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本科生课程论文---文献综述
题目：
无线局域网络综述
姓名：
张丽瑶
学号：
221000201
学院：
数学与计算机科学（软件）学院
专业：
软件工程
年级：
2010
教师：
游天童
2010年06月11日
无线局域网络综述
摘要：
随着网络的飞速发展，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，布线及调试的工程量非常大，且线路容易损坏，给维护和扩容等带来不便，因此，高效快捷、组网灵活的无线局域网应运而生。
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它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，是对有线联网方式的一种补充和扩展。
无线局域网（WLAN）产业是当前整个数据通信领域发展最快的产业之一，因其具有灵活性、投资成本较低等优势，获得了家庭网络用户、中小型办公室用户、广大企业用户及电信运营商的青睐，得到了快速的应用。
本文主要通过对当今无线局域网基本概念、组成原理、无线局域网的标准、应用、安全性和发展趋势的分析，对无线局域网络技术的发展现状和未来的方向和市场前景作了了解和进一步展望。
关键字：
无线局域网、IEEE802.11、安全、应用、前景
1无线局域网的基本概念
1.1什么是无线局域网
无线局域网络（WLAN）是利用无线电波，取代双绞铜线所构成的局域网络．WLAN利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。
WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbp8（802.1lb），最高速率54Mbps（802.11a），传输距离可至20km对有线连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连通问题。
无线局域网采用的传媒体是红外线（IR）或无线电渡（RF）。
红外线的波长是750nm～1mm之间电磁波，是肉眼看不见的光线。
红外传输是视距传输，对临近的类似系统不会产生干扰，不易窃听。
无线网络一般使用三个频段：
L频段（902MHz～928MHz）、S频段（2.4GHz一2.4835GHz）、C频段（5.725～5.85GHz）。
S频段也叫做工业科学医疗频段ISM，该频段在美国不受美国联邦通信委员会的限制。
大多数的无线产品使用该频段。
1.2为什么要使用无线局域网络
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。
特别是要把相离较远的节点联接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长，对正在迅速扩大的连网需求形成了严重的瓶颈阻塞。
并且，对于局域网络管理主要工作之一，是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，WLAN就是解决有线网络存在以上问题而出现的，架设无线局域网就成为最佳解决方案。
但无可达线局域网络绝不是用来取代有线局域网络的。
它是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：
（1）需要经常移动的网络用户；
（2）与会者需要使用网络的临时会场；（3）有局域网络架设受环境限制；（4）作为有线局域网络的备用系统。
1.3无线局域网的发展简史
WLAN技术在20世纪70年代就有人进行过研究。
但由于受当时的技术所限被搁了下来。
到20世纪90年代初，由于相关技术的不断发展，人们又开始了
线电继续研究，并制定了IEEE802．11标准，最高传输速率为2Mbps/s。
由于速度与当时有线局域网正在向100Mbps迈入相比较相差太大，加之成本太高，人们对WLAN产品没有多少兴趣。
1999年出现了传输速率为1lMbps的WLAN产品，并有lEEE802．11b标准出台。
由于速度的提高和成本的降低，WLAN产品开始引起人们的注意，市场也有了转机。
首先由Apple公司和Lucent公司将WLAN作为笔记本电脑的选用配备，接着Compaq和DeⅡ公司也调整策略，使用1lMbps的WLAN。
这样WLAN的价格大幅度下降。
目前市场上的主流产品是符合802．11b标准的传输速率为11Mbps的WLAN。
此产品在电子邮件和网页浏览方面毫无问题，只是视频传输方面有些欠缺。
所以就在符合802．11b标准的产品还没有来得及大量普及时，业界又出现了美规的802．1la和欧规的HiperLAN2产品，使得WLAN的产品和技术成为多标准。
2001年11月IEEE802．1l小组通过了IEEE802．11g的新标准草案，它的优势必将推动WLAN蓬勃发展。
2无线局域网的组成原理
2.1无线局域网的网络结构
无线局域网的网络结构主要有以下4种：
①网桥连接型：
不同的局域网之间互连时，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连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换；②基站接入型：
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入、数据交换方式来实现互连的。
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；③HUB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；④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、无线调制解调器及无线网卡等来实现，其中以无线网卡最为普遍，使用最多。
2.2无线局域网的拓扑结构
无线局域网的拓扑结构可分为2类：
无中心拓扑（对等式拓扑）和有中心拓扑。
无中心拓扑的网络要求网中任意两点均可直接通信。
采用这种结构的网络一般使用公用广播信道，而信道接人控制（MAC）协议多采用载波监测多址接入（CSMA）类型的多址接入协议。
有中心拓扑结构中则要求一个无线站点充当中心站，有站点对网络的访问均由中心站控制。
对于不同局域网的应用环境与需求，无线局域网可采取不同的网络结构来实现互连。
网桥连接型：
采取网桥的方式实现不同的局域网之间互连，提供二者之间的物理与数据链路层的连接和较高层的路由与协议转换。
基站接人型：
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连的。
Hub接人型：
利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，与有线Hub组网方式相类。
3无线局域网标准
802．11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准。
该标准定义了物理层和媒体访问控制（MAC）协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。
与有线局域网的CSMA／CD（载波侦听／冲突检测）不同，它采用CSMA／CA（载波侦听／避免冲突）的方式共享无线媒体。
其业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。
由于802．11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此IEEE小组又相继推出了802．1lb和802.1la两个新标准。
三者之间在技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
802．1lb物理层支持5.5Mbps和11Mbps两个新速率。
802.1l标准在扩频时是一个11位调制芯片，而802.1lb标准采用一种新的调制技术CCK完成。
802.1lb使用动态速率漂移，可因环境变化，在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之间切换，且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。
802.11工作在5GHzU-NII频带，物理层速率可达54Mb／s，传输层可达25Mbps。
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，以及TDD／TDMA的空中接口，支持语音、数据、图像业务，一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。
802.11g：
这是一种极有争议的标准。
与802.1la相比，802.1lg在技术上与802.1lb更接近。
IEEE802．1lg是在与802.1lb相同的频谱（2.4GHz）中实现更高的数据速率（22Mbps）。
该标准分别规定了物理层和媒体访问控制（MAC）层的规范。
物理层支持三种调制方式：
红外传输（Ir）、直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）。
红外传输方法工作在850nm～950nm波段，峰值功率2W，数据传输速率为1Mbps和2Mbps[1]。
HyperLAN2：
HyperLAN2标准是欧洲电信标准协会（ETSI）的宽带无线接入网小组于2002年2月公布的协议。
它类似于802.1la，也工作在5GHz频段，采用正交频分复用（OFDM）技术，速度高达54Mbps。
它与802.11的不同之处主要在于统的MAC层部分，它是面向连接的，空中连接采用时分复用（TDM）技术，802.1la不会根据Qos的不同而提供不同的信道，因此被形象地比成无线以太，而HyperLAN2则被看作是无线ATM[2]。
802.1h：
探索802lla与HiperLAN2之间关注动态频率选择（Dynamicfrequencyselection）和传输功率控制（Transmitpowercontrol）。
802.1le：
改善和管理服务质量，并提供分级服务。
802.11i：
完善安全性和各种认证机制。
802.11f：
致力于内部接入点通信（InterAccessPointCommunication）的发展。
4无线局域网的优势
有线局域网络是目前广泛使用的网络，但有线网络始终存在两个不尽如人意的地方：
一方面，因地理环境的限制，使得有线网络很难实现进一步的延伸；另一方面，随着移动计算设备的日益普及，有线接入点的固定性使得笔记本电脑等移动设备还不能成为真正意义上的自由存取网络的移动工具。
无线局域网的用户具有可移动性，可以在各接入点（AP）间漫游，而且可以达到较高的数据传输速率。
在办公环境下，无线局域网的应用，使桌面不再有杂乱的网络连线。
无线局域网与便携式笔记本电脑配合，实现移动办公，在现场的各处都可以上网，符合用户追求个性化的要求。
无线局域网作为有线网络的延伸和补充，可以在传统有线网络难以实施或来不及实施的场所进行网络覆盖。
在大型运动会、会展场馆等有移动数据业务需求的场所架设无线网络，提供WLAN服务无线局域网的出现，就是为了解决有线网络无法克服的困难。
学校也是一很重要的应用领域，一个无线网络系统可以使教师、学生在校园内的任何地方接入网络。
虽然无线网络有诸多优势，但无线网络与有线网络是互补的关系，而不是竞争。
与有线网络相比，无线网络速率较慢、价格较高，因而它主要面向有特定需求的用户。
无线局域网利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无须线缆介质。
它是对有限联网方式的一种补充和扩展[3]。
与有线网络相比，无线局城网具有以下优点：
1．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，需要破墙掘地、穿线架管。
而WLAN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（AccessP0int）设备．就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
2．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WLAN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。
3．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WLAN可以避免或减少以上情况的发生。
4．易于扩展WLAN有多种配置方式。
能够根据需要灵活选择。
这样，WLAN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，并且能够提供有线网络无法提供的特性。
5无线局域网的典型解决方案
无线局域网由于其便利性和可伸缩性，特别适用于小型办公环境和家庭网络。
在室内环境中，针对不同的实际情况可以有不同的典型解决方案。
1．对等解决方案。
对等解决方案是一种最简单的应用方案，只需每台电脑安装一片无线网卡。
即可相互访问。
如果需要与有线网络连接，可以为其中一台电脑再安装一片有线网卡。
无线网中其余电脑即利用这台电脑作为网关，访问有线网络或共享打印机等设备。
对等解决方案是一种点对点方案，网络中的电脑只能一对一互相传递信息，而不能同时进行多点访问。
如果要实现有线局域网的互通功能，则必须借助接入点。
2．单接人点解决方案接人点相当于有线网络中的集线器。
无线接入点可以连接周边的无线网络终端，形成星形网络结构。
同时通过端口与有线网络相连，使整个无线网的终端都能访问有线网络的资源。
并可通过路由器访问Internet。
3．多接人点解决方案当网络规模较大，超过了单个接人点的覆盖半径时，可以采用多个接人点分别与有线网络相连，从而形成以有线网络为主干的多接入点的无线网络，所有无线终端可以通过就近的接人点接入网络，访问整个网络的资源，从而突破无线网覆盖半径的限制。
6无线局域网的应用
无线局域网的应用场景越来越多地出现在我们的周围。
卫生保健中的无线局域网使医生能够安全快速地临床接入患者信息，也可以直接处理关键数据。
在各种规模的教育机构中，无线连接正在铺路搭桥，在教室和住宅楼使学生和教工实现远程连接。
各种财务机构希望用无线网络帮助他们满足各种严格的灾难恢复要求，而又不牺牲安全性。
实际上，不管是在什么类型的企业，无线局域都为其企业内部网（各种临时办公室、会议室、教室等）和Internet提供了空中连接性，而又不影响性能，而且所有这些都不需要复杂的布线就可实现，同时仍然保持整体安全性。
从另一个观点来看，无线网络也带来了巨大的价值，因为它不需要安装昂贵的光纤基础设施，同时也可以为不能敷设电缆的陈旧的历史性建筑提供网络接入。
最重要的是，通过无线技术扩展网络接入非常安全。
例如，财务机构发现无线局域网是一种理想的灾难恢复解决方案。
在几分钟内，关键任务网络就可在新的场所启动并运行，这就确保关键数据可传输给管理人员、职员和用户。
任何其它类型的网络都不能提供这种可以立即具有生产能力的临时网络。
6.1无线办公网的应用
今天的企业组织机构开始向扁平化发展。
企业的职员更多的是使用笔记本电脑和跨组织、跨地区的其他员工在一起工作，其产出不仅发生在他们的工作台旁，而且还发生在不断地开会、沟通和交流之中，所以他们需要有一种手段，可以使得他们在离开工作台后还能够连接到网络中。
无线局域网正迎合这种需求。
无线办公的应用可以解决有线网络可能面临的现实待解决问题：
（1）逐个房间布线花费大，或原有布线系统资源不足或完全作废。
（2）经常性的移动办公，特别是在会客室与会议室。
（3）异地分公司人员商务访问中需要使用计算机系统。
（4）一些无法布线的生产、控制等重要区域。
6.2计算机互联网络的桥接
网络系统中许多信息点由于距离很远使得网络布线成本很高，还有一些信息点由于周边环境比较恶劣，无法进行布线。
这时，可采用无线桥接中继，连接两段网络，常见的状况是：
（1）缺乏经济规模的中小型企业无法在短时间内部署多条专线于中心网点（设备与线路）。
（2）申请多条E1专线的费用目前还很昂贵。
（3）多路由器的管理费用和复杂度高。
无线桥接可以是点对点，也可以是点对多点。
6.3无线移动宽带接入WISP
WSIP是指使用WLAN产品来提供公众互联网接入服务的运营商。
无线网络让人们摆脱了有线线缆的束缚，使任何时间、任何地点的高速网路访问成为现实。
这种与地域无关的移动性信息访问将能够大幅提高用户信息访问的及时性和有效性，WISP上的与目前移动运营商提供的移动数据接人业务的最大区别在于其高速性，可以提供11Mbps-54Mbps的速率，为多媒体业务的应用提供了高性能的传输平台，应用在机场、火车站、酒店、咖啡店、办公楼、会议中心、会展中心、工业科技园园区等。
6.4企业应用
在电力企业中，无线网能发挥极大的作用，典型用包括：
生产环境及安全的远程监控、远程数据集及传送、生产数据查询、自动化生产过程远程控、库存管理及仓库盘点、企业工地应用、故障处理以及各种临时性连接等。
在交通运输、医疗、教育、销售等行业也有巨大的应用。
7无线局域网的安全问题
7.1无线局域网安全性
由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，因此与有线局域网不同，任何人都有条件窃听或干扰信息，因此在无线局域网中，网络安全很重要。
常见的无线网络安全分为以下几种。
①服务区标示符（SSID）：
无线工作站必须出示正确的SSID才能访问AP（AccessPoint），因此可以认为其口令，具有一定的安全性。
如果配置AP向外广播其SSID，那么安全程度将下降；一般情况下，由用户自己配置客户端系统，所以很多人都知道该SSID，这样很容易共享给非法用户。
目前有的厂家支持“任何”SSID方式，只要无线工作站在任何AP范围内，客户端都会自动连接到AP，这将跳过SSID的安全功能。
②物理地址（MAC）过滤：
每个无线工作站网卡都由惟一的物理地址标示，因此可在AP中手工维护一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。
物理地址过滤属于硬件认证，不是用户认证。
这种方式要求AP中的MAC地址列表必须随时更新，目前都是手工操作；如果用户增加，则扩展能力很差，因此只适合于小型网络规模。
③连线对等保密（WEP）：
在链路层采用RC4对称加密技术，钥匙长40位，从而防止非授权用户的监听以及非兼容性用户的访问。
用户的加密钥匙必须与AP的钥匙相同，并且一个服务区内的所有用户都共享同一把钥匙。
一旦发送端收到管理帧，它将询问正文的内容复制到一个新的管理帧的正文中，然后WEP协议根据使用“共享密钥”和一个随机初始量IV。
如果认证成功，发送端和接受端交换角色，再进行一次上述过程，以确保双方相互认证[4]。
WEP虽然通过加密提供网络的安全性，但也存在许多缺陷：
一个用户丢失钥匙将使整个网络不安全；40位的钥匙在今天很容易被破解；钥匙是静态的，并且要手工维护，扩展能力差。
为了提供更高的安全性，802．1li提供了WEP2，该技术与WEP类似。
WEP2采用128位加密钥匙，从而提比，供更高的安全WEP2目前不保证互操作性。
④虚拟专用网络（VPN）：
虚拟专用网是指在在一个公共IP网络平台上通过隧道以及加密技术保证专用数据的网络安全性，目前许多企业以及运营商已经采用VPN技术。
动终端VPN可以替代连线对等保密解决方案以及物理地址过滤AN2标准定义的解决方案。
采用VPN技术的另外一个好处是可以提供基于RADIUS用户认证以及计费。
VPN技术不属于802.11标准定义，因此它是一种增强性网络解决方案。
⑤端口访问控制技术：
该技术也是用于无线局域网的一种增强性网络安全解决方案。
当无线工作站一致性，STA与无线访问点AP关联后，是否可以使用AP的服务要取决于802lx的认证结果。
如果认证通过，则AP为STA打开这个逻辑端口，否则不允许用户上网。
802lx要求无线工作站安装802lx客户端软件，无线访问点要内嵌802lx认证代理，同时它还作为Radius客户端，将用户的认证信息转发给Radius服务器。
802lx除提供端口访问控制能力之外，还提供基于用户的认证系统及计费，特别适合于公共无线接入解决方案。
7.2影响WLAN安全的因素
WLAN是以无线电波作为上网的传输媒介，因此无线网络存在着难以限制网络资源的物理访问，无线网络信号可以传播到预期的方位以外的地域，具体情况要根据建筑材料和环境而定，这样就使得在网络覆盖范围内都成为了WLAN的接入点，给入侵者有机可乘。
可以在预期范围以外的地方访问WLAN，窃听网络中的数据，入侵WLAN并使用各种攻击手段对无线网络进行攻击。
由于WLAN符合所有网络协议的计算机网络，所以计算机病毒也威胁着所有WLAN内的计算机，甚至会产生比普通网络更加严重的后果。
在WLAN中存在的威胁因素主要是：
窃听、截取或者修改传输数
据、置信攻击、拒绝服务等等。
7.3无线局域网的安全措施
1）采用无线加密协议防止未授权用户。
加密就是保护信息不泄露或不暴露给那些未授权掌握这一信息的实体。
加密又可细分为两种类型：
数据保密业务和业务流保密业务。
数据保密业务使得攻击者想要从某个数据项中推出敏感信息是困难的。
而业务量保密业务使得攻击者想要通过观察网络的业务流来获得敏感信息也是十分困难的。
根据密码算法所使用的加密密钥和解密是否相同，由加密过程能否推导出解密过程（或是由解密过程推导出加密过程），可将密码体制分为单钥密码体制（也叫做对称密码体制、秘密密钥密码体制）和双钥密码制。
但是目前1EEE802．11标准中的WEP安全解决方案在15分钟内就可被攻破，已被广泛证实不安全。
如果采用支持128位的WEP，对其进破解是相当困难的，同时也要定期的更改WEP，保证无线局域网的安全。
如果设备提供了动态WEP功能，最好应用动态WEP，WindowsXP就提供了这种支持，可以选中WEP选项“自动为我提供这个密钥”。
同时，使用IPSec，VPN，SSH或其他WEP的替代方法。
2）改变服务集标识符并且禁止SSID广播。
SSID是无线接人的身份标识符，用户用它来建立与接入点之间的连接。
这个身份标识符是由通信设备制造商设置的，并且每个厂商都用自己的缺省值。
知道默认标识符的黑客可以很容易不经过授权就享受无线服务。
需要给每个无线接入点设置一个唯一并且难以推测的SSID。
如果可能的话。
还应禁止SSID向外广播。
这样，无线网络就不能够通过广播的方式来吸纳更多用户。
当然这并不是说网络不可用，只是它不会显示在可使用网络的信息中。
3）静态IP与MAC地址绑定。
无线路由器或AP在分配IP地址常是默认使用DHCP即动态IP地址分配，这对无线网络来说是有安全隐患的，入侵者只要找到了无线网络，很容易就可以通过DHCP而得到一个合法的IP地址，由此就进入了局域网中。
因此，关闭DHCP服务，为每台电脑分配静态IP地址，然后再把这个IP地址与该电脑网卡的MAC地址进行绑定，这样就能大大提升网络的安全性。
入侵者不易得到合法的IP地址,即使得到了，因为还要验证绑定的MAC地址，相当于两重关卡。
设置步骤如下：
首先，在无线路由器或AP的设置中关闭“DHCP服务器”；然后激活“固定DHCP”功能，把各电脑的“名称”、以后要固定使用IP地址、网卡的MAC地址都填写好，最后按“执行”按钮就操作完成。
4）VPN技术在无线网络中的应用[5]。
对于安全要求高或大型的无线网络，VPN方案是一个更好的选择。
VPN方案已经广泛应用于Internet远程用户的安全接入。
在远程用户接入的应用中，VPN在不可信的网络（Interact）上提供一条安全、专用的通道或者隧道。
各种隧道包括点对点的隧道协议和第二层隧道协议都可以与标准的、集中的认证协议一起使用。
同样，VPN技术还可以应用在无线的全接人上，在这里，不可信的网络是无线网络。
AP可以被定义成无WEP机制的开放入。
但是无线接入网络VLA从局域网已经被VPN服务器和内部网络隔出来。
VPN服务器提供网络的认证和加密，并允许局域内部与WEP制和MAC地址过滤接人不同，VPN方案具有较强的扩充、升级性应用于大规模的无线网络。
5）无线入侵检测系统。
无线入侵检测系统同传统的入侵检测系统类似，但无线入侵检测系统增加了无线局域网的检测和对
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