第一章 引 言
随着计算机技术与通信技术的日渐发达，无线网络的应用范围也越来越广。作为与有线网络的相互补充相得益彰的新型技术，无线网络发展至今日，技术已日渐成熟。在我国，越来越多的大中型企业开始在办公场所中构建和铺设无线网络，以用来弥补有线网络的信息点不足和有线的局限性。当涂供电公司是一个处于迅猛发展中的电力服务行业，随着调度大楼建筑布局的改变，如何在已有的有线网络的基础上合理的进行无线覆盖是个现实而迫切的问题。本文将就这个问题进行初步的探讨！
第二章 无线网络概述
2.1 何为无线局域网
在这个“网络就是计算机”的时代，伴随着有线网络的广泛应用，以快捷高效，组网灵活为优势的无线网络技术也在飞速发展。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制:布线、改线工程量大;线路容易损坏;网中的各节点不可移动。特别是当要把相距较远的节点连接起来时，铺设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长，对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。无线局域网就是解决有线网络以上问题而出现的。 2.2 无线局域网的特点
无线局域网利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无需线缆介质。无线局域网的数据传输速率现在已经能够达到54Mbps，传输距离可远至20km以上。它是对有线联网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。
2 与有线网络相比，无线局域网具有以下优点: ·安装便捷
一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP(Acce Point)设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
·使用灵活
在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
·经济节约
由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造，而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
·易于扩展
无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。由于无线局域网具有多方面的优点，所以发展十分迅速。无线局域网
3 己经在政府、医院、商店、企业和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛应用。这也是本文讨论的重点。
4 第三章 无线网络的相关技术
3.1 IEEE 802.11标准
1997年IEEE 802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑，它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。IEEE802.11标准定义了单一的MAC (Media Acce Control) 层和多样的物理层，其物理层标准主要有IEEE 802.11b, a和g。
1).IEEE802.11 b标准
1999年9月正式通过的IEEE802.l 1b标准是IEEE802.11协议标准的扩展。它可以支持最高11Mbps的数据速率，运行在2.4GHz的ISM (Industrial Scientific Medical)频段上，采用的调制技术是补码键控技术CCK (Complementary Code Keying)。
802.11 b信息特性:
1.每信道占用22MHz的频带;
2.最大提供11Mbps (CCK调制方式下)的数据传输速率;
3.同一个信号覆盖范围内最多容纳3个互不重叠的信道(1, 6, 11) ; 4.同一区域可支持最多3个无线接入设备，从而提供总计达33Mbps的数据传输率。
2).IEEE802.11 a标准
IEEE802.11 a I作5GHz频段上，使用正交频分复用技术OFDM (Orthogonal Frequency Division Mustiplexing )调制技术可支持54Mbps的传输速率。802.11 a与802.11 b两个标准都存在着各自的优缺点，802.l 1b的优势在于价格低廉，但速率较低(最高11Mbps);而802.11 a优势在于传输速率快(最高54Mbps)且受干扰少，但价格相对较高。另外，a与b工作在不同的频段上，不能工作在同一AP的网络里，因此a与b互不兼容。
802.11 a信息特性:
1.每信道占用20MHz的频带带宽;
2.提供6/9/12/18/24/36/48/54Mbps数据传输速率; 3.采用OFDM调制方式;
4.最多提供8+4=12个信道(美国)或19个信道(欧洲) 3).IEEE802.11 g标准
5 为了解决上述问题，为了进一步推动无线局域网的发展，2003年7月802.11工作组批准了802.11g标准，新的标准终于浮出水面成为人们对无线局域网关注的焦点。IEEE802工作组开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。该草案与以前的802.11协议标准相比有以下两个特点:其在2.4G频段使用OFDM调制技术，使数据传输速率提高到20Mbps以上;IEEE802.l1g标准能够与802.11 b的WIFI系统互相连通，共存在同一AP的网络里，保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑的向高速无线局域网过渡，延长了工EEE802.11 b产品的使用寿命，降低用户的投资。
4).IEEE802.11n标准
IEEE己经成立802.lln工作小组，以制定一项新的高速无线局域网标准802.11n, 802.11n工作小组是由高吞吐量研究小组发展而来。IEEE802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11 a和802.11 g的54Mbps增加至108Mbps以上，最高速率可达320Mbps，成为802.11b, 802.11a, 802.11.g之后的另一场重头戏。和以往地802.11标准不同，802.11 n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。这样n保障了与以往的802.11a, b, g标准兼容。
IEEE802.11 n计划采用MIMO与OFDM相结合，使传输速率成倍提高。另外，天线技术及传输技术，使得无线局域网的传输距离大大增加，可以达到几公里 (并且能够保障100Mbps的传输速率)。IEEE802.l1n标准全面改进了802.11标准，不仅涉及物理层标准，同时也采用新的高性能无线传输技术提升MAC层的性能，优化数据帧结构，提高网络的吞吐量性能。
3.2 IEEE 802.11无线局域网的物理层关键技术
随着无线局域网技术的应用日渐广泛，用户对数据传输速率的要求越来越高。但是在室内，这个较为复杂的电磁环境中，多经效应、频率选择性衰落和其他干扰源的存在使得实现无线信道的高速数据传输比有线信道更困难，WLAN需要采用合适的调制技术。 1.微单元和无线漫游
无线电波在传播过程中会不断衰减，导致AP的通讯范围被限定在一定的范围之内，这个范围被称为微单元。当网络环境存在多AP，且它们的微单元互相有一定范围的重合时，无线用户可以在整个无线局域网覆盖区内移动，无线网卡能够自动发现附近信号强度最大的AP，并通过这个AP收发数据，保持不间断的网络连接，这就称为无线漫游。 2.扩频
大多数的无线局域网产品都使用了扩频技术。扩频技术原先是军事通讯领域中使用的宽带无线通信技术。使用扩频技术，能够使数据
6 在无线传输中完整可靠，并且确保同时在不同频段传输的数据不会互相干扰。
3.DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 直接序列扩频调制技术 基于DSSS的调制技术有三种。最初IEEE802.11标准制定下采用DBPSK。如提供2Mbps的数据速率，要采用DQPSK，这个比特码元，成为双比特。第三种是基于CCK的QPSK，是IE用的基本数据调制方式。它采用了补码序列与直序列扩频技术，调制技术，通过PSK方式传输数据，传输速率分为1M, 5.5M和11Mbps.通过与接收端的Rake接收机配合使用，能够在高效率的传输克服多径效应。IEEE802.l1b使用了CCK调制技术来提高数据传输速率，最高可达11Mbps。但是传输速率超过11Mbps， CCK为了对抗多径干扰，需要更复杂的均衡及调制，实现起来非常困难。因此，802.11工作组，为的发展，又引入新的调制技术。
4.PBCC调制技术
PBCC调制技术是由TI公司提出的，己作为802.11 g的可选项被采纳。PBCC也是单载波调制，但它与CCK不同，它使用了更多复杂的信号星座图。PBCC采用8PSK，而CCK使用BPSK/QPSK;另外PBCC使用了卷积码，而CCK使用区块码。因此，它们的解调过程是不同的。PBCC可以完成更高速率的数据传输，其传输速率为11, 22和33Mbps。 5.OFDM技术
OFDM技术是一种无线环境下的高速多载波传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想:就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，从而有效的抑制无线信道的时间弥散所带来的工S工。这样就减少了接收机内均衡的复杂度，有时甚至可以不采用均衡器，仅通过插入循环前缀的方式消除ISI的不利影响。
6.MIMO OFDM技术
MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。它可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道，也就是说天线单元之间存在充分的间隔，因此消除了天线间信号的相关性，提高信号的链路性能增加了数据吞吐量。
7 第四章 无线局域网发展现状
目前，全球无线局域网市场处在三种不同标准相互竞争走向统
一、各种新标准蓬勃发展的战国时代。无线局域网技术的新发展表现为更高的速度、更好的互操作性以及安全性。无线局域网具有的高灵活性和可靠性，可以立竿见影地提高生产率，在各行业的广泛应用取得了引人瞩目的成果，展示了极为广的市场前景，它将创造崭新的生活和工作风尚。
用户渴望转向5GHz无线局域网环境，但他们所面对的，是一个被各种高速网络的多重标准分割得支离破碎的市场。5GHz波段的单一无线局域网标准——而不是802.11a, 802.11h和HiperLAN2三个不同的标准——将使适于54Mbps网络的各种产品可以随处运行。这个标准也会降低成本，因为它使芯片制造商、产品装配商和销售渠道可以只集中关注一种产品类型，而不是三种。
美国和欧洲的各标准团体和厂商对此不能达成一致意见，这就导致无线局域网市场的分割，情形很像移动电话市场。使这一问题进一步复杂化的是，欧洲将对美国的802.l la标准进行修改，使它符合欧洲的各种规章。这一变异的标准被称为802.l lh。
在美国，基于I EEE 802.11 a标准的首批产品已开始销售。基于802.11的各种无线局域网标准是由无线以太网兼容性联盟(WECA)发展的，被命名为Wi-Fi (802.11b)和Wi-Fi5 (802.11a)。在欧洲，众多厂商正在推行HiperLAN2标准，各种产品在2002年年中推出，与此同时，各种基于802.11 h的产品也将会在欧洲出现。HiperLAN2标准和802.11标准在物理层上几乎是相同的，但在MAC层却大不相同。两种产品不能进行互操作。两个标准传输无线电射频的方式非常相似，但其数据包形成方式和设备选址等操作方式却完全不同。802.11是真正的无线以太网，而HiperLAN2从技术层次来讲，却更像是无线ATM。专家表示，基于这两个标准的各种产品可在同一间屋里运行，不会相互干扰。HiperLAN2全球论坛和WECA的代表都致认为，一个单一标准更好，但是在短期内，哪个标准将会成功将只能取决于市场。从长远来看，有望在一个单一的标准上进行合作。
第五章 无线局域网安全现状
无线网络传播数据所覆盖的区域可能会超出一个组织物理上控制的区域，这样就存在电子破坏(或干扰)的可能性。无线网络具有各种内在的安全机制，其代码清理和模式跳跃是随机的。在整个传输过程中，频率波段和调制不断变化，计时和解码采用不规则技术。
正是可选择的加密运算法则和工EEE 802.11的规定要求无线网络至少要和有线网络(不使用加密技术)一样安全。其中，认证提供接入控制，减少网络的非法使用，加密则可以减少破坏和窃听。 5.1 安全机制
目前，在基本的WEP安全机制之外，更多的安全机制正在出现和发展之中。
1．SSID(服务组标志符)
本质上，它是一个无线网单元的名称。这一信息是在各个用于建立关联的管理帧中携带的。一个终端在某一时间只能与一个接入点关联，而一个接入点却可与多个终端关联。关联是由终端来启动的。 2．WEP
通过实施WEP，有可能使用共享密钥认证，通过共享的秘密WEP加密密钥信息证实身份，不需要公开传输密钥。广播和多点传送信息一般不加密。 3．RADIUS认证
它是在认证过程中提供认证信息的安全方法。人们以用户无线MAC地址的形式使用认证信息以批准或拒绝接入网络。
接入点的作用如同一个RADIUS用户，它可收集用户认证信息并把这些信息传送到指定的RAD工US服务器上。RADIUS服务器的作用一是接收用户的各种连接请求:二是处理各种请求以鉴别用户;三是通过向用户提供服务所必须的信息对接入点做出响应。接入点对RADIUS服务器的回复响应起作用，许可或拒绝对网络的接入。 各种认证特征内嵌于RAD工US服务器中。在接入点和RADIUS服务器之间的各种处理程序都通过使用一个从不在网络上传送的共享密码进行认证，而各种密码都是经过加密的。 4．协议和地址过滤
它在无线网络上把接入点配置为“非”转发特定协议，可根据MAC地址(被拒绝的地址)拒绝对有线局域网的接入，也可根据MAC地址有选择地许可对有线局域网的接入。
5．SNMPv3
9 只有在SNMPv3上才可加密数据并使管理员对鉴别口令、隐私口令、鉴别兼隐私口令进行设置。 6．802.1 x
在工EEE 802.11无线标准委员会内部，对I EEE 802.1 x(基于端口的网络接入控制)所具体指定的各种安全技术的合并工作正在起步。这些工作的目的是在各种交换的局域网端口上提供认证能力，为各种企业局域网提供安全接入的可能性。这些技术也包括鉴定和认证、密钥管理和其他认证及安全预防，如802.11 i将提高安全性和认证机制。 7．PPP扩展认证协议(EPA)
EAP是PPP认证的一种普遍协议，支持多重认证机制。EAP不会在链路控制阶段选择一个特定的认证机制，而是把这种选择推迟到认证阶段。这就使认证者在确定具体的认证机制之前可获得更多的信息。它也允许使用’后端’ (back-end)服务器，这种后端服务器实际上执行各种不同的机制，而认证者仅仅是通过认证交换。 8．快速重置密钥(Rapid Re-Keying)
基于IEEE 802.1 x协议，该协议包括用户认证和各种WEP密钥分布特征。快速重置密钥也使用工EEE 802.1 x的周期性重置密钥选择。在接入点它周期性地生成新的、高质量、伪随机性的、碎片WEP密钥配对。快速重置密钥使用802.lx周期性地把这些密钥传送给各相关用户，这就需要802.1 x的EAP-TLS(扩展认证协议一传输层安全性)认证方法。 9．VPN
无线用户也是VPN用户，它会创建针对VPN网关和政策服务器的加密隧道。这将使无线连接具有VPN安全特色。 5.2 项目中拟采取的措施 5.2.1用户隔离
由于无线用户的流动性和不确定性，需要对用户之间互访的进行隔离，首先必须要求AP具有二层隔离功能。但是，仅仅AP具有二层隔离功能，只能保证连接在同一个AP下的两个无线用户之间的隔离，而连接在不同AP下的用户之间却可以通过上一级交换机进行通讯，因此仅AP实现隔离不能从根本上解决用户之间隔离的问题。为此，必须在连接AP的上一级交换机上为交换机的每个端口配置VLAN，以保证连
10 接在不同AP下的用户之间的隔离，同时在Ocamar AC上的也应设置为用户隔离状态，这样就可以从根本上利用不同的网络设备实现用户之间的访问隔离。 5.2.2认证方式
用户认证采用WEB+DHCP方式，即用户打开IE浏览器，输入一个URL，这时AC将用户的浏览器重定向到认证页面，要求用户在认证页面提供用户名和密码，当用户成功认证后，AC将用户浏览器重新带回刚才所键入的URL。基于WEB方式的认证，用户电脑设置简单，用户无须安装任何客户端软件，仅仅需要将用户网卡设为自动获得IP地址， AC会自动为用户分配正确的IP；即使用户将无线网卡设置了固定的IP地址，也可利用AC中的即插即用功能。认证通过后，为了提高安全性， AC对MAC地址、IP地址以及用户名三者实施了绑定策略。使用到无线AP中的三项功能，MAC地址绑定，DHCP服务和认证功能。采用MAC地址绑定功能通过设置MAC地址绑定功能后，其他没绑定MAC地址的终端就不能接入无线局域网；DHCP主要是为网内用户自动分配IP地址，所有有些用户就通过获取IP地址进入无线局域网中，只要将DHCP功能关闭就能杜绝这类事件的发生；目前，网络中最常用的认证方式就是802.1x端口认证技术，我们可通过这项功能限制非法用户访问无线局域网。
在大部分的无线AP中，提供了一种SSID功能，这项功能主要是用来区分不同的网络，实际上这就是无线局域网的名称，一般同一厂家的无线AP都采用同一种SSID，所以我们在无线局域网组建成功后最
11 好将SSID进行重新设置。通常情况下，无线AP都是将SSID进行广播，为了防止其他用户搜索到SSID，我们最好将这项功能关闭，不过关闭之后对性能有影响，但无线局域网的安全却得到了提高。 5.2.3用户权限和网络访问控制
根据业务模式和对用户权限管理的需要，需要对用户访问本地网络的权限进行控制。比如，公司员工允许通过WLAN访问本地网络资源，诸如文件服务器、打印服务器、MIS、视频服务等，同时允许访问INTERNET；对于来访人员，根据其不同身份级别，对其能否访问本地网络资源加以控制。根据这些需求，AC有两个Internet的出口，用于让某些不允许访问本地网络资源的用户直接访问INTERNET。
AC的一个端口（出口2）和企业收敛交换机相连，用于提供给某些用户(比如访客)上网出口，因为这些用户不允许访问企业内部网络。而AC的另一个端口（出口1）接企业内部局域网，这样，企业内部员工可以通过这条路由访问本地网络资源以及访问INTERNET，从而实现用户权限的控制和本地网络资源的控制。
此外，根据实际的业务需要，可增加MAC地址绑定方式，只有指定的MAC地址，并通过对应的用户名和密码进行认证，才能合法接入网络；或采用MAC地址验证方式，可根据不同的MAC地址为无线用户分配不同网段的IP地址，实现基于不同用户的业务策略和访问控制；也可根据 AC上不同的网口，对应交换机的VLAN分配不同网段的IP地址，实现基于不同区域的业务策略和访问控制。
12 5.2.4无线网络设备管理安全
为了便于网络管理员对整个无线网络进行有效的管理， AC上内建了一个基于WEB的管理平台，提供对无线接入控制服务器(AC)和无线接入点(AP)的管理。对AC的管理包括对AC运行等参数的配置，各模块运行状况监控等；对无线接入点的管理包括扫描指定网段的所有AP，实时报告所有AP运行状态，发现非法AP立即报警，群组更改AP的设置，如ESSID等，以便对所有AP进行集中化的管理。
第六章 结束语
无线网络的出现就是为了解决有线网络无法克服的困难。虽然无线网络有诸多优势，但与有线网络相比，无线局域网也有很多不足。无线网络速率较慢、价格较高，因而它主要面向有特定需求的用户。目前无线局域网还不能完全脱离有线网络，无线网络与有线网络是互补的关系，而不是竞争；目前还只是有线网络的补充，而不是替换。但也应该看到，近年来，随着适用于无线局域网产品的价格正逐渐下降，相应软件也逐渐成熟。此外，无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。相信在未来，无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性发挥更加重要的作用！
同时，随着无线网络的普及发展以及在企业无线网络的应用的兴起，我坚信当涂供电公司调度大楼的无线网络项目也会在不久的将来实施的。本文虽就无线网络项目在当涂供电公司调度大楼的实施进行了简单的初步探讨研究，但仍希望在将来的实施过程中成为一种参考。由于本人能力有限，其中定有不少不足之处。希望通过此次答辩过程进一步完善，充实自己！为将来走上工作岗位积累宝贵的经验财富。
第七章 致 谢
经过半年的学习和工作，终于完成了毕业课题的论文撰写工作。在此，我必须要感谢学习中指导、帮助过我的倪政林老师和同学们，还有当涂供电公司信息中心的同事，没有他们的帮助，我是不可能完成整个课题的工作，并在其中不断学习和实践、获益非浅的。
本论文在倪政林老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计，无不凝聚着倪老师的心血和汗水，在三年的学习和生活期间，也始终感受着导师们的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向倪政林老师表示深深的感谢和崇高的敬意.不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于当涂电大分校邹元洪辅导员和各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成。
第八章 参考文献
[1]《无线网络技术的分析》福建电脑， 2005/09 [2]《IEEE 802.11无线局域网》金纯著，电子土业出版社 [3]《无线技术在局域网中的应用和研究》王学平,2006/03 [4]《天津移动无线局域网建设》蔡向阳，2006/04 [5]《运用无线网络技术组建局域网实践》现代计算机，
2005/01
