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毕业设计论文无线局域网的应用和发展
摘要
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（Wirelesslocal-areanetwork，WLAN）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。
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。
无线局域网就是解决有线网络以上问题而出现的。
关键字:
无线局域网、无线局域网的应用、无线局域网的发展
第一章无线局域网的概述3
第一节无线局域网的产生及优点3
第二节无线局域网的相关技术应用4
第三节无线局域网的概念7
第二章无线局域网中的应用8
第一节无线局域网组建8
第三章无线局域网安全技术的发展方向12
结束语13
谢辞14
参考文献14
第一章无线局域网的概述
第一节无线局域网的产生及优点
一、无线局域网的产生背景：
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（UniversityofHawaii）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域网络（WLAN）。
这最早的WLAN包括了7台计算机，它们采用双向星型拓扑（bi-directionalstartopology）,横跨四座夏威夷的岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛（OahuIsland）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（像是大学校园）、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。
无线局域网利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无需线缆介质。
无线局域网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。
它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，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。
二、无线局域网的优点：
与有线网络相比，无线局域网具有以下优点：
（一）安装便捷
一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。
在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。
而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP（AccessPoint）设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
（二）使用灵活
在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。
而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
（三）经济节约
由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。
而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造,而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
易于扩展
无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。
这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游（Roaming）”等有线网络无法提供的特性。
由于无线局域网具有多方面的优点，所以发展十分迅速。
在最近几年里，无线局域网已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛应用。
无线局域网
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最高450Mbps，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。
第二节无线局域网的相关技术应用
一、无线局域网的相关技术
（一）
IEEE802.11是在1997年由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。
IEEE802.11规定了无线局域网在2.4GHz波段进行操作，这一波段被全球无线电法规实体定义为扩频使用波段。
1999年8月，802.11标准得到了进一步的完善和修订，包括用一个基于SNMP的MIB来取代原来基于OSI协议的MIB。
另外还增加了两项内容，一是802.11a，它扩充了标准的物理层，频带为5GHz，采用QFSK调制方式，传输速率为6Mb/s－54Mb/s。
它采用正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术，可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，并支持语音、数据、图像业务。
这样的速率完全能满足室内、室外的各种应用场合。
但是，采用该标准的产品目前还没有进入市场。
另一种是802.11b标准，在2.4GHz频带，采用直接序列扩频（DSSS）技术和补偿编码键控（CCK）调制方式。
该标准可提供11Mb/s的数据速率，还能够根据情况的变化，在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率之间自动切换。
它从根本上改变。
（二）无线局域网的相关概念
在一个典型的无线局域网环境中，有一些进行数据发送和接收的设备，称为接入点（AP）。
通常，一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。
在同时具有有线和无线网络的情况下，AP可以通过标准的Ethernet电缆与传统的有线网络相联，作为无线网络和有线网络的连接点。
无线局域网的终端用户可通过无线网卡等访问网络。
无线局域网在室外主要有以下几种结构：
点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型。
1、点对点型
该类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。
点对点型
2、点对多点型
该类型常用于有一个中心点，多个远端点的情况下。
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。
点对多点型
3、混合型
这种类型适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。
（三）无线局域网的室内应用则有以下两类情况
1、独立的无线局域网
这是指整个网络都使用无线通信的情形。
在这种方式下可以使用AP，也可以不使用AP。
在不使用AP时，各个用户之间通过无线直接互联。
但缺点是各用户之间的通信距离较近，且当用户数量较多时，性能较差。
2、非独立的无线局域网
在大多数情况下，无线通信是作为有线通信的一种补充和扩展。
我们把这种情况称为非独立的无线局域网。
在这种配置下，多个AP通过线缆连接在有线网络上，以使无线用户即能够访问网络的各个部分。
3、微单元和无线漫游
无线电波在传播过程中会不断衰减，导致AP的通讯范围被限定在一定的范围之内，这个范围被称为微单元。
当网络环境存在多TAP，且它们的微单元互相有一定范围的重合时，无线用户可以在整个无线局域网覆盖区内移动，无线网卡能够自动发现附近信号强度最大的AP，并通过这个AP收发数据，保持不间断的网络连接，这就称为无线漫游。
（1）扩频
大多数的无线局域网产品都使用了扩频技术。
扩频技术原先是军事通讯领域中使用的宽带无线通信技术。
使用扩频技术，能够使数据在无线传输中完整可靠，并且确保同时在不同频段传输的数据不会互相干扰。
（2）直序扩频
所谓直接序列扩频，就是使用具有高码率的扩频序列，在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。
（3）跳频扩频
跳频技术与直序扩频技术完全不同，是另外一种扩频技术。
跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其工作带宽范围内，其频率按随机规律不断改变频率。
接收端的频率也按随机规律变化，并保持与发射端的变化规律一致。
跳频的高低直接反映跳频系统的性能，跳频越高，抗干扰的性能越好，军用的跳频系统可以达到每秒上万跳。
实际上移动通信GSM系统也是跳频系统。
出于成本的考虑，商用跳频系统跳速都较慢，一般在50跳/秒以下。
由于慢跳跳频系统实现简单，因此低速无线局域网常常采用这种技术。
第三节无线局域网的概念
一、无线局域网的应用
基于无线局域网具有的诸多优点，它可广泛应用于下列领域：
（一）接入网络信息系统：
电子邮件、文件传输和终端仿真。
（二）难以布线的环境：
老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。
（三）频繁变化的环境：
频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商，以及野外勘测、试验、军事、公安和银行等。
（四）使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。
（五）用于远距离信息的传输：
如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输；公安交通管理部门进行交通管理等。
（六）专门工程或高峰时间所需的暂时局域网：
学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方；利用无线局域网进行信息的交流；零售商、空运和航运公司高峰时（七）流动工作者可得到信息的区域：
需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者。
（八）办公室和家庭办公室（SOHO）用户，以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。
二、无线局域网的结构
根据不同局域网的应用环境与需求的不同，无线局域网可采取不同的网络结构来实现互联。
常用的具体有如下几种：
（一）网桥连接型：
不同的局域网之间互联时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。
（二）基站接入型：
当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互联的。
各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。
（三）HUB接入型：
利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub组网方式相类似的优点。
在该结构基础上的WLAN，可采用类似于交换型以太网的工作方式，要求Hub具有简单的网内交换功能。
（四）无中心结构：
要求网中任意两个站点均可直接通信。
此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。
无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站（AP）、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现，其中以无线网卡最为普遍，使用最多。
无线局域网的关键技术，除了红外传输技术、扩频技术、网同步技术外还有一些其他技术，如：
调制技术、加解扰技术、无线分集接收技术、功率控制技术和节能技术。
第二章无线局域网中的应用
第一节无线局域网组建
简单的家庭无线LAN：
在家庭无线局域网最通用和最便宜的例子，如图1所示，一台设备作为防火墙，路由器，交换机和无线接入点。
这些无线路由器可以提供广泛的功能，例如：
保护家庭网络远离外界的入侵。
允许共享一个ISP（Internet服务提供商）的单一IP地址。
可为4台计算机提供有线以太网服务，但是也可以和另一个以太网交换机或集线器进行扩展。
为多个无线计算机作一
个无线接入点。
通常基本模块射频速度。
2.4GHz范围经常拥挤不堪而且由于成本问题，厂商避开了双波段MIMO设备。
双波段设备不具有最高性能或范围，但是允许你在相对不那么拥挤的5.3GHz范围操作，并且如果两个设备在不同的波段，允许它们同时全速操作。
家庭网络中的例子并不常见。
该拓扑费用更高但是提供了更强的灵活性。
路由器和无线设备可能不提
千兆以太网
供高级用户希望的所有特性。
在这个配置中，此类接入点的费用可能会超过一个相当的路由器和AP一体机的价格，归因于市场中这种产品较少，因为多数人喜欢组合功能。
一些人需要更高的终端路由器和交换机，因为这些设备具有诸如带宽控制，千兆以太网这样的特性，以及具有允许他们拥有需要的灵活性的标准设计。
无线桥接：
当有线连接太昂贵或者需要为有线连接建立第二条冗余连接以作备份时，无线桥接允许在建筑物之间进行无线连接。
设备通常用来进行这项应用以及无线光纤便宜并且不需要在天线之间有直视性，但是比光纤解决方案要慢很多。
802.11解决方案通常在5至30mbps范围内操作，而光纤解决方案在100至1000mbps范围内操作。
这两种桥操作距离可以超过10英里，基于802.11的解决方案可达到这个距离，而且它不需要线缆连接。
但基于802.11的解决方案的缺点是速度慢和存在干扰，而光纤解决方案不会。
光纤解决方案的缺点是价格高以及两个地点间不具有直视性。
中型无线局域网：
中等规模的企业传统上使用一个简单的设计，他们简单地向所有需要无线覆盖的设施提供多个接入点。
这个特殊的方法可能是最通用的，因为它入口成本低，尽管一旦接入点的数量超过一定限度它就变得难以管理。
大多数这类无线局域网允许你在接入点之间漫游，因为它们配置在相同的以太子网和SSID中。
从管理的角度看，每个接入点以及连接到它的接口都被分开管理。
在更高级的支持多个虚拟SSID的操作中，VLAN通道被用来连接访问点到多个子网，但需要以太网连接具有可管理的交换端口。
这种情况中的交换机需要进行配置，以在单一端口上支持多个VLAN。
尽管使用一个模板配置多个接入点是可能的，但是当固件和配置需要进行升级时，管理大量的接入点仍会变得困难。
从安全的角度来看，每个接入点必须被配置为能够处理其自己的接入控制和认证。
RADIUS服务器将这项任务变得更轻松，因为接入点可以将访问控制和认证委派给中心化的RADIUS服务器，这些服务器可以轮流和诸如Windows活动目录这样的中央用户数据库进行连接。
但是即使如此，仍需要在每个接入点和每个RADIUS服务器之间建立一个RADIUS关联，如果接入点的数量很多会变得很复杂。
大型可交换无线局域网：
交换无线局域网是无线连网最新的进展，简化的接入点通过几个中心化的无线控制器进行控制。
数据通过Cisco，ArubaNetworks，Symbol和TrapezeNetworks这样的制造商的中心化无线控制器进行传输和管理。
这种情况下的接入点具有更简单的设计，用来简化复杂的操作系统，而且更复杂的逻辑被嵌入在无线控制器中。
接入点通常没有物理连接到无线控制器，但是它们逻辑上通过无线控制器交换和路由。
要支持多个VLAN，数据以某种形式被封装在隧道中，所以即使设备处在不同的子网中，但从接入点到无线控制器有一个直接的逻辑连接。
从管理的角度来看，管理员只需要管理可以轮流控制数百接入点的无线局域网控制器。
这些接入点可以使用某些自定义的DHCP属性以判断无线控制器在哪里，并且自动连结到它成为控制器的一个扩充。
这极大地改善了交换无线局域网的可伸缩性，因为额外接入点本质上是即插即用的。
要支持多个VLAN，接入点不再在它连接的交换机上需要一个特殊的VLAN隧道端口，并且可以使用任何交换机甚至易于管理的集线器上的任何老式接入端口。
VLAN数据被封装并发送到中央无线控制器，它处理到核心网络交换机的单一高速多VLAN连接。
安全管理也被加固了，因为所有访问控制和认证在中心化控制器进行处理，而不是在每个接入点。
只有中心化无线控制器需要连接到RADIUS服务器，这些服务器在显示的例子中轮流连接到活动目录。
交换无线局域网的另一个好处是低延迟漫游。
这允许VoIP和Citrix这样的对延迟敏感的应用。
切换时间会发生在通常不明显的大约50毫秒内。
传统的每个接入点被独立配置的无线局域网有1000毫秒范围内的切换时间，这会破坏电话呼叫并丢弃无线设备上的应用会话。
交换无线局域网的主要缺点是由于无线控制器的附加费用而导致的额外成本。
但是在大型无线局域网配置中，这些附加成本很容易被易管理性所抵消
无线局域网络应用：
大楼之间：
大楼之间建构网络的连结，取代专线，简单又便宜。
餐饮及零售：
餐饮服务业可使用无线局域网络产品，直接从餐桌即可输入并传送客人点菜内容至厨房、柜台。
零售商促销时，可使用无线局域网络产品设置临时收银柜台。
医疗：
使用附无线局域网络产品的手提式计算机取得实时信息，医护人员可藉此避免对伤患救治的迟延、不必要的纸上作业、单据循环的迟延及误诊等，而提升对伤患照顾的品质。
企业：
当企业内的员工使用无线局域网络产品时，不管他们在办公室的任何一个角落，有无线局域网络产品，就能随意地发电子邮件、分享档案及上网络浏览。
仓储管理：
一般仓储人员的盘点事宜，透过无线网络的应用，能立即将最新的资料输入计算机仓储系统。
货柜集散场：
一般货柜集散场的桥式起重车，可于调动货柜时，将实时信息传回office，以利相关作业之逐行。
监视系统：
一般位于远方且需受监控现场之场所，由于布线之困难，可藉由无线网络将远方之影像传回主控站。
展示会场：
诸如一般的电子展，计算机展，由于网络需求极高，而且布线又会让会场显得凌乱，因此若能使用无线网络，则是再好不过的选择。
无线局域网
无线局域网的优点：
（1）灵活性和移动性。
在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。
无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。
（2）安装便捷。
无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。
（3）易于进行网络规划和调整。
对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。
重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
（4）故障定位容易。
有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。
无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。
（5）易于扩展。
无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。
由于无线局域网有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。
最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。
无线局域网的不足之处：
无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时，也存在着一些缺陷。
无线局域网的不足之处体现在以下几个方面：
（1）性能。
无线局域网是依靠无线电波进行传输的。
这些电波通过无线发射装置进行发射，而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输，所以会影响网络的性能。
（2）速率。
无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。
目前，无线局域网的最大传输速率为150Mbit/s，只适合于个人终端和小规模网络应用。
（3）安全性。
本质上无线电波不要求建立物理的连接通道，无线信号是发散的。
从理论上讲，很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号，造成通信信息泄漏。
第三章无线局域网安全技术的发展方向
无线局域网总的发展方向是速度会越来越快（目前已见的是11Mbps的IEEE802.11b，54Mbps的IEEE802.11g与IEEE802.11a标准），安全性会越来越高。
当然无线局域网的各项技术均处在快速的发展过程当中，但54Mbps的无线局域网规范IEEE802.11g及IEEE802.1X将是近期整个无线局域网业的热点。
作为一名网管员来说，对无线局域网的安全防护应考虑以下防范点和措施
安全防范点：
1.XX用户的接入2.网上邻居的攻击3.非法用户截取无线链路中的数据4.非法AP的接入5.内部XX的跨部门使用
相应措施：
1.使用各种先进的身份认证措施，防止XX用户的接入由于无线信号是在空气中传播的，信号可能会传播到不希望到达的地方，在信号覆盖范围内，非法用户无需任何物理连接就可以获取无线网络的数据，因此，必须从多方面防止非法终端接入以及数据的泄漏问题。
利用MAC阻止XX的接入每块无线网卡都拥有唯一的一个MAC地址，为AP设置基于MAC地址的AccessControl（访问控制表），确保只有经过注册服务器，对所有接入用户的身份进行严格认证，杜绝XX的用户接入网络，盗用数据或进行破坏。
3.使用先进的加密技术，使得非法用户即使截取无线链路中的数据也无法破译基本的WEP加密WEP是IEEE802.11b无线局域网的标准网络安全协议。
在传输信息时，WEP可以通过加密无线传输数据来提供类似有线传输的保护。
在简便的安装和启动之后，应立即设置WEP密钥。
4.利用对AP的合法性验证以及定期进行站点审查，防止非法AP的接入在无线AP接入有线集线器的时候，可能会遇到非法AP的攻击，非法安装的AP会危害无线网络的宝贵资源，因此必须对AP的合法性进行验证。
AP支持的IEEE802.1x技术提供了一个客户机和网络相互验证的方法，在此验证过程中不但AP需要确认无线用户的合法性，无线终端设备也必须验证AP是否为虚假的访问点，然后才能进行通信。
通过双向认证，可以有效的防止非法AP的接入。
对于那些不支持IEEE802.1x的AP，则需要通过定期的站点审查来防止非法AP的接入。
在入侵者使用网络之前，通过接收天线找到未被授权的网络，通过物理站点的监测应当尽可能地频繁进行，频繁的监测可增加发现非法配置站点的存在几率，选择小型的手持式检测设备，管理员可以通过手持扫描设备随时到网络的任何位置进行检测ESSID、MAC限制防止XX的跨部门使用。
利用ESSID进行部门分组，可以有效地避免任意漫游带来的安全问题；MAC地址限制更能控制连接到各部门AP的终端，避免XX的用户使用网络资源。
保障整个网络安全是非常重要的，无论是否有无线网段，大多数的局域网都必须要有一定级别的安全措施。
而无线网络相对来说比较安全，无线网段即或不能提供比有线网段更多的保护，也至少和它相同。
需要注意的是，无线局域网并不是要替代有线局域网，而是有线局域网的替补。
使用无线局域网的最终目标不是消除有线设备，而是尽量减少线缆和断线时间，让有线与无线网络很好地配合工作。
结束语
我不会忘记这难忘的几个月的时间。
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