无线局域网技术应用

2014-03-19卢晓丽

网络安全技术与应用 2014年2期

卢晓丽

（辽宁机电职业技术学院信息工程系辽宁 118009）

0 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（Wireless Local Area Network，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（Wireless LAN）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。

1 无线局域网的技术标准

目前，常用的无线局域网标准为IEEE 802.11b、IEEE 802.11a和IEEE 802.11g，这几种规范都使用了防数据丢失特征的载波检测多址连接（CDMA/CD）作为共享协议。任何局域网应用、网络操作系统以及网络协议（包括互联网协议和TCP/IP）都可以轻松运行在基于IEEE 802.11规范的无线局域网上。

IEEE 802.11b：从性能上看，IEEE 802.11b的带宽为11Mbit/s，实际传输速率在 5Mbit/s左右，与普通的 10Base-T规格有线局域网基本持平。IEEE 802.11b能基本满足家庭无线组网或者中小企业内部局域网的使用要求。由于它工作在开放的2.4GHz频段，因此使用IEEE 802.11b无须申请，既可作为对有线网络的补充，又可自行独立组网，灵活性很强。

IEEE 802.11a：IEEE 802.11a的数据传输带宽高达54Mbit/s，这是它最大的优势。IEEE 802.11b的11Mbit/s的传输速率仅能够满足一般上网、数据交换、共享外设等要求，而 IEEE 802.11a则为无线宽带网做好了准备，其竞争力是不言而喻的。此外，IEEE 802.11a的无线网络产品较IEEE 802.11b有着更低的功耗，这对笔记本电脑以及PDA等移动设备来说也有着很大的意义。

IEEE 802.11g：IEEE 802.11g与IEEE 802.11a使用了相同的数据传输技术OFDM，这是其54Mbit/s高速传输的秘诀，然而不同的是，IEEE 802.11g的工作频段并不是IEEE 802.11a的5.2GHz，而是和IEEE 802.11b一致的2.4GHz频段，这样一来，原先IEEE 802.11b使用者所担心的兼容性问题得到了很好的解决，因为IEEE 802.11g提供了一个平滑过渡的选择。

2 无线交换机

传统的企业级无线局域网采用的是以太网交换机+企业级AP的2级模式，由AP来实现无线局域网和有线网络之间的桥接工作。整个网络的无线部分，是以AP为中心的一片片覆盖区域组合而成的。这些区域各自独立工作，AP作为该区域的中心节点，承担着数据的接收、转发、过滤、加密，客户端的接入、断开、认证等任务。所有的管理工作，比如 channel管理和安全性设置，都必须针对每一台AP单独进行。当企业的无线局域网规模较大时，这就成了网络管理员相当繁重的负担。

目前，许多制造商在研发WLAN产品的时候，采取在第二层或第三层交换机前面放一台无线交换机的WLAN方法。尽管这种方法在方向上是正确的，即集中控制无线网络的管理，但这种方法有很多弊端，同时并存的两个系统需要更多的成本去维护，IT部门仍不得不部署、管理和升级两个网络孤岛，一个用于无线设备，一个用于有线以太网。许多企业推迟采用无线网络进行市场观望，因为他们一直面临处理部署、保护、运行孤立的两个有线接入网和无线接入网的负担。

3 无线接入点

无线接入点即无线 AP（Access Point）它是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点，主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至上百米，目前主要技术为802.11系列。大多数无线 AP还带有接入点客户端模式（AP client），可以和其它AP进行无线连接，延展网络的覆盖范围。

AP（Access Point）无线访问节点、会话点或存取桥接器是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点（无线AP），也同样是无线路由器（含无线网关、无线网桥）等设备的统称。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。单纯性无线AP就是一个无线的交换机，仅仅是提供一个无线信号发射的功能。单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过AP产品的编译，将电信号转换成为无线电讯号发送出来，形成无线网的覆盖。

4 无线网卡

无线网卡是终端无线网络的设备，是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。具体来说无线网卡就是使你的计算机可以利用无线来上网的一个装置，但是有了无线网卡也还需要一个可以连接的无线网络，如果在家里或者所在地有无线路由器或者无线AP的覆盖，就可以通过无线网卡以无线的方式连接无线网络可上网。

无线网卡的作用、功能跟普通计算机网卡一样，是用来连接到局域网上的。它只是一个信号收发的设备，只有在找到上互联网的出口时才能实现与互联网的连接，所有无线网卡只能局限在已布有无线局域网的范围内。无线网卡就是不通过有线连接，采用无线信号进行连接的网卡。无线网卡根据接口不同，主要有PCMCIA无线网卡、PCI无线网卡、Mini PCI无线网卡、USB无线网卡、CF/SD无线网卡几类产品。

5 未来的研究方向

无线局域网技术的研究和应用方兴未艾，是目前无线通信领域乃至整个通信行业的研究热点。从无线局域网的进一步推广应用来看，未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其他移动通信系统之间的关系上。

5.1 安全性问题

IEEE802.11协议标准建议使用两种安全解决方案。一种是IEEE 802.11安全任务组（TGi）构建的安全框架--鲁棒型安全网络（RSN）。这种网络用IEEE 802.1x提供基于端口的接入控制、鉴权和密钥管理。该标准用可扩展鉴权协议（EAP）实现对用户的鉴权。

另一种方式则是目前广泛应用于局域网络及远程接入等领域的虚拟专用网（VPN）安全技术。与 802.11b标准所采用的安全技术不同，在IP网络中，VPN主要采用IPSec技术来保障数据传输的安全。对于安全性要求更高的用户，将现有的VPN安全技术与 802.11b安全技术结合起来，是目前较为理想的无线局域网络的安全解决方案。

5.2 漫游切换问题

无线局域网的漫游问题是继安全问题之后的一个至关重要的问题。在无线网络中，如果一边使用无线局域网接入服务，一边移动接入位置，那么一旦移动终端超越子网覆盖范围，IP数据包就无法到达移动终端，正在进行的通信将被中断。为此，IETF制定了扩展IP网络移动性的系列标准。所谓移动IP，就是指在IP网络上的多个子网内均可使用同一IP地址的技术。这种技术是通过使用被称为本地代理（Home Agent）和外地代理（Foreign Agent）的特殊路由器对网络终端所处位置的网络进行管理来实现的。

5.3 无线局域网与3G

无线局域网不否会对第三代移动通信系统构成威胁是近年来业界关心的一个问题。实际上，无线局域网与3G采用的是截然不同的两种技术，用于满足不同的需要。与3G不同的是，无线局域网并不是一个完备的全网解决方案，而只用于满足小型用户群的需求。无线局域网与3G可以互补，因此不会对3G运营商造成威胁，运营商还可以从无线局域网和3G的共存中获得好处。NorthStream的研究表明，无线局域网与3G和GPRS的结合可增加用户的满意程度和业务量，从而增加移动运营商的利润。作为3G的一个重要补充，无线局域网可用于在诸如机场候机厅、宾馆休息室和咖啡厅等地方建立无线Internet连接。