思科802.11無線局域網(wǎng)的基本原理-中文翻譯

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山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文1中文譯文：思科802.11無線局域網(wǎng)的基本原理在設計、建設和管理Aironet思科無線局域網(wǎng)中掌握的基本知識。.掌握簡潔設計和部署指導無線局域網(wǎng)的基本知識.了解包括垂直、家居辦公、企業(yè)網(wǎng)絡的各種環(huán)境的實施問題.從真實案例研究中學習設計和故障診斷的建議802.11無線局域網(wǎng)的基本原理提供給網(wǎng)絡工程師和IT專業(yè)人士對他們自己的無線局域網(wǎng)絡(WLANs)進行設計、部署、管理和故障排除所需要的知識。從無線局域網(wǎng)技術和構建的概述開始,這本書接著解釋這種應用所能提供的服務和先進的功能。最重要的是,它提供了實用的設計和部署指導建議。 無線局域網(wǎng)連接的計算機網(wǎng)絡，通過無線電傳輸，而不是傳統(tǒng)的電話線或電纜。這些系統(tǒng)的好處遠遠超出了擺脫所有的電纜和電線。校園網(wǎng)絡可以增長地理較大，同時仍保留他們的效率和速度。此外，當不再需要第三方的電話線可以實現(xiàn)節(jié)約成本，節(jié)省了租用線路和保養(yǎng)設備的費用。最后，為網(wǎng)絡的專業(yè)人士顯著提高校園網(wǎng)絡設計的靈活性， 同時為個人用戶增加網(wǎng)絡的可訪問性和有效性。802.11無線局域網(wǎng)基礎知識，幫助網(wǎng)絡專業(yè)人員實現(xiàn)這些好處，幫助他們了解如何設計，建造和維護這些網(wǎng)絡，以及如何證明自己在組織內(nèi)的價值。介紹有多少次你需要網(wǎng)絡或在家上網(wǎng)，希望自己能在不同的房間，甚至在外頭，而無須運行長的以太網(wǎng)電纜?你是第幾次在公共場合,如機場或酒店,意識到你需要發(fā)送快速電子郵件?你浪費了多少時間坐在會議室會議之間堆放在你的電子郵件?如果你像成千上萬的其他公司的網(wǎng)絡用戶,遠程辦公者,商務旅行者和家庭用戶,答案是不止一次。網(wǎng)絡用戶留意:802.11的無線局域網(wǎng)提供給你答案?；诰W(wǎng)絡的802.11提供炙手可熱的流動性和網(wǎng)絡用戶一直在要求的帶寬。無線局域網(wǎng)并不是一個新概念，它們已經(jīng)存在幾十年了。自1997年802.11山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文2標準被批準,為什么無線局域網(wǎng)真正開始迅速發(fā)展?答案是帶寬和成本。早期的無線網(wǎng)絡,如阿羅哈,ARDIS, Ricochet,它們提供的數(shù)據(jù)率小于1比特。802.11標準提供給供應商可互操作的數(shù)據(jù)率高達2比特。在1999年，酒吧所做的802.11 b的標準是11比特,以便和10比特的有線以太網(wǎng)連接率進行競爭。802.11a和802.11g標準提供的數(shù)據(jù)率高達54比特,以此提供與有線快速以太網(wǎng)競爭的資本。早期的無線局域網(wǎng)執(zhí)行者、垂直產(chǎn)業(yè)如零售商店,醫(yī)療保健提供商,制造商認識到無線局域網(wǎng)和無線應用帶來的價值。許多這些行業(yè)依靠無線局域網(wǎng)作為核心部件的經(jīng)營格局。結果為了給這些具有成本優(yōu)勢的無線局域網(wǎng)客戶提供解決方案，供應商要站起來迎接挑戰(zhàn)。供應商可以通過增加產(chǎn)量,降低成本,使無線局域網(wǎng)硬件形成可以讓消費者和企業(yè)客戶滿意的合理價格。雖然802.11網(wǎng)絡是一個局域網(wǎng)拓撲結構,它們提出新挑戰(zhàn)使網(wǎng)絡管理人員習慣于有線的世界和基于有線的網(wǎng)絡技術,如802.3以太網(wǎng)網(wǎng)絡。問題在于網(wǎng)絡管理員可能沒有足夠的經(jīng)驗注意到諸如現(xiàn)場調(diào)查、安全、質(zhì)量、網(wǎng)絡服務的流動性等。這本書的前提是就IT和網(wǎng)絡工程師可以涉及到的來討論802.11的各個方面。這本書是一本操作和排除802.11網(wǎng)絡故障的操作指南，也作為彌補有線和無線網(wǎng)絡之間差距的第一個踏腳石。第一章 以太網(wǎng)技術本章包括10比特以太網(wǎng)100比特/秒快速以太網(wǎng)1000比特千兆以太網(wǎng)和拓撲結構變體無線局域網(wǎng)(WLANs)是通過工業(yè)襲來的最新的接入技術。WLANs,有時也稱為無線以太網(wǎng)或無線保真,因為他們使有線以太網(wǎng)與之平行得那么好而大受歡迎。因此，審查從有線以太網(wǎng)到無線以太網(wǎng)是有道理的，你要知道你已經(jīng)了解要去哪里！山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文3一般來說,其中的三個層次的網(wǎng)絡邏輯單位:.接入層：提供端站以及連接到網(wǎng)絡。.分布層：使用路由器和第三層交換器將截然不同的網(wǎng)絡廣播域引入到第二層。網(wǎng)絡服務,如訪問控制列表(ACLs)、路線過濾,和網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換(NAT),運用于分布層。.核心層設計：分布層之間盡可能簡單地轉(zhuǎn)發(fā)幀。你不應該發(fā)現(xiàn)任何網(wǎng)絡服務應用在這一層,因為大多數(shù)網(wǎng)絡服務要求處理框或包,從而影響了層的輸送量。核心層可以是第二層,一個扁平的核心,或者第三層。雖然乙太網(wǎng)絡技術可以工作在任何其他的這些層,但本章的焦點是以太網(wǎng)作為一種接入層技術,更值得一提的細節(jié)是 802.3 的以太網(wǎng)家庭功能。802.3以太網(wǎng)任何網(wǎng)絡標準適用于孤立的、均勻的環(huán)境。由于是在大多數(shù)網(wǎng)絡中,不同的拓撲結構都是相互促進的用戶體驗。802.3以太網(wǎng)橋接到或通過路由連接到802.5令牌環(huán)網(wǎng)絡;ASNI FDDIX3T9.5網(wǎng)絡橋接到或通過路由連接到802.3快速以太網(wǎng)網(wǎng)絡等等?；?802.11的無線局域網(wǎng)與有線網(wǎng)絡操作和互操作的一些觀點,接下來的幾節(jié)涵蓋下列主題:.802.3和開放系統(tǒng)互連(OSI)模型參考模型.802.3幀格式.以太網(wǎng)解決.多重存取、載波監(jiān)聽與碰撞檢測(CSMA / CD)的架構.常見的媒體802.3以太網(wǎng)和OSI模型深入探討OSI模型并不是本章的目標,但你需要集中注意力于第二層,即數(shù)據(jù)鏈路層,對以太網(wǎng)技術進行展望。數(shù)據(jù)鏈路層有兩個子層。數(shù)據(jù)鏈路子層也稱為MAC層,這主要集中在特定拓撲子層的實現(xiàn)。例如,802.5令牌環(huán)網(wǎng)絡有一個大于802.3的以太網(wǎng)網(wǎng)絡的不同的MAC。邏輯鏈路(LLC)子層基于所有802網(wǎng)絡通過的標準,該子層提供一個簡單的框山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文4架協(xié)議,該子層可以提供無連接的框架交付。沒有機制來通知發(fā)件人這個框架有沒有送到他們的手中。802.3 幀格式前同步碼 前同步碼是一套7字節(jié)(一個八位位組是一套8位)總共56位的交替的1和0。每一個八位位組有以下位模式:10101010。前同步碼指示接收站將一幀被發(fā)送到媒介中。值得注意的是,以太網(wǎng)拓撲到后來的10比特以太網(wǎng)仍然包括除不要求一個的前同步碼?？蚣芏ń绶钠瘘c （SFD)是一個8位的字段，它與前同步碼模式有一點類似,但最后兩位都是1秒(10101011)。這種模式指示接收站的內(nèi)容框架遵循這一字段。目的地MAC位地址 目的地址字段是一個顯示48位的表明目的站的框架地址。源地址 源地址字段是一個顯示48位的表明車站發(fā)射站的地址。類型/長度值(TLV) LTV使用16位的顯示的更高水平的協(xié)議是封裝在數(shù)據(jù)中的或有效載荷的領域。本字段中包含的重要性也被歸結為以太網(wǎng)拓撲的重要性。以太網(wǎng)尋址以太網(wǎng)地址是一個在局域網(wǎng)上能獨特識別以太網(wǎng)工作站的 48 位字段。以太網(wǎng)地址一部分是由一個全球性的權威機構 IEEE 發(fā)布,一部分通過設備供應商發(fā)布。IEEE 分配獨特的 24 位的唯一標識符(OUIs)給供應商。這里指的是開頭的24 位以太網(wǎng)地址。賣主自己分配剩余的 24 位地址。該過程確保每一個以太網(wǎng)地址是獨一無二的,任何站點可以連接到在世界上唯一確定的任何網(wǎng)絡。因為他描述的是一個實體界面,它也被稱為 MAC 尋址。在大多數(shù)情況下,MAC 位址會被表達為十六進制的形式,通過沖擊或克隆與每一個字節(jié)分離,或每 2 字節(jié)劃定一段時間。例如,下面是一個在思科路由器上的以太網(wǎng)地址。山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文5千兆以太網(wǎng)從以太網(wǎng)到快速以太網(wǎng)跨越讓用戶使用 10 倍多帶寬的的服務器成為可能。一個數(shù)據(jù)速度為 1000 比特的千兆以太網(wǎng),對于快速以太網(wǎng)用戶來說提供相同比例的躍升,但不同的是 900 比特相對于 90 比特有更多的可用帶寬。這增加的地方對帶寬的開發(fā)者來說必須解決網(wǎng)絡問題和電纜直徑的問題。千兆以太網(wǎng)有兩個主要領域:1000 BASE-T 就像它的 10 BASE-T 和 100 BASE-TX 的孿生弟兄一樣,1000 BASE-T 支持 UTP 電纜的距離可達 100 米。1000 BASE-X 1000 BASE-X 有三個種類:- 1000 BASE-SX 一個基于光纖介質(zhì)的設計用于超過標準的多模光纖的光纖媒介的短線距離可達到 200 米。- 1000 BASE-LX 一個基于光纖介質(zhì)的設計用于單模光纖的光纖媒介的距離可達到 10 公里,多模光纖在某些情況下盡管可能會使用有條件限制的模式。- 1000 BASE-CX 一個設計在設備中進行簡短程序修補的屏蔽銅基媒介 1000 BASE-CX 僅限于 25 米的距離。802.3 ab 1000BASE-T1000BASE-T 標準的發(fā)展源于快速以太網(wǎng)發(fā)展的努力。理想的快速以太網(wǎng)銅基解決方案的研究源自于 100 BASE-TX 的采用。盡管不清楚,還有另外兩個標準:100BASE-T4 和 100 BASE-T2 。100 BASE-T4 不是一個受歡迎的解決方案,因為它需要使用所有雙四類別的 3 類或 5 類布線。依據(jù) 10 BASE-T 某些設備的雙鉸線只有 3 類或 5 類布線的要求。100 BASE-T4 也錯過了通過不支持全雙工操作的標記符。100 BASE-T2 是一個更深遠的規(guī)劃,使 100 兆比特操作布線類別僅利用兩組3 類布線。問題是,沒有供應商曾經(jīng)實施過這個標準。當時間到了發(fā)展千兆以太網(wǎng)標準的解決方案時,開發(fā)商把所有的最好的 100 兆比特的標準合并成 1000 BASE-T 的規(guī)格。山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文6802.3z 1000BASE-X在 1999 年批準了 802.3 z 和包含在 802.3 內(nèi)的標準。 1000 BASE-X 是在光纖介質(zhì)中的規(guī)格為千兆以太網(wǎng)。潛在的技術本身并不是新的,因為這是基于光纖通道的 ANSI 標準(ANSI X3T11)。1000 BASE-X 有三種媒介類型:1000 BASE-SX,1000 BASE-LX,1000 BASE-CX。1000 BASE-SX 是最常見的和最便宜的媒介,使用標準的多模光纖。低成本并不是沒有缺點,1000 BASE-SX 的最大距離為 220米(相比全雙工的 100 BASE-FX 為 2 公里)。1000 BASE-LX 一般利用單模光纖，可以跨越的距離為 5 公里。1000 BASE-CX 是一個奇特的三層介質(zhì)類型。這是一個需要銅基屏蔽雙絞線電纜的解決方案。連接器是不熟悉的 RJ-45 10/100/1000BASE-T。相反,你要么是使用使 DB-9 或 HSSDC 來終止連接雙絞線。由于受它的接線壁櫥補丁的限制，1000 BASE-CX 可以跨越的長度為 25 米,。1000 BASE-CX 并不都是很常見的,因為 1000BASE-T 提供相同的功能為價格的一小部分,四倍的電纜長度,使用標準的四條雙絞線,5 級的布線?？偨Y以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到支持用戶和網(wǎng)絡管理員的需求的新要求。在同一個范圍內(nèi)，它繼續(xù)發(fā)展到超越千兆以太網(wǎng)與它的下一個迭代的 10 千兆以太網(wǎng)。表 1 - 3 給出的以太網(wǎng)的拓撲結構和他們的家庭媒體類型。在網(wǎng)絡化的今天每一個網(wǎng)絡拓撲的地方,取決于諸如成本，所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，距離和現(xiàn)有的電纜廠。有線以太網(wǎng)表明,向后兼容性允許新的拓撲結構的繁榮并發(fā)展,并成為公認的標準。山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文7表 1 - 3.乙太網(wǎng)拓撲的總結拓撲數(shù)據(jù)率(兆比特) 媒介 最大媒介傳輸距離 (米)10BASE510 粗同軸電纜 48510BASE210 細 RG-58同軸電纜 18510BASE-T10 非屏蔽雙絞線 10010BASE-FL10 雙路多模光纖 2000100BASE-TX100 非屏蔽雙絞線 100100BASE-FX100 雙路多模光纖 20001000BASE-T1000 非屏蔽雙絞線 1001000BASE-CX1000 屏蔽雙絞線 251000BASE-SX1000 雙路多模光纖 200山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文81000BASE-LX1000 雙路單模光纖 10,000第二章 802.11 無線局域網(wǎng)本章涵蓋下列主題:概述無線局域網(wǎng)(WLAN) 的拓撲結構802.11 的介質(zhì)存取機制802.11 MAC 層操作802.11 幀格式802.11 無線局域網(wǎng)正遍布網(wǎng)絡部署中，主要是因為它們很容易實現(xiàn)且使用方便。從用戶的角度來說,他們功能和執(zhí)行完全像共享式以太網(wǎng)局域網(wǎng)。具有諷刺意味的是,802.11 的構建也很簡單。相對于其他可控制的有線以太網(wǎng)媒介來說，不可控媒介面臨的挑戰(zhàn)是更為復雜的802.11 MAC 必須發(fā)動存取機制,允許公平進入介質(zhì)。802.11 站點不具備去感知作為有線以太網(wǎng)站基礎的多重存取、載波監(jiān)聽/ 沖突檢測(CSMA / CD)的能力。作為結果,具有更強的魯棒性和可擴展性的 MAC 需要支持最小化開銷的媒介接入。本章提供了一個 802.11 基本訪問機制的概述。無線局域網(wǎng)拓撲結構的概述802.11 網(wǎng)絡在設計上具有靈活性。你可以有三種類型的無線局域網(wǎng)拓撲結構的選擇。山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文9拓撲：獨立的基本服務集(IBSSs)基本服務集(BSSs)擴展服務集(ESSs)一個邏輯分組配套設備的服務集合。無線局域網(wǎng)通過廣播一個穿過無線射頻(RF) 載體的信號來提供網(wǎng)絡。接收站可容納一定范圍內(nèi)大量的發(fā)射器。變送器使用一個序集標識符(SSID)的服務來進行它的傳輸。接收者使用 SSID 過濾通過接收得到的信號和定位一個它想聽到的信號。特例/ IBSS一個特例或獨立的基本服務的集合(IBSS)網(wǎng)絡是被創(chuàng)造的,每個客戶的設備在不使用一個存取點時是一種獨立的網(wǎng)絡形式。這些網(wǎng)絡不涉及任何事前準備或場地勘察,所以他們都很小,無論什么樣的需要被共享的信息都必須持續(xù)足夠長的時間來進行通信。不同于 ESS 的案例,顧客直接連接到對方 ,創(chuàng)造唯一一個沒有接口的基站子系統(tǒng)來診斷有線局域網(wǎng)(即連接 BSS 來創(chuàng)建一個基站子系統(tǒng)時沒有必要的分配制度)。在一個 IBSS 中沒有限制裝置數(shù)量的標準。但由于每一個設備是一位用戶，在通常情況下因為隱藏的節(jié)點的問題 IBSS 的某些成員不能互相通信。盡管如此,在某個 IBSS 中卻沒有一個轉(zhuǎn)播功能的機制。因為在一個 IBSS 中沒有接入點，時間以一種分布式的方式被控制。客戶端啟動 IBSS，設置信號的區(qū)間來創(chuàng)建一個燈塔信號通信次數(shù)裝置(TBTT) 。當燈塔信號標志通信到達時,在 IBSS 每一位客戶需要進行下列步驟 :從以前的 TBTT 暫停任何尚未發(fā)生后退的定時器。確定一個新的隨機延遲如果一個信號在隨機延遲結束之前到達，重新開始暫停退避定時器。如果隨機延遲結束之前沒有提前到達的信號,發(fā)送一個信號,恢復暫停退避定時器。你可以看到,維護信號時機是分布在自組網(wǎng)中的,而不是由一個 AP 或一個用戶自身擁有的。因為這通常是內(nèi)在隱藏節(jié)點的問題,從不同的客戶端多路信號被傳送到信號區(qū)間是可能的,因此一些客戶可以接受多個信號。然而,這在標準中是被允許的，它不應該引起任何問題,因為用戶僅僅找尋相對自己的隨機計時器的山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文10第一路信號的接收。信號的嵌入是定時器的一個同步功能(TSF)。每一位客戶將信號中的同步功能與自己的定時器進行對比,如果收到的值是更大的,這意味著時鐘在傳輸站是跑得更快的,它會針對收到的值來更新計時器。自始至終自組網(wǎng)中的用戶隨著最快的定時器更新定時，這有長遠的影響。在一個大型分布式自組網(wǎng)中許多的客戶不能直接通信,它可能會為分布式定時花費一些時間。802.11 的介質(zhì)存取機制第一章,“以太網(wǎng)技術,描述以 CSMA / CD 為媒介、存取機制以 802.3 為基礎的以太網(wǎng)絡。以 802.3 為基礎的無線局域網(wǎng)使用與被稱為載波監(jiān)聽、多重存取和碰撞避免(CSMA / CA)類似的機制。CSMA / CA 是一個先聽后說(LBT) 的機制。發(fā)送站監(jiān)聽作為載波信號的媒介并等待直到載波通道在傳送之前可利用為止。有線以太網(wǎng)能夠在媒介中監(jiān)聽碰撞。在電纜中兩個基站同時進行信號傳輸會增強信號的強度,標志基站傳輸時有沖突發(fā)生。802.11 無線基站不具備這個能力。802.11 存取機制必須盡一切努力來避免完全的碰撞。CSMA / CA 的概述第一章 CSMA / CD 與電話電話會議的比較。每個參與者需要等待其他人停止說話時才能講話。一旦線路是安靜的,參與者可以嘗試說話。如果兩個參與者同時開口講話,他們必須停下來,再試一次。CSMA / CA 比 CSMA / CD 是更有序的。使用相同的電話電話會議進行類比,你做些改變的情況是這樣的:在一個參與者說話之前,她必須講明她說計劃講多久的話。這個說明給任何潛在的說話者的一個主意,即在他們有機會說話之前要等待多長時間。直到發(fā)言人宣布前面的一位說話持續(xù)的時間已經(jīng)結束之前參加者不能說話。山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文11參與者正在說話的時候自己的聲音是否被聽到他們都不知道,除非當他們做演講時收到演講的確認。如果兩個參與者在同一時間開始他們的演講,他們都沒有意識到他們正在對彼此說話。說話者在講話時彼此確定了對方,因為他們沒有接收他們的聲音被聽到的確認。參與者等待一個隨機的時間來嘗試再次講話,他們應該沒有收到他們演講的確認。正如你所看到的,CSMA / CA 比之 CSMA / CD 有著更嚴格的規(guī)則。這些規(guī)則有助于避免碰撞。這種避免是無線網(wǎng)路的關鍵,因為沒有明確的碰撞檢測機制。當變送器沒有收到一個預期的確認時 CSMA / CA 暗示檢測到碰撞。非標準設備雖然前面章節(jié)講述了 802.11 標準的基礎設備怎樣接入無線媒介,本節(jié)討論802.11 標準范圍之外的裝置的衰落。這些設備使用一種違反或延長一個地區(qū)的標準技術的 802.11 技術,并且可能被證明在您的網(wǎng)絡是有用的?？紤]到的具體的設備是轉(zhuǎn)發(fā)器 APs環(huán)球客戶(工作組橋接器)無線橋接器盡管每一個這些網(wǎng)絡設備提供了有用的網(wǎng)絡工具，但你應該記住他們目前還沒有被定義在 802.11 標準中,而且也沒有保證可操作性，因為不同的供應商可能定義不同的機制來實現(xiàn)這些工具。為了你的網(wǎng)絡的可靠性，你應該選擇使用這些工具,你應該確保他們只連接到相同的裝置或設備供應商，以確保供應商的互操作性。更像是一個有線中繼器，一個無線接收器只是轉(zhuǎn)播無線接口上接收的所有數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)播發(fā)生在與接收相同的信道內(nèi)。中繼 AP 受到基站子系統(tǒng)和碰撞網(wǎng)域的影響。盡管它可能是一個有效的工具,你也要小心使用它;重疊的廣播域能有山東建筑大學畢業(yè)設計外文文獻及譯文12效減少你的吞吐量的一半，因為原始 AP 也能感受到重傳輸。由于中繼器 APs連鎖反應的影響這些問題可能變得更加惡化。此外,中繼器 AP 的使用可能會限制你利用客戶提供延伸，使他們能通過中繼器 APs 支持解決和運行服務。盡管有這些限制，你很有可能會發(fā)現(xiàn)在您的網(wǎng)絡中有支持 APs 中繼器的應用程序?？偨Y就像在這一章給我們展現(xiàn)的，802.11 MAC 層比之 802.3 MAC 層更為復雜。在媒介存取領域無線媒介提出了新的挑戰(zhàn)，作為結果，你需要一個具有更強魯棒性的 MAC 層。這一章給了你一個很好的了解基本的 MAC 層操作的機會。作為您的進展，通過這本書，你應該能夠理解更復雜的 802.11 MAC 層的問題，比如 MAC 層的安全性、Qos 或信道接入的先后次序和流動性。在后續(xù)章節(jié)中這些主題涵蓋非常詳細，并充分利用本章所包含的信息。