当前课程知识点:网络技术与应用 > 第4讲 无线局域网 > 4.5 无线局域网设计和分析 > 4.5-1 无线局域网设计
前面学习了我们无线局域网的工作原理
以及无线局域网和以太网之间的互连方法
下面通过一个实际的案例来深入地分析无线局域网当中
终端和AP的配置过程以及MAC帧的传输过程
还有终端的漫游过程
通过分析AC的功能和应用
学习大型的无线局域网的设计方法
首先 我们先来看一下具体的 实际的例子
在这个网络拓扑图当中 有以太网和无线局域网
其中以太网构成分配系统
然后无线局域网的3个BSS
通过AP连接到以太网当中
这里面的AP起着双重的作用
一个是控制无线终端接入BSS当中
第二个 实现BSS和以太网之间的互连
那么假定要求以太网互连的3个BSS构成一个广播域
那么首先我们要对AP进行配置
每一个AP需要配置这样几组参数
一个是SSID 还有一个是密钥
SSID应该配成一样的
因为我们要求以太网所连接的3个BSS构成一个广播域
因此要把3个BSS的SSID配置相同的
那么不同的AP的密钥可以相同也可以是不同的
但是我们现在要求 终端从一个BSS到另外一个BSS
能够实现无缝漫游
这样的话 我们把密钥也配置成相同的
第三个 要配置的是信道
就是AP与终端之间进行通信的信道
这个我们把它选择自动配置信道的方式
选择了自动配置方式以后
AP就能侦听附近的其它AP的信道
然后选择一个没有重叠的信道
作为终端之间通信的信道
然后选择一个没有重叠的信道
作为终端之间通信的信道
这是对于AP来说
那么对于每一个终端来说
应该要配置这样两个参数
一个就是SSID 还有一个是密钥
那么SSID和密钥应该和它所在的BSS的SSID和密钥相同
来配置的
配置完了以后 应该还要完成这样一些工作
就是终端与AP之间的同步过程
然后AP对终端的鉴别过程
以及终端与AP建立关联的过程
这些过程是终端和AP之间自动完成的
前面SSID和密钥是手工配置的
假定经过同步和关联以后
得到了这样三张关联表
比如说AP1的关联表 与终端A和终端B建立了关联
AP2与终端C和终端D建立了关联
然后AP3是与终端E和终端F建立了关联
下面我们以终端A向终端C发送MAC帧的过程
进一步分析MAC帧的传输过程
从终端A到终端C的MAC帧传输过程包括三个步骤
一个是 从终端A把MAC帧传输给AP1
也就是终端A到AP1之间的MAC帧的传输过程
第二个 是以太网广播MAC帧的过程
我们假设交换机广播开始的转发表是空的
第三个 是AP2到终端C MAC帧的传输过程
好 下面先来看终端A到AP1的MAC帧的传输过程
这个过程是利用无线局域网的原理来传输MAC帧
从终端A的AP1 源终端和发送端是终端A
目的终端是AP1
前面我们学习过无线局域网的MAC帧
它在数据的基础上加上这么一些控制信息
其中几个比较重要的是4个地址信息
那么我们先在这里说明一下这四个地址信息的选择情况
首先发送终端终端A到接收终端AP1
因此地址1字段是AP1的MAC地址
而地址2是源终端A的MAC地址MAC A
地址3是目的终端终端C的MAC地址MAC C
那么地址4没有
AP1接收到完整的正确信息以后
它去查找自己的关联表
发现它的源终端终端A在它的关联表当中有一项
因此它给终端A发送一个应答帧
同时对于目的终端地址MAC C在关联表当中查找
就没有MAC C的关联项
因此它就知道目的终端终端C不在AP1所在的BSS当中
因此 它需要通过以太网转发MAC帧
那么下面进入到第二个过程
就是以太网广播MAC帧的过程
假设以太网当中的每一个交换机的转发表是空的
然后AP1把无线局域网的MAC帧
转换成以太网的MAC帧格式
然后在以太网当中进行转发
因为每一个交换机的转发表是空的
因此每一个交换机都采用广播的方式转发MAC帧
广播以后 AP2和AP3同时接收到了MAC帧
对于AP3来说 它用目的终端MAC C的地址
去查找它的关联表
在关联表当中没有相关MAC C的关联项
因此AP3就不做任何处理
但是AP2根据目的地址MAC C查找它的关联表
在关联表当中 查找到了一个关联项
因此 它就知道目的终端是在AP2所覆盖的
无线局域网的范围里
下面进入第三步就是AP2到终端C MAC帧传输过程
在这个过程里又是按照无线局域网的工作原理
来传输MAC帧
AP2作为发送端 终端C作为目的终端和接收端
因此我们看一下无线局域网的MAC帧的4个地址字段
地址1字段是终端C的MAC地址
地址2是AP2的MAC地址
地址3是源终端A的MAC地址
那么 AP2发送了MAC帧以后
当终端C接收到正确的数据后
给AP2发送一个应答帧
从而完成了从终端A到终端C的MAC帧的传输过程
那么我们说在无线局域网当中
终端的移动性是最大的一个特性
下面我们看一下
终端从某一个BSS移动到另外一个BSS的情况
也就是我们常说的漫游
比如说终端A从BSS1到BSS2
那么漫游过程当中 这两个BSS必须属于同一个广播域
那么前面把这两个BSS的SSID都设置成相同的
因此确实是在同一个广播域中
另外 为了便于漫游
前面把这两个BSS的密钥也设置成相同的
因此终端A在漫游的过程当中
不需要中断当前正在处理的业务
因此我们说的漫游是无缝漫游
那么在漫游过程当中 终端A从BSS1离开以后
进入BSS2的过程当中
它从AP1接收到的无线信号的能量越来越小
当这个能量小于某个阈值的时候
那么终端A就开始新的同步过程
那么 这个同步过程跟前面介绍的同步过程是一样的
那么这里要说明的一点是
当终端A离开BSS1的时候
终端A和AP1要进行分离
分离有两种方法
一个是当终端A从AP1接收的能量小于一定阈值的时候
它会给AP1发送一个分离帧
那么AP1接收到这个分离帧以后 跟终端A进行分离
第二种情况 终端A在它的BSS里面活跃的时间
也就是长期没有发送MAC帧的话
这个长期指的是在它的关联寿命之内没有发送MAC帧的话
那么它自动就给它脱离关联
这是一点要说明的
第二个 终端A进入BSS2的时候
跟AP2进行关联 发送的是一个重关联的请求帧
这个所谓重关联就是在关联帧当中
携带有它原来的关联的AP1的MAC地址
为什么要携带AP1的MAC地址呢
因为终端在AP1这个BSS里面的时候
它曾经向其它终端发送过数据
比如说 刚下是终端A向终端C发送数据
那么这个发送数据的过程是经过以太网
而以太网当中的每一个交换机里面就有一项终端A的转发项
而且这个转发项是指向AP1的
但是如果这个时候有一个终端向终端A发送数据的话
比如终端E或者终端F向终端A发送数据
那么这个时候 数据就发送到AP1上面去了
这个就会出错
为了解决这个问题
就要做下一步这样的工作
就是要修改以太网中转发表的转发项
就是由AP2发送一个MAC帧
MAC帧的目的地址是AP1的MAC地址
源地址是终端A的地址
那么告诉以太网中的各个交换机
现在终端A是在AP2这个BSS里面
从而就修改了以太网当中的各个转发表的转发项
那么在这里可以看到
终端在发送MAC帧以后
交换机3并没有修改相应的转发项
因此它就不需要修改相应的转发项
因为前面收到的转发项和现在收到的转发项的转发端口
因此它就不需要修改相应的转发项
因为前面收到的转发项和现在收到的转发项的转发端口
是相同的
随着无线局域网传输速率的提高
以及移动终端特别是智能手机的普及
现在校园网当中 无线局域网已经成了重要部分
在校园网当中 有数以百计的AP需要配置和维护
因此对AP的配置和维护工作已经成为了
繁重并且是重复的一项工作
为了解决这个问题 出现了一个新的设备
就是无线局域网接入控制器
简称为AC
由AC自动地对AP进行相关的配置
如果是采用AC自动对AP进行配置的话
当AP接入到以太网当中 首先AP要发现AC
比如说AP1接入到以太网当中
它通过以太网广播发现请求帧
当AC接收到发现请求帧以后
AC向AP一个发送发现响应帧
在这个发现响应帧当中 给出AC的地址
然后在AC和AP之间建立一个隧道
AC后面就通过隧道向AP下传相应的配置信息
然后AC完成对AP的鉴别过程
AC对AP下传的配置信息 根据AC所起的功能不同
它下传的配置信息还不同
也就是说 AC的工作模式分成两种
一种叫 local MAC模式
我们来看一下这种模式
在这种模式里面 AP接入到以太网以后
它发现AC 然后AC给AP下传所有的配置信息
下传完了以后
AP的功能跟前面没有AC时候的功能完全是一样的
也就是说AP完成的功能是两个部分
一个部分控制无线终端接入到BSS
第二个 实现BSS和以太网的互连
这是一种工作模式
那么在这种工作模式下
如果终端A给终端E发送数据
那么它首先给AP1发送数据 AP1给它一个应答帧
然后在以太网当中广播
然后AP3给终端1发送数据
然后终端1给它应答请求
整个过程跟我们前面讲的是一样的
这是一种工作模式
还有一种工作模式叫Split MAC模式
在这种模式下
当一个AP接入到以太网以后 也按照前面的方法发现AC
但是AC给它下传的信息是一些基本的配置信息
也就是说只能是用于AP在BSS中跟其它终端
进行无线MAC帧的传输和接收的功能的信息
然后 对于其它的比如说AP3接入到以太网当中
也一样下载给AP3一些基本的配置信息
然后AP1和AC之间以及AP3和AC之间
就都建立了相应的隧道
然后 下面终端接入到无线局域网
都由AC来完成对终端的同步鉴别和关联过程
那么AC完成的功能就有控制无线终端接入到BSS
然后实现BSS和以太网之间的MAC帧转发过程
比如说终端A把数据发送给AP1
那么AP1收到正确数据以后
给终端回答一个应答帧
因为终端E不是在BSS范围之内
因为AP1没有转发功能 所以把相应的信息传给AC
由AC来发现目的终端所在的AP3
然后通过隧道把数据传给AP3
AP3把数据传送给终端E
然后终端E给AP3回答一个应答帧
就完成了这样一个传输过程
接下来简答做个小结
为了方便漫游 以太网互联的无线局域网需要构成广播域
第二个 所有的基本服务集(BSS)配置相同的SSID
还有为了解决大量AP的配置和维护问题
引进AC设备
由AC自动地对AP进行相关的配置和维护工作
-课程先导语
--先导语
-1.1 网络内涵
--网络内涵
-1.2 互联网发展过程
--互联网发展过程
-1.2 互联网发展过程--作业
-1.3 交换方式
--电路交换
-- 虚电路交换
--数据报交换
--三种交换方式比较
--html
-1.3 交换方式--作业
-1.4 计算机网络体系结构和协议
--分层结构
--OSI体系结构
-1.4 计算机网络体系结构和协议--作业
-第一讲内容的启示
--html
-例题分析
--例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
-2.1 数据传输系统
-2.1 数据传输系统--作业
-2.2 信号
--2.2 信号
-2.2 信号--作业
-2.3 编码和调制
--2.3-1 编码
--2.3-2 调制
-2.3 编码和调制--作业
-2.4 差错控制
-2.4 差错控制--作业
-2.5 传输媒体
--2.5 传输媒体
-2.5 传输媒体--作业
-2.6 Packet Tracer6.2使用说明
-第二讲内容的启示
--html
-例题分析
--例题分析
-测验--作业
-以太网发展过程与内容简介
-以太网发展过程与内容简介--作业
-3.1 总线形以太网
-3.1 总线形以太网--作业
-3.2 网桥与冲突域分割
-3.2 网桥与冲突域分割--作业
-3.3 交换式以太网与VLAN
-3.3 交换式以太网与VLAN--作业
-3.4 以太网标准
-3.4 以太网标准--作业
-第三讲内容的启示
--html
-例题分析
--例题分析
-案例设计
--案例设计
-测验--作业
-本讲内容简介
--无线局域网
-4.1 无线局域网概述
-4.1 无线局域网概述--作业
-4.2 无线局域网应用方式
-4.2 无线局域网应用方式--作业
-4.3 无线局域网MAC层
-4.3 无线局域网MAC层--作业
-4.4 终端接入无线局域网过程
-4.4 终端接入无线局域网过程--作业
-4.5 无线局域网设计和分析
-第四讲内容的启示
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-例题分析
--例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
-- IP与网络互连
-5.1 网络互连机制
-5.1 网络互连机制--作业
-5.2 网际协议
-5.2 网际协议--作业
-5.3 IP分组传输过程
-5.3 IP分组传输过程--作业
-5.4 路由表建立过程
-5.4 路由表建立过程--作业
-5.5 IP over以太网
-5.5 IP over以太网--作业
-5.6 三层交换机与VLAN间通信过程
-5.7 Internet控制报文协议
-5.7 Internet控制报文协议--作业
-第五讲内容启示
--html
-案例设计
--案例设计
-例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
--本讲内容简介
-6.1 Internet接入控制机制
-6.1 Internet接入控制机制--作业
-6.2 以太网和ADSL接入技术
-6.2 以太网和ADSL接入技术--作业
-6.3 家庭局域网接入方式与无线路由器
-6.3 家庭局域网接入方式与无线路由器--作业
-6.4 接入综合演示实验
-6.4 接入综合演示实验--作业
-第六讲内容的启示
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-例题分析
--第六讲 例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
--传输层
-7.1 传输层服务特性
--传输层服务特性
-7.1 传输层服务特性--作业
-7.2 端口号
--端口号
-7.3 用户数据报协议UDP
-7.3 用户数据报协议UDP--作业
-7.4 传输控制协议TCP
--TCP特点和格式
-- TCP的几点说明
-7.4 传输控制协议TCP--作业
-第七讲内容启示
--html
-例题分析
--例题分析
-测验--作业
-本讲内容简介
-- 应用层
-8.1 应用结构
--应用结构
-8.1 应用结构--作业
-8.2 域名解析
-8.2 域名解析--作业
-8.3 动态主机配置协议
-8.3 动态主机配置协议--作业
-8.4 万维网
-- 万维网
-8.4 万维网--作业
-8.5 电子邮件
--html
-8.6 文件传输协议
--html
-例题分析
--例题分析
-案例设计
--CH8 案例设计
-应用层启示
--html
-测验--作业
-本讲内容简介
-9.1 网络安全概述
-9.1 网络安全概述--作业
-9.2 网络安全基础
-9.2 网络安全基础--作业
-9.3 病毒检测与防御技术
-9.3 病毒检测与防御技术--作业
-9.4 以太网安全技术
-9.4 以太网安全技术--作业
-9.5 无线局域网安全技术
-9.5 无线局域网安全技术--作业
-9.6 防火墙
-9.6 防火墙--作业
-9.7 安全协议
--9.7 安全协议
-9.7 安全协议--作业
-例题分析
--例题分析
-防火墙演示实验
-- 防火墙演示实验
-案例设计
--案例设计
-网络安全的启示
--html
-测验--作业
-附录1:综合应用分析
--综合应用分析
-附录2:Cisco实际设备网络构建与配置
-期末考试--考试试题