無線局域網開發策略

2019-11-05 02:38:39

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供稿：網友

　　劉建偉
　　滿足802.11a標準的無線局域網產品在市場上還沒有火熱起來，可以提供更高帶寬和更多頻道的滿足802.11b標準的無線局域網產品就又出現了。這樣產生的后果是，用戶假如需要更新或部署無線局域網的話，必須注重由此而帶來的諸多問題。本文將討論有關的方法。
　　
　　一、了解區別
　　
　　假如您體驗過使用802.11b標準的應用環境，那么您會知道可以使用3個頻道。這個數字是非常重要的，因為它規定了如何放置滿足802.11b標準的無線訪問點。正是無線訪問點的天線發射無線電波，覆蓋了稱為蜂窩的無線地理區域。802.11a具有8個頻道，因此，這2個標準的無線廣播模式大致相同。但是，在規劃蜂窩區域方面，這2個標準卻完全不同。假如企業計劃混合使用這2個標準的訪問點，那么將一事無成。
　　
　　當用戶試圖和一個無線訪問點連接時，也就是進入了一個蜂窩區域，在蜂窩覆蓋的范圍，無線訪問點以某種廣播模式發射無線電波，因此客戶端硬件（通常是桌面電腦、筆記本電腦或手持電腦）可以和無線訪問點以規定的數據傳輸速率聯系。無線訪問點負責保持信息的質量和無線信號的強度，從而保證客戶端硬件和無線訪問點之間的可靠通信。
　　
　　在實踐中可以發現，在使用802.11b標準的環境下，假如在一個訪問點四周集中了許多用戶，那么將輕易造成訪問堵塞，而在采用802.11a標準的環境下則沒有這種現象。離訪問點近的用戶可以“近水樓臺先得月”，他們往往很輕易就得到對訪問點的訪問機會，而遠離訪問點的用戶則很困難。在數據通信量很大的情況下，例如采用流媒體應用時，這種效果比較明顯。
　　
　　除以上情況外，滿足802.11a標準的產品還有其他優勢，就是無線訪問點可以提供比較穩定的服務。例如，802.11a中有2個技術有助于阻止速率的下降和提高吞吐率。第一種技術是在前向糾錯的過程中發送冗余數據，在802.11b中沒有采用這一技術。這樣提高了抗電磁干擾和噪聲的能力，減少了重發數據。通過測試表明，這種技術的效果非常明顯。第二個技術是802.11a的信號傳播機制，正交頻率劃分多路復用可以免除多路信號所產生的不良影響。非凡是當正常信號到達前后，其他頻道的信號最輕易造成干擾，引起無線訪問點的天線或無線網卡工作不正常。
　　
　　盡管如此，滿足802.11a標準的產品仍然存在一些不足。例如，這類產品的數據傳輸速率似乎可以毫無規律地變化，例如，通過嚴格測試發現，某公司的無線網卡的速率變化范圍是從36Mbps到54Mbps，并且有周期性，這種變化的原因一直沒有發現。技術人員還觀察到，當有人走過無線訪問點四周時，會引起數據傳輸速率的變化，在其四周移動文件柜或較大的金屬物體時，也有同樣的情況發生。好在這種影響比較小。
　　
　　二、CCI難題
　　
　　通過802.11a標準能夠實現無線局域網的漫游是非常重要的。漫游即把筆記本電腦或掌上電腦從一個無線訪問點移動到另一個無線訪問點時，通信一直保持是連續不斷的。這對于某些應用是非常重要的。例如，人們經常在采用Windows操作系統的掌上電腦ipAQ上運行Microsoft的Pocket Outlook。假如用戶正在下載文件或接收電子郵件時由于漫游產生通信的中斷，那么后果是極其嚴重的。
　　
　　當用戶在同一個頻道上和2個無線訪問點連接時，就可能出現聯合頻道干擾（Co-Channel Interference，CCI）的現象。CCI和連接時間有關，它會對訪問這2個無線訪問點的其他用戶造成干擾。這種情況往往發生在蜂窩的邊界，在這里數據傳輸的速率最低。
　　
　　通過對滿足802.11a或802.11b標準的無線訪問點的設置，能夠限定無線網的范圍，這樣可以減少頻道互相覆蓋的現象，但是可能犧牲網絡的吞吐量。無線訪問點信號強度減弱后，會引起數據速率的下降，從而導致網絡吞吐量的減少。距離無線訪問點越遠，信號的強度就越弱。
　　
　　對于滿足802.11a標準的產品，這種影響比較小。因為這類產品的頻道比較多，有8個。Atheros公司生成在理論上可以達到13個頻道。因此，答應在使用同一個頻道的2個無線訪問點之間有較長的距離，見附圖, 802.11b標準有3個可用頻道，因此當無線訪問點超過3時，非常輕易受到干擾。而802.11a標準由8個頻道，因此遭受CCI的機會很少。通過組合天線位置和頻道選擇，還可以有更長的距離，同時不存在CCI問題。
　　
　　
　　
　　附圖：兩種標準的比較
　　
　　高密度使用的無線局域網，包括公共場所，如咖啡店、圖書館和機場候機廳等，可能會有比較嚴重的問題。在這種場合，服務級別協議（SLA）剛剛開始實行，因此人們很少公開抱怨，但是低速率將給他們留下很深的印象。
　　
　　到目前為止，在客戶端軟件方面還沒有出現CCI問題。有一種很好的對客戶端驅動程序的補充軟件，能夠在雙頻情況下指示出現了CCI問題，用戶移到一個更好的位置便可以解決這個問題。
　　
　　一些無線訪問點使用可逆的TNC連接器，以便在滿足802.11b標準的產品上隨意使用各種天線，目前有一種趨勢是在滿足802.11a標準的產品上使用可分離的天線，這樣可以避免可能的頻道沖突。
　　
　　三、局域網設計
　　
　　大多數面向企業的無線局域網產品，包括執行802.11a和802.11b標準的產品，都配有站點測量工具。一般來說，這些工具可以幫助用戶確定網絡的地理范圍。同時，這些工具還有助于無線局域網的設計人員確定無線訪問點的最佳位置，以便覆蓋較大的范圍。盡管如此，這些工具似乎與CCI無關。在802.11a標準中，將有可能涉及CCI，但是在802.11b標準中，不會出現CCI的內容。在802.11a標準中，增加了可用信道的數量，因此可以減少很多CCI，但是，在某些情況下，仍然需要安裝CCI，非凡是對于老式的多層建筑或辦公樓，因為那里干擾很大。
　　
　　在捕捉訪問點天線信號方面，惟一有用的控制信號的方法是調整訪問點的垂直與水平位置，并且通過選擇訪問點的功率來控制廣播蜂窩模式的范圍。因為大多數天線和方向關系很大。采用這些方法控制訪問點的傳播可以在控制CCI方面得到良好的效果。
　　
　　Intel和Agere等公司已經推出了有關CCI和訪問點位置的軟件。Agere公司的Orinoco客戶端站點治理應用軟件答應802.11a或802.11b標準實現漫游功能（當然在筆記本電腦中的無線網卡也必須預先配置），無線訪問點也要有相應的支持，用戶需要優化覆蓋無線訪問點的頻道。根據實驗結果，這些產品可以從802.11b標準的環境下漫游到802.11a標準的環境。
　　
　　此外，還出現了一些linux工具，例如KOrinoco，可以測量和監視某些廠商產品的信號質量，這些工具用于針對802.11a標準產品的互操作性和其他監測。
　　
　　四、雙重技術
　　
　　在2002年的NetWorld+Interop展覽會上，許多無線網絡的產品供給商，包括Intel、Cisco和Agere等公司，都發布了采用雙重技術的無線訪問點。采用雙重技術的設備可以在一個普通的無線訪問點產生兩種無線電波。其中Orinoco公司的AP-2000和Cisco公司的Aironet 1200作為改進產品，可以兼容802.11a和802.11b標準。這兩家公司都聲稱，這些產品為即將到來的滿足802.11g標準的產品預留了插槽。
　　
　　這類兼容各種標準和技術的設備的最大優勢是可以適應各種無線局域網的環境，并且為用戶節省了在802.11a和802.11b技術上的投資。然而，這種兼容性也是有代價的，它可能造成其他理論上的問題。由于各種無線局域網標準所產生的無線電波基本上沒有互相干擾的問題，所以使用雙重或混合標準的無線訪問點可以有效地訪問無線訪問點。
　　
　　記住，滿足802.11b標準的產品對可用頻道數量的限制要求蜂窩范圍要有適當的覆蓋，從而增加了CCI的影響，這樣需要占用更多的帶寬。正確地設置頻道和優化網絡將變得更加困難。
　　
　　此外，一種雙模式的無線網卡變得越來越普遍，這樣既可以連接無線網絡，也可以連接普通的有線網絡。但是這種網卡產生了一個有趣的難題，就是在進行設置的時候，是根據最快的連接速度優先的原則設置，還是根據某些需求策略設置？從治理和安全的角度來看，一臺電腦同時有2個IP地址是不合適的。
　　
　　五、安全問題
　　
　　和滿足802.11b標準的無線局域網產品一樣，802.11a標準的產品一般在交貨時也進行了默認配置，廠商認為這樣做可以為用戶帶來方便。這意味著用戶一般不需要再做有關配置的工作。但是，對于無線局域網的訪問點，如何配置是最要害的，因為訪問點連接著企業內部的網絡資源和Internet資源。
　　
　　和802.11b有關的安全問題是眾所周知的。安全措施不利的訪問點往往在配置時不考慮安全隱患，甚至可能對進行入侵偵察的軟件大門洞開。同時，在這類訪問點覆蓋的范圍內，很輕易造成信息的泄漏。
　　
　　滿足802.11a標準的產品最初采用與802.11b標準產品的安全標準——有線等同專用標準（Wired Equivalent PRivacy，WEP），因此，早期滿足802.11a標準的產品同樣輕易受到攻擊。一些廠商，例如Orinoco和Proxim，已經把高強度的加密能力（雖然是非標準的）配置在其訪問電產品中，以彌補WEP標準的不足。現在，廠商們正在努力把802.1X標準融入訪問點產品中，以便實現對答應遠程撥號用戶的認證。但是，還有許多工作有待完成，在互操作性方面也需要做大量的測試。
　　
　　六、產品認證
　　
　　無線以太網兼容性聯盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance，WECA）可以提供一種非常簡便的方法區別滿足802.11b和802.11a標準的產品。所有滿足802.11b標準的產品都通過了一種Wi-Fi認證。不久，一旦有了兩種5GHz的芯片組，也將出現一種對滿足802.11a標準的產品的認證，稱為Wi-Fi5認證。這兩種標準認證都非凡強調互操作性，但是，假如沒有采用雙重技術產品，那么在802.11a和802.11b標準之間就沒有互操作性。
　　
　　當前，已經有超過320種的無線網絡產品獲得了Wi-Fi認證。在Wi-Fi5項

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