无线局域网的应用与安全（1）

　　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：