【原创】部署你的无线局域网

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一 前言

      802.11B,802.11G,GPRS,CDMA,WIFI,AP……这些词语越来越多的出现在我们的生活当中,因为无线网络的应用越来越广泛了.机场,咖啡厅,图书馆等等好多地方都可以无线冲浪,这真是一件惬意的事情.无线网络的应用的确给我们带来了方便也为我们带来了经济效益.我们在部署自己的家用或者企业网络的时候,是应该考虑部署自己的无线局域网了.


[ 本帖最后由 nello 于 2005-10-19 14:54 编辑 ]

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二 无线局域网的魅力

      提高工作效率和盈利能力是无线网络的基本优势.而与硬连接解决方案相比,无线连接具有低成本,易部署和较灵活等优势.除支持移动用户外,无线连接提供的性能还足以适应主流台式机的日常运营需求.在平时的维护网络的工作中,常常就会发现一个工作间预埋的LAN信息点不够用的情况,此时再新增信息点已经不太可能了,往往只能靠增加二级Switch/HUB来解决问题,而这类二级Switch/HUB管理起来特别麻烦,如果数量很大的话,对网络的安全和健壮真是一个大大的考验.这也说明了有线局域网部署的一个缺点:可扩展性比较差,不够灵活.当然目前来讲,无线网络的宽带和有线网络的宽带还是没有办法比的.所以在部署你的企业网络过程中,应该考虑有线网络的无线网络的有机结合,充分发挥有线宽带高.无线方便灵活的特点.


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三 IEEE的802.11标准系列

　　IEEE的802.11标准由很多子集构成,它详细定义了WLAN中从物理层到MAC层的通信协议,在业界有广泛的影响,802.11b和802.11g越来越多的得到应用,差不多已经成为WLAN的主流了.

1.Wi-Fi(IEEE 802.11b)
　　IEEE 802.11b,也叫Wi-Fi(Wireless Fidelity),是建立在直接序列扩频（DSSS:Direct Sequence Spread Spectrum）的加强版本CCK（补充编码键控）基础上的,它是当前应用最为广泛的WLAN标准,采用波段是2.4GHz.
　　802.11b的理论容量是11Mbps,这一速率经常被一些投资商引用,但是该容量带有一定的误导性,它指的是整个物理层的容量,其中的大部分都被用于协议本身,真正用于数据的容量并没有那么多,所以802.11b实际最大数据速率是6Mbps,在误码严重的时候数据速率会迅速回落,50％的误码率就会导致整个数据速率减少2/3,降为2Mbps.所以为了防止干扰,802.11b只有通过牺牲速率换取低的误码率,使它很难突破数据速率上的瓶颈.
802.11b与老式DSSS系统后向兼容,但与基于FHSS的802.11网络不兼容.
　　由于技术和成本的控制问题,目前802.11b协议已经成为无线局域网普及的主体标准,符合此协议的产品也最多,因此在目前它在市场依然占据着主导地位.然而随着网络应用中视频,语音等关键数据传输需求越来越多,速率问题将会成为802.11b进一步发展的主要障碍.此外802.11b使用的是ISM 2.4GHz波段,而家用微波炉,蓝牙芯片和无绳电话（在北美）也都使用这个波段,所以相对802.11a而言,802.11b还面临着更多的干扰源.此外802.11b在安全问题也不容忽视,目前主要通过WEP加密协议来弥补这一缺陷,IEEE也正在开发另外一个标准802.11i来专门解决WLAN中的安全问题.

2.IEEE 802.11a
　　802.11a在802.11协议组中是第一个出台的标准,所以被称作802.11a. 802.11a使用频段为5.8GHz,在物理层上用OFDM代替了原来的扩频技术.
　　采用OFDM的主要优势是它可以达到非常高的数据速率,802.11a理论上最大传输速率是54Mbps,和802.11g的速率相同,几乎是802.11b速率的5倍.和其他无线通信标准一样,54Mbps也是物理层最大速率,真正的数据吞吐量最大约为25Mbps.
　　802.11a最明显的缺点就是兼容性,802.11a使用的是较高的频率,在物理层上采用不同于802.11b的OFDM技术,所以802.11a产品和现在已经安装的802.11b不能互通.解决这个问题的唯一方法就是使用双模设备,使两种系统都可以支持.
802.11a使用的是5.8GHz的专有频段,所以相对802.11b的2.4GHz频段来说几乎是没有干扰,此外5GHz处比2.4GHz有更多的波段,更多的波段意味着更多的信道,这样就可以保证很多人同时使用802.11网络而不至于互相干扰.除了频段上的优势,高速率是其另外一个杀手锏,它可提供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.虽然802.11a在技术上和出台时间上都占有优势,但由于技术成本过高,缺乏价格竞争力.经济规模始终无法扩大,加上5GHz并非免费频段,在部分地区面临频谱管制的问题,市场销售情况一直不理想.除了成本问题,802.11a最大的缺陷就是前面提到的兼容性,使它在市场上的扩展大受限制,802.11g的出现也给它带来极大的压力,因此802.11a在将来的发展中依然是困难重重.

3.IEEE 802.11g
　　802.11g是IEEE为了解决802.11a与802.11b的互通而出台的一个标准,它是802.11b的延续,两者同样使用2.4GHz通用频段,互通性高,是新一代的WLAN标准.
　　802.11g的速率上限已经由由11Mbps提升至54Mbps,但由于2.4GHz频段干扰过多,在传输速率上低于802.11a.
　　与802.11a和802.11b同时兼容是802.11g的一大亮点,它同时支持802.11b的CCK和802.11a的OFDM,802.11g还支持PBCC（Packet Binary Convolutional Coding,分组二进制卷积码）技术.802.11g中规定的调制方式有2种,一为原Intersil公司提案采用的CCK-OFDM,另一为TI公司提案采用的PBCC-22（也称CCK-PBCC）调制方式,其中采用PBCC-22方式的TI提案保持了对IEEE802.11b的完全兼容,并使最高传输速率达到了22Mbps,目前已经有不少符合该标准的产品.而CCK-OFDM则作为502.11g的强制54Mbps模式,同时支持两种模式的802.11g产品便可以在与802.11b网络兼容的情况下,最高提供与802.11a标准相同的54Mbps连接速率.
      802.11g的兼容性和高数据速率弥补了802.11a和802.11b各自的缺陷,一方面使得802.11b产品可以平稳向高数据速率升级,满足日益增加的带宽需求,另一方面使得802.11a实现与802.11b的互通,克服了802.11a一直难以进入市场主流的尴尬,因此802.11g一出现就获得众多厂商的支持.
      802.11A/B/G的速度比对见附件图.

4.其他802.11标准
　　除了以上三个比较完善的版本（802.11a,802.11b,802.11g）,IEEE还出台了修正现存协议缺陷的一些加强版本,作为以上协议的扩展.
802.11c,它是关于802.11网络和普通以太网之间的互通协议,现已包含在大多数产品中.
802.11d,该协议最初致力于开发工作在其他频率的802.11b版本,使其在许多没有2.4-GHz波段的国家和地区也可以使用.由于ITUT的推荐和许多厂商的压力,大多数国家都已经开通了这个波段.然而,802.11d仍然可以用在其他授权波段上.
802.11e,该协议将QoS功能加入到802.11网络上,它用TDMA方式取代类似Ethernet的MAC层,为重要的数据增加额外的纠错功能.
802.11f,该协议是为了改善802.11中的切换机制而制定的,以使用户能够在两个不同的交换分区(无线信道)之间,或在加到2个不同的网络上的接入点之间漫游的同时保持连接功能.
802.11h,该协议的主要目的是对802.11a的传输功率和无线信道选择增加更好的控制功能,它与802.11e相结合,适用于欧洲地区.
802.11i,该协议负责处理802.11网络最明显的一个问题:安全性.它不是WEP的加强版本,而是建立在AES（美国的官方加密系统）上的一个全新标准.
802.11j,该协议是一个新的标准,目的是解决802.11a和HiperLan2的互通问题,因此它不是一个统一的标准,而是ETSI和IEEE的联合标准.
802.11n,下一个无线新标准,该标准希望将WLAN的传输速率增加至100Mbps以上,势必成为802.11b,802.11a,802.11g之后WLAN领域的另一场重头戏.目前这个标准虽然没有正式发布,但是随着市场的发展,好多厂家已经推出了基于这个标准的产品.速度理论值还可以达到240Mbps.相信802.11n的正式推出必然会推进WLAN的高速发展.


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四 无线局域网的无缝漫游

       WLAN网络的操作可分为两个主要工作过程:工作站加入一个AP,工作站从一个AP移动到另一个AP,实现服务区间的漫游.一个站点访问现存的AP需要几个阶段.首先,工作站开机加电开始运行,过后进入睡眠模式或者进入服务区.站点始终需要获得同步信号.站点则通过主动和被动扫频来获得同步.主动扫频是指STA启动或关联成功后扫描所有频道;一次扫描中,STA采用一组频道作为扫描范围,如果发现某个频道空闲,就广播带有ESSID的探测信号;AP根据该信号做响应.被动扫频是指AP每100毫秒向外传送灯塔信号,包括用于STA同步的时间戳,支持速率以及其它信息,STA接收到灯塔信号后启动关联过程.
       WLAN为防止非法用户接入,在站点定位了接入点,并取得了同步信息之后,就开始交换验证信息.验证业务提供了控制局域网接入的能力,这一过程被所有终用来建立合法介入的身份标志.站点经过验证后,关联（Associate）就开始了.关联用于建立无线访问点和无线工作站之间的映射关系,实际上是把无线变成有线网的连线.分布式系统将该映射关系分发给扩展服务区中的所有AP.一个无线工作站同时只能与一个AP关联.在关联过程中,无线工作站与AP之间要根据信号的强弱协商速率,速率变化包括:11Mbps,5.5Mbps,2Mbps和1Mbps（以802.11b为例）.
       工作站从一个服务区移动到另一个服务区需要从新关联.重关联（Reassociate）是指当无线工作站从一个扩展服务区中的一个基本服务区移动到另外一个基本服务区时,与新的AP关联的整个过程.重关联总是由移动无线工作站发起.IEEE802.11无线局域网的每个站点都与一个特定的接入点相关.如果站点从一个服务区切换到另一个服务区,这就是处在漫游（Roaming）过程中.漫游指无线工作站在一组无线访问点之间移动,并提供对于用户透明的无缝连接,包括基本漫游和扩展漫游.基本漫游是指无线STA的移动仅局限在一个扩展服务区内部.扩展漫游指无线SAT从一个扩展服务区中的一个站点移动到另一个扩展服务区的一个站点,802.11并不保证这种漫游的上层连接.近年来,无线局域网技术发展迅速,但无线局域网的性能与传统以太网相比还有一定距离,因此如何提高和优化网络性能显得十分重要.


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五     WDS,MESH和MIMO技术

     WDS(Wireless Distribution System),无线分布式系统:是建构在HFSS或DSSS底下,可让基地台与基地台间得以沟通,比较不同的是有WDS的功能是可当无线网路的中继器,且可多台基地台对一台,目前有许多无线基台都有WDS.    WDS把有线网路的资料,透过无线网路当中继架构来传送,藉此可将网路资料传送到另外一个无线网路环境,或者是另外一个有线网路.因为透过无线网路形成虚拟的网路线,所以有人称为这是无线网路桥接功能,严格说起来,无线网路桥接功能通常是指的是一对一,但是WDS架构可以做到一对多,并且桥接的对象可以是无线网路卡或者是有线系统.所以WDS最少要有两台同功能的AP,最多数量则要看厂商设计的架构来决定.最简单地说:就是WDS可以让无线AP之间通过无线进行桥接（中继）,在这同时并不影响其无线AP覆盖的功能.这种技术在中小型企业网络部署解决方案中卓有成效.但是随着无线网络的快速发展,无线客户端的快速增长,新一代的无线网络接入格局在慢慢的形成.人们期望随时随地的接入无线网络,那么这时WDS对于这种大规模的网络部署中就显的无能为力了,因为这种环境中大部分的AP都无法访问有线主干网.需要一种新的技术来支持.于是出现了Mesh技术,一种能够自我创建和自我修复的无线访问点技术.

      Mesh网络即”无线蜂窝网格网络”,它是一个动态的可以不断扩展的网络架构,任意的两个设备均可以保持无线互联.Mesh WLAN网络要比单跳网络更加稳定,这是因为在数据通信中,网络性能的发挥并不是仅依靠某个节点.在传统的单跳无线网络中,如果固定的AP发生故障,那么该网络中所有的无线设备都不能进行通信.而在Mesh网络中,如果某个节点的AP发生故障,它可以重新再选择一个AP进行通信,数据仍然可以高速地到达目的地.从物理角度而言,无线通信意味着通信距离越短,通信的效果会越好.因为随着通信距离的增长,无线信号不但会衰弱而且会相互干扰,从而降低数据通信的效率.而在Mesh网络中,是以一条条较短的无线网络连接代替以往长距离的连接,从而保证数据可以以高速率在节点之间快速传递.Mesh技术可以使WLAN的安装部署,网络扩容更加方便.许多厂家都推出了功能丰富的Mesh产品,从而使部署大规模运营级无线城域网成为可能.(具体的Mesh技术表示可以参考相关厂家的技术文档.)比如:Proxim开发了ORiNOCO MCP协议(Mesh Creation Protocal--网格构建协议),使无线访问点具有自动配置网络,并使网络效率最优化的特性.提供自我组织,自我修复,更新动态网络连接,确保网络安全等等功能.

　　针对目前WLAN所面临的带宽与发射功率有限,干扰,信号衰减以及多径效应(造成干扰的回波与反射)等问题,各大公司发明了一种叫MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,短距离多倍输入和输出)的技术.这种新的技术通过使用大量的天线传输多倍速信号,以增强传输速度和无线网络的距离.经过测试,MIMO技术能提高现有无线网络速度两倍,并大大增强传输的距离.IEEE期望能在未来的 802.11n标准中使用这种技术.虽然802.11n还没有正式推出,但是很多厂家已经推出了基于802.11n的MIMO产品.这必然为WLAN的快速发展提供新的机遇.


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六 部署无线局域网的关键

      无线局域网不是由不同AP组成的简单组合，而是一种整体的企业系统。无线局域网系统必须满足企业扩展需要，确保高吞吐量、安全的移动性以及与有线网络的无缝集成。部署无线网络的关键问题有以下几点:

1.单个AP的覆盖   
      网络设计师必须通过研究AP的服务范围来决定单个AP的覆盖.数据速率是一种距离函数,因此用户距AP越远,信息就越弱,数据速率就越低.在某个吞吐量上实现的传输距离对于802.11a或802.11b无线局域网是不同的.在室内时,802.11b具有11Mbps的数据速率和30米(100英尺)的半径.802.11a能够在23米(75英尺)的半径上获得36Mbps的数据速率.

2.数据速率
      许多AP具有自动步进(auto-step)特性,这种特性可以在RF信号转弱时自动降低数据速率.因此,一台802.11b AP的数据速率可以从11Mbps降到5.5Mbps,然后为2Mbps,最后到1Mbps.同样,一台802.11a AP可以从54Mbps逐步降到36Mbps,24Mbps,12Mbps,最后到6Mbps.
　　在使用802.11a 无线局域网时,必须处在距接入点非常近的距离内才能保持54Mbps的速率.最现实的情况为:一般用户处在距接入点15米(50英尺)的范围内,这种距离使他们可以保持36Mbps的速率.另一方面,802.11b将允许用户在23米(75英尺)的距离上保持11Mbps的速率.
　　在设计时,一定要仔细考虑如何将这种自动步进特性设计到网络架构中.在自动步进特性中限制速率将改善所有用户的总体使用感受,由此可以效率更高地部署多个覆盖区,即所谓的蜂窝.例如,你也许希望将5.5Mbps设定为一条802.11b网络的最低允许速率,因此如果信号质量下降到低于这个阈值时,用户不得不与一台新的AP建立联系.为什么呢?因为一位速率为1Mbps的用户将降低整个蜂窝的速度,原因是AP用更长的时间与这位用户通信,从而占用了其他连接用户的带宽.通过设计具有更高吞吐量的更小的蜂窝,可以提供一种企业质量的使用感受.

3.设计时考虑信号损耗因素
　　设计有线局域网与无线局域网之间的主要不同,是来自建筑物中的墙体,门窗和其他固定物体的衰减造成的无线电信号损耗.建筑物还会造成一种影响:水泥比塑料吸收更多的信号.甚至企业办公室中的水族箱和四处走动的人员也会吸收一些无线电信号.
　　计算无线电信号损耗并不是一门精确的科学,不过,常识可以在此发挥作用.例如,隔间的布面隔板造成的信号衰减要比水泥墙低.
      如果企业要建设802.11b无线网络的话,应当避免将接入点放置在距辐射频率也在2.4GHz频带设备的几英尺范围内,如餐厅中的微波炉,2.4 GHz无绳电话和蓝牙设备.而802.11a是运行在5GHz之上,所以其面临的干扰问题要少很多.

4.框定AP覆盖区域
　　在确定网络性能之后,下一步是通过无线局域网覆盖范围的宽度和长度来确定无线局域网覆盖区域的大小.一座办公楼宇可以被划分为多个部分进行设计.例如,可以单独为工程部门进行设计,因为工程部门比销售和营销人员的办公应用需要更多的带宽.可以独立于企业其他部分为热点区域(如会议室)进行设计,因为热点区域具有不同的接入和服务质量要求.

5.确定AP的数量
      一旦确定了覆盖区域和这个区域中的客户机数量,就可以计算为这个区域提供服务所需的总带宽.对于企业部署来说,一条有效的经验是,将基本联系速率在802.11b时设置为11Mbps,802.11a时设置为36Mbps,然后,可以利用下列公式计算给定服务区域所需要的AP数量:（带宽×用户数×每用户所需速率）/(效率×每AP基本联系速率).其中,效率表示总开销效率因子,包括MAC低效率和纠错开销.例如,一个中型呼叫中心希望利用802.11b技术在每用户所需速率为高吞吐量的环境中,为100位雇员提供500Kbps的双向数据.这家公司希望得到每AP的最大联系率(对于802.11b来说,这意味着11Mbps和75英尺的传输距离)和运行效率为50%的网络.
　　这些数字运算如下：(双向数据时将带宽×2)
　　（2×500Kbps×100×25％）/（50％×11Mbps）＝4.5
　　需要始终将AP总数归到一个整数上,以保证足够的带宽.因此,在本例中,满足呼叫中心的无线网络容量需要5台AP.一旦根据容量计算得出所需要的AP数量后,必须计算提供足够的覆盖需要多少台AP.对于高速企业部署来说,应预期容量将超过覆盖.你可以利用接收设备的接收机灵敏度并辅之以电波传播分析来计算某一联系速率时的AP覆盖.
　　若想得到某一AP的传输距离,必须在计算链路预算(link bugdet)时使用一种传播模型.目前业界已发表了大量有关蜂窝和个人通信服务(PCS)应用的研究报告,其中很多研究适用于室内环境.
　　自由空间损耗已经证明对于许多中距离环境是相当准确的.许多企业将AP安装在天花板上,以获得无障碍的传输路径以及从网络管理人员角度增加安全性和控制.将AP安装在天花板上使信号可以在隔间的隔墙之上传输,不受用户办公桌的阻挡,也使AP可以避免好奇人员的摆弄.
根据发射机的功率,所需空中速率上的接收机灵敏度以及所需运行链路容限,可以计算某一AP的覆盖范围,确定覆盖这一区域所需AP的数量.这种计算的一部分需要考虑发射机到接收机传输路径上的物理障碍,物理障碍会缩小AP的覆盖区域.

6.设计人员的注意事项
　　网络管理人员习惯于设计企业级应用性能的网络,而这种结构化的,可伸缩的方法也同样应用于无线局域网的设计.思想观念上的最大挑战是懂得无线电覆盖和容量是关键设计标准,但为容量而不是为覆盖进行设计才是提供企业质量吞吐量的关键.在计算容量和覆盖时,设计人员必须考虑用户数量,应用类型,无线电信息损耗因素以及是802.11a,802.11b还是802.11g等关键无线局域网问题.随着帮助网络管理人员成功地设计无线局域网部署和帮助他们进行管理的自动化工具的上市,将不再需要目前这种艰苦的劳动密集型计算.


[ Last edited by nello on 2005-10-14 at 16:37 ]

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七 后期的维护排错工作

      如果你的无线网络出现了问题,其原因可能是来自各个方面.当你试图解决这一问题时,可能会涉及硬件厂商以及网络配置等诸多因素.
当一个无线网络发生问题时,你应该首先从几个关键问题入手进行排错.一些硬件的问题会导致网络错误,同时错误的配置也会导致网络不能正常工作.

硬件排错　
      当只有一个接入点以及一个无线客户端出现连接问题时,我们可能会很快的找到出有问题的客户端.但是当网络非常大时,找出问题的所在可能就不是那么容易了.在大型的无线网络环境中,如果有些用户无法连接网络,而另一些客户却没有任何问题,那么很有可能是众多接入点中的某个出现了故障.一般来说,通过察看有网络问题的客户端的物理位置,你就能大概判断出是哪个接入点出现问题.当所有客户都无法连接网络时,问题可能来自多方面.如果你的网络只使用了一个接入点,那么这个接入点可能有硬件问题或者配置有错误.另外,也有可能是由于无线电干扰过于强烈,或者是无线接入点与有线网络间的连接出现了问题.这个问题的时候可以应用Ping命令,方法和有线网络基本相同.

配置问题   
      无线网络设备本身的质量一般还是可以信任的,因此最大的问题根源一般来自设备的配置上,而不是硬件本身.一般的排除配置问题的方法有:测试信号强度;试试改变频道;检验SSID;检验WEP密钥;检查DHCP配置;检查IP地址的固定分配文档;检查MAC过滤,IP过滤等等配置;检查VLAN配置;检查Radius Profiles等等.


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八 家用单AP部署解决方案

      现在家庭上网的形式多种多.普通的电话线拨号上网,电信的或者网通的或者铁通的ADSL,有线电视线路的宽带,电力线路的宽带,还有GPRS,CDMA等等.部署无线局域网的方式也不尽相同,这里就举一种最常见上网方式的AP部署方式.

1.接入方式: PPPoe拨号方式可使用路由的ADSL.

2.设备列表:支持PPPoe拨号,带路由功能以及多个有线LAN口的AP(选用这样的AP,可以省去很多麻烦,比如少了好多的电源线.不然的话ADSL猫+路由器+单AP就不好放置你的设备了);带无线网卡的接入设备,台式机也可考虑是有线方式,反正有有线LAN口,还可以节约投入.

3.拓朴图:在安置AP位置的时候,要考虑你的设备的分布情况,考虑信号覆盖的范围,一般放置在靠房子的中心位置.还要注意家用电器对AP的信号的干扰问题.


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4.设置AP:这里就不详细的讲解了.可以参考置顶帮助贴里的AP设置贴子.见这里: http://www.ibmnb.com/viewthread.php?tid=199774&fpage=1   ,一般常用的AP差不多都包括了.其实不外乎就是设置PPPoe拨号,设置路由信息,AP的IP地址,DHCP服务,SSID,WEP加密或者是MAC地址列表或者是IP地址列表等等,一般按照产品说明书就可以搞定了.


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九  小型企业多AP部署解决方案

      无线局域网的发展给企业的网络解决方案提供了更多的选择.无线局域网的使用也给企业带来了一定的工作效率.这里就举一个小企业的无线局域网部署方案.

1.性能指标:采用802.11B/G的无线局域网接入,WDS或者Mesh使用802.11A.

2.产品: Proxim ORiNOCO AP-4000 Accsee Point.

3.拓朴图:


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4.AP配置说明:三个AP都有部分的信号重叠,分别采用Channel 1,6和11.AP1和AP3都有有线LAN到核心交换机,路由都由交换机上的模块来实现.网络中还部署了一台Radius Server,可以管理无线局域网的用户接入.AP也需要做如下设置:MAC地址过滤设置;WDS或者Mesh配置;SSID设置;802.11B/G的频道设置分别为1,6,11等等.具体参考产品提供的功能和用户的需求来设置别.由于厂家的产品所提供的功能也各不相同,部署你的无线网络的时候,尽量还是要找相应产品的技术文档来研究.

5.安全配置问题:基本的安全功能有:WEP加密,MAC地址过滤,IP地址过滤,VPN配置,Radius Profiles,802.11i的配置等等.还有的产品也有自己的无线安全策略,在配置无线局域网安全选项的时候都可以充分的考虑进去.


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十  无线网络的发展前景

      能够随时,随地和在任何设备上开展应用是目前IT技术和设备重要的发展趋势,”随时,随地和任何设备”的应用模式让我们有可能摆脱特定网络和特定设备的限制,在工作和生活中更轻松的开展各种应用和进行娱乐欣赏.在实现”随时,随地和任何设备”应用模式上,MSRA（微软亚洲研究院）无线网络组正在进行技术研发,MSRA的最新技术让用户可以无缝漫游于不同的网络和设备.当用户在不同的无线网络间进行切换时,MSRA的无线网络无缝漫游技术能够确保用户正在运行的网络应用保持无缝的持续性.而当用户的任务在不同的应用设备上进行切换时,MSRA的多设备管理技术能够确保用户正在进行的任务的连续性.

无线网络无缝漫游
      由于目前同时存在不同的无线网络（如IEEE 802.11无线局域网,GPRS和UMTS无线广域网等）,用户在不同的地方会选择使用不同的无线接入方式.但用户不希望在享受无线网络服务时,随着位置的变化,相关的网络服务会由于无线网络的变换而出现中断的现象.例如,当使用无线网络进行流媒体节目观赏时,用户不希望在房间里通过无线局域网观赏的节目,会因为他走出房间而不得不切换到无线广域网络时而中断.
      让用户能够随时随地选用最合适的无线网络来开展应用,这是MSRA无线网络无缝漫游技术研发的重要目的,最合适的无线网络条件包括了网络的使用费用和网络服务的质量等.MSRA无缝漫游技术里有两个非常独特的特点.第一个特点为智能网络检测.由于常常存在着多种不同的无线网络可供用户选择,如何快速地检测到各种不同无线网络的存在（如无线局域网,无线广域网,无线城域网）对无线网络应用的开展是非常重要的.快速地获取各种无线网络的信息,才能确保用户能够即时切换到合适的网络上.在这方面,MSRA研发了一种称为”连接管理器”的技术,该技术能够迅速和准确地检测到不同的无线网络,并且能够探测出无线网络的状况,比如各种无线网络能够提供的实际使用带宽是多少,用户开展应用的网络时延是多少等.第二个特点为全新的移动管理技术.在应用中,当用户从一个无线网络变换到另外一个无线网络上时,用户的IP地址发生变换了.由于IP地址决定了无线网络应用中信息传递的方向,因此,IP地址的变换必然导致应用的中断.在这方面,MSRA研发了一种全新的移动管理技术,在无线网络发生切换时,该技术能让用户的IP地址对用户的应用层来说看起来是没有发生变化的,这样,原来的无线网络应用就能如网络切换前一样进行,所不同的是用户所使用的无线网络已经从一个无线网络变换到另外一个无线网络了.

移动管理
      当用户的IP地址由于所使用的无线网络的迁移而改变时,为了让用户正在进行的无线网络应用不产生中断,目前所采用的解决方案是一种通过在网络中加入新的设备来对用户进行注册的方法.在现有网络的整个架构中引入一些新的设备,如在路由器中加入一些新的设备,使得每一个用户都能够注册到这些新加入的设备上.当用户的IP地址变化时,应用程序会即时通知这些IP注册设备,这个网络注册设备就可以帮助用户进行移动应用的管理.上述解决方案遇到的挑战是该方案的实施需要在全球的网络中加入新的设备,而在全球网络进行新设备布置是需要相当长时间才能完成的,并且这个过程相当复杂.另外,本来是两端进行通讯的过程,由于在中间加入了第三方（即新加入的IP注册设备）,双方通讯的时延就大大增加了.对那些时延要求很高的应用,如多媒体视频或IP电话等,使用上述以网络为中心的解决方案显然是不合适的.

针对终端的全新技术
      针对上述问题,MSRA在移动管理方面提出了一种全新的技术,该技术的特点是仅仅基于终端设备的改进就能够解决IP变换中所遇到的问题.该技术所要改进的只是通讯双方所使用的终端设备上的网络协议栈,无需去动网络本身,也无需往网络中加入任何新设备.对于应用了该技术的终端设备,当通讯一方所使用的网络迁移时,该方的应用程序会把自己IP变化的信息直接通知给另一方的应用程序.例如,分别运行于两个终端设备A和B上的两个程序进行通讯,当A的IP变了,A会把自己IP的变换通知B,这样B就知道A的IP已经产生变化,当B上的程序再与A进行通讯时,B就不再与A原来的IP进行通讯,而是会与A的新IP地址通讯.同时,当B接到A发来的信息时,虽然这时A使用的是新的IP地址,但由于B事先已经知道了A的IP地址变换的信息,因此B不会把A发送过来的信息当成是其他用户发送过来的信息.这样对于A和B上的应用程序来说,双方的通讯应用在网络迁移时就不会因为某一方的IP地址的变换而被中断.
      A和B正在进行通讯,如果A由于移动而变换所使用的网络,A会有一个新的IP地址,由于通讯是靠IP地址来进行的,A和B的通讯就会被中断,如图1所示.


[ Last edited by nello on 2005-10-15 at 10:52 ]

nello

      一种做法是在网络中引入新的设备,引入一种称为Home Agent的设备,如图2所示,这种设备被安装在网络路由器上,每一个应用节点都会到自己的Home Agent上注册.在双方进行通讯时,当一方的IP产生变化后,应用程序会把IP地址变化的信息通知Home Agent,Home Agent则帮助双方保持通讯联系不产生中断,这相当于双方的通讯过程由Home Agent来管理.
图2


[ Last edited by nello on 2005-10-14 at 16:39 ]

nello

      MSRA的做法是仅仅依靠终端设备的改进,不必去对原来的网络进行改进,如图3所示.应用了MSRA的移动管理技术后,当A由于移动而变换所使用的网络后,它的IP地址已经变成AA,A就会通知B自己的IP地址已经变成AA了.这样,当B收到AA来的信息时,它知道其实这个信息就是原来的A发过来的.而当B要发信息给A时,它的通讯协议栈会知道A已经不存在,并且A已经变成AA了,B就将发送的信息直接传送给AA.上述的过程就相当于在A和B双方的应用程序还没接收到对方发送的数据包之前,相关的数据包已经被应用了MSRA移动管理技术的程序修改了,而正是这种修改让双方的通讯在一方的IP地址产生变化时能够保持连续.
图3


[ Last edited by nello on 2005-10-14 at 16:39 ]

nello

      还有一些更复杂的情况,比如通讯的双方的IP地址由于移动而同时改变.在这种情况下,通讯的双方如何将各自IP地址变换的信息通知对方以保持通讯的连续呢?由于网络上还有很多其他的终端设备,比如一台原来与A或B通讯应用过程无关的手机或笔记本电脑,A和B 移动的信息可以通过网络上的其他终端设备来转发给对方.比如,A可以通过连接在网络上的家里的笔记本电脑将自己IP变换的信息转发给B.这就好像在办公室里,如果你要外出办事,你可以告诉你的秘书,当有人打电话到你的办公室找你的时候,秘书会告诉对方你已经外出并且通知对方如何才能联系到你.当信息无法直接传送给对方时.我们可以利用网络上其他的终端设备来帮助我们传送相关的信息,这同样能够确保在通讯双方的IP地址都产生变化时,双方的通讯过程保持无缝的连接.
      总之,随着技术的进步和发展,无线网络的应用肯定会越来越广泛.


[ Last edited by nello on 2005-10-14 at 16:39 ]

nello

全文完毕!

chenhoo

mark
不过这些字体也太小了阿……

AE86Pro

支持原创,收藏了

wingwah

长知识。能够加大几号啊

冷板凳

字也太小了,完全看不清楚啊

nello

OK了.字体加到size=3了.

YZJJBB

好文,就是看着吃力,字体再大些就好了,感谢

lzc

那么多字，眼都看花了

ducati888 - 二师兄

收藏了，慢慢学习，最好写一般故障处理方法

错对无言

不错，收藏以后慢慢研究。。。

sanyao

好帖，一定要收藏

openji

学习了，回头试试

笑容

写的太好了l

rebsun

好文章。。。不过是原创吗？？？？

nello

QUOTE:

原帖由 rebsun 于 2005-10-20 08:21 发表
好文章。。。不过是原创吗？？？？

难道你在哪里见过这篇文章? 我不否认有部分内容是参考别的文章的.

[ 本帖最后由 nello 于 2005-10-20 08:44 编辑 ]