一、概述

無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN，Wireless Local Area Network）的概念，依據(jù)GB/T 2900.96《電工術(shù)語(yǔ) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》中的定義是“數(shù)據(jù)傳送不使用導(dǎo)線的局域網(wǎng)（LAN）”。也即通過(guò)無(wú)線介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木钟蚓W(wǎng)。WLAN本身應(yīng)屬于無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)（AN）的范疇。

1、WLAN與LAN

無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）是局域網(wǎng)（LAN）的一種組網(wǎng)形態(tài)。依據(jù)GB/T 2900.96對(duì)于局域網(wǎng)（LAN）的定義是：位于用戶處所有限地理區(qū)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。為此，局域網(wǎng)（LAN）的構(gòu)建，初始組網(wǎng)形態(tài)是利用有線介質(zhì)的組網(wǎng)方式，即在局域范圍內(nèi)（相對(duì)于個(gè)域、城域、廣域而言）多臺(tái)計(jì)算機(jī)終端或數(shù)據(jù)終端各自通過(guò)線纜（如同軸電纜、數(shù)據(jù)電纜（或稱對(duì)絞對(duì)稱電纜）和光纖等）介質(zhì)連接到一個(gè)數(shù)據(jù)集線器（Hub）或一個(gè)數(shù)據(jù)交換機(jī)（Switch）上，形成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)。在該局域網(wǎng)內(nèi)，各計(jì)算機(jī)終端可以共享本局域網(wǎng)內(nèi)的資源，同時(shí)通過(guò)Hub/Switch可接入所屬的城域/廣域網(wǎng)絡(luò)或Internet。但有線局域網(wǎng)只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)固定或有限移動(dòng)性的數(shù)據(jù)終端的接入，另外隨著數(shù)據(jù)終端型式的發(fā)展演進(jìn)（如筆記本電腦、智能手機(jī)、PDA等），這些可移動(dòng)的數(shù)據(jù)終端接入網(wǎng)絡(luò)勢(shì)必要破除線纜的束縛，因此無(wú)線局域（WAAN）網(wǎng)應(yīng)用而生。

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2、WLAN與IEEE 802.11

由于WLAN實(shí)現(xiàn)了可移動(dòng)數(shù)據(jù)終端的到局域網(wǎng)的接入，此時(shí)的接入，數(shù)據(jù)是通過(guò)空中接口進(jìn)行傳送的，為了使數(shù)據(jù)在空中的有效傳送，必須要對(duì)空中接口進(jìn)行規(guī)范。因此，由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)組織“電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）”研究制定了編號(hào)為802.11的系列標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了WLAN的空中接口的媒體訪問(wèn)控制（MAC）和物理層（PHY）的規(guī)范。由此“IEEE 802.11”也成為了WLAN的空中接口規(guī)范的代名詞。

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由于IEEE在制定802.11標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，是在不斷的演進(jìn)的，后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)是與先期的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的，即后續(xù)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)先期標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展或增強(qiáng)，但先期標(biāo)準(zhǔn)仍然有效，并非被后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)所代替。鑒于標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性，WLAN的空中接口的標(biāo)準(zhǔn)都以802.11為根編號(hào)，后續(xù)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)在根編號(hào)802.11后邊順序用小寫(xiě)英文字母來(lái)標(biāo)識(shí)。即802.11、802.11a、802.11b、802.11g等等。

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3、WLAN與Wi-Fi

在現(xiàn)實(shí)中，一提到WLAN，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“Wi-Fi”的術(shù)語(yǔ)，甚至把兩者等同起來(lái)，然而兩者的概念是大不相同的。Wi-Fi是指Wi-Fi聯(lián)盟組織（Wi-Fi Alliance）推動(dòng)的一項(xiàng)Wi-Fi技術(shù)，Wi-Fi技術(shù)的核心是基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)相關(guān)WLAN產(chǎn)品的認(rèn)證，稱之為“Wi-Fi認(rèn)證（Wi-Fi CERTIFIED）”。該協(xié)會(huì)，致力于WLAN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以推動(dòng)符合IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)在全球的發(fā)展。通過(guò)WFA的Wi-Fi認(rèn)證的WLAN產(chǎn)品，表明此類產(chǎn)品符合相應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的互操作性、安全性和可靠性要求。用戶在選用認(rèn)證產(chǎn)品時(shí)可放心使用，保證有良好的體驗(yàn)。

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二、無(wú)線局域的基本結(jié)構(gòu)

1、WLAN的基本結(jié)構(gòu)

WLAN的基本結(jié)構(gòu)示意如下圖2-1所示。WLAN融合了無(wú)線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以無(wú)線信道為傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)在短距離內(nèi)的數(shù)據(jù)終端與局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)間網(wǎng)絡(luò)通信，可移動(dòng)的數(shù)據(jù)終端通過(guò)WLAN空中接口與接入點(diǎn)（AP，Access Point）設(shè)備相連接入局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的局域網(wǎng)通信。

圖2-1：WLAN的基本結(jié)構(gòu)示意圖

2、無(wú)線局域的基本網(wǎng)元

由圖2-1知，WLAN的基本網(wǎng)元有接入點(diǎn)設(shè)備（AP）和配置有無(wú)線網(wǎng)卡的可移動(dòng)的數(shù)據(jù)終端，該終端也稱為工作站（STA，STATION，即支持802.11的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)終端）。

1）接入點(diǎn)（AP）設(shè)備介紹與分類

接入點(diǎn)（AP）設(shè)備屬于WLAN中的核心設(shè)備，相當(dāng)于有線局域網(wǎng)中的集線器（Hub）。對(duì)于AP我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都給出了其定義，雖然表述方法有所不同，具體詳見(jiàn)下表2-2-1a，從中可以加深對(duì)AP的理解。AP一側(cè)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的空中接口與移動(dòng)的數(shù)據(jù)終端相連，另一側(cè)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的有線接口（以太網(wǎng)接口）與局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（或Internet）相連。對(duì)于AP的有線接口，常使用的物理接口是RJ-45或光口，符合IEEE802.3的1000/100/10BASE接口協(xié)議。

表2-2-1a：接入點(diǎn)（AP）的定義

AP根據(jù)其功能特點(diǎn)可分為胖AP和瘦AP，它們的含義詳見(jiàn)下表2-2-1b中。胖AP也稱非集中控制型AP，或稱獨(dú)立控制型AP；瘦AP也稱集中控制型AP，由表可知，瘦AP是需要與接入控制器（AC，Access Controller）配合而實(shí)現(xiàn)WLAN的配置管理功能的。AP根據(jù)其安裝環(huán)境可分為室內(nèi)分布型AP和室外型AP。具體含義也詳見(jiàn)表2-2-1b中。室內(nèi)分布型AP是在室內(nèi)分布系統(tǒng)中使用的。

表2-2-1b：接入點(diǎn)（AP）設(shè)備分類與含義

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2）無(wú)線網(wǎng)卡

無(wú)線網(wǎng)卡是WLAN中各移動(dòng)數(shù)據(jù)終端必配裝置，該裝置必須符合WLAN的空中接口規(guī)范，用以通過(guò)空中接口實(shí)現(xiàn)與AP間的通信。無(wú)線網(wǎng)卡可以獨(dú)立配置，如早期的可插入計(jì)算機(jī)的槽口的PCI網(wǎng)卡，后來(lái)的通過(guò)USB口的網(wǎng)卡，如下圖2-2-2。也可以集成內(nèi)置于各式數(shù)據(jù)終端內(nèi)部，現(xiàn)在的移動(dòng)數(shù)據(jù)終端多采用此方式。

圖2-2-2：PCI口網(wǎng)卡與USB口網(wǎng)卡的外形

3）接入控制器（AC）

接入控制器（AC）是在WLAN中多AP組網(wǎng)中所配置的網(wǎng)絡(luò)裝置。它是將AP的配置、管理和控制的功能集中成一個(gè)獨(dú)立的裝置，使AP只專門(mén)完成空中接口的功能，即是AP稱為所謂的瘦AP。AC可對(duì)不同AP下發(fā)配置、修改配置、射頻智能管理、用戶接入控制等。瘦AP與AC的配置組網(wǎng)尤其是適用于WLAN的多目標(biāo)區(qū)域覆蓋或廣覆蓋的環(huán)境。下圖為中國(guó)移動(dòng)公司

三、WLAN的空中接口

所謂WLAN的空中接口是指WLAN通過(guò)無(wú)線射頻傳送數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要是由IEEE的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的。

1、射頻工作頻率

WLAN的空中接口的工作頻率工作在免許可的、開(kāi)放的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)（ISM，Industrial Scientific Medical）頻段，依據(jù)802.11系列標(biāo)準(zhǔn)要求，主要工作在2.4GHz（頻率范圍為24~24.835GHz）和5GHz（頻率范圍為5.150~5.350GHz和5.725~5.850GHz）頻段。

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2、MAC層和PHY層

IEEE的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)是規(guī)定WLAN的空中接口的媒體訪問(wèn)控制（MAC）和物理層（PHY）規(guī)范的。這些系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了局部區(qū)域范圍內(nèi)用于固定式、便攜式與移動(dòng)式站（點(diǎn)）無(wú)線連通性的媒體訪問(wèn)控制（MAC）和物理層（PHY）規(guī)范，包括MAC規(guī)程、PHY技術(shù)要求（信令要求、接口功能等）等。

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3、WLAN的安全機(jī)制

WLAN通過(guò)無(wú)線信道傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，與有線網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別就是任何無(wú)線網(wǎng)卡、接入點(diǎn)都可以收到無(wú)線信號(hào)，因此對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)的安全性一直是WLAN焦點(diǎn)。為此，為了提高WLAN網(wǎng)絡(luò)的安全，IEEE專門(mén)發(fā)布了802.11i標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)的安全性在MAC和PHY層進(jìn)行了規(guī)范。

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雖然IEEE發(fā)布了802.11i標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)的安全性保障仍然有限，為此我國(guó)研制了WAPI（WLAN Authentication and Privacy Infrastructure）技術(shù)，使WLAN的安全機(jī)制得到了空前的提高。

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四、WLAN的實(shí)際組網(wǎng)

無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）的基礎(chǔ)還是傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)，它只是在有線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了可移動(dòng)數(shù)據(jù)終端的接入，可理解為是對(duì)有線局域網(wǎng)的延伸和擴(kuò)充。因此，對(duì)于無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）的實(shí)際組網(wǎng)應(yīng)用，既有多AP組網(wǎng)，又有與有線局域網(wǎng)的混合組網(wǎng)。

1、基本的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)：BSS與ESS

依據(jù)802.11規(guī)范，WLAN的基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)稱為基本服務(wù)集（BSS，Basic Service Set），為了使不同BSS間的數(shù)據(jù)終端能夠互相通信，必須構(gòu)成擴(kuò)展服務(wù)集（ESS，Extended Service Set）的網(wǎng)絡(luò)，以形成大覆蓋范圍的網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于BSS與ESS的關(guān)系示例可如下圖4-1所示。

圖4-1：BSS與ESS的示例

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2、關(guān)于公眾局域網(wǎng)組網(wǎng)

隨著數(shù)據(jù)終端（包括固定的和移動(dòng)的）的發(fā)展與普及，人們通過(guò)WLAN提供接入服務(wù)的需求日益劇增，為此我國(guó)已組建了公眾局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。其公眾局域網(wǎng)絡(luò)的總體架構(gòu)如下圖4-2所示，WLAN是通過(guò)寬帶接入服務(wù)器（BAS）構(gòu)成無(wú)線接入網(wǎng)（AN）接入互聯(lián)網(wǎng)的。

圖4-2：公眾局域網(wǎng)組網(wǎng)的總體架構(gòu)

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無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)目前應(yīng)用較為普及，成為人們高質(zhì)量工作和生活的必要保障。實(shí)際上現(xiàn)在人們無(wú)時(shí)無(wú)刻的在使用著WLAN，不論是在辦公室、在家，還是在公共場(chǎng)所等場(chǎng)景。

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