任务一 
建立开放式的无线接入服务
教学视频
项目 构建校园无线网络项目资讯

一、项目背景 无线技术与应用

科技的飞速发展,信息时代的网络互联已不再是简单地将计算机以物理的方式连接起来,取而代之的是合理地规划及设计整个网络体系、充分利用现有的各种资源,建立遵循标准的高效可靠、同时具备扩充性的网络系统。无线网络的诸多特性,正好符合了这一需求。

一般而言,凡采用无线传输的计算机网络都可称为无线网。从WLAN(wireless LAN无线局域网)到蓝牙、从红外线到移动通信,所有的这一切都是无线网络的应用典范。就WLAN而言,从其定义上可以看到,它是一种能让计算机在无线基站覆盖范围内的任何地点(包括户内户外)发送、接收数据的局域网形式,说得通俗点,就是局域网的无线连接形式。

接着,让我们来认识一下Wi-Fi。就目前的情况来看,Wi-Fi已被公认为WLAN的代名词。但要注意的是,这二者之间有着根本的差异:Wi-Fi是一种无线局域网产品的认证标准;而WLAN则是无线局域网的技术标准,二者都保持着同步更新的状态。

Wi-Fi的英文全称为“Wireless Fidelity”,即“无线相容性认证”。之所以说它是一种认证标准,是因为它并不是只针对某一WLAN规范的技术标准。例如,IEEE 802.11b是较早出台的无线局域网技术标准,因此当时人们就把IEEE 802.11b标准等同于Wi-Fi。但随着无线技术标准的多样化,Wi-Fi的内涵也相应地发生了变化,因为它针对的是整个WLAN领域。

由于无线技术标准的多样化出现,所使频段和调频方式的不尽相同,造成了各种标准的无线网络设备互不兼容,这就给无线接入技术的发展带来了相当大的不确定因素。为此,1999年8月组建的WECA(无线以太网兼容性联盟)推出了Wi-Fi标准,以此来统一和规范整个无线网络市场的产品认证。只有通过了WECA认证,厂家生产的无线产品才能使用Wi-Fi认证商标,有了Wi-Fi认证,一切兼容性问题就变得简单起来。用户只需认准Wi-Fi标签,便可保证他们所购买的无线AP、无线网卡等无线周边设备能够很好地协同工作。

(一)无线网络分类

无线网络的分类有多种,按照网络覆盖范围的不同,可以将无线网络划分为无线个人局域网、无线局域网、无线城域网和无线广域网。

1.无线个人网

无线个人网WPAN(Wireless Personal Area Network)是在小范围内相互连接数个装置所形成的无线网络,通常是个人可及的范围内。例如蓝牙连接耳机及膝上电脑,ZigBee也提供了无线个人网的应用平台。

2.无线局域网

无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来,构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系(如图6-1所示)。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来,而是通过无线的方式连接,从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。

图6-1 典型无线局域网

3.无线城域网

无线城域网WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)是连接数个无线局域网的无线网络形式。2003年1月,一项新的无线城域网标准IEEE 802.16a正式通过。致力于此标准研究的组织是WiMax论坛──全球微波接入互操作性(Worldwide Interoperability for Microwave Access)组织。作为一个非营利性的产业团体,WiMax由Intel及其他众多领先的通信组件及设备公司共同创建。截至目前,已经有超过522个成员,其中包括中兴、华为、微软、英特尔和三星等全球领先的著名设备厂商、服务提供商、系统集成商和科学研究机构,其成员和合作伙伴遍及全球。

4.无线广域网

无线广域网WWAN(Wireless Wide Area Network)是基于移动通信基础设施,由网络运营商,例如中国移动、中国联通、Softbank等运营商所经营,其负责一个城市所有区域甚至一个国家所有区域的通信服务。

(二)无线主要标准

伴随着英特尔迅驰“移动计算”技术的深入人心,许多人在认识了无线局域网后将其误认为近几年的科技成果。其实不然,早在50年前的第二次世界大战期间,美国陆军就已开始采用无线电波传输数据资料。由于这项无线电传输技术采用了高强度的加密方式,因此在当时获得了美军和盟军的广泛支持。与此同时,这项技术的运用也让许多研究者得到了灵感。到1971年时,夏威夷大学(University of Hawaii)的几名研究员创造了第一个基于“封包式”技术的无线电网络。这个被称为ALOHNET的网络已经具备了无线局域网的雏形,它由7台计算机、并采用双向星型拓扑结构组成,横跨了夏威夷整个岛屿,中心计算机则放置在瓦胡岛(Oahu Island)上,至此,无线局域网正式诞生。

到了近代,伴随着以太局域网的迅猛发展,无线局域网以其安装简便、使用灵活等优点赢得了特定市场的认可。但也正因为当时的无线局域网是作为有线局域网的一种补充,使得基于802.3架构上的无线网络产品存在着极易受干扰、性能不稳定、传输速率低且不易升级等缺陷,不同厂商之间的产品也互不兼容,从而限制了无线局域网的进一步发展。于是,规范和统一无线局域网标准的IEEE 802.11委员会在1990年10月成立,并于1997年6月制定了具有里程碑性的无线局域网标准──IEEE 802.11。

IEEE 802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准,主要对网络的物理层(PH)和媒质访问控制层(MAC)进行规定,其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以互相操作。这样就使得无线局域网的两种主要用途──“多点接入”和“多网段互联”更易于低成本实现,从而为无线局域网的进一步普及打通了道路。

无线技术包括了无线局域网技术和以5G为代表的无线上网技术,这些标准和技术发展到今天,已经出现了包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等在内的多项标准和规范,以IEEE(电气和电子工程师协会)为代表的多个研究机构针对不同的应用场合,制定了一系列协议标准,推动了无线局域网的实用化。这些协议由Wi-Fi(Wi-Fi联盟是一家世界性组织,成立的目标是确保符合802.11标准的WLAN产品之间的相互协作性)组织制定和进行认证。我国向国际标准化组织提交的无线局域网中国国家标准WAPI(无线局域网鉴别与保密基本结构)提案,已由国际标准化组织ISO/IEC授权的机构IEEE Registration Authority(IEEE注册权威机构)正式批准发布,分配了用于WAPI协议的以太类型字段,这也是中国在该领域唯一获得批准的协议。这是中国拥有自主知识产权的无线局域网标准,该标准较好地解决了无线局域网的安全问题。下面列出了一些主要无线局域网标准。

1.IEEE802.11系列协议

作为全球公认的局域网权威,IEEE 802工作组建立的标准最广泛使用的有以太网、令牌环、无线局域网等。在1997年,IEEE发布了802.11协议,这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。之后IEEE又陆续推出了802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等标准。802.11ac又称5G WiFi,是现阶段最为通用的标准,它在802.11n标准百兆的基础上,使无线网络的速度达到了“Gbps级”。2019年9月16日,Wi-Fi联盟宣布启动Wi-Fi 6认证计划,该计划旨在使采用下一代802.11ax Wi-Fi无线通信技术的设备达到既定标准。2022年1月,Wi-Fi联盟宣布了Wi-Fi 6第2版标准(Wi-Fi 6 Release 2)。Wi-Fi 6第2版标准(Wi-Fi 6 Release 2)改进了上行链路以及所有支持频段(2.4GHz、5GHz和6GHz)的电源管理,适用于家庭和工作场所的路由器和设备以及智能家居IoT设备。802.11协议主要工作在ISO协议的最低两层上,并在物理层上进行了一些改动,加入了高速数字传输的特性和连接的稳定性。

2.蓝牙技术

蓝牙技术将成为全球通用的无线技术,它工作在2.4GHz波段,采用的是跳频展频(FHSS)技术,数据速率为1Mbps,距离为10m。任一蓝牙技术设备一旦搜寻到另一个蓝牙技术设备,马上就可以建立联系,而无须用户进行任何设置。在无线电环境非常嘈杂情况下,其优势更加明显。蓝牙技术的主要优点是成本低、耗电量低以及支持数据/语音传输。

3.HomeRF

HomeRF是专门为家庭用户设计的,它工作在2.4GHz,利用50跳/秒的跳频扩谱方式,通过家庭中的一台主机在移动设备之间实现通信,既可以通过时 分复用支持语音通信;又能通过载波监听多重访问/冲突避免协议提供数据通信服务。同时,HomeRF提供了与TCP/IP良好的集成,支持广播、多播和48位IP地址。HomeRF最显著的优点是支持高质量的语音及数据通信,它把共享无线连接协议(SWAP)作为未来家庭内联网的几项技术指标,使用IEEE802.11无线以太网作为数据传输标准。

4.HyperLAN/HyperLAN2

HyperLAN是ETSI制定的标准,分别应用在2.4GHz和5GHz不同的波段中。与IEEE 802.11最大的不同,在于HyperLAN不使用调变的技术而使用CSMA(Carrier Sense Multiple Access)的技术。HyperLAN2采用Wireless ATM的技术,因此也可以将HyperLAN2视为无线网络的ATM,采用5GHz射频频率,传输速率为54Mbps。

5.WiMAX

作为宽带无线通信的推动者,美国电气和电子工程师协会(IEEE)于1999年设立IEEE 802.16工作组,工作内容主要是开发固定宽带无线接入系统标准,包括空中接口及其相关功能,标准涵盖2~66 GHz 的许可频段和免许可频段,解决最后一公里的宽带无线城域网的接入问题。随着研究的深入,IEEE相继推出了IEEE 802.16、IEEE 802.16a、IEEE 802.16d、8 IEEE 02.16e等一系列标准,该系列标准引起业界广泛关注,被认为是宽带无线城域网(WMAN)的理想解决方案。为了推广遵循IEEE802.16和ETSI HIPERMAN的宽带无线接入设备,并确保其兼容性及互用性,一些主要的通信部件及设备制造商结成了一个工业贸易联盟组织,即WiMAX,IEEE802.16标准又被称之为WiMAX技术。其最大传输速度为可达到75M bps,最大传输距离可达50km。

6.GPRS技术

GPRS的英文全称为General Packet Radio Service,中文含义为通用分组无线服务,它是利用“包交换”(Packet-Switched)的概念发展出的一套无线传输方式。所谓的包交换就是将Date封装成许多独立的封包,再将这些封包一个一个传送出去,形式上有点类似寄包裹。采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽,而且可以以传输的资料量计价,这对用户来说是比较合理的计费方式。此外,在GSM phase 2+的标准里,GPRS可以提供四种不同的编码方式,这些编码方式也分别提供不同的错误保护(Error Protection)能力。利用四种不同的编码方式,每个时槽可提供的传输速率为CS-1(9.05K)、CS-2(13.4K)、CS- 3(15.6K)及CS-4(21.4K),其中CS-1的保护最为严密,CS-4则是完全未加以任何保护。每个用户最多可同时使用八个时槽,所以GPRS号称最高传输速率为171.2K bps。GPRS是一种新的GSM数据业务,它在移动用户和数据网络之间提供一种连接,给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。GPRS采用分组交换技术,它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。如果把空中接口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据,那么数据速率最高可达164kb/s。 GSM空中接口的信道资源既可以被话音占用,也可以被GPRS数据业务占用。

7.5G技术

5G是英文5th Generation的缩写,指第五代移动通信技术。移动通信延续着每十年一代技术的发展规律,已历经1G、2G、3G、4G的发展。每一次代际跃迁,每一次技术进步,都极大地促进了产业升级和经济社会发展。从1G到2G,实现了模拟通信到数字通信的过渡,移动通信走进了千家万户;从2G到3G、4G,实现了语音业务到数据业务的转变,传输速率成百倍提升,促进了移动互联网应用的普及和繁荣。当前,移动网络已融入社会生活的方方面面,深刻改变了人们的沟通、交流乃至整个生活方式。4G网络造就了繁荣的互联网经济,解决了人与人随时随地通信的问题,随着移动互联网快速发展,新服务、新业务不断涌现,移动数据业务流量爆炸式增长,4G移动通信系统难以满足未来移动数据流量暴涨的需求。

5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验,更要解决人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。最终,5G将渗透到经济社会的各行业各领域,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。

(三)无线规范

迄今为止,电子电器工程师协会(IEEE)已经开发并制定了多种IEEE 802.11 无线局域网规范,最为经典的包括IEEE 802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac。所有的这些规范都使用了防数据丢失特征的载波检测多址连接(CDMA/CD)作为路径共享协议。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、TCP/IP)都可以轻松运行在基于IEEE 802.11规范的无线局域网上,就像以太网那样。但是WLAN却没有“飞檐走壁”的连接线缆。

早期的IEEE 802.11标准数据传输率为2Mbps,后经过改进,传输速率达11Mbps的IEEE 802.11b也紧跟着出台。但随着网络的发展,特别是IP语音、视频数据流等高带宽网络应用的频繁,IEEE 802.11b规范11Mbps的数据传输率不免有些力不从心。于是,传输速率高达54Mbps的IEEE 802.11a和IEEE 802.11g随即诞生。为了实现高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平,802.11n应运而生。下面就从性能及特点上分析,来分别介绍几种无线网络规范。

1.IEEE 802.11b

从性能上看,IEEE 802.11b的带宽为11Mbps,实际传输速率在5Mbps左右,与普通的10Base-T规格有线局域网持平。无论是家庭无线组网还是中小企业的内部局域网,IEEE 802.11b都能基本满足使用要求。由于基于的是开放的2.4GHz频段,因此IEEE 802.11b的使用无须申请,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。

从工作方式上看,IEEE 802.11b的运作模式分为两种:点对点模式和基本模式。其中点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式,即一台装配了无线网卡的计算机可以与另一台装配了无线网卡的计算机实施通信,对于小型无线网络来说,这是一种非常方便的互联方案;而基本模式则是指无线网络的扩充或无线和有线网络并存时的通信方式,这也是IEEE 802.11b最常用连接方式。此时,装载无线网卡的计算机需要通过“接入点”(无线AP)才能与另一台计算机连接,由接入点来负责频段管理及漫游等指挥工作。在带宽允许的情况下,一个接入点最多可支持1024个无线节点的接入。当无线节点增加时,网络存取速度会随之变慢,此时添加接入点的数量可以有效地控制和管理频段。

2.IEEE 802.11a

就技术角度而言,IEEE 802.11a与IEEE 802.11b虽在编号上仅一字之差,但二者间的关系并不像其他硬件产品换代时的简单升级,这种差别主要体现在工作频段上。由于IEEE 802.11a工作在不同于IEEE 802.11b的5.2GHz频段,避开了当前微波、蓝牙以及大量工业设备广泛采用的2.4GHz频段,因此其产品在无线数据传输过程中所受到的干扰大为降低,抗干扰性较IEEE 802.11b更为出色。

高达54Mbps数据传输带宽,是IEEE 802.11a的真正意义所在。当IEEE 802.11b以其11Mbps的数据传输率满足了一般上网冲浪、数据交换、共享外设等需求的同时,IEEE 802.11a已经为今后无线宽带网的进一步要求做好了准备,从长远的发展角度来看,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重大意义。

然而,IEEE 802.11a的普及也并非一帆风顺,就像许多新生事物被人们所接受时要面临的问题一样,IEEE 802.11a也有其自身的“难言之隐”。

首先,IEEE 802.11a所面临的难题是来自厂商方面的压力。眼下,IEEE 802.11b已走向成熟,许多拥有IEEE 802.11b产品的厂商会对IEEE 802.11a持谨慎态度。二者是竞争还是共存,各厂商的态度莫衷一是。从目前的情况来看,由于这两种技术标准互不兼容,不少厂商为了均衡市场需求,直接将其产品做成了a+b的形式,这种做法固然解决了“兼容”问题,但也带来了成本增加的负面因素。

其次,相关法律法规的限制,使得5.2GHz频段无法在全球各个国家中获得批准和认可。5.2GHz的高频虽然令IEEE 802.11a具有了低干扰的使用环境,但也带来了不利的一面──太空中数以千计的人造卫星与地面站通信也恰恰使用5.2GHz频段。此外,欧盟也只允许将5.2GHz频率用于其自己制定的另一个无线标准──HiperLAN。

3.IEEE 802.11g

不可否认,IEEE 802.11g的诞生为无线网络市场注入了一剂“强心针”,但随之带来的还有无休止的争论,争论的焦点自然是围绕在IEEE 802.11a与IEEE 802.11g之间。

与IEEE 802.11a相同的是,IEEE 802.11g也使用了Orthogonal Frequency Division Multiplexing(正交分频多任务,OFDM)的模块设计,这是其54Mbps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,而是坚守在和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,IEEE 802.11g提供了一个平滑过渡的选择。

既然IEEE 802.11b有了IEEE 802.11a来替代,无线宽带局域网可谓已经“后继有人”了,那IEEE 802.11g的推出是否多余了呢?答案自然是否定的。除了具备高传输率以及兼容性上的优势外,IEEE 802.11g所工作的2.4GHz频段的信号衰减程度不像IEEE 802.11a的5.2GHz那么严重,并且IEEE 802.11g还具备更优秀的“穿透”能力,能适应更加复杂的使用环境。但是先天性的不足(2.4GHz工作频段)使得IEEE 802.11g和它的前辈IEEE 802.11b一样极易受到微波、无线电话等设备的干扰。此外,IEEE 802.11g的信号比IEEE 802.11b的信号能够覆盖的范围要小得多,用户可能需要添置更多的无线接入点才能满足原有使用面积的信号覆盖,这是“高速”的代价!

4.IEEE 802.11n

IEEE 802.11n的目标在于改善先前的两项无线上网标准,包括802.11a与802.11g,在网上流量上的不足。

在传输速率方面,802.11n可以将WLAN的传输速率由802.11a及802.11g提供的54Mbps,提供到300Mbps甚至高达600Mbps。得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMO OFDM技术,提高了无线传输质量,也使传输速率得到极大提升。

在覆盖范围方面,802.11n采用智能天线技术,通过多组独立天线组成的天线阵列,可以动态调整波束,保证让WLAN用户接收到稳定的信号,并可以减少其他信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里,使WLAN移动性极大提高。

在兼容性方面,802.11n采用了一种软件无线电技术,它是一个完全可编程的硬件平台,使得不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容,这使得WLAN的兼容性得到极大改善。这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容,而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合,比如3G。

5.IEEE 802.11ac

IEEE 802.11ac是一个802.11无线局域网通信标准,它通过5GHz频带进行通信。理论上,它能够提供最少1Gbit/s带宽进行多站式无线局域网通信,或是最少500Mbit/s的单一连接传输带宽。802.11ac是802.11n的继承者,它采用并扩展了源自802.11n的空中接口概念,包括:更宽的RF带宽(提升至160MHz)、更多的MlMO空间流(增加到8)、多用户的MIMO以及更高阶的调制(达到256QAM)。

6.IEEE 802.11ax

IEEE 802.11.ax即Wi-Fi 6,第六代无线网络技术,Wi-Fi 6将允许与多达8个设备通信,最高速率可达9.6Gbps。Wi-Fi 6相对Wi-Fi 5来说,具有速度更快、延时更低、容量更大、更安全、更省电等优点。

表6-1 IEEE 无线局域网标准

扩展

范围

IEEE 802.11

2.4GHz DSSS & FHSS MAC & PHY 规范 – (1997.6)

IEEE 802.11a

5GHz OFDM PHY 规范 – (1999.7)

IEEE 802.11b

2.4GHz HRDSSS PHY 规范 – (1999.7)

IEEE 802.11e

QoS 服务质量保证体系,过渡性版本为WMM(Wi-Fi 多媒体)

IEEE 802.11g

2.4GHz OFDM PHY 规范 – (2003.6)

IEEE 802.11i

建立在AES之上的WLAN安全标准– (2004.6)

IEEE 802.11n

超过100Mbps的吞吐量

IEEE 802.11r

加强AP间快速漫游性能

IEEE 802.11s

mesh(网状网) 技术标准

IEEE 802.11v

WLAN无线客户端管理标准

IEEE 802.11ac

透过5GHz频带提供高通量的无线局域网,俗称5G WiFi

IEEE 802.11ax

继承802.11ac的第六代WiFi

(三)WLAN应用

WLAN的行业应用范围相当广泛,在不同行业企业中都有很多成功案例。

1.教育行业

(1)传统的有线网络只能将把网络延伸到某一层楼、某一个教室,而无线网络能把网络延伸到每一台PC机上。因此这就给移动办公、广场覆盖、图书馆移动访问方面提供了可能。WLAN在教育行业的常见应用如图6-2所示。图6-3展示了某高校WLAN部署。

(2)随着校园安全不断被重视,视频监控被大量应用于校园中,而传统的视频监控具有布线难、造价高等缺点,让很多学校望而止步,而通过无线网桥技术,可以实现低成本的全校无线视频监控。

(3)对于一些不适合铺设有线网络的地方,例如老的教学楼,我们可以通过无线的方式来拓展网络。既不破坏建筑的原有形态,又能节省布线的成本。

2.医疗行业

在医疗行业,无线应用的范围就更加广泛,特点也更加突出。比如RFID物品定位,关键应用如图6-4所示,具体功能如下:

图6-4 医疗行业无线应用

(1)患者信息的移动记录。不论患者穿梭于医院的任何部门就医,数据信息都可以快速被记录并传递,大大便利了患者的就医,缩短时间;

(2)住院部移动查房。在住院部区域,医生、护士可以利用手持设备,随时在患者身边记录病情、提交医嘱,患者还可以在病房内利用无线网络随时与护士互动,在线提出各种及时的需求;

(3)远程会诊。以前在医院需要在单独提供有线网络的会议室进行远程会诊,很不方便,利用无线网络,随时可以在患者旁边展开,利用无线视频监控,远方的专家可以方便地与患者交流并提供有效的建议;

(4)药品管理是医院的核心业务,如果出错,不仅会导致医院的经济利益受损,更有可能导致药品供给出错而导致恶性医疗事故。利用无线网络承载的RFID技术正在全球逐步兴起,其全球唯一的标识码技术结合空间扫描,可以唯一定位每个药品的信息、库存、摆放位置等重要信息,药品管理从此变得简单;

(5)处方、划价、收费等,是医院的最敏感的业务,也是最需要稳定性的业务,传统的有线网络仅能保证一条链路的连接,就算再稳定的网络,也不可能达到万无一失,一旦网络出现中断,到重新修复的时间无法估计,这期间已经足够导致经济的损失。而利用无线网络作为有线网络的备份链路,每一台终端计算机同时有两条链路在线,一旦有线网络中断,终端就会在毫秒级时间内迅速切换至无线网络继续连接,避免了经济损失,也留给了维护人员足够的时间来修复有线网络,使得网络稳定性足够达到99.999%。

3.政府行业

如今,在政府行业笔记本的使用比例逐渐提高,频繁的会议和考察对无线上网提出了明确的需求。在交通监察、山林防火等有线网络不可达的地方,无线网桥的点对点远程联网,已被证明是最安全、最经济的解决方案(如图6-5所示)。

图6-5 交通监察、山林防火等无线应用

4.企业应用

对于空间相对分散的企业园区,WLAN的综合部署成本低于有线网络。WLAN的部署范围较大,突破空间限制,可以避免有线网络在用户稀疏区域的投资浪费。越来越多的工业现场控制器支持WLAN传输的I/O模块,使得作业线通过WLAN传输工业数据更加方便。WLAN的部署不受物理建筑限制,随时部署,随时搬迁,不会造成投资浪费。园区视频监控或VoIP应用,采用传统有线解决方案需要巨资投入,采用WLAN方式投入成本低、快速开通(如图6-6所示)。

图6-6 企业无线应用

二、任务实施 建立开放式的无线接入服务

任务名称

建立开放式的无线接入服务。

任务目的

具备最基础的开放式无线接入服务的配置能力。

背景描述

小李在某国有企业担任网络管理员职务,不久前公司采购了一套智能无线交换产品用于该办公区域和会议室的无线覆盖。由于该企业员工对电脑的操作水平比较低,只会打开无线网卡搜寻AP信号,不会配置IP地址,使用无线网络也只是进行简单的网页浏览和收发邮件。因此,小李需要建立一个开放式的无须认证的无线网络。

需求分析

(1)客户需要一个不使用加密、认证的无线网络。

(2)无线客户端通过DHCP方式获取IP地址。

任务拓扑
图6-7 拓扑图
任务设备

RG-WG54U 1块 、PC 1台、RG-WS5302 1台、RG-AP220E 1台 、RG-S3760E 1台 、RG-E-130 1台。

任务思路

配置开放式无线网络后,任何无线客户端可以扫描到该网络的SSID,并且能够联入该无线网络,获取到IP地址,客户端之间可以相互通信。

任务步骤

1基本拓扑连接。

根据上面的拓扑图,将设备连接起来,并注意设备状态灯是否正常。

2交换机配置。

Ruijie(config)#hostname RG-3760E         !为交换机命名 
RG-3760E (config)#vlan 10                !创建VLAN 10 
RG-3760E (config)#vlan 20                !创建VLAN 20 
RG-3760E (config)#vlan 100               !创建VLAN100 
RG-3760E (config)#service dhcp           !启用DHCP服务 
RG-3760E (config)#ip dhcp pool ap-pool   !创建地址池,为AP分配IP地址 
RG-3760E (dhcp-config)#option 138 ip 9.9.9.9 !配置DHCP138选项,地址为AC的环回接口地址 
RG-3760E (dhcp-config)#network 192.168.10.0 255.255.255.0    !指定地址池 
RG-3760E (dhcp-config)#default-router 192.168.10.254         !指定默认网关 
RG-3760E (config)#ip dhcp pool vlan100     !创建地址池,为用户分配IP地址 
RG-3760E (dhcp-config)#domain-name 202.106.0.20              !指定DNS服务器 
RG-3760E (dhcp-config)#network 192.168.100.0 255.255.255.0   !指定地址池 
RG-3760E (dhcp-config)#default-router 192.168.100.254        !指定默认网关 
RG-3760E (config)#interface VLAN 10 
RG-3760E (config-VLAN 10)#ip address 192.168.10.254 255.255.255.0  !配置VLAN10地址 
RG-3760E (config)#interface VLAN 20 
RG-3760E (config-VLAN 20)#ip address 192.168.11.2 255.255.255.0    !配置VLAN20地址 
RG-3760E (config)#interface VLAN 100 
RG-3760E (config-VLAN 100)#ip address 192.168.100.254 255.255.255.0 !配置VLAN100地址 
RG-3760E (config)#interface GigabitEthernet 0/25 
RG-3760E (config-if- GigabitEthernet 0/25)#switchport access vlan 10  !将接口加入VLAN10 
RG-3760E (config)#interface GigabitEthernet 0/26 
RG-3760E (config-if- GigabitEthernet 0/26)#switchport mode trunk  !将接口设置为trunk模式 
RG-3760E (config)#ip route 9.9.9.9 255.255.255.255 192.168.11.1  !配置静态路由 

3无线交换机配置。

Ruijie(config)#hostname AC                     !命名无线交换机 
AC(config)#vlan 10                             !创建VLAN10 
AC(config)#vlan 20                             !创建VLAN20 
AC(config)#vlan 100                            !创建VLAN100 
AC(config)#wlan-config 1  RUIJIE               !创建WLAN,SSID为RUIJIE 
AC(config-wlan)#enable-broad-ssid              !允许广播 
AC(config)#ap-group default                    !提供WLAN服务 
AC(config-ap-group)#interface-mapping 1 100 
AC(config)#interface Loopback 0 
AC(config-if- Loopback 0)#ip address 9.9.9.9 255.255.255.255   !为环回接口配置IP地址 
AC(config)#interface VLAN 10                   !激活VLAN10接口 
AC(config)#interface VLAN 20 
AC(config-vlan 20)#ip address 192.168.11.1 255.255.255.252     !配置VLAN20接口IP地址 
AC(config)#interface VLAN 100                  !激活VLAN10接口 
AC(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.11.2               !配置默认路由
AC(config)#ap-config 001a.a979.40e8            !登录AP 
AC(config-AP)#ap-name AP-1                     !命名AP 
AC(config)#interface GigabitEthernet 0/1 
AC(config-if-GigabitEthernet 0/1)switchport mode trunk         !定义接口为trunk模式 

4连接测试。

在STA上打开无线功能,这时会扫描到“RUIJIE”这个无线网络,链接并测试与其网关的连通性。