無線局域網WLAN
一、概述
- 有線局域網的組成如下圖所示，多台計算機通過雙絞線連接到一個集線器（hub）或交換機（switch）上，組成一個有限局域網。
- 無線局域網的組成如下圖所示，多台計算機通過無線網卡與接入點 AP (Access Point)連接，組成一個無線局域網。無線AP可以給連接的計算機分配地址，連接同一個AP的計算機分配的地址都在同一網段。相比有線網絡，無線網絡的信號易受建築物遮擋影響導致信號變弱，輻射范圍變小。
二、無線局域網的組成
2.1.簡介
有固定基礎設施的無線局域網:
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一個基本服務集 BSS 包括一個基站和若干個移動站，即一個AP與連接它的計算機。所有的站在本 BSS 以內都可以直接通信，但在和本 BSS 以外的站通信時 ，都要通過本 BSS 的基站。
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基本服務集內的基站叫做接入點 AP (Access Point)其作用和網橋相似。當網絡管理員安裝 AP 時，必須為該 AP 分配
一個不超過 32 字節的服務集標識符 SSID （即無線WLAN的名字）和一個信道（即規定使用什么頻率）。
通過SSID來選擇連接不同的無線AP，還可以設置連接密碼，並且一般選擇連接信號強的AP。
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一個基本服務集可以是孤立的，也可通過接入點 AP連接到一個主干分配系統（相當於交換機） DluS (Distribution System)，然后再接入到另一個基本服務集，構成擴展的服務集ESS (Extended Service Set)。擴展服務集內設備的地址可以是同一網段。
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ESS 還可通過門戶(portal)為無線用戶提供到非 802.11 無線局域網的接入。例如通過添加路由器把無線用戶接入到有線連接的因特網，門戶的作用就相當於一個網橋。
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移動站 A 從某一個基本服務集漫游到另一個基本服務集（到 A' 的位置），仍可保持與另一個移動站 B 進行通信。
2.2.與接入點 AP 建立關聯(association)
- 一個移動站（用戶的通信設備）若要加入到一個基本服務集 BSS，就必須先選擇一個接入點 AP（相當於基站），並與此接入點建立關聯。
- 建立關聯就表示這個移動站加入了選定的 AP 所屬的子網，並和這個 AP 之間創建了一個虛擬線路。
- 只有關聯的 AP 才向這個移動站發送數據幀，而這個移動站也只有通過關聯的 AP 才能向其他站點發送數據幀。
2.3.移動站與 AP 建立關聯的方法
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被動掃描：即移動站等待接收接入站周期性發出的信標幀(beacon frame)。
信標幀中包含有若干系統參數（如服務集標識符 SSID 以及支持的速率等）。
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主動掃描：即移動站主動發出探測請求幀(probe request frame)，然后等待從 AP 發回的探測響應幀(probe response frame)。
2.4.熱點(hot spot)
- 現在許多地方，如辦公室、機場、快餐店、旅館、購物中心等都能夠向公眾提供有償或無償接入 Wi-Fi 的服務。這樣的地點就叫做熱點。
- 由許多熱點和 AP 連接起來的區域叫做熱區。
2.5.手機打電話的過程
如圖所示，移動和聯通等通信運營商在全國各地建了很多個基站。當擁有移動設備手機的用戶A出現在城市A時，他的手機會自動連接最近的，信號最強的基站A並進行注冊；同樣的，用戶B在城市B出現，他的手機也會自動連接最近的基站B並進行注冊；這樣在聯通或移動的數據庫里面就會這樣的記錄：什么手機號現在在哪一個基站上注冊了。
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當用戶A向用戶B打電話的時候，用戶A先與基站A建立通信，基站A通過查找數據庫找到用戶B注冊的基站B，再通過光纖與城市B的基站B連接，最后通過基站B與用戶B通信。
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在全國范圍內基站數量越多，沒有信號的地方就越少，所以我們打電話總是能通，這就是打電話時如何實現通信的過程。
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當用戶A移動到，基站A1附近，用戶A就會在基站A1上注冊，此時就會更改數據庫中用戶A與基站的綁定信息。也就是說，移動或聯通的用戶在移動位置的時候都要更新數據庫。這樣便能精准、實時地掌握用戶所注冊的基站，實現隨時隨地的通信。
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這就是為什么跨省跨市移動的時候，就會收到"xxx歡迎你"的短信的原因。當我們移動時，我們的手機就會就近地在當地的基站上注冊，並更新數據庫。因此，聯通移動等運行商就能掌握我們的位置信息了，於是給我們發送歡迎短信。所以說犯罪分子只要一使用手機通訊就知道他的大概位置了，這也是同樣的道理。
總結：用戶通過手機與基站連接，基站通過查找數據庫找到通信方所注冊的基站，通過光纖與之連接，再通過該基站實現與通信方的通信。而非手機間直接通信，因為沒有這么大的信號強度。
同樣的，手機也是通過聯通或移動的基站來訪問Internet。手機通過3G或4G信號連接聯通或移動的基站，基站通過光纖連接路由器，通過在路由器上設置網關便能連接Internet。這樣只要有信號，手機能打電話，就能聯系到基站，就能通過基站連接光纖接入Internet。這就是為什么我們感覺無論在哪里打開手機都能上網，其實就是通過基站連接Internet的。
三、組建無線局域網示例
3.1.學校的無線網絡舉例
下圖為學校教師辦公室組建無線局域網的案例：
- 首先在每間辦公室安裝一個AP；
- 然后每間辦公室的AP使用一根電纜連接到機房的交換機上；
- 機房的交換機通過路由器連接Internet；
這樣每間辦公室內的用戶都可以就近連接無線AP，實現無線上網。
3.2.家庭計算機上網過程
大多數網民都是采用電話線撥號上網的。
直接通過連接貓（調制解調器）上網。
以前的電話線是直接接電話機，現在的電話線則接在分離器上。從分離器中拉出一根線接調制解調器（貓）的ADSL接口，貓上的LAN接口為局域網接口（網線接口）直接與計算機的網卡進行連接。隨后，在計算機上創建ADSL的撥號連接，輸入對應賬號密碼，撥通后計算機的ADSL撥號連接就獲得一個公網的IP地址，即計算機可以訪問Internet了。
這種通過電話線連接貓的上網方式只允許連接一台計算機，不符合多台計算機上網的需求。
通過連接無線路由器上網。
使用無線路由器可以滿足多台計算機上網的需求。無線路由器相當於一個專門建立ADSL撥號連接的設備。
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如圖，無線路由器的WLAN接口連接貓的LAN接口，給無線路由器配好撥號的賬號密碼后，只要給它供電它便會自動撥號上網，WLAN接口相當於一台電腦，獲得了一個公網地址，可以訪問Internet了。
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無線路由器上的LAN接口（以太網口）相當於四個接口的交換機，可以連接四台計算機的有線網卡，把它們的地址設為同一網段即可上網。
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無線路由器上的天線是提供無線服務的，供手機和筆記本等設備連接，這些使用無線連接和使用LAN接口有線連接的設備地址都在同一網段。
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當只有無線路由器A可以撥號上網時，可以在無線路由器B的LAN接口中引出一根線連接無線路由器A的LAN接口，這樣無線路由器B就相當於一個交換機，只要把無線路由器B連接的設備地址和網關分別設置為無線路由器A所在網段和網關，便可實現網絡共享。
千萬不要把無線路由器當成路由器，認為不同的LAN接口在不同網段。實際上無線路由器相當於三個設備的集合：
- 連接貓建立ADSL撥號連接的路由器；
- 連接有線用戶的交換機；
- 與設備的無線網卡連接的獨立AP；
當路由器ADSL撥號通了之后，路由器獲得一個公網IP地址。無線路由器中的三部分連接的所有設備都通過該公網地址上網，所以這些設備的IP地址都在一個網段上。
四、移動自組網絡
4.1.簡介
自組網絡是沒有固定基礎設施（即沒有 AP）的無線局域網。這種網絡由一些處於平等狀態的移動站之間相互通信組成的臨時網絡。
4.2.移動自組網絡的應用前景
- 在軍事領域中，攜帶了移動站的戰士可利用臨時建立的移動自組網絡進行通信；
- 這種組網方式也能夠應用到作戰的地面車輛群和坦克群，以及海上的艦艇群、空中的機群；
- 當出現自然災害時，在搶險救災時利用移動自組網絡進行及時的通信往往很有效的；