侦测以及回放、导出录像,红外日夜模式自动切换可以保证全天候监控,同时可以使用手机APP随时随地远程监控。
3、管理方便
无线路由器和监控设备均有独立的WEB配置界面,设置向导指导,配置简单。监控录像机的图形化界面非常容易管理,自动发现、一键配置以及故障定位等,均为管理控制和使用提供便捷。
4、适应性强
室外AP采用专业室外壳体设计,提供IP55级防尘、防水,能够适应各种恶劣环境。而监控摄像机达到IP67工业级防尘、防水,在恶劣环境下仍能保持正常工作。
5、设备选型
别墅庭院的网络一体化解决方案包括路由器、交换机、硬盘录像机、摄像机等设备,由于面积、需求的不同,不同别墅网络方案中需要的设备也可能不同,国内知名企业都提供了多样化的网络设备以满足差异化需求。