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摘要:随着计算机网络技术的飞速发展,无线局域网逐步在各个方面得到广泛的应用和重视,本文通过对无线局域网和有线局域网优缺点的比较,以及无线局域网改善等方面的分析,探讨了局域网环境下,无线方式取代有线方式的可能性及条件。文章认为:在短期内,将会以无线技术与有线技术混合组建局域网为主流方式;但是相信在未来,无线局域网势必将取代有线局域网。
关键词:无线局域网 有线局域网 网络融合 改善
中图分类号:TP30 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(c)-0053-02
1 引言
随着人们对网络的要求越来越高,现在的有限局域网已经不能很好地满足人们的需求。近年来,随着计算机网络技术的迅猛发展,无线局域网以便捷、灵活等特性,为通信的移动化和多媒体应用提供了潜在的手段,在我们生活中的各个领域都得到广泛应用,并且逐渐在网络市场上占取有利的地位。那么无线局域网能否取代有线局域网?本文通过比较无线局域网和有线局域网的优缺点,网络融合以及无线局域网的改善等方面对无线局域网是否能代替有线局域网进行分析,最终得出结论。
2 无线局域网
无线局域网(WLAN)是为了解决有线网络存在的缺点而出现的,它结合了无线通信和局域网,利用电磁波在空中发送、接受数据,实现了传统有线局域网的功能,不需要布线就可以组成局域网,从而实现网络资源共享。
2.1 无线局域网的优点
(1)移动性强:由于没有线缆的限制,用户可以在不同的地方移动工作,网络用户不管在任何地方都可以实时地访问信息。
(2)安装简易而且费用低:由于不需要布线,消除穿墙或过天花板布线等繁琐工作,因此安装容易,建网时间可大大缩短。虽然无线局域网的设备成本比较高,但是由于省去了高成本的线缆的铺设或租用的月租费,使其总体成本比有线网络低。
(3)可靠性高:有线网络最普遍的问题是线缆的故障,如果用户移动连线的计算机时可能会导致网络的中断,不正确的电缆连接也会导致网络的故障,但是无线局域网则彻底回避了线缆故障的问题。
(4)组网灵活:无线局域网可以组成多种拓扑结构,使少数用户的点对点模式扩展到上千用户的基础架构网络变得十分容易。
(5)扩充性好:无线局域网只需要增加适配卡就可以实现网络的扩充,而且只需增加一个接入点就能解决网络出现的瓶颈。
2.2 无线局域网的缺点
(1)性能低:无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射,而建筑物、车辆等障碍物都可能阻碍电磁波的传输,因此会影响网络的性能。
(2)速率慢:无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前,无线局域网的传输速率不高,只
适合于个人终端和小规模网络应用。
(3)安全性差:无线电波本质上不要求建立物理的连接通道,信号时发散的,因此很容易监听到无线
电波广播范围内的任何信号,造成通信信息泄漏。
3 有线局域网
计算机局域网把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起,在网络软件的支持下可以相互通讯和资源共享的网络系统,通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆,这就构成了有线局域网。
3.1 有线局域网的优点
(1)传输速度快:有线局域网的信号传输稳定,传输质量也较高,信号受房间格局、阻挡物、气候、
电磁干扰等影响较小,因此有线局域网传输文件的速度很快,目前是无线局域网无法比拟的。
(2)安全性能高:由于有线局域网传输媒介主要是铜缆或光缆、双绞线之类,因此传输信息时不易丢失。
3.2 有线局域网的缺点
有线网络在某些场合要受到布线的限制:布线、改线工程量大;线路容易损坏;网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点联结起来时,铺设专用通讯线路布线施工难度大,费用多,耗时长,这些都严重限制了用户联网。
4 现阶段局域网组网方式—网络融合
为满足用户需求,又由于网络技术的限制,短期内将会以无线技术与有线技术混合组建局域网为主流方式。对于禁止移动性建筑、布线服务区和无法布线服务区、难以布线的室外环境等应用场合,无线局域网可以充分发挥其组网灵活的优点;对于一个办公地点分布在不同地域的企业来说,可以通过无线网桥(WB)的远程连接来降低成本和节省时间。在远程节点之间、节点内部既可以采用有线局域网,又可以采用无线局域网。
近几年,无线局域网已能够以与有线局域网结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。未来,无线网必将发挥更重要的作用,因此对无线局域网的改进刻不容缓。
5 无线局域网的改善
5.1 安全性的提高
(1)加强访问控制机制:服务集标识符(SSID)作为一个简单的口令,在无线接入点AP(Access Point)上进行设置,只有当无线工作站的SSID与AP的SSID一致,才可以进入无线网络。为了提高无线局域网的安全性,应禁止AP向外广播SSID和设置复杂的SSID认证。
(2)将MAC地址和静态分配到的IP进行绑定:一般来说,AP默认使用的动态主机配置协议(DHCP)或无线路由器分配IP地址的方式存在着巨大的安全隐患。因为只要在无线局域网覆盖范围内的所有无线工作站均可通过DHCP获取一个合法的IP地址,从而侵入到无线局域网。因此,为了提高无线网络的安全性,我们应该关闭DHCP服务,并将对应的计算机网卡的MAC地址和分配的IP地址进行绑定。
(3)使用无线入侵检测系统:由于现有的网络技术能够对无线局域网中的共享密匙和MAC地址进行伪造,从而使得无线网络验证的环节越发地困难。但无线入侵检测系统能对无线局域网中的传输数据进行分析来检测是否存在非法入侵的问题,从而起到监督作用,并通过传感器的检测,发现伪装的MAC地址。
(4)数据加密机制:WEP作为最早的数据传输协议凭借其简单易行、速度较快、对硬件要求低的特点被广泛地使用,但随着WEP被破解,一项对无线网络安全方面做补充的协议IEEE 802.11i出现了。IEEE802.11i定义TKIP、CCMP、WRAP三种加密机制。其中,TKIP使用的是RC4加密算法,与被发现存在安全漏洞的WEP使用的算法一样,所以可以在只修改驱动程序的基础上,将WEP升级到TKIP;另外,CCMP和WRAP使用的是ASE高级加密算法,CCMP机制基于AES和CCM认证方式,WRAP机制基于AES和OCB认证方式。 5.2 性能的优化
为了避免和消减对无线的干扰,我们可以采取以下几种措施:
(1)网络部署勘测和优化。就是在部署网络时需要勘测部署环境、阻挡物的衰减系数、规划AP覆盖范围等。有了良好的网络部署,将达到最佳的网络性能。
(2)信道复用。为降低AP的覆盖范围,利用信道复用技术,消除相互干扰,提高信道重用程度。
(3)频谱分析。频谱分析可及时、全面地检测出来自周围环境的非WLAN干扰,便于及时排除。它和RRM(即射频资源管理,通过对网络中的各个AP进行监察、分析,进行信道优化)结合,能够使网络在无需人工介入的情况下,及时避免信道干扰,保证网络的可用性。
(4)频谱导航;即将双频用户尽量引导到5G频段上,降低2.4G上的负荷。5G上的非WLAN设备要相对少得多,提高了无线的使用性能。
随着WLAN网络的发展,其技术将不断更新、纯熟。目前出现了一种新型无线网络技术——无线Mesh网络。它在抗干扰方面有以下优势:通过选择多个短跳来传输数据以便获得更高的网络带宽,减少了使用无线网络的相邻用户间的干扰,提高了信道的利用效率。WLAN干扰的检测和定位已经能集中监控和管理,随着WLAN传输方式的发展和硬件技术的完善,WLAN干扰将被更好地克服,从而加强无线信号,用户也会获得更完美的WLAN体验。
5.3 速度的提升
几乎所有想用无线网络代替有线网的用户,都被无线网络比有线网络的速度慢的问题所困扰。但是,5G Wi-Fi(802.11ac)的诞生将有效的提高无线局域网络的传输速度。5G Wi-Fi最低速度是433Mbit/s,是现在802.11n速率的三倍以上,一些性能高的5G Wi-Fi甚至能达到1Gbit/s以上。
目前,大多数802.11n设备在2.4GHz频段上工作,蓝牙、微波炉等也使用这个频段,这大大降低了其速度。802.11ac则工作在相对不太拥挤的5GHz频段上,竞争不激烈,速度也有保障。另外,802.11ac每个通道的工作频率由802.11n的40MHz提升到80MHz甚至是160MHz,这也改善了速率。
我们相信,随着技术的发展,无线局域网性能差、安全性低、速度慢的缺点必将会被更好的克服。
6 结语
综上所述,我们认为,短期内将会以无线与有线混合组建局域网为主流方式。但随着网络技术的不断发展,无线局域网的不足最终将会被弥补。相信在未来,无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性在人们生活中发挥主导作用,无线局域网势必取代有线局域网。
关键词:无线局域网 有线局域网 网络融合 改善
中图分类号:TP30 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(c)-0053-02
1 引言
随着人们对网络的要求越来越高,现在的有限局域网已经不能很好地满足人们的需求。近年来,随着计算机网络技术的迅猛发展,无线局域网以便捷、灵活等特性,为通信的移动化和多媒体应用提供了潜在的手段,在我们生活中的各个领域都得到广泛应用,并且逐渐在网络市场上占取有利的地位。那么无线局域网能否取代有线局域网?本文通过比较无线局域网和有线局域网的优缺点,网络融合以及无线局域网的改善等方面对无线局域网是否能代替有线局域网进行分析,最终得出结论。
2 无线局域网
无线局域网(WLAN)是为了解决有线网络存在的缺点而出现的,它结合了无线通信和局域网,利用电磁波在空中发送、接受数据,实现了传统有线局域网的功能,不需要布线就可以组成局域网,从而实现网络资源共享。
2.1 无线局域网的优点
(1)移动性强:由于没有线缆的限制,用户可以在不同的地方移动工作,网络用户不管在任何地方都可以实时地访问信息。
(2)安装简易而且费用低:由于不需要布线,消除穿墙或过天花板布线等繁琐工作,因此安装容易,建网时间可大大缩短。虽然无线局域网的设备成本比较高,但是由于省去了高成本的线缆的铺设或租用的月租费,使其总体成本比有线网络低。
(3)可靠性高:有线网络最普遍的问题是线缆的故障,如果用户移动连线的计算机时可能会导致网络的中断,不正确的电缆连接也会导致网络的故障,但是无线局域网则彻底回避了线缆故障的问题。
(4)组网灵活:无线局域网可以组成多种拓扑结构,使少数用户的点对点模式扩展到上千用户的基础架构网络变得十分容易。
(5)扩充性好:无线局域网只需要增加适配卡就可以实现网络的扩充,而且只需增加一个接入点就能解决网络出现的瓶颈。
2.2 无线局域网的缺点
(1)性能低:无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射,而建筑物、车辆等障碍物都可能阻碍电磁波的传输,因此会影响网络的性能。
(2)速率慢:无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前,无线局域网的传输速率不高,只
适合于个人终端和小规模网络应用。
(3)安全性差:无线电波本质上不要求建立物理的连接通道,信号时发散的,因此很容易监听到无线
电波广播范围内的任何信号,造成通信信息泄漏。
3 有线局域网
计算机局域网把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起,在网络软件的支持下可以相互通讯和资源共享的网络系统,通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆,这就构成了有线局域网。
3.1 有线局域网的优点
(1)传输速度快:有线局域网的信号传输稳定,传输质量也较高,信号受房间格局、阻挡物、气候、
电磁干扰等影响较小,因此有线局域网传输文件的速度很快,目前是无线局域网无法比拟的。
(2)安全性能高:由于有线局域网传输媒介主要是铜缆或光缆、双绞线之类,因此传输信息时不易丢失。
3.2 有线局域网的缺点
有线网络在某些场合要受到布线的限制:布线、改线工程量大;线路容易损坏;网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点联结起来时,铺设专用通讯线路布线施工难度大,费用多,耗时长,这些都严重限制了用户联网。
4 现阶段局域网组网方式—网络融合
为满足用户需求,又由于网络技术的限制,短期内将会以无线技术与有线技术混合组建局域网为主流方式。对于禁止移动性建筑、布线服务区和无法布线服务区、难以布线的室外环境等应用场合,无线局域网可以充分发挥其组网灵活的优点;对于一个办公地点分布在不同地域的企业来说,可以通过无线网桥(WB)的远程连接来降低成本和节省时间。在远程节点之间、节点内部既可以采用有线局域网,又可以采用无线局域网。
近几年,无线局域网已能够以与有线局域网结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。未来,无线网必将发挥更重要的作用,因此对无线局域网的改进刻不容缓。
5 无线局域网的改善
5.1 安全性的提高
(1)加强访问控制机制:服务集标识符(SSID)作为一个简单的口令,在无线接入点AP(Access Point)上进行设置,只有当无线工作站的SSID与AP的SSID一致,才可以进入无线网络。为了提高无线局域网的安全性,应禁止AP向外广播SSID和设置复杂的SSID认证。
(2)将MAC地址和静态分配到的IP进行绑定:一般来说,AP默认使用的动态主机配置协议(DHCP)或无线路由器分配IP地址的方式存在着巨大的安全隐患。因为只要在无线局域网覆盖范围内的所有无线工作站均可通过DHCP获取一个合法的IP地址,从而侵入到无线局域网。因此,为了提高无线网络的安全性,我们应该关闭DHCP服务,并将对应的计算机网卡的MAC地址和分配的IP地址进行绑定。
(3)使用无线入侵检测系统:由于现有的网络技术能够对无线局域网中的共享密匙和MAC地址进行伪造,从而使得无线网络验证的环节越发地困难。但无线入侵检测系统能对无线局域网中的传输数据进行分析来检测是否存在非法入侵的问题,从而起到监督作用,并通过传感器的检测,发现伪装的MAC地址。
(4)数据加密机制:WEP作为最早的数据传输协议凭借其简单易行、速度较快、对硬件要求低的特点被广泛地使用,但随着WEP被破解,一项对无线网络安全方面做补充的协议IEEE 802.11i出现了。IEEE802.11i定义TKIP、CCMP、WRAP三种加密机制。其中,TKIP使用的是RC4加密算法,与被发现存在安全漏洞的WEP使用的算法一样,所以可以在只修改驱动程序的基础上,将WEP升级到TKIP;另外,CCMP和WRAP使用的是ASE高级加密算法,CCMP机制基于AES和CCM认证方式,WRAP机制基于AES和OCB认证方式。 5.2 性能的优化
为了避免和消减对无线的干扰,我们可以采取以下几种措施:
(1)网络部署勘测和优化。就是在部署网络时需要勘测部署环境、阻挡物的衰减系数、规划AP覆盖范围等。有了良好的网络部署,将达到最佳的网络性能。
(2)信道复用。为降低AP的覆盖范围,利用信道复用技术,消除相互干扰,提高信道重用程度。
(3)频谱分析。频谱分析可及时、全面地检测出来自周围环境的非WLAN干扰,便于及时排除。它和RRM(即射频资源管理,通过对网络中的各个AP进行监察、分析,进行信道优化)结合,能够使网络在无需人工介入的情况下,及时避免信道干扰,保证网络的可用性。
(4)频谱导航;即将双频用户尽量引导到5G频段上,降低2.4G上的负荷。5G上的非WLAN设备要相对少得多,提高了无线的使用性能。
随着WLAN网络的发展,其技术将不断更新、纯熟。目前出现了一种新型无线网络技术——无线Mesh网络。它在抗干扰方面有以下优势:通过选择多个短跳来传输数据以便获得更高的网络带宽,减少了使用无线网络的相邻用户间的干扰,提高了信道的利用效率。WLAN干扰的检测和定位已经能集中监控和管理,随着WLAN传输方式的发展和硬件技术的完善,WLAN干扰将被更好地克服,从而加强无线信号,用户也会获得更完美的WLAN体验。
5.3 速度的提升
几乎所有想用无线网络代替有线网的用户,都被无线网络比有线网络的速度慢的问题所困扰。但是,5G Wi-Fi(802.11ac)的诞生将有效的提高无线局域网络的传输速度。5G Wi-Fi最低速度是433Mbit/s,是现在802.11n速率的三倍以上,一些性能高的5G Wi-Fi甚至能达到1Gbit/s以上。
目前,大多数802.11n设备在2.4GHz频段上工作,蓝牙、微波炉等也使用这个频段,这大大降低了其速度。802.11ac则工作在相对不太拥挤的5GHz频段上,竞争不激烈,速度也有保障。另外,802.11ac每个通道的工作频率由802.11n的40MHz提升到80MHz甚至是160MHz,这也改善了速率。
我们相信,随着技术的发展,无线局域网性能差、安全性低、速度慢的缺点必将会被更好的克服。
6 结语
综上所述,我们认为,短期内将会以无线与有线混合组建局域网为主流方式。但随着网络技术的不断发展,无线局域网的不足最终将会被弥补。相信在未来,无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性在人们生活中发挥主导作用,无线局域网势必取代有线局域网。