计算机网络基础之无线局域网

温故:

传统的以太网由于一般都是共享一根线缆,所以就需要解决数据冲突的问题,也就是需要使用介质访问控制办法,新的交换式以太网可以将连通的多对交换机端口看做是多条信道,各传各的信息互不干涉。这就是后者的优势所在。当然了也不是说传统的以太网就啥也不是,对于一些前期投入很大,又不能立刻全部更换为交换机式以太网的结构,还是有其存在的必要性的。这个时候既要继续使用传统以太网,又想要提高网络效率怎么办?然后就出现了快速以太网和千兆位以太网。前者是如何实现的呢?是这样的快速以太网除了将MAC子层做了一些修改之外,其他的没有变化,简单的说就是在传输介质上入手,最终实现了将网速由10Mb/s提升到了100Mb/s。然后再说说千兆位以太网,它和快速以太网的区别不大,千兆位以太网的特点是在MAC子层既实现了介质访问控制方法又实现了全双工操作,而且千兆位以太网又一次修改了物理层的标准,使之成功达到1000Mb/s.

VLAN是一个网络用户和网络资源的逻辑分组,VLAN会与管理者定义的交换机端口相连,这样就可以指定交换机端口为不同的子网服务,从而在第二层交换机网络中创建更小的广播域。VLAN就像是一个独立的子网或广播域,这也就保证了广播只会在同一个VLAN的端口之间交换。在同一个VLAN中,所有的设备都属于同一个广播域,接收这个广播域中的其他设备发出的所有广播,而且这些广播不会通过连接到其他VLAN的交换机端口转发出去,VLAN还有一个好处,是关于安全方面的,在平面型网络中,用户只需将其工作站连接到集线器,就可以加入到相应的用户组,这样子是不安全的,而VLAN的交换型网络恰恰可以控制每个端口以及通过该端口可以访问的资源。

知新:

师出有名(概念)

今天咱们要说的是无线局域网,也就是大家最常说的无线网。我这样说大家是不是就觉得很明白了,毕竟这个东西是大家每天都在用到的,不像之前讲得那些东西会有很远的距离感。那么到底什么是无线局域网呢?其实从名字上就可以分析出来了,无线局域网嘛,自然就是使用无线传输介质完成数据传输的局域网,简单的说凡是可以使用无线传输介质来实现有线局域网功能的网络都可以称为无线局域网。注意了咱们这里提到了“无线介质”四个字,我觉得大家不该对这个词感觉陌生,尤其是看过我之前的文章《计算机网络基础之传输介质》的朋友更不应该陌生。好了言归正传,无线传输介质可以微波、红外线和激光,说到底无线网的基础还是有线局域网,无非是在有线局域网的基础上,通过无线集线器、无线接入点(AP)、无线网桥、无线网卡等设备使得通信实现。

以往我讲到相关知识点的特性的时候我都会单独开一个“与众不同”的模块,但是由于今天讲得这个无线网实在是太普遍了,所以咱们今天就简单说说这个无线网的特点。首先根据咱们自己的经验可以知道无线网的第一个特点是安装方便,只需要安装几个接入点设备就可以了,不像有线局域网一样还需要布线;咱们再说说无线局域网的第二个特点,大家经常会拿着手机、电脑在有无线网覆盖的范围内可以随处走动,对不对?所以这个特点就是无线网中的结点不受到位置的限制;当然了也并不是无线网处处都是优点,它也有着它的不足,比如带宽有限,覆盖范围有限等等。但是瑕不掩瑜,毕竟现在大家每天都在使用着无线网,这个东西好不好大家心里知道。

简单说说无线传输技术,常用的无线传输技术有微波扩频技术(直序扩频技术和跳频扩频技术)和红外线技术。

直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)系统是将要发送的信息用伪随机码(PN码)扩展到一个很宽的频带上去,在接收端,用与发端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出发送的信息。

直扩通信占用宽带频谱资源通信,改善了抗干扰能力,是否浪费了频段?其实正相反,扩频通信提高了频带的利用率。正是由于直扩通信要用扩频编码进行扩频调制发送,而信号接收需要用相同的扩频编码作相关解扩才能得到,这就给频率复用和多址通信提供了基础。充分利用不同码型的扩频编码之间的相关特性,分配给不同用户不同的扩频编码,就可以区别不同的用户的信号,众多用户,只要配对使用自己的扩频编码,就可以互不干扰地同时使用同一频率通信,从而实现了频率复用,使拥挤的频谱得到充分利用。发送者可用不同的扩频编码,分别向不同的接收者发送数据; 同样,接收者用不同的扩频编码,就可以收到不同的发送者送来的数据,实现了多址通信。美国国家航天管理局(NASA)的技术报告指出:采用扩频通信提高了频谱利用率。另外,扩频码分多址还易于解决随时增加新用户的问题。

跳频扩频(Frequency Hopping Spread Spectrum , FHSS)利用整个带宽(频谱)并将其分割为更小的子通道。发送方和接收方在每个通道上工作一段时间,然后转移到另一个通道。跳频(frequency hopping)是用于扩频信号传输中的两种基本调制技术中的一种。它在无线电传输过程中反复转换频率,通常能将电子对抗(就是未经授权的对无线电通讯的中途拦截或人为干扰)影响减少到最小。它也被认为是分配多重通路的调频代码(FH-CDMA)。
  扩频调制(spread spectrum modulation)技术在近几年越来越普及。扩频能使信号通过频率带传输,这个频率带比信息信号要求的最小带宽要宽很多。发送器“展开”最初集中于窄带的能量,通过在一个宽的电磁频谱上的大量的频率带频道。优点包括改进私密性、减少窄带干扰以及增加信号容量。

相辅相成(组成)

又到了相辅相成模块了,讲一下局域网的组成。讲得是无线网嘛,自然就有无线网卡了,还有无线接入点(AP)、天线和计算机。关于无线网卡咱就不说了,它和有线网卡的作用是一样的。先聊聊无线接入点(AP),这个无线接入点也可以叫做无线集线器(无线网络与有线网络的桥梁),无线AP有一块无线网卡,能够像有线集线器一样将各种无线数据收集起来并负责中转。无线AP的作用无非就是两个:一是作为无线局域网的中点,供其他装有无线网卡的计算机通过它接入无线网;二是通过它为有线局域网提供长距离的无线连接,这个大家有感触。比如大家常用的无线路由器,不就是一端连接在有线网络上,另一端提供无线网嘛。无线AP也就是一个无线交换机,接入在有线交换机或是路由器上,接入的无线终端和原来的网络是属于同一个子网。但是无线路由器不同,无线路由器就是一个带路由功能的无线AP,接入在ADSL宽带线路上,通过路由器功能实现自动拨号接入网络,并通过无线功能,建立一个独立的无线家庭组网。

 然后呢,天线咱们也就不说了,上面的大图中也有天线,天线的作用就是对所接收或发送的信号进行增益。至于计算机就也不用我说了吧,大家只要对上面说的无线AP了解就好了,还有就是要注意区分无线路由器和无线AP的区别。

 

最后咱们再聊聊无线局域网的连接方式。目前主要有四种如下:无AP的独立对等无线网络、有AP的独立对等无线网络、接入有线网络的无线网络和无线漫游的无线网络。第一种连接方式是比较常见的,就是大家常见到的无线网卡,在计算机上直接插上无线网卡,不需要有线的线缆就可以通信了;

第二种其实和第一种类似,不过是把需要临时插入计算机的无线网卡换成了普通网卡直接安装在了计算机中,并且在网络中安装了一台无线AP,前面我讲了它就是相当于一台集线器,负责网络中所有计算机的通信中继;

 

第三种嘛技术目前大家用的最多的一种,在有线局域网中加入了无线AP,实现了有线与无线的互联,就像公司里面既有有线网又有无线网,很好理解,方便了移动办公;

第四种嘛就是在有线网络的基础上布置多个AP,并且这些AP会有一部分相互覆盖,这样的好处就是当使用者手持移动设备(手机、笔记本等)从一个AP覆盖的范围走出时,信号会变弱,这个时候如果有另一个AP覆盖了过来,你的信号就不会减弱,简单的理解为就是多个AP互相覆盖,使信号可以不中断。

 今天要说的就是这些,关于无线网大家了解的比较多,我就不多费口舌了。再见!

第四种

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