《WLAN原理》课件

原理WLAN无线局域网是一种使用无线电波进行数据传输的局域网它提供WLAN了便捷的连接方式，让用户能够在办公室、家庭或其他地方自由移动，同时保持网络连接的概念和特点WLAN无线局域网特点是无线局域网的简称，它利用无线电波在设备之间建立易于部署和扩展，无需布线，节省时间和成本WLAN连接，无需布线移动性强，用户可以在覆盖范围内自由移动使用无线电信号传输数据，可以覆盖更大的范围，方便WLAN安全性高，采用多种加密技术，保护数据安全灵活的组成部分WLAN无线网络接入点无线网卡无线天线无线网络接入点，简称，是的无线网卡，简称无线网卡，是安装在计无线天线，将无线电波转换为电信号，AP WLAN核心设备，连接有线网络和无线网络算机上的设备，用于连接无线网络或将电信号转换为无线电波无线网络接入点的作用AP连接桥梁信号发射12作为无线网络的中心节将无线信号覆盖到特定AP AP点，连接无线设备与有线网区域，使无线设备能够连接络到网络用户认证数据转发34对接入的无线设备进行接收来自无线设备的数AP AP身份验证，确保网络安全据，并将其转发到有线网络或其他AP无线网卡的功能无线信号接收和发送连接到无线网络驱动程序支持无线网卡负责将数字信号转换为无线电无线网卡通过天线接收来自无线接入点无线网卡需要安装相应的驱动程序，以波，并在设备间传输数据的无线信号，并建立连接确保其与操作系统和网络环境兼容AP频率频道和信道分配使用和频段WLAN

2.4GHz5GHz频段分为个信道，频段则分为个信道

2.4GHz145GHz23信道分配决定了的性能和可靠性WLAN避免相邻信道干扰，提高信号质量的工作频段和波长WLAN频段波长

2.4GHz

12.5cm5GHz6cm主要使用和两个频段，它们分别对应不同的波长WLAN

2.4GHz5GHz频段的波长较长，穿透能力更强，但干扰也更严重频段的

2.4GHz5GHz波长较短，穿透能力较弱，但干扰也更小，传输速率更快支持的传输速率WLAN无线信号的传播特性无线信号的传播特性决定了网络的覆盖范围和信号强度WLAN无线电波在传播过程中会受到各种因素的影响，例如障碍物、干扰和环境了解无线信号的传播特性有助于优化网络的部署和性能WLAN无线电波传播模型无线电波传播模型用于描述无线电波在空间中传播的规律常见的模型包括自由空间传播模型、地面反射模型和多径传播模型这些模型考虑了距离、频率、环境障碍等因素对信号强度的影响无线电波传播模型是无线网络设计和优化中的重要工具，帮助工程师预测信号覆盖范围和信号强度自由空间传播损耗分析环境因素对无线传播的影响障碍物阻挡多径传播墙壁、门窗、家具等障碍物会无线电波在传播过程中遇到障吸收、反射或散射无线电波，碍物后会产生多条路径，导致导致信号衰减信号叠加或干涉，影响信号质量电磁干扰大气条件来自其他电子设备的电磁干扰湿度、温度、降雨等大气条件会影响无线信号的传输，例如也会影响无线电波的传播，例微波炉、无线电话等如雨水会吸收无线电波，导致信号衰减信道多径传播及其影响多径传播信号叠加12无线信号在传播过程中会遇多径信号到达接收端的时间到障碍物，反射和绕射现象不同，导致信号叠加，可能，形成多条路径产生相长或相消干扰和衰落影响因素34相消叠加会造成信号衰落，多径传播的影响与环境、频影响接收信号的质量，降低率和信号强度等因素有关无线网络的性能协议标准概述

802.11标准数据传输和网络管理无线接入点IEEE

802.11AP标准是无线局域网标准定义了无线网络中的数据传是无线网络中的核心设备，负责无线IEEE

802.11WLAN

802.11AP的基础标准，定义了的物理层输方式，包括无线信号的调制、编码、信号的发送和接收，并管理网络连接WLAN和数据链路层帧格式和传输速率等PHY MAC的特点对比

802.11a/b/g/n/ac

802.11a15GHz频段，最高数据传输速率54Mbps，适用于较小的办公室环境，但受墙壁阻挡的影响较大

802.11b

22.4GHz频段，最高数据传输速率11Mbps，信号覆盖范围更广，但传输速率较低

802.11g

32.4GHz频段，最高数据传输速率54Mbps，兼容

802.11b，并具有更高的传输速率

802.11n

42.4GHz和5GHz频段，最高数据传输速率可达600Mbps，支持MIMO技术，提升数据传输速率和稳定性

802.11ac55GHz频段，最高数据传输速率可达

1.3Gbps，采用更先进的MIMO技术，提供更快的传输速度和更强的信号稳定性的工作原理WLANWLAN是一种无线局域网，使用无线电波来传输数据它利用无线电波在空中传播的特点，将数据从一个设备传输到另一个设备无线网络连接需要一个无线接入点AP和一个无线网卡数据封装1将数据转换成无线帧格式无线传输2通过无线电波在空中传播数据接收3接收无线帧并解析数据数据处理4对数据进行处理和转发WLAN利用CSMA/CA协议来避免无线设备之间的冲突当一个设备想要发送数据时，它会先监听无线频道，如果发现频道空闲，就会开始发送数据如果发现频道繁忙，就会等待一段时间再尝试发送数据此外，WLAN还使用各种安全机制来保护无线网络数据安全，例如WEP、WPA和WPA2加密算法无线网络接入过程扫描可用网络无线网卡扫描周围环境中的无线网络，并列出所有可用的无线网络名称（SSID）选择目标网络用户选择要连接的无线网络，通常会根据网络名称、信号强度或安全设置进行选择身份验证用户输入密码或其他凭据，验证其身份并获得访问权限关联建立网卡与无线接入点（AP）建立连接，形成无线数据链路，完成网络接入过程认证和关联机制身份验证确保无线设备的身份，防止未授权访问网络关联建立无线设备与无线接入点之间的连接，交换网络参数和配置AP安全策略定义安全策略，例如加密算法和密钥管理，确保无线通信的安全媒体访问控制机制MAC地址信道竞争MAC每个无线设备都拥有唯一的多个设备可能同时尝试访问无地址，用于识别和区分网线信道，因此需要一种机制来MAC络中的不同设备协调访问，避免冲突协议CSMA/CA协议通过载波侦听和碰撞避免机制，有效地管理无线网络中CSMA/CA多个设备的信道访问协议工作流程CSMA/CA侦听信道1节点在发送数据前，先侦听信道信道空闲2如果信道空闲，则发送数据信道繁忙3如果信道繁忙，则延迟一段时间后再次侦听碰撞检测4在发送数据过程中，如果检测到碰撞，则停止发送CSMA/CA协议是一种常见的无线网络媒体访问控制协议通过侦听信道和碰撞检测，它可以有效地避免多个节点同时发送数据导致冲突，提高无线网络的效率数据帧格式及其构成数据帧格式数据帧结构无线网络数据传输以帧为单位数据帧包含发送方和接收方的数据帧结构包括帧头、帧体和帧尾帧头包含帧类型、发送方地址、数据类型、数据内容和校验码等信息和接收方的地址帧体包含数据内容帧尾包含校验码MAC MAC无线网络的安全机制安全认证数据加密访问控制安全认证是指验证用户身份，数据加密是指对传输数据进行访问控制是指限制用户访问网WLAN WLANWLAN确保合法用户才能访问网络加密，防止数据被窃取或篡改络资源，确保网络资源的安全性和完整性、和加密算法WEP WPAWPA2加密算法加密算法加密算法WEP WPAWPA2是一种较早的无线网络加密协议，是一种更安全的无线网络加密协议是目前最安全的无线网络加密协议WEP WPAWPA2使用位或位的密钥进行数据加密，，使用更强大的加密算法和密钥管理机，使用高级加密标准，提供更高的40104AES但安全性较低，容易被破解制，能够有效防止网络攻击安全性，建议使用动态分配地址的IP DHCP服务器客户端动态分配DHCP DHCP负责分配地址、子网掩码、默认网关接入无线网络时，请求服务器分配服务器根据预设规则，动态分配IP DHCPDHCP IP等网络配置信息地址地址IP域名解析服务DNS域名解析服务域名解析服务是指将域名转换为地址的过程，是互联DNS IP网中不可或缺的一部分服务器存储了域名和地址DNS IP的映射关系，当用户输入域名访问网站时，服务器会将DNS域名解析成对应的地址，让用户能够顺利访问目标网站IP无线网桥和路由器的作用无线网桥无线路由器

1.

2.12扩展无线网络覆盖范围，连接不同网络，实现数据传输将有线网络转换为无线网络，实现无线共享，提供网络管理功能无线网桥无线路由器

3.

4.34连接两个或多个无线网络，扩大网络覆盖范围，增强网络信连接多个设备，共享网络资源，管理网络流量，增强网络安号强度全性拓扑结构及应用场景WLAN拓扑结构主要有两种基础设施模式和对等模式基础设WLAN施模式是通过无线接入点建立无线网络，对等模式则无需AP，设备之间直接建立连接AP应用场景广泛，包括家庭、办公室、校园、商场、酒店等WLAN无线网络的便捷性和灵活性使其成为现代网络的重要组成部分家庭无线网络方便家庭成员共享网络资源，如互联网、打印•机等办公室无线网络为员工提供无线办公环境，提高工作效率•校园无线网络为师生提供无线网络服务，方便学习和教学•公共场所无线网络为用户提供免费或收费的无线网络服务•部署的注意事项WLAN信号覆盖范围信号强度

1.

2.12确保覆盖范围足够大，避免出现信确保信号强度足够强，避免出现信号AP号盲区过弱导致连接不稳定网络安全性网络性能

3.

4.34采取安全措施，例如使用加考虑带宽需求，选择合适的设备和配WPA2/3密，防止网络攻击置，确保网络稳定运行网络性能测试与优化WLAN性能指标分析1信号强度、覆盖范围、传输速率网络诊断工具2Wireshark、NetSpot、iPerf优化策略3调整信道、天线方向、功率问题排查4干扰源、设备故障、配置错误WLAN网络性能测试，通过分析信号强度、覆盖范围、传输速率等指标，找出问题所在常见诊断工具如Wireshark、NetSpot、iPerf，可帮助分析网络问题优化策略包括调整信道、天线方向、功率，解决信号干扰、覆盖不足等问题网络管理和维护WLAN监控和分析配置和优化故障排除和修复实时监控网络状态，包括连接数量、信配置无线接入点，包括、密码、安诊断和解决无线网络故障，例如连接断SSID号强度、数据流量等全设置等开、信号弱、网络速度慢等分析网络性能，识别潜在问题并采取措优化无线网络性能，例如调整信道、功修复硬件故障，例如无线网卡、无线接施优化网络率、覆盖范围等入点等。