无线局域网基础知识.docx

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无线局域网基础知识

无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。

通俗点说，无线局域网（Wirelesslocal－areanetwork，WLAN）就是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里，网络却能够随着实际需要移动或变化。

之所以还称其是局域网，是因为会受到无线连接设备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。

什么是无线路由器？

无线路由器：

就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（WirelessRouter）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ADSLMODEM或CABLEMODEM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善的安全防护功能。

此外，大多数无线路由器还包括一个4个端口的交换机，可以连接n台使用有线网卡的电脑，从而实现有线和无线网络的顺利过渡。

在接入速度上，目前符合11Mbps、54Mbps、108Mbps的无线路由器产品皆有。

无线路由器适合于不带路由的ADSL、CM猫等用户以及带路由的ADSL、CM猫。

无线路由器将多种设备合而为一，亦比较适合于初次建网的用户，其集成化的功能可以使用户只用一个设备而满足所有的有线和无线网络需求。

什么是无线AP?

无线AP（AP，AccessPoint，无线访问节点、会话点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它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AP就是一个无线的交换机，仅仅是提供一个无线信号发射的功能。

单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过AP产品的编译，将电信号转换成为无线电讯号发送出来，形成无线网的覆盖。

根据不同的功率，其可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖，一般无线AP的最大覆盖距离可达300米。

多数单纯性无线AP本身不具备路由功能，包括DNS、DHCP、Firewall在内的服务器功能都必须有独立的路由或是计算机来完成。

目前大多数的无线AP都支持多用户（30-100台电脑）接入，数据加密，多速率发送等功能，在家庭、办公室内，一个无线AP便可实现所有电脑的无线接入。

单纯性无线AP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10BASE-T（WAN）端口与内置路由功能的ADSLMODEM或CABLEMODEM（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。

无线AP跟无线路由器类似，按照协议标准本身来说IEEE802.11b和IEEE802.11g的覆盖范围是室内100米、室外300米。

这个数值仅是理论值，在实际应用中，会碰到各种障碍物，其中以玻璃、木板、石膏墙对无线信号的影响最小，而混凝土墙壁和铁对无线信号的屏蔽最大。

所以通常实际使用范围是：

室内30米、室外100米（没有障碍物）。

因此，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（AccessPoint），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。

什么是无线网卡？

无线网卡是终端无线网络的设备，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。

无线网卡标准上区分

无线网卡按无线标准可定为IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g。

在频段频段上来说802.11a标准为5.8GHz频段，802.11b、802.11g标准为2.4GHz频段。

从传输速率上来说802.11b使用了DSSS（直接序列扩频）或CCK（补码键控调制），传输速率为11Mbps，而802.11g和802.11a使用相同的OFDM（正交频分复用调制）技术，使其传输速率是b的5倍，也就是54Mbps。

兼容上来说802.11a不兼容802.11b，但是可以兼容802.11g，而802.11g和802.11b两种标准可以相互兼容使用，但在使用时仍需注意，802.11g的设备在802.11b的网络环境下使用只能使用802.11b标准，其数据数率只能达到11Mbps。

无线网卡接口上区分

无线网卡按照接口的不同可以分为多种。

一种是台式机专用的PCI接口无线网卡。

一种是笔记本电脑专用的PCMICA接口网卡。

一种是USB无线网卡，这种网卡不管是台式机用户还是笔记本用户，只要安装了驱动程序，都可以使用。

在选择时要注意的一点就是，只有采用USB2.0接口的无线网卡才能满足802.11g或802.11g+的需求。

除此而外，还有笔记本电脑中应用比较广泛的MINI-PCI无线网卡。

MINI-PCI为内置型无线网卡，迅驰机型和非迅驰的无线网卡标配机型均使用这种无线网卡。

其优点是无需占用PC卡或USB插槽，并且免去了随时身携一张PC卡或USB卡的麻烦。

目前这几种无线网卡在价格上差距不大，在性能/功能上也差不多，可按需而选即可。

无线网卡网络制式上区分

无线上网卡它是目前无线广域通信网络应用广泛的上网介质。

目前，由于我国只有中国移动的GPRS和中国联通的CDMA（1X）两种网络制式，所以常见的无线上网卡就包括CDMA无线上网卡和GPRS无线上网卡两类。

另外还有一种CDPD无线上网卡。

CDMA无线上网卡

CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，码分多址）无线上网卡是针对中国联通的CDMA网络推出来的上网连接设备。

CDMA允许所有的使用者同时使用全部频带，并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞（collision）的问题。

GPRS无线上网卡

GPRS上网卡是针对中国移动的GPRS网络推出来的无线上网设备。

GPRS的英文全称为“GeneralPacketRadioService”，中文含义为“通用分组无线服务”，它是利用“包交换”（Packet-Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式。

所谓的包交换就是将Date封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为像Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是间置的。

相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。

CDPD无线上网卡

CDPD（蜂窝数字分组数据-CellularDigitalPacketData）采用分组数据方式，是目前公认的最佳无线公共网络数据通信规程。

它是建立在TCP/IP基础上的一种开放系统结构，将开放式接口、高传输速度、用户单元确定、空中链路加密、空中数据加密、压缩数据纠错和重发和运用世界标准的IP寻址模式无线接入有力的结合在一起，提供同层网络的无缝连接、多协议网络服务。

CDPD具有速度快（19.2kbps），数据安全性高等特点，它支持用户越区切换和全网漫游、广播和群呼，支持移动速度达100km/h的数据用户，可与公用有线数据网络互联互通。

CDPD特别适用于：

用户点多、分布面广、移动中、短信息使用、频次密的场合。

目前主要应用在如下领域：

金融交易、交通运输、遥测与远程监控、移动办公等。

什么是无线上网卡？

无线上网卡，顾名思义，就是不用网线的上网卡。

无线上网卡的作用、功能相当于有线的调制解调器，也就是我们俗称的“猫”。

它可以在拥有无线电话信号覆盖的任何地方，利用手机的SIM卡来连接到互联网上。

它是目前无线广域通信网络应用广泛的上网介质。

目前，由于我国只有中国移动的GPRS和中国联通的CDMA（1X）两种网络制式，所以常见的无线上网卡就包括CDMA无线上网卡和GPRS无线上网卡两类。

另外还有一种CDPD无线上网卡。

CDMA无线上网卡

CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，码分多址）无线上网卡是针对中国联通的CDMA网络推出来的上网连接设备。

CDMA允许所有的使用者同时使用全部频带，并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞（collision）的问题。

GPRS无线上网卡

GPRS上网卡是针对中国移动的GPRS网络推出来的无线上网设备。

GPRS的英文全称为“GeneralPacketRadioService”，中文含义为“通用分组无线服务”，它是利用“包交换”（Packet-Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式。

所谓的包交换就是将Date封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为像Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是间置的。

相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。

CDPD无线上网卡

CDPD（蜂窝数字分组数据-CellularDigitalPacketData）采用分组数据方式，是目前公认的最佳无线公共网络数据通信规程。

它是建立在TCP/IP基础上的一种开放系统结构，将开放式接口、高传输速度、用户单元确定、空中链路加密、空中数据加密、压缩数据纠错和重发和运用世界标准的IP寻址模式无线接入有力的结合在一起，提供同层网络的无缝连接、多协议网络服务。

CDPD具有速度快（19.2kbps），数据安全性高等特点，它支持用户越区切换和全网漫游、广播和群呼，支持移动速度达100km/h的数据用户,可与公用有线数据网络互联互通。

CDPD特别适用于：

用户点多、分布面广、移动中、短信息使用、频次密的场合。

目前主要应用在如下领域：

金融交易、交通运输、遥测与远程监控、移动办公等。

接口上来区分

无线上网卡的接口类型主要分为PCMCIA接口（笔记本等用设备），USB接口（主要用于台式机、笔记本），CF接口（主要用于PDA等设备里面）。

什么是蓝牙适配器？

Bluetooth（蓝牙）是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，传统的电线在这里就毫无用武之地了。

透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到10M/s。

以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离，而现在有了蓝牙技术，这样的麻烦也可以免除了。

不过Bluetooth产品致命的缺陷是任何蓝牙产品都离不开Bluetooth芯片；Bluetooth模块较难生产；Bluetooth难于全面测试这三点是制约蓝牙产品发展的瓶颈。

而802.11b协议的崛起又强走了Bluetooth的大量客户。

SMC的USB蓝牙适配器

3COM的PCMCIA接口的蓝牙网卡

EagleTec蓝牙适配器

所以目前，人们比较趋于一致的看法是：

802.11b和Bluetooth虽属同类技术，但似乎802.11b的支持者更多。

什么是红外适配器？

红外适配器是指利用红外线技术实现各种电子设备之间进行数据交换和传输的设备，一般情况下多指外置型的产品。

目前市场上许多手机、掌上电脑等产品都有和电脑进行数据交换的功能，除了使用常规的有线连接之外，比较常用的是红外线连接技术。

如果设备上原本就有红外线连接装置的话，那么只要经过简单的设置便可以使用了。

不过一些老的电脑上并没有设计红外接口，非但如此，连一些新近推出的低端笔记本电脑上也没有预设红外数据传输，这就使红外传输受到了限制。

要解决这个问题，其实完全可以通过红外适配器来实现。

当安装红外适配器后，用户的电脑便可以和其它具有红外线传输功能的设备进行数据交换了。

不过由于红外线自身的特性所决定，其无线工作距离只有2、3米左右，传输角度也只有30度。

IrDA是红外数据组织（InfraredDataAssociation）的简称，目前广泛采用的IrDA红外连接技术就是由该组织提出的。

到目前为止，全球采用IrDA技术的设备超过了5000万部。

IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的硬件和软件技术比较成熟。

在通信速度方面，目前IrDA1.1的最高速度标准为4Mbps，同时在点对点通信时要求接口对准角度不能超过30°。

不过尽管IrDA技术免去了线缆，使用起来仍然有许多不便，不仅通信距离短，而且还要求必须在视线上直接对准，中间不能有任何阻挡。

另外，IrDA技术只限于在2个设备之间进行连结，不能同时连结多个设备。

什么是无线网桥？

无线网桥是为使用无线（微波）进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。

它是一种在链路层实现lan互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离（可达20km）、高速（可达11mbps）无线组网。

无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继连接。

特别适用于城市中的远距离高以及是否加用双向放大器。

从作用上来理解无线网桥，它可以用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位于不同的建筑内，相距几百米到几十公里。

所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。

同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。

在无高大障碍（山峰或建筑）的条件下，一对速组网和野外作业的临时组网。

其作用距离取决于环境和天线，现7km的点对点微波互连。

一对27dbi的定向天线可以实现10km的点对点微波互连。

12dbi的定向天线可以实现2km的点对点微波互连；一对只实现到链路层功能的无线网桥是透明网桥，而具有路由等网络层功能、在网络24dbi的定向天线可以实层实现异种网络互联的设备叫无线路由器，也可作为第三层网桥使用。

无线网桥通常是用于室外，主要用于连接两个网络，使用无线网桥不可能只使用一个，必需两个以上，而AP可以单独使用。

无线网桥功率大，传输距离远（最大可达约50km），抗干扰能力强等，不自带天线，一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。

什么是无线天线？

当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时，随着信号的减弱，或者传输速率明显下降，或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通讯，此时，就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益（放大）。

无线设备本身的天线都有一定距离的限制，当超出这个限制的距离，就要通过这些外接天线来增强无线信号，达到延伸传输距离的目的。

这里面要涉及到两个概念：

1、频率范围

它是指天线工作的频段。

这个参数决定了它适用于哪个无线标准的无线设备。

比如802.11a标准的无线设备就需要频率范围在5GHz的天线来匹配，所以在购买天线时一定要认准这个参数对应相应的产品。

2、增益值

此参数表示天线功率放大倍数，数值越大表示信号的放大倍数就越大，也就是说当增益数值越大，信号越强，传输质量就越好。

分类

无线天线有多种类型，不过常见的有两种，一种是室内天线，优点是方便灵活，缺点是增益小，传输距离短；一种是室外天线。

室外天线的类型比较多，一种是锅状的定向天线，一种是棒状的全向天线，室外天线的优点是传输距离远，比较适合远距离传输。

室内无线天线

1、全向天线

室内全向天线适合于无线路由、AP这样的需要广泛覆盖信号的设备上，他可以将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况。

2、定向天线

室内定向天线适用于室内，它因为能量聚集能力最强，信号的方向指向性也极好。

在使用的时候应该使得它的指向方向与接收设备的角度方位相当集中。

室外无线天线

1、全向天线

室外的全向天线也会将将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，要架在较高的地方，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况。

2、定向天线

室外的定向天线的能量聚集能力最强，信号的方向指向性极好。

同样因为是在室外，所以也应架在较高的地方。

当远程链接点数量较少，或者角度方位相当集中时，采用定向天线是最为有效的方案。

3、扇面天线

扇面天线具有能量定向聚集功能，可以有效地进行水平180度、120度、90度范围内的覆盖，因此如果远程链接点在某一角度范围内比较集中时，可以采用扇面天线。

4、组合天线

上述三种天线各具一定的特性，因此在实际项目中，经常会出现组合使用的情况，例如利用多幅扇面天线，或者扇面天线和定向天线相结合使用。

无线天线相当于一信号放大器，主要用来解决无线网络传输中因传输距离、环境影响等造成的信号衰减。

什么是TCP/IP协议？

这里简要介绍一下TCP/IP的内部结构，为讨论与互联网有关的安全问题打点基础。

TCP/IP协议组之所以流行，部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口）之上。

确切地说，TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议，UDP（UserDatagramProtocol）协议、ICMP（InternetControlMessageProtocol）协议和其他一些协议的协议组。

1.TCP/IP整体构架概述

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。

传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。

该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。

这7层是:

物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。

而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

这4层分别为：

应用层：

应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。

传输层：

在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层：

负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。

网络接口层：

对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、SerialLine等）来传送数据。

　　2.TCP/IP中的协议

以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的：

IP

网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。

IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。

IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。

IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。

高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。

也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。

IP确认包含一个选项，叫作IPsourcerouting，可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。

对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好象是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。

这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。

那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。

TCP

如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。

TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。

TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。

TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。

应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。

面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、XWindows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。

DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。

UDP

UDP与TCP位于同一层，但对于数据包的顺序错误或重发。

因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。

相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。

使用UDP的服务包括NTP（网落时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。

欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。

ICMP

ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。

它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。

ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。

另外，如果路径不可用了，ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。

PING是最常用的基于ICMP的服务。

TCP和UDP的端口结构

TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系，例如，一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态，等待着连接。

用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。

客户程序向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出响应，客户程序读出响应并向用户报告。

因而，这个连接是双工的，可以用来进行读写。

两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢？

TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认：

源IP地址---发送包的IP地址。

　　目的IP地址---接