无线网络技术
课程论文
专业班级： 信息安全技术
姓 名： 吴泽阳
学 号： [1**********]8
论文题目： 无线网络
指导老师： 卢瑞婷
成 绩：
二〇一五年九月
摘要；无线网络并不是何等神秘之物，可以说它是相对于我们普遍使用的有线网络而言的一种全新的网络组建方式。无线网络在一定程度上扔掉了有线网络必须依赖的网线。这样一来，你可以坐在家里的任何一个角落，抱着你的笔记本电脑，享受网络的乐趣，而不像从前那样必须要迁就于网络接口的布线位置。这样你的家里也不会被一根根的网线弄得乱七八糟了。
关键词；个人网、区域网、城域网、应用协议、
1. 绪论
1.1无线网络的定义
无线网络（wireless network）是采用无线通信技术实现的网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。
1.2主要功能
（1）动态速率转换
当射频情况变差时，可将数据传输速率从11Mbps降低为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。
（2）漫游支持
当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在访问点之间进行无缝连接。IEEE802.11无线网络标准允许无线网络用户可以在不同的无线网桥网段中使用相同的信道或在不同的信道之间互相漫游。
（3）扩展频谱技术
是一种在二十世纪四十年代发展起来的调制技术，它在无线电频率的宽频带上发送传输信号。包括跳频扩谱(FHSS)和直接顺序扩谱(DSSS)两种。跳频扩谱被限制在2Mb/s数据传输率，并建议用在特定的应用中。对于其他所有的无线局域
网服务，直接顺序扩谱是一个更好的选择。在IEEE802.11b标准中，允许采用DSSS的以太网速率达到11Mb/s。
（4）自动速率选择功能
IEEE802.11无线网络标准允许移动用户设置在自动速率选择（ARS）模式下，ARS功能会根据信号的质量及与网桥接入点的距离自动为每个传输路径选择最佳的传输速率，该功能还可以根据用户的不同应用环境设置成不同的固定应用速率。
（5）电源消耗管理功能
IEEE802.11还定义了MAC层的信令方式，通过电源管理软件的控制，使得移动用户能具有最长的电池寿命。电源管理会在无数据传输时使网络处于休眠（低电源或断电）状态，这样就可能会丢失数据包。为解决这一问题，IEEE802.11规定了AP应具有缓冲区去储存信息，处于休眠的移动用户会定期醒来恢复该信息。
（6）保密功能
仅仅靠普通的直序列扩频编码调制技术不够可靠，如使用无线宽频扫描仪，其信息又容易被窃取。最新的WLAN标准采用了一种加载保密字节的方法，使得无线网络具有同有线以太网相同等级的保密性。此密码编码技术早期应用于美国军方无线电机密通信中，无线网络设备的另一端必须使用同样的密码编码方式才可以互相通信，当无线用户利用AP接入点连入有线网络时还必须通过AP接入点的安全认证。该也是无线网络认证有效移动用户的一种方法。
（7）信息包重整
当传送帧受到严重干扰时，必定要重传。因此若一个信息包越大，所需重传的耗费也就越大；这时，若减小帧尺寸，把大信息包分割为若干小信息包，即使重传，也只是重传一个小信息包，耗费相对小的多。这样就能大大提高无线网在噪声干扰地区的抗干扰能力。
1.3研究进展
新技术可为月球提供宽带连接 太空可用互联网
2014年5月，美国麻省理工学院的研究人员，第一次验证了通过双向激光
通信这项技术，能为宇航员或未来的太空居民们提供网络连接，速度已4800倍于以往所有射频上行链路的速度，6月他们将展示其“在轨测试”结果。未来人们可以跨越空间传输海量数据，甚至高清视频。
麻省理工学院(MIT)林肯实验室的一组研究人员正在进行测试，他们通过专业激光通信设备，已把数据从地球传输到月球。
利用激光束从地球到月球之间进行高数据速率通信，光束需要传播40万公里。当穿越大气层时更是难上加难，大气湍流可能会使信号衰落或丢失。他们的团队展示了中等规模云衰减的耐受性，以及大气湍流引起的信号功率变化与衰落，而即使只留下非常小的信号，设备也能表现为“无误差”。
LLCD被认为是NASA构建下一代空间通信能力路线图的首要一步，与该设计直接相关的是近地飞行任务。但团队成员预测，其也将扩展到深空任务中的火星与外行星中去。
2.接入方式
根据不同的应用环境，无线局域网采用的拓扑结构主要有网桥连接型、访问节点连接型、HUB接入型和无中心型四种。
（1）网桥连接型。该结构主要用于无线或有线局域网之间的互连。当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时，可使用网桥连接型实现点对点的连接。在这种结构中局域网之间的通信是通过各自的无线网桥来实现的，无线网桥起到了网络路由选择和协议转换的作用。
（2）访问节点连接型。这种结构采用移动蜂窝通信网接入方式，各移动站点间的通信是先通过就近的无线接收站（访问节点：AP）将信息接收下来，然后将收到的信息通过有线网传入到“移动交换中心”，再由移动交换中心传送到所有无线接收站上。这时在网络覆盖范围内的任何地方都可以接收到该信号，并可实现漫游通信。
（3）HUB接入型。在有线局域网中利用HUB可组建星型网络结构。同样也可利用无线AP组建星型结构的无线局域网，其工作方式和有线星型结构很相似。但在无线局域网中一般要求无线AP应具有简单的网内交换功能。
（4）无中心型结构。该结构的工作原理类似于有线对等网的工作方式。它
要求网中任意两个站点间均能直接进行信息交换。每个站点即是工作站，也是服务器。
3. 网路分类
3.1个人网
无线个人网(WPAN)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。
蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。该技术并不想成为另一种无线局域网（WLAN）技术，它面向的是移动设备间的小范围连接，因而本质上说它是一种代替线缆的技术。它可以用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案，穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。
蓝牙力图做到：必须像线缆一样安全；降到和线缆一样的成本；可以同时连接移动用户的众多设备，形成微微网（piconet）；支持不同微微网间的互连，形成scatternet；支持高速率；支持不同的数据类型；满足低功耗、致密性的要求，以便嵌入小型移动设备；最后，该技术必须具备全球通用性，以方便用户徜徉于世界的各个角落。
从专业角度看，蓝牙是一种无线接入技术。从技术角度看，蓝牙是一项创新技术，它带来的产业是一个富有生机的产业，因此说蓝牙也是一个产业，它已被业界看成是整个移动通信领域的重要组成部分。蓝牙不仅仅是一个芯片，而是一个网络，不远的将来，由蓝牙构成的无线个人网将无处不在。它还是GPRS和3G的推动器。
3.2区域网
无线区域网(Wireless Regional Area Network，简称WRAN)基于认知无线电技术，IEEE802.22定义了适用于WRAN系统的空中接口。WRAN系统工作在47MHz～910MHz高频段/超高频段的电视频带内的，由于已经有用户(如电视用户) 占用
了这个频段，因此802.22设备必须要探测出使用相同频率的系统以避免干扰。
3.3城域网
无线城域网是连接数个无线局域网的无线网络型式。
4.应用协议
（1）DHCP协议
动态主机配置协议（DHCP）自动从DHCP服务器中获取租用IP地址，使笔记本电脑用户在网络中断时自动获得新的IP地址以便继续工作，从而享受无缝漫游。
（2）CSMA/CD协议
有线以太局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD，即载波侦听多点接入/冲突检测。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突，因此IEEE802.11全新定义了一种新的协议，即载波侦听多点接入/冲突避免（CSMA/CA）。一方面，载波侦听查看介质是否空闲；另一方面，通过随机的时间等待，使信号冲突发生的概率减到最小，当介质被侦听到空闲时，则优先发送。不仅如此，为了使系统更加稳固，IEEE802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA协议。
参考文献
[1]多径路由协议AOMDV的改进与性能分析.肖克江;熊忠阳;张玉芳
[2]无线多跳网络中的机会路由.田克;张宝贤;马建;姚郑
[3] 国内外信息安全管理体系研究.高文涛
[4]校园网网络安全隐患及其对策.沈俊;吴佩达
[5] 浅谈信息安全等级保护与信息安全管理.吕述望
无线网络技术
课程论文
专业班级： 信息安全技术
姓 名： 吴泽阳
学 号： [1**********]8
论文题目： 无线网络
指导老师： 卢瑞婷
成 绩：
二〇一五年九月
摘要；无线网络并不是何等神秘之物，可以说它是相对于我们普遍使用的有线网络而言的一种全新的网络组建方式。无线网络在一定程度上扔掉了有线网络必须依赖的网线。这样一来，你可以坐在家里的任何一个角落，抱着你的笔记本电脑，享受网络的乐趣，而不像从前那样必须要迁就于网络接口的布线位置。这样你的家里也不会被一根根的网线弄得乱七八糟了。
关键词；个人网、区域网、城域网、应用协议、
1. 绪论
1.1无线网络的定义
无线网络（wireless network）是采用无线通信技术实现的网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。
1.2主要功能
（1）动态速率转换
当射频情况变差时，可将数据传输速率从11Mbps降低为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。
（2）漫游支持
当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在访问点之间进行无缝连接。IEEE802.11无线网络标准允许无线网络用户可以在不同的无线网桥网段中使用相同的信道或在不同的信道之间互相漫游。
（3）扩展频谱技术
是一种在二十世纪四十年代发展起来的调制技术，它在无线电频率的宽频带上发送传输信号。包括跳频扩谱(FHSS)和直接顺序扩谱(DSSS)两种。跳频扩谱被限制在2Mb/s数据传输率，并建议用在特定的应用中。对于其他所有的无线局域
网服务，直接顺序扩谱是一个更好的选择。在IEEE802.11b标准中，允许采用DSSS的以太网速率达到11Mb/s。
（4）自动速率选择功能
IEEE802.11无线网络标准允许移动用户设置在自动速率选择（ARS）模式下，ARS功能会根据信号的质量及与网桥接入点的距离自动为每个传输路径选择最佳的传输速率，该功能还可以根据用户的不同应用环境设置成不同的固定应用速率。
（5）电源消耗管理功能
IEEE802.11还定义了MAC层的信令方式，通过电源管理软件的控制，使得移动用户能具有最长的电池寿命。电源管理会在无数据传输时使网络处于休眠（低电源或断电）状态，这样就可能会丢失数据包。为解决这一问题，IEEE802.11规定了AP应具有缓冲区去储存信息，处于休眠的移动用户会定期醒来恢复该信息。
（6）保密功能
仅仅靠普通的直序列扩频编码调制技术不够可靠，如使用无线宽频扫描仪，其信息又容易被窃取。最新的WLAN标准采用了一种加载保密字节的方法，使得无线网络具有同有线以太网相同等级的保密性。此密码编码技术早期应用于美国军方无线电机密通信中，无线网络设备的另一端必须使用同样的密码编码方式才可以互相通信，当无线用户利用AP接入点连入有线网络时还必须通过AP接入点的安全认证。该也是无线网络认证有效移动用户的一种方法。
（7）信息包重整
当传送帧受到严重干扰时，必定要重传。因此若一个信息包越大，所需重传的耗费也就越大；这时，若减小帧尺寸，把大信息包分割为若干小信息包，即使重传，也只是重传一个小信息包，耗费相对小的多。这样就能大大提高无线网在噪声干扰地区的抗干扰能力。
1.3研究进展
新技术可为月球提供宽带连接 太空可用互联网
2014年5月，美国麻省理工学院的研究人员，第一次验证了通过双向激光
通信这项技术，能为宇航员或未来的太空居民们提供网络连接，速度已4800倍于以往所有射频上行链路的速度，6月他们将展示其“在轨测试”结果。未来人们可以跨越空间传输海量数据，甚至高清视频。
麻省理工学院(MIT)林肯实验室的一组研究人员正在进行测试，他们通过专业激光通信设备，已把数据从地球传输到月球。
利用激光束从地球到月球之间进行高数据速率通信，光束需要传播40万公里。当穿越大气层时更是难上加难，大气湍流可能会使信号衰落或丢失。他们的团队展示了中等规模云衰减的耐受性，以及大气湍流引起的信号功率变化与衰落，而即使只留下非常小的信号，设备也能表现为“无误差”。
LLCD被认为是NASA构建下一代空间通信能力路线图的首要一步，与该设计直接相关的是近地飞行任务。但团队成员预测，其也将扩展到深空任务中的火星与外行星中去。
2.接入方式
根据不同的应用环境，无线局域网采用的拓扑结构主要有网桥连接型、访问节点连接型、HUB接入型和无中心型四种。
（1）网桥连接型。该结构主要用于无线或有线局域网之间的互连。当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时，可使用网桥连接型实现点对点的连接。在这种结构中局域网之间的通信是通过各自的无线网桥来实现的，无线网桥起到了网络路由选择和协议转换的作用。
（2）访问节点连接型。这种结构采用移动蜂窝通信网接入方式，各移动站点间的通信是先通过就近的无线接收站（访问节点：AP）将信息接收下来，然后将收到的信息通过有线网传入到“移动交换中心”，再由移动交换中心传送到所有无线接收站上。这时在网络覆盖范围内的任何地方都可以接收到该信号，并可实现漫游通信。
（3）HUB接入型。在有线局域网中利用HUB可组建星型网络结构。同样也可利用无线AP组建星型结构的无线局域网，其工作方式和有线星型结构很相似。但在无线局域网中一般要求无线AP应具有简单的网内交换功能。
（4）无中心型结构。该结构的工作原理类似于有线对等网的工作方式。它
要求网中任意两个站点间均能直接进行信息交换。每个站点即是工作站，也是服务器。
3. 网路分类
3.1个人网
无线个人网(WPAN)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。
蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。该技术并不想成为另一种无线局域网（WLAN）技术，它面向的是移动设备间的小范围连接，因而本质上说它是一种代替线缆的技术。它可以用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案，穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。
蓝牙力图做到：必须像线缆一样安全；降到和线缆一样的成本；可以同时连接移动用户的众多设备，形成微微网（piconet）；支持不同微微网间的互连，形成scatternet；支持高速率；支持不同的数据类型；满足低功耗、致密性的要求，以便嵌入小型移动设备；最后，该技术必须具备全球通用性，以方便用户徜徉于世界的各个角落。
从专业角度看，蓝牙是一种无线接入技术。从技术角度看，蓝牙是一项创新技术，它带来的产业是一个富有生机的产业，因此说蓝牙也是一个产业，它已被业界看成是整个移动通信领域的重要组成部分。蓝牙不仅仅是一个芯片，而是一个网络，不远的将来，由蓝牙构成的无线个人网将无处不在。它还是GPRS和3G的推动器。
3.2区域网
无线区域网(Wireless Regional Area Network，简称WRAN)基于认知无线电技术，IEEE802.22定义了适用于WRAN系统的空中接口。WRAN系统工作在47MHz～910MHz高频段/超高频段的电视频带内的，由于已经有用户(如电视用户) 占用
了这个频段，因此802.22设备必须要探测出使用相同频率的系统以避免干扰。
3.3城域网
无线城域网是连接数个无线局域网的无线网络型式。
4.应用协议
（1）DHCP协议
动态主机配置协议（DHCP）自动从DHCP服务器中获取租用IP地址，使笔记本电脑用户在网络中断时自动获得新的IP地址以便继续工作，从而享受无缝漫游。
（2）CSMA/CD协议
有线以太局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD，即载波侦听多点接入/冲突检测。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突，因此IEEE802.11全新定义了一种新的协议，即载波侦听多点接入/冲突避免（CSMA/CA）。一方面，载波侦听查看介质是否空闲；另一方面，通过随机的时间等待，使信号冲突发生的概率减到最小，当介质被侦听到空闲时，则优先发送。不仅如此，为了使系统更加稳固，IEEE802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA协议。
参考文献
[1]多径路由协议AOMDV的改进与性能分析.肖克江;熊忠阳;张玉芳
[2]无线多跳网络中的机会路由.田克;张宝贤;马建;姚郑
[3] 国内外信息安全管理体系研究.高文涛
[4]校园网网络安全隐患及其对策.沈俊;吴佩达
[5] 浅谈信息安全等级保护与信息安全管理.吕述望