应用无线网络技术组建局域网的关键技术研究及应用

姚阳迪

摘要：在当前的计算机网络中，无线局域网技术是重要的組成部分。伴随着无线局域网技术标准体系的逐步完善，无线局域网技术逐渐成熟。本文就基于无线网络技术组建局域网过程中的关键技术进行探讨，同时分析了无线局域网技术的实践应用。

关键词：无线网络;局域网组建;关键技术;实际应用

中图分类号：T953 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）11-0033-02

无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）作为一种极为便利的数据传输系统，以无线网络技术为支撑，借助射频技术以及旧式双绞铜线构成基于网络，实现了信息的“随身化”。就该项技术的优势来看，基于无线网络技术组建的局域网，具有维护简单、安装便捷、故障检测迅速、可移动性、不受布线点控制等特点，在校园网络建设、公众服务、企业内部网络构建等方面有着较为广泛的应用[1]。在WLAN技术发展与推广应用的过程中，人们的生活方式也发生了较大的变化。

1 基于无线网络技术组建局域网的关键技术

1.1 WLAN现有技术标准

WLAN技术是作为有限局域网络的一种延伸形式而存在的，是从传统意义的局域网技术发展为公共无线局域网的重要转变。在该项技术的发展过程中，WLAN的标准之争，是众多生产厂商以及运营实体极为关注的话题之一。IEEE 802.11系列是现阶段应用较为广泛的一个技术标准系列，此外，还有HiperLan标准、HomeRF标准、蓝牙SIG标准等。以下主要对IEEE 802.11标准系列进行分析。

IEEE 802.11标准由多个子集构成，该标准系列详细地定义了WLAN中，从物理层到MAC层的通信协议。该系列中功绩较为突出的是802.11b（Wi-Fi）、802.11a与802.11g，且802.11b在众多的标准中处于极为重要的先导地位。802.11b使用开放的2.4GHz频段，以CCK（补码键控）、DSS（编码的直接序列扩频）为物理调控方式，理论最大数据传输速率为11Mbps，实际传输速率一般在5Mbps左右，可达到有线局域网环境下普通10Baes-T规格的水平。随着关键数据的传输需求变化，802.11b的速率问题以及安全问题变得尤为突出。安全问题方面，IEEE 802.11协议标准建议使用RSN（鲁棒型安全网络）、VPN（虚拟专用网）安全技术。

针对802.11b中存在的干扰问题，802.11a的工作频带为5GHz，避开了拥挤的2.4GHz频段。802.11a的物理层速率可达54Mbps，传输层可达25Mbps。从数据传输速率以及使用频率的选择角度来看，802.11a明显优于802.11b，但其技术成本较高、经济规模难以扩大、空中接力较差、点对点连接的经济性差，不适合在小型设备中使用。为了解决802.11b与802.11a之间的互通问题，802.11g标准被提出。作为802.11b的有效延续，802.11g在频段上沿用了2.4GHz频段，具有较高的互通性，同时速率声线提升至了54Mbps。

1.2 物理层技术与MAC层技术

在WLAN技术中，物理层技术是尤为重要的关键技术。WLAN的物理层结构可分为PLCP与PMD两个子层，其中PMD子层为物理介质相关子层，包括FHSS、DSSS等内容。PMD层主要负责物理肢体之间的基于无线媒质的比特发送与接受，而PLCP层则主要完成MAC子层协议数据单元到物理层数据帧的映射。在802.11b标准中，基于DSSS调制技术，将原始的编码信号与一组比特率远大于它的扩频序列作异或运算，从而达到扩展信号频谱、抑制干扰的目的;在802.11a/g/n标准中，基于OFDM调制技术，将频域内给定信道分为若干正交子信道。

在WLAN的MAC层，采用的数据传输协议为CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）协议：无线设备在发送数据之前，先对线路的忙闲状态进行探测;若空闲，则发送数据，同时检测是否存在数据碰撞现象。基于这一协议，当多个用户对共享链路同时发起访问时，即可进行有效的协调，避免因线路争抢而出现数据传输受阻的情况。就MAC层的CSMA/CA工作过程来看，任何接点在进行链路访问之前，都需要进行载波检测;发送接点首先发出RTS控制帧，接收接点在收到RTS控制帧后，即回送CTS控制帧，进行响应;发送节点在收到CTS控制帧后，首先启动一个时间片，随即开始发送数据帧;待数据帧发送完毕后，发送接点即等待接收接点回送ACK控制帧，并进行最终确认。

1.3 IEEE 802.11网络架构

就IEEE 802.11网络的基本组成来看，主要包括ESS、BSS、DS、AP、STA、IBSS等。其中，SAT一般由无线网卡与PC机或笔记本组成，AP起桥接作用，与Hub的功能大致相似。WLAN的网络架构主要包括有中心网络以及无中心网络两种类型。

有中心网络又被称为结构化网，主要由DSS、STA以及无线AP三个部分组成。其中，无线AP主要用于无线工作站以及有限网络之间的数据转发、接收、缓存。有中心网络的覆盖区域分为ESS和BSS两种，ESS由多个AP以及连接这些AP的分布式系统构成的结构化网络，BSS由STA以及与之关联的无线访问点构成。对高层协议而言，一个ESS，就相当于一个IP子网。

无中心网络又被成为对等网络，主要用于多台无线网络工作站之间的直接通讯。该类型的网络架构智能满足独立使用需求，不能与有线网络进行连接。就其组成来看，一个无中心网络，可以称之为最简单的无线局域网构造，不受时间的限制，组网方便、灵活。但无中心网络仅能满足用户较少、距离较近的状况，因而适用性方面存在一定的缺陷。

2 无线局域网技术的应用

通俗地讲，WLAN是使用无线连接的局域网，以无线电波作为数据传输的媒介。IEEE定义的802.11系列标准是无线局域网最通用的标准，但其标准体系仍然存在一些问题，以主流的802.11b标准为例，其传输速率限制以及安全问题，在一定程度上限制了802.11b的发展。虽然被视作新一代WLAN标准的802.11g弥补了802.11b存在的一些问题，但其推广应用过程仍然存在一些困境。在现阶段的实际应用中，WLAN技术已经被广泛地应用于校园、机场、商务区等公共区域[2]。

不可否认的是，经过十余年的發展，无线局域网技术已经日渐成熟，相关的技术规范以及技术标准也逐渐完善[3]。针对现阶段无线局域网关键技术中存在的部分问题，无线局域网未来发展的方向，将主要集中在安全性问题、网络管理、与4G或5G等其他移动通信系统之间的关系等方面。面对良好的发展前景，积极推动无线局域网技术的研究与实用化，将促使我国的信息化发展进程将进一步加快，同时为我国的通信市场、信息产业发展创造良好机遇。

3 结语

纵观无线局域网技术的发展历程，在发现问题-解决问题的循环中，相关的技术标准以及技术规范得到了不断完善，而此项技术也逐步走向成熟。虽然当下的无线局域网技术发展、实用仍存在一些问题，但通过关键技术的优化以及新理论、新方法的引入，无线局域网络的建设将得到进一步发展。

参考文献

[1]廖威.无线局域网技术的现状及发展方向探讨[J].网络安全技术与应用，2017（2）：15-16.

[2]江林.探究无线局域网络的应用和组建[J].数码世界，2017（9）：127-127.

[3]黄天.无线局域网技术及应用探究[J].网络安全技术与应用，2017（7）：84-85.

Research and Application of Key Technologies for Building Local Area Network with Wireless Network Technology

YAO Yang-di

（Experimental Teaching Center of Economics and Management Henan University of Economics and Law，

Zhengzhou Henan 450018）

Abstract：In the current computer network， wireless LAN technology is an important part. With the gradual improvement of the standard system of wireless local area network technology， the technology of wireless local area network has gradually matured. This paper discusses the key technologies in the process of building local area network based on wireless network technology， and analyses the practical application of wireless local area network technology.

Key words：wireless network; LAN formation; key technology; practical application