无线局域网的应用与安全
来源:ZDNet 更新时间:2008-03-07

 
  一、无线局域网简介

  1、无线局域网概述

  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-area network,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。

  无线局域网技术具有传统局域网无法比拟的灵活性。无线局域网的通信范围不受环境条件的限制,网络的传输范围大大拓宽,最大传输范围可达到几十公里。在有线局域网中,两个站点的距离在使用铜缆时被限制在500米,即使采用单模光纤也只能达到3000米,而无线局域网中两个站点间的距离目前可达到50公里,距离数公里的建筑物中的网络可以集成为同一个局域网。

  此外,无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题,在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络,无线局域网的组建、配置和维护较为容易,一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。

  2、无线局域网的传输媒体

  无线局域网的基础还是传统的有线局域网,是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线集线器、无线访问节点、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。与有线网络一样,无线局域网同样也需要传送介质。只是无线局域网采用的传输媒体不是双绞线或者光纤,而是红外线或者无线电波,以后者使用居多。

  ●红外线系统

  红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输媒体,有较强的方向性,由于它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质,使用不受无线电管理部门的限制。红外信号要求视距传输,并且窃听困难,对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。在实际应用中,由于红外线具有很高的背景噪声,受日光、环境照明等影响较大,一般要求的发射功率较高,红外无线局域网是目前“100Mbit/s以上、性能价格比高的网络”唯一可行的选择。

  ●无线电波

  采用无线电波作为无线局域网的传输介质是目前应用最多的,这主要是因为无线电波的覆盖范围较广,应用较广泛。使用扩频方式通信时,特别是直接序列扩频调制方法因发射功率低于自然的背景噪声,具有很强的抗干扰抗噪声能力、抗衰落能力。这一方面使通信非常安全,基本避免了通信信号的偷听和窃取,具有很高的可用性。另一方面无线局域使用的频段主要是S频段(2.4GHz~2.4835GHz),这个频段也叫ISM(Industry Science Medical)即工业科学医疗频段,该频段在美国不受美国联邦通信委员会的限制,属于工业自由辐射频段,不会对人体健康造成伤害。所以无线电波成为无线局域网最常用的无线传输媒体。

  3、无线网络采用的主要协议标准

  无线接入技术区别于有线接入的特点之一是标准不统一,不同的标准有不同的应用。目前比较流行的有802.11标准(包括802.11a、802.11b及802.11g等标准)、蓝牙(Bluetooth)标准以及HomeRF(家庭网络)标准等。

  ●802.11标准

  IEEE 802.11无线局域网标准的制定是无线网络技术发展的一个里程碑。802.11 标准除了介绍无线局域网的优点及各种不同性能外,还使得各种不同厂商的无线产品得以互联。另外,标准使核心设备执行单芯片解决方案,降低了无线局域网的造价。802.11 标准的颁布,使得无线局域网在各种有移动要求的环境中被广泛接受。它是无线局域网目前最常用的传输协议,各个公司都有基于该标准的无线网卡产品。不过由于802.11速率最高只能达到2Mbps,在传输速率上不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准,前者已经成为目前的主流标准,而后者也被很多厂商看好。

  802.11b标准采用一种新的调制技术,使得传输速率能根据环境变化,它采用2.4GHz直接序列扩频,最大数据传输速率为11Mb/s,无须直线传播。动态速率转换当射频情况变差时,可将数据传输速率降低为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。支持的范围是在室外为300米,在办公环境中最长为100米。802.11b使用与以太网类似的连接协议和数据包确认,来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。

  802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线局域网标准的后续标准。802.11a标准的传输更惊人,传输速度可达25Mbps,完全能满足语音、数据、图像等业务的需要。

  随着无线IEEE 802.11标准开始深入人心,制造商开始寻求为以太网平台提供更为快速的协议和配置。而蓝牙产品和无线局域网(802.11b)产品的逐步应用,解决两种技术之间的干扰问题显得日益重要。为此,IEEE成立了无线局域网任务工作组,专门从事无线局域网802.11g标准的制定,力图解决这一问题。802.11g其实是一种混合标准,它既能适应传统的802.11b标准,在2.4GHz频率下提供每秒11Mbit/s数据传输率,也符合802.11a标准在5GHz频率下提供56Mbit/s数据传输率。随着802.11g标准认可,它将有助于进一步推动802.11无线局域网飞速发展的势头。

  ●蓝牙标准

  蓝牙(IEEE 802.15)是一项新标准,对于802.11来说,它的出现不是为了竞争而是相互补充。“蓝牙”是一种极其先进的大容量近距离无线数字通信的技术标准,其目标是实现最高数据传输速度1Mbps(有效传输速率为721Kbps)、最大传输距离为10厘米~10米,通过增加发射功率可达到100米。蓝牙比802.11更具移动性,比如,802.11限制在办公室和校园内,而蓝牙却能把一个设备连接到局域网和广域网,甚至支持全球漫游。此外,蓝牙成本低、体积小,可用于更多的设备。“蓝牙”最大的优势还在于,在更新网络骨干时,如果搭配“蓝牙”架构进行,使用整体网路的成本肯定比铺设线缆低。

  ●家庭网络的HomeRF标准

  HomeRF主要为家庭网络设计,是IEEE 802.11与数字无绳电话标准的结合,旨在降低语音数据成本。HomeRF也采用了扩频技术,工作在2.4GHz频带,能同步支持4条高质量语音信道。但目前HomeRF的传输速率只有1M~2Mbps,美国联邦通信委员会建议增加到10Mbps。

  二、无线局域网的应用发展

  1、无线局域网应用与发展

  在现阶段,中国市场上的无线局域网主要是应用于公众服务、企业内部网、校园网、及地理位置较特殊的政府机构等领域,从发展趋势来看,随着产品价格和技术方面日渐成熟,校园网对无线局域网应用会增长迅速,尤其是高等教育和科研机构对无线局域网的需求不断增加,将为无线局域网创造广阔的空间。像现在北京大学校园就构建了校园无线局域网网络。另外,在政府内部,电子政务建设正如火如荼,无线局域网在政府的网络建设中有非比寻常的机会。

  目前,在国内,北京、上海、广州和深圳是无线局域网应用最为普及的城市。在这些城市的酒店、宾馆、会展中心和机场等公众场所,已经成为运营商如中国网通、中国电信公网铺设的重点场所。特别是上海,由于2001年APEC会议的召开,其无线局域网的应用得到了突飞猛进的发展,现在已位居四城市之首。

  无线局域网虽然不能取代有线网络,但它有着传统网络无法比拟的优势,也正是这样的优势,使无线局域网市场的增长是无庸置疑的。现在,不管是IT传统厂商还是新兴厂商都已经把无线局域网应用推广视为重中之重,今后,会有更多的企业用户使用无线局域网,并且随着无线网卡成为笔记本电脑中的标准配置这一事实,更多的人将会更加方便地使用无线局域网。

  虽然IEEE802.11a标准由于其高带宽被人们津津乐道,但从实际应用来看,到现在为止,在国内802.11b仍然是无线局域网的主流标准,而市场中的无线局域网产品大多还是基于802.11b协议的。

  表一:有线网络与无线网络应用特点比较

  

  

  

  表二:802.11标准的特性说明

  

  

  

  2、无线局域网组网模式应用

  Infrastructure模式(带有无线接入点,如下图1所示)

  

  

  

  这种模式通过数张无线网络卡(USB,PCI或PCMCIA接口)及一台无线网桥(AP),通过AP实现无线网络内部及无线网络与有线网络之间的互通 。

  Ad-Hoc模式(点对点无线网,如下图2所示)

  数张无线网卡(USB,PCI或PCMCIA接口)可以自成网络,无需AP,组成一种临时性的松散的网络组织方式,实现点对点与点对多点连接。不过这种方式就不能连接外部网络。

  当采用室外无线网桥进行连接时,网络方式如下图3所示:

  一、无线局域网简介

  1、无线局域网概述

  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-area network,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。

  无线局域网技术具有传统局域网无法比拟的灵活性。无线局域网的通信范围不受环境条件的限制,网络的传输范围大大拓宽,最大传输范围可达到几十公里。在有线局域网中,两个站点的距离在使用铜缆时被限制在500米,即使采用单模光纤也只能达到3000米,而无线局域网中两个站点间的距离目前可达到50公里,距离数公里的建筑物中的网络可以集成为同一个局域网。

  此外,无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题,在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络,无线局域网的组建、配置和维护较为容易,一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。

  2、无线局域网的传输媒体

  无线局域网的基础还是传统的有线局域网,是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线集线器、无线访问节点、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。与有线网络一样,无线局域网同样也需要传送介质。只是无线局域网采用的传输媒体不是双绞线或者光纤,而是红外线或者无线电波,以后者使用居多。

  ●红外线系统

  红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输媒体,有较强的方向性,由于它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质,使用不受无线电管理部门的限制。红外信号要求视距传输,并且窃听困难,对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。在实际应用中,由于红外线具有很高的背景噪声,受日光、环境照明等影响较大,一般要求的发射功率较高,红外无线局域网是目前“100Mbit/s以上、性能价格比高的网络”唯一可行的选择。

  ●无线电波

  采用无线电波作为无线局域网的传输介质是目前应用最多的,这主要是因为无线电波的覆盖范围较广,应用较广泛。使用扩频方式通信时,特别是直接序列扩频调制方法因发射功率低于自然的背景噪声,具有很强的抗干扰抗噪声能力、抗衰落能力。这一方面使通信非常安全,基本避免了通信信号的偷听和窃取,具有很高的可用性。另一方面无线局域使用的频段主要是S频段(2.4GHz~2.4835GHz),这个频段也叫ISM(Industry Science Medical)即工业科学医疗频段,该频段在美国不受美国联邦通信委员会的限制,属于工业自由辐射频段,不会对人体健康造成伤害。所以无线电波成为无线局域网最常用的无线传输媒体。

  3、无线网络采用的主要协议标准

  无线接入技术区别于有线接入的特点之一是标准不统一,不同的标准有不同的应用。目前比较流行的有802.11标准(包括802.11a、802.11b及802.11g等标准)、蓝牙(Bluetooth)标准以及HomeRF(家庭网络)标准等。

  ●802.11标准

  IEEE 802.11无线局域网标准的制定是无线网络技术发展的一个里程碑。802.11 标准除了介绍无线局域网的优点及各种不同性能外,还使得各种不同厂商的无线产品得以互联。另外,标准使核心设备执行单芯片解决方案,降低了无线局域网的造价。802.11 标准的颁布,使得无线局域网在各种有移动要求的环境中被广泛接受。它是无线局域网目前最常用的传输协议,各个公司都有基于该标准的无线网卡产品。不过由于802.11速率最高只能达到2Mbps,在传输速率上不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准,前者已经成为目前的主流标准,而后者也被很多厂商看好。

  802.11b标准采用一种新的调制技术,使得传输速率能根据环境变化,它采用2.4GHz直接序列扩频,最大数据传输速率为11Mb/s,无须直线传播。动态速率转换当射频情况变差时,可将数据传输速率降低为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。支持的范围是在室外为300米,在办公环境中最长为100米。802.11b使用与以太网类似的连接协议和数据包确认,来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。

  802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线局域网标准的后续标准。802.11a标准的传输更惊人,传输速度可达25Mbps,完全能满足语音、数据、图像等业务的需要。

  随着无线IEEE 802.11标准开始深入人心,制造商开始寻求为以太网平台提供更为快速的协议和配置。而蓝牙产品和无线局域网(802.11b)产品的逐步应用,解决两种技术之间的干扰问题显得日益重要。为此,IEEE成立了无线局域网任务工作组,专门从事无线局域网802.11g标准的制定,力图解决这一问题。802.11g其实是一种混合标准,它既能适应传统的802.11b标准,在2.4GHz频率下提供每秒11Mbit/s数据传输率,也符合802.11a标准在5GHz频率下提供56Mbit/s数据传输率。随着802.11g标准认可,它将有助于进一步推动802.11无线局域网飞速发展的势头。

  ●蓝牙标准

  蓝牙(IEEE 802.15)是一项新标准,对于802.11来说,它的出现不是为了竞争而是相互补充。“蓝牙”是一种极其先进的大容量近距离无线数字通信的技术标准,其目标是实现最高数据传输速度1Mbps(有效传输速率为721Kbps)、最大传输距离为10厘米~10米,通过增加发射功率可达到100米。蓝牙比802.11更具移动性,比如,802.11限制在办公室和校园内,而蓝牙却能把一个设备连接到局域网和广域网,甚至支持全球漫游。此外,蓝牙成本低、体积小,可用于更多的设备。“蓝牙”最大的优势还在于,在更新网络骨干时,如果搭配“蓝牙”架构进行,使用整体网路的成本肯定比铺设线缆低。

  ●家庭网络的HomeRF标准

  HomeRF主要为家庭网络设计,是IEEE 802.11与数字无绳电话标准的结合,旨在降低语音数据成本。HomeRF也采用了扩频技术,工作在2.4GHz频带,能同步支持4条高质量语音信道。但目前HomeRF的传输速率只有1M~2Mbps,美国联邦通信委员会建议增加到10Mbps。

  二、无线局域网的应用发展

  1、无线局域网应用与发展

  在现阶段,中国市场上的无线局域网主要是应用于公众服务、企业内部网、校园网、及地理位置较特殊的政府机构等领域,从发展趋势来看,随着产品价格和技术方面日渐成熟,校园网对无线局域网应用会增长迅速,尤其是高等教育和科研机构对无线局域网的需求不断增加,将为无线局域网创造广阔的空间。像现在北京大学校园就构建了校园无线局域网网络。另外,在政府内部,电子政务建设正如火如荼,无线局域网在政府的网络建设中有非比寻常的机会。

  目前,在国内,北京、上海、广州和深圳是无线局域网应用最为普及的城市。在这些城市的酒店、宾馆、会展中心和机场等公众场所,已经成为运营商如中国网通、中国电信公网铺设的重点场所。特别是上海,由于2001年APEC会议的召开,其无线局域网的应用得到了突飞猛进的发展,现在已位居四城市之首。

  无线局域网虽然不能取代有线网络,但它有着传统网络无法比拟的优势,也正是这样的优势,使无线局域网市场的增长是无庸置疑的。现在,不管是IT传统厂商还是新兴厂商都已经把无线局域网应用推广视为重中之重,今后,会有更多的企业用户使用无线局域网,并且随着无线网卡成为笔记本电脑中的标准配置这一事实,更多的人将会更加方便地使用无线局域网。

  虽然IEEE802.11a标准由于其高带宽被人们津津乐道,但从实际应用来看,到现在为止,在国内802.11b仍然是无线局域网的主流标准,而市场中的无线局域网产品大多还是基于802.11b协议的。

  表一:有线网络与无线网络应用特点比较

  

  

  表二:802.11标准的特性说明

  

  

  

  2、无线局域网组网模式应用

  Infrastructure模式(带有无线接入点,如下图1所示)

  

  

  

  这种模式通过数张无线网络卡(USB,PCI或PCMCIA接口)及一台无线网桥(AP),通过AP实现无线网络内部及无线网络与有线网络之间的互通 。

  Ad-Hoc模式(点对点无线网,如下图2所示)

  

  

  

  数张无线网卡(USB,PCI或PCMCIA接口)可以自成网络,无需AP,组成一种临时性的松散的网络组织方式,实现点对点与点对多点连接。不过这种方式就不能连接外部网络。

  当采用室外无线网桥进行连接时,网络方式如下图3所示: