实验5 无线网络和接入服务配置.docx

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实验5无线网络和接入服务配置

实验5-1无线局域网组建

【实验目的】：

1．学习使用无线设备，进行网络互联

【实验内容】：

1．选择无线网络设备

2．进行无线网络设备的安装与设置

3．网络互联测试

【实验原理及相关知识】：

图5-1无线网络的应用

PCMCIA无线局域网卡

图12-2常用无线网络器件

USB无线局域网卡

AP，室内接入点

BR,室外远距离连接

1．无线局域网络简介

无线局域网络（WirelessLocalAreaNetworks；WLAN）是相当便利的数据传输系统，它利用射频（RadioFrequency；RF）的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到「信息随身化、便利走天下」的理想境界。

为何使用无线局域网络？

对于局域网络管理主要工作之一，对于铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在短时间内找出断线所在。

再者，由于配合企业及应用环境不断的更新与发展，原有的企业网络必须配合重新布局，需要重新安装网络线路，虽然电缆本身并不贵，可是请技术人员来配线的成本很高，尤其是老旧的大楼，配线工程费用就更高了。

因此，架设无线局域网络在某些场合成为最佳解决方案。

2．什么情形需要无线局域网络

无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络之不足，以达到网络延伸之目的，下列情形可能须要无线局域网络

◆    无固定工作场所的使用者

◆    有线局域网络架设受环境限制

◆    作为有线局域网络的备用系统

3．无线局域网络存取技术

目前厂商在设计无线局域网络产品时，有相当多种存取设计方式，大致可分为三大类：

窄频微波（NarrowbandMicrowave）技术、展频（SpreadSpectrum）技术、及红外线（Infrared）技术，每种技术皆有其优缺点、限制、及比较，接下来是这些技术方法的详细探讨。

展频技术：

展频技术的无线局域网络产品是依据FCC（FederalCommunicationsCommittee；美国联邦通讯委员会）规定的ISM（IndustrialScientific,andMedical）频率范围开放在902M~928MHz及2.4G~2.484GHz两个频段，所以并没有所谓使用授权的限制。

展频技术主要又分为「跳频技术」及「直接序列」两种方式。

而此两种技术是在第二次世界大战中军队所使用的技术，其目的是希望在恶劣的战争环境中，依然能保持通信信号的稳定性及保密性。

A．跳频技术（FHSS）

跳频技术（Frequency-HoppingSpreadSpectrum；FHSS）在同步、且同时的情况下，接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号，对于一个非特定的接受器，FHSS所产生的跳动讯号对它而言，也只算是脉冲噪声。

FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道，并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求，使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔（DwellTime）为400ms。

B、直接序列展频技术（DSSS）

直接序列展频技术（DirectSequenceSpreadSpectrum；DSSS）是将原来的讯号「1」或「0」，利用10个以上的chips来代表「1」或「0」位，使得原来较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率。

而每个bit使用多少个chips称做Spreadingchips，一个较高的Spreadingchips可以增加抗噪声干扰，而一个较低SpreadingRation可以增加用户的使用人数。

基本上，在DSSS的SpreadingRation是相当少的，例如在几乎所有2.4GHz的无线局域网络产品所使用的SpreadingRation皆少于20。

而在IEEE802.11的标准内，其SpreadingRation大约在100左右。

C．FHSSVSDSSS调变差异

无线局域网络在性能和能力上的差异，主要是取决于所采用的是FHSS还是DSSS来实现、以及所采用的调变方式。

然而，调变方式的选择并不完全是随意的，像FHSS并不强求某种特定的调变方式，而且，大部分既有的FHSS都是使用某些不同形式的GFSK，但是，IEEE802.11草案规定要使用GFSK。

至于DSSS则过使用可变相位调变（如：

PSK、QPSK、DQPSK），可以得到最高的可靠性以及表现高数据速率性能。

在抗噪声能力卜方面，采用QPSK调变方式的DSSS与采用FSK调变方式的FHSS相比，可以发现这两种不同技术的无线局域网络各自拥有的优势。

FHSS系统之所以选用FSK调变方式的原因是因为FHSS和FSK内在架构的简单性，FSK无线讯号可使用非线性功率放大器，但这却牺牲了作用范围和抗噪声能力。

而DSSS系统需要稍为贵一些的线性放大器，但却可以获得更多的回馈。

D．DSSSVSFHSS之优劣

截至目前，若以现有的产品参数详加比较，可以看出DSSS技术在需要最佳可靠性的应用中具有较佳的优势，而FHSS技术在需要低成本的应用中较占优势。

虽然我们可以在网际网络内看到各家厂商各说各话，但真正需要注意的是厂商在DSSS和FHSS展频技术的选择，必须要审慎端视产品在市场的定位而定，因为它可以解决无线局域网络的传输能力及特性，包括：

抗干扰能力、使用距离范围、频宽大小、及传输资料的大小。

一般而言，DSSS由于采用全频带传送资料，速度较快，未来可开发出更高传输频率的潜力也较大。

DSSS技术适用于固定环境中、或对传输品质要求较高的应用，因此，无线厂房、无线医院、网络社区、分校连网等应用，大都采用DSSS无线技术产品。

FHSS则大都使用于需快速移动的端点，如行动电话在无线传输技术部分即是采用FHSS技术；且因FHSS传输范围较小，所以往往在相同的传输环境下，所需要的FHSS技术设备要比DSSS技术设备多，在整体价格上，可能也会比较高。

以目前企业需求来说，高速移动端点应用较少，而大多较注重传输速率、及传输的稳定性，所以未来无线网络产品发展应会以DSSS技术为主流。

IEEE802.11之相关信息

因应无线局域网络的强烈需求，美国的国际电子电机学会于1990年11月召开了802.11委员会，开始制定无线局域网络标准。

承袭IEEE802系列，802.11规范了无线局域网络的介质存取控制（MediumAccessControl；MAC）层及实体（Physical；PHY）层。

此较特别的是由于实际无线传输的方式不同，IEEE802.11在统一的MAC层下面规范了各种不同的实体层，以因应目前的情况及未来的技术发展。

目前802.11中制订了三种介质的实体，为了未来技术的扩充性，也都提供了多重速率（MulitipleRates）的功能。

这三个实体分别是：

一、2.4GHzDirectSequenceSpreadSpectrum

速率1Mbps时用DBPSK调变（DifferenceByPhaseShiftKeying）

速率2Mbps时用DQPSK调变（DifferenceQuarterPhaseShiftKeying）

接收敏感度–80dbm

用长度11的Barker码当展频PN码

二、2.4GHzFrequencyHoppingSpreadSpectrum

速率1Mbps时用2-levelGFSK调变，接收敏感度–80dbm

速率2Mbps时用4-levelGFSK调变，接收敏感度–75dbm,

每秒跳2.5个hops

HoppingSequence在欧美有22组，在日本有4组

三、DiffusedIR

速率1Mbps时用16ppm调变，接收敏感度2×10-5mW/平方公分

速率2Mbps时用4ppm调变，接收敏感度8×10-5mW/平方公分

波长850nm~950nm

其中前两种在2.4GHz的射频方式是依据ISM频段以展频技术可做不须授权使用的规定，这个频段的使用在全世界包含美国、欧洲、日本及台湾等主要国家都有开放。

第三项的红外线由于目前使用上没有任何管制（除了安全上的规范），因此也是自由使用的。

IEEE802.11MAC的基本存取方式称为CSMA/CA（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance），与以太网络所用的CSMA/CD（CollisionDetection）变成了碰撞防止（CollisionAvoidance），这一字之差是很大的。

因为在无线传输中感测载波及碰撞侦测都是不可靠的，感测载波有困难。

另外通常无线电波经天线送出去时，自己是无法监视到的，因此碰撞侦测实质上也做不到。

在802.11中感测载波是由两种方式来达成，第一是实际去听是否有电波在传，及加上优先权的观念。

另一个是虚拟的感测载波，告知大家待会有多久的时间我们要传东西，以防止碰撞。

无线局域网络之产品简介

AccessPoint

一般俗称为网络桥接器，顾名思义即是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之桥梁，因此任何一台装有无线网卡之PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络之资源。

除此之外，AP本身又兼具有网管之功能，可针对接有无线网络卡之PC作必要之控管

WirelessLANCard

一般称为无线网络卡，其与传统之Ethernet网络卡的差别是在于前者之资料传送乃是藉由无线电波，而后者则是透过一般的网络线，目前无线网络卡的规格大致可分成2M,5M,11M,三种，而其适用之界面可分为PCMCIA,ISA,PCI三种界面

Antenna

一般称为天线，此天线与一般电视，火腿族，大哥大所用之天线不同，其原因乃是因为频率不同所致，WLAN所用之频率为较高2.4GHz之频段。

天线之功能乃是将source之信号，藉由天线本身的特性而传送至远处，至于能传多远，一般除了考虑source的outputpower强度之外，其另一重要因素乃是天线本身之dBi值，即俗称的增益值，dB值愈高，相对所能传达之距离也更远。

通常每增加8dB则相对之距离可增至原距离的一半。

一般天线有所谓指向性（Uni-direction）与全向性（Omni-direction）两种，前者较适合于长距离使用，而后者则较适合区域性之应用。

4．无线局域网络之应用

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。

【实验过程及主要步骤】

1．无线路由器初始化

将无线路由放置在合适的位置，连接好电源，将路由器自带的1米双绞线（蓝皮）一端和Internet网端口（交换机或路由器）连接，另一端和无线路由的Internet端口（蓝色）连接，再用5类双绞线将无线路由的网络端口（黄色）与计算机的网络端口连接。

打开无线路由电源，启动计算机。

将无线路由配置光盘放入电脑光驱，按下面步骤进行配置。

图5-3配置无线路由欢迎界面

图5-4开始配置

接受许可协议，按提示，一直点下一步，在图5-5所示对话框中设置密码，在图5-6所示窗口中设置无线路由的名称。

图5-5设置密码

图5-6设置无线路由名称

图5-7相关配置信息

图5-8配置完窗口

2.配置无线路由

打开IE，在地址栏中输入http:

//192.168.1.1，然后在弹出的对话框里面输入你设置的用户名和密码（默认用户名：

admin密码：

admin）登入到路由器配置界面:

图5-9路由配置界面

在左侧InternetconnectionType右边选择该路由器的互联网连接类型:

在这选择静态IP（staticip），在下面填入ip地址、子网掩码、网关、DNS等内容。

在下面还可以设置该路由器的默认访问配置地址，以及是否启用DHCP服务等。

图5-11DHCP服务器的配置

在最上面的导航菜单中选择wireless,进入到wireless设置，选择wirelesssecurity选项，进行无线网络安全设置，在SecurityMode中选择一种加密类型，在encryption选项中选择加密位数，key中填入10位数的十六进制密钥，并且记住该密钥，在后面通过无线连接时要用到。

图5-12wirelesssecurity配置

2．配置USB无线网卡

将DWL-G132无线USB网卡（或WPN111）与计算机的USB端口相连接

将无线网卡驱动程序盘放入电脑光驱，按下面提示安装。

在图5-9中选择“InstallDriver”，程序会自动安装。

在弹出5-10所示兼容性问题对话框时选择“是”，然后会出现选择安装位置，选择“下一步”，当出现5-11所示安全警告窗口时，选择“仍然安装”。

安装完成，会要重新启动计算机。

重启即可。

图5-9D-LINK安装界面，选择InstallDriver

图5-10兼容性问题，选择是

图5-11Windows安全警告

安装完成，重启计算机后，会出现如图5-12所示窗口。

选择“连接”你的无线网络就连接成功了。

双击屏幕右下角的无线连接图标，出现如图5-13所示窗口

图5-12选择无线网络窗口

图5-13无线网络连接状态

图5-14无线网络连接相关信息

按以上方法配置其它客户机，这样无线局域网就组建成功了！

因为无线路由器数量有限，在这里可以用PacketTracer5.0进行虚拟仿真，打开PacketTracer5.0,在左下角虚拟设备中找到linksys,随便组一个小型局域网进行测试。

给PC添加无线网卡，首先把设备断电，打开PC配置界面，把主机箱左下角的PT-HOST-NM-1CFE模块移除，然后添加Linksys-WMP300N，该模块提供一个2.4GHZ无线接口套接用于连接无线网络，本模块支持采用以太网方式的LAN接入协议。

添加完毕后通电即可。

打开无线路由，点击图形用户界面，这样一来和你看到的真实的无线路由器配置界面就一样了，按照上面所讲的对无线路由器配置的步骤进行配置，在这里因软件原因，不能设置路由访问加密认证。

如果想设置加密认证的话，可以把路由器还成无线AP即可。

（该设备也在无线设备中）

然后对PC进行设置，把IP设置为自动获取即可，让后打开web浏览器，看能不能访问IP地址为210.26.0.10的服务器，若出现以下界面则表示成功。

无线网络的安全配置

1、SSID的配置：

在AP和无线网卡之间有类似于“组名”的SSID进行管理，SSID相同的连成一个WLAN网络。

默认SSID为Default，不设WEP密码。

在图5-15图中，不同AP网络使用不同的SSID，Accesspoint0：

SSID：

WLAN-1；Accesspoint1：

SSID：

WLAN-2。

2、WEP密码的配置：

在无线客户端和无线AP之间可通过设置WEP密码控制无线连接和加密传输内容。

不同AP网络使用不同的WEP密码，Accesspoint0：

WEP密码：

1234567890；Accesspoint1：

WEP密码：

2134567890。

图5-15无线AP网络

无线网卡SSID和WEP密码的设置：

PC0和PC1的设置

无线AP的SSID和WEP密码的配置：

Accesspoint0的SSID和WEP密码设置

配置服务器Server0的IP地址和网关参数：

在服务器SERVER0上启动和配置DHCP服务：

在服务器SERVER0上启动和配置DNS和HTTP服务：

在无线PC机上使用DHCP自动获取IP地址及相关参数，

访问WEB和DNS服务。

【上机任务】

1．认识实际的无线网络设备

2．将无线网络设备与计算机互连

3．配置无线路由的相关参数

4．测试由无线路由组建的网络的连通性

【实验报告】

1．画出自己设计的无线网络的拓扑结构

2．按实验指书中的实验步骤，写出自己的配置参数

3．连通性测试结果

4．心得及其他