《新一代网络技术》课程论文.docx
《《新一代网络技术》课程论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《新一代网络技术》课程论文.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
《新一代网络技术》课程论文
《新一代网络技术》课程论文
订2014--2015学年第1学期计算机工程学院期末考试卷
《新一代网络技术》
学号:
201271060121姓名:
刘海姣班级:
2012级物联网工程
（1）
班
成绩：
评语：
本文研究了无线局域网技术具有较强的实用价值，提供了新的依
线
据。
作者思路清晰，论述过程严谨，分析合理，结果于实际应用性较强。
论文写作规范，语句通顺。
（考试题目及要求）
1考试题目：
XXX网络新技术概述
要求：
1、从本学期所介绍的几种网络新技术装中选择一、两种自己感兴趣的网络技术。
2、结合参考网络资源总结和概述该网
络技术并展望其未来的发展前景。
3、课程学习心得和总结300字以上。
4、字数在8000字以上，可以参考借鉴
但是严禁抄袭！
5、评语根据本学期本人的实验情况及课程学习的心得和体会自己填写。
6、A4纸打印，左侧页装订，并随实验报告提交一份电子版的文档。
3
摘要
随着无线通信技术的广泛应用，传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求，于是无线
局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）应运而生，且发展迅速。
无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。
从专业角度讲，无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、个性化和宽带化。
通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。
无线局域网（WirelessLAN,WLAN是使用无线连接的局域网。
它使用无线电波作为数据传送的媒介。
传送距离一般为几十米。
无线局域网的主干网路通常使
用电缆（CABL无局域网户通过或更无线取器（wirelessaccesspoints,WAP）接入无线局域网。
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。
无线局域网（WirelessLAN）技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备，人们可随时、随地、随
4
意地访问网络资源。
在推动网络技术发展的同时，无线局域网也在改变着人们的生活方式。
本文分析了无线局域网的优缺点极其理论基础，介绍了无线局域网的协议标准，阐述了无线局域网的体系结构，探讨了无线局域网的研究方向。
【关键词】
WLAN；无线网；802.11；协议族；
高带宽
5
要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2
言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4
第一章无线局域网概述
1.1无线局域网的优
点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4
1．2无线局域网的理论基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5
1.3无线局域网的应
6
用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5
1．4无线局域网的不足之
处⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
第二章无线局域网协议标准
2.11IEEE802.11系列协
议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
2．2蓝牙规范
（Bluetooth）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7
2．3HomeRF标
准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7
2．4HyperLAN/2标
准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7
2.5无线局域网标准的比
较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7
第三章无线局域网的体系架构
7
3．1无线局域网的主要组
件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7
3．2无线局域网的配置方
式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8
第四章未来的研究方向
4．1安全性问
题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9
4．2漫游切换问
题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9
4．3无线网络管理问
题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9
4．4无线局域网与
3G⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8
第五章课程心得及总结...........................................
5.1总
结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
8
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10
5.2学习心
得⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11
第六章参考文献...............................................11
引言
随着无线通信技术的广泛应用，传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求，于是无线局域网
（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）应运而生，且发展迅速。
尽管目前无线局域网还不能完全独立于
有线网络，但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟，正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。
无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的
9
产物。
从专业角度讲，无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、个性化和宽带化。
通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。
广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性，促进了无线局域网技术的完善和产业化，已经商用化的802.11b网络也正在证实这一点。
随着802.11a网络的商用和其他无线局域网技术的不断发
展，无线局域网将迎来发展的黄金时期。
一、无线局域网概述
在精彩的数据通信世界，无线局域网来了。
无线局域网曾被认为是一项不实用的技术，因为其组网费用昂贵，且受其数据传送能力的限制。
而现在，无线局域网正影响着人们生活的方方面面。
您如果去旅游，可以方便地在机场或酒店大厅等公共场合中通过配备的接入点上网冲浪，收发电子邮件，还可以使用笔记本电脑或配有一个兼容的无线局域网适配器的个人数字助理（PDA）进行其他活动。
您如果登记入住一个酒店，观赏一场体育赛事或注册大学的一门课程，也有可能会看到有人通过具有无线局域网性能的计算机连接本地有线局域网接入点，从服务器和大型机获得数
10
据。
无线局域网（WLAN，WirelessLocalAreaNetwork）可定义为，使用射频
（RF，RadioFrequency）微波（Microwave）或红外线（Infrared）,在一个有限地域范围内互连设备的通信系统。
一个无线局域网可作为有线局域网的扩展来
使用，也可以独立作为有线局域网的替代设施。
因此，无线局域网提供了很强的组网灵活性。
与有线局域网通过铜线或光纤等导体传输不同的是，无线局域网使用电磁频谱来传递信息。
与无线广播和
电视类似，无线局域网使用频道（Airwave）发送信息。
其传输可以使用无线微波或红外线实现。
一般应工作
在ISM频段。
1．1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，
11
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。
1．2无线局域网的理论基础
目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即红外线和无线电波。
按照不同的调制方式，采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。
（1）红外线（InfraredRays，IR）局域网
采用红外线通信方式与无线电波方式相比，可以提供极高的数据速率，有较高的安全性，且设备相对便宜
12
而且简单。
但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差，使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制，通
常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。
（2）扩频（SpreadSpectrum，SS）局域网
如果使用扩频技术，网络可以在ISM（工业、科学和医疗）频段内运行。
其理论依据是，通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。
扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。
扩频技术主要分为跳频技术（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）两种方式。
所谓直接序列扩频，就是用高速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。
而跳频技术与直序扩频技术不同，跳频的载频受一个伪随机码的控制，其频率按随机规律不断改变。
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，抗干扰性能越好，军用的跳频系统可达到每秒上万跳。
（3）窄带微波局域网
这种局域网使用微波无线电频带来传输数据，其带宽刚好能容纳信号。
但这种网络产品通常需要申请无线
13
电频谱执照，其它方式则可使用无需执照的ISM频带。
1.3无线局域网的应用
基于无线局域网的优点，它可广泛应用于下列领域：
（1）接入网络信息系统：
电子邮件、文件传输和终端仿真。
（2）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。
（3）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。
（4）使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。
（5）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。
（6）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间所需的额外工作站等。
（7）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。
14
（8）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
1．4无线局域网的不足之处
在某些领域中使用无线局域网收、数据会表现出其局限性。
下面列出了使用无线局域网的五大局限
性：
传输范围吞吐量干扰成本移动平台的电池寿命
无线局域网设备的低功率和高频率限制了其传输范围。
传统的有线局域网通过使用光纤中继器可以达到数公里的传输范围，而无线设备的传输范围却只有几百米。
到新世纪初，无线局域网的最大传输速率是
2Mb/s。
引入支持IEEE802.11b标准的设备将吞吐量
提高到了11Mb/s,一旦符合IEEE802.11a标准的设备
投放市场，吞吐量可能达到54Mb/s。
与有线局域网的
运行速率相比，旧的无线局域网技术似乎是一个瓶颈，
而更重要的是考虑一个接入点所争用的节点数，而不
是单一的吞吐量。
比如，架设用802.11bLAN和一个
快速以太网做比较。
假定计划将一个无线局域网通过
一个单独的接入点连入到一个100BaseT网段，以便为
5个节点服务，在假设快速以太网中有80个节点。
将
无线局域网与有线局域网相比较，可以将运行速率除以节点个数，得出每种类型局域网的每个节点的数据
15
率。
对于有线局域网，100Mb/s/80得出平均速率为每节点1.25Mb/s。
而无线局域网中注意到尽管通过接入点连接到以100Mb/s速率运行的有线局域网，但是802.11b局域网的接入点时被限制在只支持11Mb/s的数据率内。
因此，每节点的平均数据率为0.733Mb/s。
径传播引起的干扰会限制吞吐量，电磁干
扰也会影响传输。
因此，适当的站点检测能把许多问题在尚未发生时就解决掉。
几年前，无线局域网适配卡和接入部件还相对昂
贵。
尽管这些产品的成本都已经因为大规模的生产有
所下降，但其价格还是比10Mb/s网卡贵许多倍。
无
线局域网的一个主要局限性就是移动平台的电池寿
命。
当无线局域网被用来在难以布线构建LAN的地方
提供通信时，那个地方很有可能缺少电源插座。
类似
地，使用PDA在商店里边移动边检查库存，电源插座
的存在就没有意义了，因为为设备的电池充电需要时
间。
因此，在很多场合下，移动平台的电池寿命势必
系考虑的一个不小的局限性。
二、无线局域网协议标
准
无线局域网技术（包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等）将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。
以IEEE（电气和电子工程师协会）
16
为代表的多个研究机构针对不同的应用场合，制定了一系列协议标准，推动了无线局域网的实用化。
二、无线局域网协议标准
2.11IEEE802.11系列协议
作为全球公认的局域网权威，IEEE802工作组建
立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。
这些协议
包括802.3以太网协议、802.5令牌环协议和
802.3z100BASE-T快速以太网协议等。
IEEE于1997
年发布了无线局域网领域第一个在国际上被认可的协
议——802.11协议。
1999年9月，IEEE提出802.11b协议，用于对802.11协议进行补充，之后又推出了802.11a、802.11g等一系列协议，从而进一步完善了无
线局域网规范。
IEEE802.11工作组制订的具体协议如下：
（1）802.11a
802.11a采用正交频分（OFDM）技术调制数据，
使用5GHz的频带。
OFDM技术将无线信道分成以低
数据速率并行传输的分频率，然后再将这些频率一起
放回接收端，可提供25Mbit/s的无线ATM接口和
10Mbit/s的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA
的空中接口。
在很大程度上可提高传输速度，改进信
17
号质量，克服干扰。
物理层速率可达54Mbit/s，传输层可达25Mbit/s，能满足室内及室外的应用。
（2）802.11b
802.11b也被称为Wi-Fi技术，采用补码键控（CCK）调制方式，使用2.4GHz频带，其对无线局域网通信的最大贡献是可以支持两种速率--5.5Mbit/s
和11Mbit/s。
多速率机制的介质访问控制可确保当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限
值时，传输速率能够从11Mbit/s自动降到5.5Mbit/s，
或根据直序扩频技术调整到2Mbit/s和1Mbit/s。
在不违反FCC规定的前提下，采用跳频技术无法支持更高的速率，因此需要选择DSSS作为该标准的惟一物理层技术。
（3）802.11g
2001年11月，在802.11IEEE会议上形成了
802.11g标准草案，目的是在2.4GHz频段实现802.11a的速率要求。
该标准将于2003年初获得批准。
802.11g采用PBCC或CCK/OFDM调制方式，使用2.4GHz频段，对现有的802.11b系统向下兼容。
它既能适应传统的802.11b标准（在2.4GHz频率下提供的数据传输率为11Mbit/s），也符合802.11a标准（在5GHz频率下提供的数据传输率56Mbit/s），从而解决了对已有的
18
802.11b
设备的兼容。
用户还可以配置与
802.11a、
802.11b
以及802.11g均相互兼容的多方式无线局域
网，有利于促进无线网络市场的发展。
（4）其他相关协议
IEEE802工作组今后将继续对802.11系列协议进
行探讨，并计划推出一系列用于完善无线局域网应用的协议，其中主要包括802.11e（定义服务质量和服务类型）、802.11f（AP间协议）、802.11h（欧洲5GHz规范）、802.11i（增强的安全性&认证）、802.11j（日本的4.9GHz规范）、802.11k（高层无线/网络测量规范）以及高吞吐量研究工作组的相关协议。
2．2蓝牙规范（Bluetooth）
蓝牙规范是由SIG（特别兴趣小组）制定的一个
公共的、无需许可证的规范，其目的是实现短距离无
线语音和数据通信。
蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM
频段，基带部分的数据速率为1Mbit/s，有效无线通信
距离为10~100m，采用时分双工传输方案实现全双工
传输。
蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保
证传输的可靠性，具有全向传输能力，但不需对连接
设备进行定向。
其是一种改进的无线局域网技术，但
其设备尺寸更小，成本更低。
在任意时间，只要蓝牙
技术产品进入彼此有效范围之内，它们就会立即传输
19
地址信息并组建成网，这一切工作都是设备自动完成的，无需用户参与。
2．3HomeRF标准
在美国联邦通信委员会（FCC）正式批准HomeRF标准之前，HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范，即共享无线访问协议（SWAP）。
该协议主要针对家庭无线局域网，其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。
之后，HomeRF工作组又制定了HomeRF标准，用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信，是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准（DECT）相结合的一种开放标准。
HomeRF标准采用扩频技术，工作在2.4GHz频带，可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点，适合用于笔记本电脑。
2．4HyperLAN/2标准
2002年2月，ETI的宽带无线接入网络
（BroadbandRadioAccessNetworks，BRAN）小组公布了HiperLAN/2标准。
HiperLAN/2标准由全球论坛（H2GF）开发并制定，在5GHz的频段上运行，并
采用OFDM调制方式，物理层最高速率可达54Mbit/s，是一种高性能的局域网标准。
HyperLAN/2
20
标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法，用来
支持无线网络的功能。
基于HyperRF标准的网络有其特定的应用，可以用于企业局域网的最后一部分网段，支持用户在子网之间的IP移动性。
在热点地区，为商业人士提供远端高速接入因特网的服务，以及作为W-CDMA系统的补充，用于3G的接入技术，使用户
可以在两种网络之间移动或进行业务的自动切换，而不影响通信。
2.5无线局域网标准的比较
802.11系列协议是由IEEE制定的，目前居于主导地位的无线局域网标准。
HomeRF主要是为家庭网络设计的，是802.11与DECT的结合。
HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHzISM频段，并且都采用跳频扩频（FHSS）技术。
因此，HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。
蓝牙技术适用于松散型的网络，可以让设备为一个单独的数据建立一个连接，而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。
组建HomeRF网络前，必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码，因而比蓝牙技术更安全。
802.11使用的是TCP/IP协议，适用于功率更大的网络，有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。
21
三、无线局域网的体系架构
3．1无线局域网的主要组件
（1）无线网卡。
提供与有线网卡一样丰富的系统接口，包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。
在有线局域网
中，网卡是网络操作系统与网线之间的接口。
在无线
局域网中，它们是操作系统与天线之间的接口，用来
创建透明的网络连接。
（2）接入点。
接入点的作用相当于局域网集线器。
它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲存储和传输数据，以支持一组无线用户设备。
接入点通常是通过标准以太网线连接到有线网络上，并通过天线与无线设备进行通信。
在有多个接入点时，用户可以在接入点之间漫游切换。
接入点的有效范围是20~500m。
根据技术、配置和使用情况，一个接入点可以支持15~250个用户，通过添加更多的接入点，可以比较轻松地扩充无线局域网，从而减少网络拥塞并扩大网络的覆盖范围。
3．2无线局域网的配置方式
（1）对等模式。
Ad-hoc模式。
这种应用包含多个无线终端和一个服务器，均配
22
有无线网卡，但不连接到接入点和有线网络，而是通过无线网卡进行相互通信。
它主要用来在没有基础设施的地方快速而轻松地建无线局域网。
（2）基础结构模式。
Infrastructure模式。
该模式是目前最常见的一种架构，这种架构包含一个接入点和多个无线终端，接入点通过电缆连线与有线网络连接，通过无线电波与无线终端连接，可以实现无线终端之间的通信，以及无线终端与有线网络之间的通信。
通过对这种模式进行复制，可以实现多个接入点相互连接的更大的无线网络。
四、未来的研究方向
如上所述，无线局域网技术的研究和应用方兴未艾，
升级会员 