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无线局域网概述
摘 要
无线通信在现代是一门有着至关重要作用的科学应用技术。从早期的收音机和电话到现在的设备，如访问全球网络的手机和笔记本电脑，无线通信成为了我们生活中不可缺少的一部分。无线通信是一个不断发展的领域，未来在这个领域有很多可能性。其中一个对这一领域未来的期望是设备可以支持更高数据速率的通信且更安全。这方面的研究表明支持这种交流的主要手段能力将是通过使用无线局域网来实现。作为无线局域网的部署在全球范围内有了良好的发展，去了解不同的技术并选择最合适的对我们来说越来越重要。
本文提供了有关可用无线局域网技术和有关问题的详细研究，并将给出一个简短的介绍：无线局域网的描述，无线局域网的需求，局域网，无线局域网的历史，无线局域网的优势，总结了无线网在学术领域中的相关工作，无线局域网技术，一些风险对无线技术的攻击和提供一些建议去保护无线网络免于被攻击。最后我们也提出一些在未来应该被专注研究的问题。
关键词 无线网络；安全；802.11标准；网络安全
1.引言
计算机技术在过去十年中迅速增长，其中大部分可归因于现在许多电脑需要网络建立在线连接。从有线移动到无线， 随着技术的不断发展，无线局域网（局域网）已成为最流行的网络环境之一。
通过无线局域网，公司和个人将计算机相互连接起来。局域网用户可以存储并处理更多的信息，数据和应用程序。 在过去，都是本身所在地的区域网络连接在一起并固定在一个地点。而无线技术可以有助于简化网络，使家庭或企业的多个电脑用户同时使用和分享资源，并避免额外的或侵入性的接线。
现在的生活中，我们对移动性和灵活性的要求越来越高，这是引领无线技术发展的动力。
2.什么是无线局域网？
要了解无线局域网，首先需要了解局域网的定义。这不仅仅是把计算机连接在一起的一种方式。还在单个组织内，通常在单个站点中（富兰克林，2010）。
根据思科公司在2000年的无线局域网报告中指出，无线局域网顾名思义，它能提供所有传统局域网技术的特点和优点。作为以太网和令牌环，没有限制的电线或电缆。显然，从定义上看无线局域网也是相同的，无线局域网也没有电线。它将WLAN定义为数据通信。网络，典型的分组通信网络，限制于地理范围。一个局域网通常提供的是高带宽的通信，而不是廉价的传输媒体。而（弗里肯特，2005）视其为一组无线接入。在有限地理区域范围内的点和相关基础设施，如办公楼或校园建筑物。在其中可以无线通讯。无线局域网通常作为实现现有有线网络的扩展。无线局域网增强了用户了移动性。无线局域网（WLAN）可以连接两个或多个使用无线通信方法的装置。它通常通过访问点（AP）提供连接到更广泛的互联网（普特南，2005）。 这使用户能够在移动时，仍然可以在本地无线网络覆盖区域与网络相连。就像移动电话使人们可以在家中任何地方自由地接打电话一样，在他们家的无线局域网覆盖范围中，人们可以使用他们的计算机随时随地连接使用网络。在无线局域网连接中，不再意味着使用附件。本地区域的范围不是以英尺或米计算，而是以英里或公里。基础设施也不需要埋在地下或者藏在墙后，这样我们就可以移动和改变它组织的速度。
3.为什么会有人想要无线局域网呢?
原因有很多:
（1）．越来越多的局域网用户正在成为移动办公人士。这些移动用户随时随地需要连接使用网络。如果他们只能通过使用电缆或者使用有线局域网来上网办公，这样不方便，也不切合实际。
（2）.无线局域网很容易安装，没有为每个工作站和每个房间配线的要求。
这种易于安装的特性使无线局域网固有的灵活。如果一个工作站必须被移动，重新配置网络也可以很容易地完成，不需要考虑额外的电线或电缆会掉落。
（3）.另一个优点是它的可移植性。如果一个公司搬迁到其他地方，对于一个新的位置，无线系统也可以很容易的移动。而有线系统在公司搬迁时就需要拆掉蜿蜒曲折的遍布整个建筑的所有线缆。无线局域网的这些优势大部分也就可以转化为货币储蓄。
4．无线局域网的历史
无线局域网(WLAN)现在到处都是，而且用户和制造商的联网设备都有连接无线局域网的端口。但是，很久以前，肯定不是这样的。在20世纪90年代早期，发现无线局域网几乎没有成功的销售作为对企业或校园环境如有线局域网移动性的替代者或推动者。无线局域网产品在那时候的网速实在太慢了，而且产品本身太贵了，也太笨重了。此外，移动网络连接在此时也还不是一个杀手级应用程序。“幸存者”公司那个年龄段的人就都专注于适应无线局域网。零售业，酒店业和物流等专业领域的技术，也紧跟其后在那些大规模公司。
那些追求“大”的企业市场的组织，也有许多这样的机构，要么破产，要么大规模缩减规模。到20世纪90年代中期，无线网络工业已经被纳入了4家公司，但在90年代末，无线网络的第一个重要的市场机会出现了，而这与无线网络行业迄今为止所设想的完全不同。这一机会就是在家庭内部共享宽带网络连接，包括最初的个人电脑，但不可避免地也会有语音网络协议(VoIP)电话、游戏机、媒体流媒体和家用自动化设备。不属于管理者中的消费者，也都成为了选择了无线网络技术和产品的人，他们将在接下来的十年里达到标准。
无线网络的优点
无线局域网的设计是为了在不受许可的波段操作，使他们的操作和维护成本低于现代的蜂窝网络和个人电脑网络。然而，使用不受许可的频谱增加了网络安全和带内干扰的风险。与有线网络相比，无线网络的关键优势在于移动性、灵活性、安装和维护的方便性以及降低成本。(阿齐兹,2003)根据赛门铁克(Symantec, 2002)的说法，无线局域网随着用户需求的变化，其实现和维护的成本越来越低且不易入侵。无线局域网实现和维护简单，能扩展接收网络范围，增强了工作者的流动性，降低了个人运营的总成本。
新兴的发展
信息理论的基本步骤，在无线局域网的早期发展中首次出现，现在已经达到了成熟和接受的水平，这使得他们能够追求更高的光谱效率和数据速率。无线局域网技术的另一个重要发展是网状网络的出现。网状网络有极大地增加无线网络服务的区域范围的潜力。具有足够智能路由算法来提高在高容量链接中通过选择多个跳数而获得的整体频谱效率，而不是低容量链接的单跳(Holt, 2005)。
5．Wireless局域网技术
当你决定使用最好的协议或标准时，我们要需要考虑它的特点和我们的需求。权衡各方面的特点，比较各方面的优缺点，再做出最终的决定。现在有几种可用的无线局域网解决方案，具有不同级别的标准化和互操作性。许多的解决方案目前领先于行业，红外数据通讯，蓝牙， 家用无线频率和IEEE 802.11。这些技术具有更广泛的行业支持和有针对性的解决企业、家庭和公共无线局域网的需求。
bull;红外数据通讯
在工作和生活环境中，便携式信息终端的出现增加了无线数字链接和局域网(LANrsquo;s)的引入。无线局域网可以使用无线电频率或红外线来传输信号。安装红外网络要便宜得多，而且许多设备已经有红外(IrDA)端口(富兰克林，2010)。便携终端应该能够访问高速有线网络上可用的所有服务。与有线设备不同的是，便携式设备在功耗、体积和重量方面受到严重限制。为了满足廉价和高速连接的需求激发了最近对红外无线通信(巴普斯特红外无线通信，1979)的研究兴趣。红外无线通信是指在近红外波段的自由空间传播的光波作为传输介质的通信（卡拉瑟斯，2002）。红外数据协会(IrDA)是另一个行业协会，它定义了多年来红外通信的标准。它有一些优点，值得注意的是它很便宜，而且有许多设备已经包括了红外线，其中包括了大多数笔记本电脑、个人数字助理系统以及一些打印机。在无线电频率出现之前，人们正在建造红外线局域网，并取得了一些成功。(irda.org,2011)
由于低成本LED和激光二极管(LD)的可得性，在780到950 nm之间的波长范围目前是大多数红外无线链路应用的最佳选择，因为它与廉价的低电容硅光电二极管的峰值响应一致。它为基于无线电的系统提供了有用的补充，特别是对于系统只需要低成本、轻量、适度的数据率，而且只需要短范围。然而，这种辐射引起的问题与眼睛的安全有关;它可以穿过人的角膜，并通过晶状体聚焦在视网膜上，在那里它可能会引起热损伤。为了是人眼安全，LD用户可以使用半透明的塑料薄板。这样的扩散器可以实现约70%的效率，为设计者提供了一点自由来调整源辐射模式，并让计算机生成全息图。
扩展IrDA-Data连接模型的主要目标是:
bull;使设备能够相互查看，以建立不受附近设备连接状态约束的通信关系。
bull;使一个空气装置能够与至多一个IrDA 1建立通信。x设备。
bull;对航空设备来说，尊重他们可能互相干扰的既定联系。这是一种共存要求，目的是确保空气装置不会破坏活动连接。
bull;蓝牙
蓝牙是一种用于便携式个人设备短距离连接的行业规范，其功能规范于1999年由蓝牙特殊利益集团发布。蓝牙通讯频率为2.45千兆赫，它已被用于工业、科学和医疗设备的国际协议搁置。它是一个全世界许可的波段，任何系统都可以使用。使用这一频段，蓝牙协议将成为全球范围内无线连接设备的标准。开发的通信协议，允许使用蓝牙在无线网络上可靠传输数据的设备。虽然蓝牙的范围小于10米，但是当一个散射体被使用时，范围会增加。因为每个单位只需要在另一个单位的10米以内。如果数据以高功率模式传输，其传输距离可达100米，也可以增加射程。蓝牙也为安全提供了密码算法。这在高功率模式中是最有用的，因为当数据被进一步传输时，更可能出现不希望接收网络数据的设备（戈德史密斯，2004）。
bull;家庭互操作性的话音和数据通信网
在1997年初，一些公司成立了家庭射频工作组，开始开发一个标准，专门用于家庭无线语音和数据网络。(戈德史密斯,2004)。家庭互操作性的话音和数据通信网是一个开放的行业规范，由家庭无线电频率工作组开发。它定义了诸如个人电脑、无绳电话和其他外围设备的电子设备如何在家里和周围共享和通信语音、数据和流媒体。
这一工作组的发展是由于互联网的广泛使用和可负担得起的个人电脑的发展而产生的，这些可用于大多数家庭。这个协议允许家里的个人电脑有更大的灵活性，可以在家里的任何地方提供网络、打印机和其他设备的连接。有了这些潜力，许多行业的成员都致力于开发共享的无线网络。
访问协议-无端访问(SWAP-CA)规范(戈德史密斯, 2004)。
与Wi-Fi不同，家庭互操作性的话音和数据通信网已经为流媒体提供了服务质量的支持，而且是唯一无线局域网集成语音。HomeRF可能成为世界范围内无绳电话的标准。在2001年，工作组公布了支持10mbps (HomeRF 2.0)或更多的HomeRF 2.0。(华,2005)家庭射频协议的网络拓扑结构包括四种类型的节点:控制点、语音终端、数据节点、语音和数据节点。控制点是公共交换电话网(PSTN)和互联网的网关。它还负责网络的电源管理。语音终端只能通过声音与控制点进行通信。数据节点与控制点和其他数据节点通信。最后，语音和数据节点是前两个节点的组合。
bull;IEEE 802.11
这些供应商在1991年联合起来，首先提出并建立一个基于贡献技术的标准。1997年6月，IEEE发布了802.11无线局域网标准(Cisco无线局域网标准报告, 2000)。
这个初始标准指定2.4 GHz的工作频率，数据速率为1和2Mbps。有了这个标准，你可以选择使用跳频或直接序列。由于相对较低的数据率，基于初始标准的产品并不像许多人希望的那样繁荣(Chandramouli, 2005)。
在1999年年底，IEEE发布了两份标准补充802.11标准:802.11a和802.11b (Wi-Fi)。802.11a(高度可伸缩的无线局域网标准，2002)，标准(5 GHz波段的高速物理层)指定5 GHz频段的操作，数据速率高达54 Mb/s (O #39;Hara, B. and Petrick, 1999)。
802.11无线局域网标准允许在不同的媒体上传输。兼容的媒体包括红外线和两种类型的无线电传输在开放的2.4-GHz频段:跳频扩频(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)。
扩频技术是在20世纪40年代发展起来的一种调制技术，它在宽带无线电频率范围内传播传输信号。
一些研究讨论了协议及其特性，所有的协议都是为了满足自己的特定需求而开发的，它们能够很好地满足这些需求。根据(Goldsmith, 2004)的研究，我们将在表格中简要地提到其中的一些。
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特征 |
蓝牙 |
互操作性的话音和数据通信网 |
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运行频谱 |
2402-2480GHz |
2404-2478GHz |
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带宽 |
78MHz |
74MHz |
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调制型 |
跳频（1600跳/秒），GFSK |
调频（50跳/秒），GFSK |
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信道接入 |
主从式极化 |
CSMA/CA and TDMA |
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数据速率 |
721Mbps 峰值 |
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