㈠ 虚拟无线网络是什么是给虚拟机用的吗
每次举办无线局域网安全主题活动的时间，总是有人问我虚拟专用网络是不是无线网络安全的一种解决方案。我总是要告诉他们虚拟专用网络不能代替有效的无线网络安全措施，为此我甚至发布了关于企业无线局域网安全的全面指南，但是，虚拟专用网络的支持者还是坚持他们的虚拟专用网络万能论，我不得不在到的每一个地方利用所有的时间来解释虚拟专用网络和无线网络安全之间的区别。
虚拟专用网络专属阵营
虚拟专用网络专属阵营包括了专门销售虚拟专用网络的公司和与无线网络安全相比更熟悉虚拟专用网络的一部分人，他们将无线网络安全的问题，看着虚拟专用网络的范畴，因为这样就可以将他们的业务包括在内了。这是一个很典型的例子，当你有一把锤子的时间，所有的东西看起来都象钉子。他们会告诉你，只要使用了虚拟专用网络就不用担心无线网络的安全了。来自虚拟专用网络专属阵营的论点是，IEEE 802.11标准本身不能为安全提供一个有效的解决方案。为了加强论点，他们就会以动态有线等效保密(WEP)模式的崩溃为例子，或者直接指出无线网络保护访问(WPA)模式是怎么轻易被破解的。
无线网络保护访问(WPA)模式真的能被破解?
任何声称无线网络保护访问(WPA)模式能被破解的人其实并不了解什么是无线网络保护访问或者如何进行破解。他们所指的，实际上是这样一种情况，一些简单模式的无线网络保护访问(通常为家庭用户所使用)使用的是预共享密钥PSK，当它们被拦截的时间，可能由于过于简单被猜测出来。但这只能说明无线网络保护访问预共享密钥是无效的。一个简单的包含十个(或者更多)随机字母和数字的预共享密钥是不可能被暴力穷举法所破译的。并且，我也可以指出，在使用预共享密钥的虚拟专用网络中同样存在这样的问题。
动态有线等效保密(WEP)模式是对IEEE 802.11标准的控诉?
动态有线等效保密(WEP)模式已经被完全破解，这个是毫无疑问的。IEEE 802.11的动态有线等效保密(WEP)模式是二十世纪九十年代后期设计的，当时功能强大的加密技术作为有效的武器受到美国严格的出口限制。由于害怕强大的加密算法被破解，无线网络产品是被被禁止出口的。然而，仅仅两年以后，动态有线等效保密模式就被发现存在严重的缺点。但是二十世纪九十年代的错误不应该被当着无线网络安全或者IEEE 802.11标准本身，无线网络产业不能等待电气电子工程师协会修订标准，因此他们推出了动态密钥完整性协议TKIP(动态有线等效保密的补丁版本)。
对于坏的部分应该回避而不是放弃
虚拟专用网络和无线网络都存在有设计不良的验证机制。举例来说，ASLEAP可以让没有黑客技术的人采用几乎相同的方式成功破解非常流行的无线网络802.1x验证以及采用点对点隧道协议(PPTP)的虚拟专用网络的认证。因此，我们关注的应该是如何提高加密的程度，而不是是否需要加密。
现代的无线网络安全技术
无线网络保护访问(WPA)或者无线网络保护访问2(WPA2)是由无线网络联盟提出来的安全标准，包含了有效的策略和加密算法。无线网络保护访问是支持802.11i标准的草案，无线网络保护访问2支持的是802.11i标准的最后定稿版本。无线网络的加密是在“数据链路层”(开放式通信系统互联参考模型的第二层)进行的，硬件和固件之间操作也是透明的。需要注意的是，由于无线网络技术的发展，例外也可能是存在的。
在加密方面，无线网络保护访问和无线网络保护访问2唯一的区别是，无线网络保护访问2同时支持动态密钥完整性协议(RC4加密算法的一个执行版本)和高级加密标准(适合于顶级的政府安全策略)，而无线网络保护访问只是支持动态密钥完整性协议和可选的高级加密标准。尽管动态密钥完整性协议和高级加密标准目前都没有被破解，但高级加密标准在安全方面毫无疑问有一定的优势。
无线网络保护访问和无线网络保护访问2包含了两种身份验证和访问控制模式：家用的预共享密钥模式和企业的802.1x模式。在家用模式下，将使用多个回合的散列，让暴力穷举法的速度会变得非常慢，而且在核心规则中不会使用预先计算出来的散列表(不包括攻击一个共同的服务集合标识符时)。企业802.1x模式是一个基于端口的标准网络访问控制机制，它对广泛的可扩展身份验证协议 (EAP)进行了开放，其中包括了功能强大的EAP-TLS、PEAP、EAP-TTLS等采用公钥基础设施技术类型数字证书的验证方式和功能相对比较薄弱的思科LEAP和EAP-FAST等方式。
现代的虚拟专用网络安全
虚拟专用网络是一种信息保护技术，加密操作通常发生在网络层(开放式通信系统互联参考模型的第三层)，支持的技术包括因特网协议安全协议IPSec、点对点隧道协议PPTP和第二层隧道协议L2TP。最近的虚拟专用网络实现为了便于防火墙、网络地址转换和代理浏览已经通过安全套接层协议层SSL通道将加密操作移动到演示层(开放式通信系统互联参考模型的第六层)。需要注意的是，大部分的虚拟专用网络决方案第二层的封装是通过第二层与第三层的因特网协议安全协议IPSec或第六层的安全套接层协议层SSL实现的。 第二层仿真允许虚拟专用网络客户端有一个虚拟的IP地址以便对网络进行控制。一些支持SSL隧道的虚拟专用网络(请不要和应用层的SSL虚拟专用网络混淆)的供应商，如思科，利用了ActiveX/或Java技术以便通过网络迅速地部署客户端。微软将很快开始把一个新的SSL隧道技术，所谓的安全套接字隧道协议SSTP，加入到目前仅支持点对点隧道协议PPTP和第二层隧道协议L2TP的Windows内置虚拟专用网络客户端中。
虚拟专用网络中加密和验证的使用要根据实际的使用环境进行分析和确定。象支持点对点隧道协议PPTP的虚拟专用网络就可以使用RC4算法的40位、56位和128位加密，支持IPSEC和第二层隧道协议L2TP还可以有更广泛的选择，DES(56位)、3DES(168位)和高级加密标准AES(128、192、256位)都被包含在内。虚拟专用网络的认证机制可能并不强大，象点对点隧道协议PPTP是通过散列传递密码，或者采用公钥基础设施技术类型的实现，类似第二层隧道协议L2TP，可以使用服务器和客户端的数字证书。一些支持因特网协议安全协议IPSec解决方案将可以选择使用预共享密钥或基于公钥基础设施技术PKI的数字证书。如果这看起来象无线网络安全技术的情况，而不是你想象的情况，原因很简单，密码学是相通的。
虚拟专用网络和无线网络安全技术适用于什么环境
在网络安全方面，虚拟专用网络和无线网络安全技术各有所长。虚拟专用网络可以让你安全地连接任何网络(包括互联网)，不论使用的是调制解调器或无线网络热点的连接。这就是虚拟专用网络的工作，在世界任何地方提供互联网接入。无线网络安全技术，只是在移动设备和无线接入点之间的数据链路层提供安全保护，这也就意味着它只能工作在当地的一个局域网环境中。但无线网络安全技术可以提供更快的速度，更低的费用和简单的操作。同样情况下，无线网络安全技术可以提供等同甚至好于有线连接的安全性。
当你使用虚拟专用网络连接到局域网的时间，局域网到因特网的连接不会被启动，直到登陆虚拟专用网络客户端手动启开为止。而使用无线网络安全技术的时间，即使用户并没有登陆，机器也可以自动登陆到网络上。这就意味着，在Windows Update、企业管理工具、组策略更新之前、当中登陆，换用新用户登陆，都是可行的。当用户激活，并进入到一台笔记本电脑中时，它可以自动进入无线局域网中。对无线网络客户端进行集中管理和分配，让无线网络安全技术对企业来说显得非常有吸引力。对于虚拟专用网络来说，也存在一些完全无法使用的环境。例如，很多嵌入式设备，象采用无线网络技术的VoIP电话、标签打印机、条码扫描器，不能支持虚拟专用网络 ，但可以支持无线网络保护访问或者无线网络保护访问2安全模式。
虚拟专用网络和无线网络安全技术可以共存
在网络拓扑图上，我们可以看到一个混合了虚拟专用网络和无线网络安全技术的企业网络解决方案。虚拟专用网络的网关为用户登陆因特网提供加密连接，而接入点(一个以上的代表) ，为本地设备提供了无线局域网的连接。无线网络在这里是一个封闭的网络，可以在第二层及以上进行加密操作，达到访问控制和认证的目的。这个拓扑结构采用了集中的远程用户拨号认证系统RADIUS身份验证模式，可以共享所有的接入点和虚拟专用网络网关。接入点和虚拟专用网络网关将网络接入设备提出的远程用户拨号认证系统RADIUS身份验证的请求给远程用户拨号认证系统RADIUS的服务器，服务器对用户目录(轻量级目录访问协议LDAP、 活动目录、Novell等类)进行检查以便核实。这样就保证了无论是虚拟专用网络还是无线网络都是真正安全的单一登录，而不会造成硬件设备的浪费。
虚拟专用网络的安全解决方案
在网络拓扑以上层面，虚拟专用网络是采用无线网络和虚拟专用网络混合环境的唯一解决方案。如果笔记本电脑、Windows Mobile、Windows CE以及便携式Linux设备等限制终端通过虚拟专用网络通过一个互联网热点连接到局域网上的话，它们将可以进行工作。但对于采用无线网络技术的VoIP电话、标签打印机、条码扫描器等类的嵌入式设备来说，就没有这么幸运了。它们不支持这种架构。性能的瓶颈是出现在虚拟专用网络网关上，这可能需要升级到千兆网关。当地的无线网络用户不得不经过两个阶段的连接，第一步连接到无线网络上，然后启动虚拟专用网络的软件。
接入点和无线网络卡中支持高级加密标准的加密设备，虚拟专用网络客户端软件将会占用大量的内存，最大传输单位的数据包会让处理器处于满负荷的状态。无缝的快速漫游从接入点接入会变得更加困难。黑客可以跳转到无线接入点和进行肮脏的欺骗，象发送给动态主机配置协议的服务器大量假要求，或者可能进行其它类型的第二层攻击。黑客可能利用大家位于同一子网这样的情况，对其它合法用户进行扫描，对此来说，最好的办法是采用基于主机的防火墙。
单独虚拟专用网络的拓扑结构意味着：
昂贵的千兆虚拟专用网络网关
无线网络的相关基础设施没有节约
性能下降得很快
对嵌入式设备的兼容性很差
管理功能的选择很少不能自动登陆
让黑客获得进入开放的无线网络的机会并且可以对网络和用户进行扫描
很显然，最好的办法是使用正确的工具进行正确的工作。虚拟专用网络安全就像一个锤子而无线网络安全是像螺丝起子。你不能使用螺丝起子钉钉子，也不会使用锤子，旋转一个螺丝钉。如果强行使用锤子旋转螺丝钉，你是不会得到所期望的结果。
㈡ 设计新思路：用软件来仿真无线网络又如何
网络哪蠢下一代无线技术的可升级虚拟和仿真软件环境。基于由国防先进技术研究计划署(DARPA)所开发的全球移动信息系统(GloMo)模拟程序，SNT所推出的QualNet和Exata仿真软件可以精确地分别模拟3G和4G移动通信网络的行为和操作，包括服务质量、软件定义无线电和网络中心服务（network-centric services）。
通过提高无线、移动网络中心服务的可预测性，QualNet和Exata旨判缓信在帮助研发人员对新的网络拓扑进行仿真和分析，在开始动工架设昂贵的硬件公共设施之前对其进行实验验证。QualNet和 Exata将设计、可视化和分析软件工具包集成在了一个能同时对上千个元器掘轮件进行建模的实时仿真环境中。通过采用并行处理架构，只要添加几个核来执行其代码就可将软件仿真升级。QualNet和Exata没有采用不准确的抽像，而是直接虚拟网络和各个分层，从机械层、媒体访问控制(MAC)、链路层、网络层、网络协议层、传输层到用户应用程序，如Email、VoIP、网页浏览和视频服务器。据SNT称，用户通过仿真软件所得的仿真结果与网络实际运行的情况相同，并且响应时间也相同。通过采用开放标准端口，QualNet和Exata还可以精确地重现信道环境的影响，包括器件行为、通信链路、发射器/天线、地形和大气影响以及人为因素。QualNet现已面市。翻页查看英文原文：1 �6�12
㈢ 无线wifi什么原理是什么
Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟所持有。我为大家整理了无线WiFi的相关内容，供大家参考阅读!
无线WiFi的技术原理
无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网技术，以前通过网线连接电脑，而Wi-Fi则是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为热点。
无线WiFi的主要功能
无线网络上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，就如在开头为大家介绍的一样，使用无线路由器供支持其技术的相关电脑，手机，平板等接收。手机如果有Wi-Fi功能的话，在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网，省掉了流量费。
无线网络无线上网在大城市比较常用，虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到54Mbps，符合个人和社会信息化的需求。Wi-Fi最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，并且由于发射信号功率低于100mw，低于手机发射功率，所以Wi-Fi上网相对也是最安全健康的。
但是Wi-Fi信号也是由有线网提供的，比如家里的ADSL，小区宽带等，只要接一个无线路由器，就可以把有线信号转换成Wi-Fi信号。国外很多发达国家城市里到处覆盖着由政府或大公司提供的Wi-Fi信号供居民使用，我国也有许多地方实施”无线城市“工程使这项技术得到推广。在4G牌照没有发放的试点城市，许多地方使用4G转Wi-Fi让市民试用。
无线WiFi的应用领域
网络媒体
由于无线网络的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的，因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的，费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。用户可以在Wi-Fi覆盖区域内快速浏览网页，随时随地接听拨打电话。而其它一些基于WLAN的宽带数据应用，如流媒体、网络游戏等功能更是值得用户期待。有了Wi-Fi功能我们打长途电话(包括国际长途)、浏览网页、收发电子邮件、音乐下载、数码照片传递等，再无需担心速度慢和花费高的问题。Wi-FiWi-Fi技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。
掌上设备
无线网络在掌上设备上应用越来越广泛，而智能手机就是其中一份子。与早前应用于手机上的蓝牙技术不同，Wi-Fi具有更大的覆盖范围和更高的传输速率，因此Wi-Fi手机成为了2010年移动通信业界的时尚潮流。
日常休闲
2010年无线网络的覆盖范围在国内越来越广泛，高级宾馆、豪华住宅区、飞机场以及咖啡厅之类的区域都有Wi-Fi接口。当我们去旅游、办公时，就可以在这些场所使用我们的掌上设备尽情网上冲浪了。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持Wi-Fi的笔记本电脑或PDA或手机或psp或ipodtouch等拿到该区域内，即可高速接入因特网。
在家也可以买无线路由器设置局域网然后就可以痛痛快快的无线上网了。
无线网络和3G技术的区别就是3G在高速移动时传输质量较好，但静态的时候用Wi-Fi上网足够了。
无线网络的规模商业化应用，在世界范围内罕见成功先例。问题集中在两个方面：一是大型运营商对这一模式的不认可;二是本身缺乏有效的商业模式。但基于无线网络技术的无线局域网已经日趋普及，这意味将来可以十分方便的应用。一旦存在Wi-Fi网络的公众场合，解决了运营商的互联互通、高收费、漫游性的问题，Wi-Fi将来从一个成功的技术转化为成功的商业。
客运列车
2014年11月28日14时20分，中国首列开通WiFi服务的客运列车——广州至香港九龙T809次直通车从广州东站出发，标志中国铁路开始WiFi(无线网络)时代。
列车WiFi开通后，不仅可观看车厢内部局域网的高清影院、玩社区游戏，还能直达外网，刷微博、发邮件，以10-50兆的带宽速度与世界联通。
公共厕所
公厕免费WIFI
重庆南岸区2016年将修建20座带有免费WIFI功能的公厕 。
无线WiFi的产生背景
无线网络是IEEE定义的无线网技术，在1999年IEEE官方定义802.11标准的时候，IEEE选择并认定了CSIRO发明的无线网技术是世界上最好的无线网技术，因此CSIRO的无线网技术标准，就成为了2010年Wi-Fi的核心技术标准。
无线网络技术由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利。(US Patent Number 5,487,069)发明人是悉尼大学工程系毕业生Dr John O'Sullivan领导的一群由悉尼大学工程系毕业生组成的研究小组 。IEEE曾请求澳洲政府放弃其无线网络专利，让世界免费使用Wi-Fi技术，但遭到拒绝。澳洲政府随后在美国通过官司胜诉或庭外和解，收取了世界上几乎所有电器电信公司(包括苹果、英特尔、联想、戴尔、AT&T、索尼、东芝、微软、宏碁、华硕，等等)的专利使用费。2010年我们每购买一台含有Wi-Fi技术的电子设备的时候，我们所付的价钱就包含了交给澳洲政府的Wi-Fi专利使用费。
2010年全球每天估计会有30亿台电子设备使用无线网络技术，而到2013年底CSIRO的无线网专利过期之后，这个数字预计会增加到50亿。
无线网络被澳洲媒体誉为澳洲有史以来最重要的科技发明，其发明人John O'Sullivan被澳洲媒体称为”Wi-Fi之父“并获得了澳洲的国家最高科学奖和全世界的众多赞誉，其中包括欧盟机构，欧洲专利局，European Patent Office(EPO)颁发的European Inventor Award 2012，即2012年欧洲发明者大奖。
无线WiFi的组成结构
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称，一般翻译为“无线访问接入点”，或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用，Wi-Fi更显优势，有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后，连接到一个AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。
硬件设备
随着无线网络的不断兴起和发展，2010年无线网络模块的应用领域相当广泛!
但是Wi-Fi模块毕竟是一高频性质的产品，它不象普通的消费类电子产品，生产设计的时候会有一些莫名其妙的现象和问题，让一些没有高频设计经验的工程师费劲心思，有相关经验的从业人员，往往也是需要借助昂贵的设备来协助分析。
对于无线网络部分的处理，有直接把Wi-Fi部分Layout到PCB主板上去的设计，这种设计，需要勇气和技术，因为本身模块的价格不高，主板对应的产品价格不菲，当有Wi-Fi部分产生的问题，调试更换比较麻烦，直接报废可惜;所以很多设计都愿意采用模块化的Wi-Fi部分，这样可以直接让Wi-Fi部分模块化，处理起来方便，而且模块可以直接拆卸，对于产品的设计风险和具体的耗损也有很大帮助。
具体的硬件设计应该和相关Wi-Fi模块咨询时,要考虑清楚以下方面：
通信接口方面：2010年基本是采用USB接口形式，PCIE和SDIO的也有少部分，PCIE的市场份额应该不大，多合一的价格昂贵，而且实用性不强，集成的很多功能都不会使用，其实也是一种浪费。
供电方面：多数是用5V直接供电，有的也会利用主板设计中的电源共享，直接采用3.3V供电。
天线的处理形式：可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线;也可以通过I-PEX接头，连接天线延长线，然后让天线外置。
规格尺寸方面：这个可以根据具体的设计要求，最小的有nano型号(可以直接做nano无线网卡);有可以做到迷你型的12*12左右(通常是外置天线方式采用);通常是25*12左右的设计多点(基本是板载天线和陶瓷天线多，也有外置天线接头)。
跟主板连接的形式:可以直接SMT,也可以通过2.54的排针来做插件连接(这种组装/维修方便)。
软件的调试要结合具体的方案主控，毕竟Wi-Fi部分仅仅是一个无线的收发而已。很多用户在咨询的时候，很容易混淆!可以说，2013年Wi-Fi模块应用最火爆的领域就是MID市场，同时传统的一些网络领域应用市场也有渗透，比如一些工业控制领域/网络播放领域/甚至一些遥控领域也有在考虑的，基本上是能用到网络的部分都希望尝试无线化!
无线WiFi的网络协议
一个Wi-Fi联接点网络成员和结构站点(Station)，网络最基本的组成部分。
基本服务单元(Basic Service Set,BSS)是网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态地联结(Associate)到基本服务单元中。
分配系统(Distribution System,DS)。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium)逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介，例如同一个无线频段。
接入点(Access Point,AP)。接入点既有普通站点的身份，又有接入到分配系统的功能。
扩展服务单元(Extended Service Set,ESS)。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上，并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。
关口(Portal)，也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。
这儿有3种媒介，站点使用的无线的媒介，分配系统使用的媒介，以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。
IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统，只是定义了分配系统应该提供的服务(Service)。整个无线局域网定义了9种服务，5种服务属于分配系统的任务，分别为，联接(Association)，结束联接(Diassociation)，分配(Distribution)，集成(Integration)，再联接(Reassociation)。
4种服务属于站点的任务，分别为，鉴权(Authentication)，结束鉴权(Deauthentication)，隐私(Privacy)， MAC数据传输(MSDU delivery)。
无线WiFi的认证种类
前Wi-Fi联盟所公布的认证种类有：
*WPA/WPA2：WPA/WPA2是基于IEEE802.11a、802.11b、802.11g的单模、双模或双频的产品所建立的测试程序。内容包含通讯协定的验证、无线网络安全性机制的验证，以及网络传输表现与相容性测试。
*WMM(Wi-Fi MultiMedia)：当影音多媒体透过无线网络的传递时，要如何验证其带宽保证的机制是否正常运作在不同的无线网络装置及不同的安全性设定上是WMM测试的目的。
* WMM Power Save：在影音多媒体透过无线网络的传递时，如何透过管理无线网络装置的待命时间来延长电池寿命，并且不影响其功能性，可以透过WMM Power Save的测试来验证。
*WPS(Wi-Fi Protected Setup)：这是一个2007年年初才发布的认证，目的是让消费者可以透过更简单的方式来设定无线网络装置，并且保证有一定的安全性。当前WPS允许透过Pin Input Config(PIN)、Push Button Config(PBC)、USB Flash Drive Config(UFD)以及Near Field Communication 、Contactless Token Config(NFC)的方式来设定无线网络装置。
*ASD(Application Specific Device)：这是针对除了无线网络存取点(Access Point)及站台(Station)之外其他有特殊应用的无线网络装置，例如DVD播放器、投影机、打印机等等。
*CWG(Converged Wireless Group)：主要是针对Wi-Fi mobile converged devices 的RF 部分测量的测试程序。
无线WiFi的发展前景
融合3G
从覆盖范围、传输速率、基本业务类别、可移动速率、前向扩展、演进走向等多方面综合分析，3G与WLAN是一种可以扬长避短的互补关系。
对于GPRS、CDMA1x、1xRTT、EV-DO、EV-DV等技术而言，上下链路数据业务的对称性是Wi-Fi的一个明显优势。对于3G室内的2Mbit数据速率，Wi-Fi也具有绝对的优势，它当前采用的是802.11b标准，理论数据速率可达11Mbit，实际的物理层数据速率支持1、2、5.5、11Mbit可调，覆盖范围从100-300m。随着802.11g/a、802.16e、802.11i、WiMAX等技术、协议标准的制定和完善，加上Wi-Fi联盟对市场快速的反应能力，Wi-Fi正在进入一个快速发展的阶段。其中，作为802.11b发展的后继标准802.16(WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作性)，已经在2003年1月正式获得批准，虽然它采用了与802.11b不同的频段(10-66GHz)，但是作为一项无线城域网(WMAN)技术，它可以和802.11b/g/a无线接入热点互为补充，构筑一个完全覆盖城域的宽带无线技术。Wi-Fi/WiMAX作为Cable和DSL的无线扩展技术，它的移动性与灵活性为移动用户提供了真正的无线宽带接入服务，实现了对传统宽带接入技术的带宽特性和QoS服务质量的延伸。
对于Wi-Fi技术而言，漫游、切换、安全、干扰等方面都是运营商组网时需考虑的重点。随着骨干传输网容量和传输速率的提高，无论采用平面或者两层的架构都不会影响到用户的宽带快速接入;随着IAPP以及MobileIP技术的完善、IPv6的发展也可以最终解决漫游和切换的问题;802.11i标准的产生将提供更多的包括WPA2、多媒体认证等安全策略;不断成熟的组网方案和干扰预检测机制都可以减少频率资源开发带来的干扰。
Wi-Fi/WiMAX的市场目标是成为宽带无线接入城域网技术，基本目标是要提供一种城域网领域点对多点的多厂商环境下可有效地互操作的宽带无线接入手段，以实现满足3G标准的以无线广域网WWAN为基本模式、以公众语音及多媒体数据为内容、在全球范围内漫游的个人手机终端的基本市场定位。Wi-Fi/WiMAX也可以作为3G无线广域/城域、多点基站互联支持手段的补充。
Wi-Fi/WiMAX的发展方向包括：网络技术，覆盖更大的范围，从热点到热区到整个城市;Wi-Fi手持终端和VoWLAN业务必然成为潜在的应用模式;基于IP的Wi-Fi/WiMAX的交换技术和开放的业务平台，将使WLAN网络更智能、更易管理;基于多层次的安全策略(WEP、WPA、WPA2、AES、等)提供不同等级的安全方案，将使企业、个人用户可以根据不同的性价比来选择满足自己需要的安全策略。
1.基于全IP的网络架构
不管是商用的还是正在试验的(CDMA2000/WCDMAR99/R4/TD-SCDMA)3G标准都不是基于全IP的网络，比如CDMA2000是基于ANSI-41;WCDMA99/TD-SCDMA是基于传统的GSM-MAP、R4软交换的承载和控制分离方式，而直到R5引入了IMS才实现全IP的核心网。显然全IP的核心网络也是3G发展的方向，采用基于全IP的核心网不但可以与无线接入方式独立地发展，还可以支持包括Wi-Fi/WiMAX、WCDMA、Bluetooth等多种无线接入方式。在3G的R6中已经开始把WLAN和3G一同考虑了。
2.共用开放的业务平台和运营支撑系统
Wi-Fi/WiMAX和3G不同的承载特性(吞吐量、延时、QoS、对称性等)为用户享受语音、数据、多媒体业务提供更多的接入方式选择;它们可通过共用开放的业务平台融合不同的业务引擎实现网络间互通;根据网络服务区内的性能，用户可以手工或者自动选择接入那个网络;同时支持WLAN和3G网络的运营支撑系统，可以对双网实现统一的运营管理、计费、甚至用户身份认证，最大限度降低网络建设、维护成本。
㈣ 无线局域网 技术介绍
分类: 电脑/网络
解析:
一般来讲，凡是采用无线传输媒体的高羡带计算机局域网都可称为无线局域网。
随着计算机技术和网络技术的蓬勃发展，网络在各行各业的应用越来越广。有线网络以其传输速度高，产品的品牌及数量众多和技术发展速度快等优点，在市场上有着的知名度和市场份额。然而，随着无线网络在技术上的成熟，产品种类的不断增加和产品成本下降，未来几年，无线网在全世界将有较大的发展。无线局域网应用越来越多，它将扩展有线局域网或在某些情况下取而代之。可以预期，在未来信息无所不在的时代，无线网将依靠其无法比拟的灵活性，可移动性和极强的可扩容性，使人们真正享受到简单、方便、快捷的连接。
下面从传输方式、网络拓扑、网络接口及对移动计算的支持这四个方面来描述无线局域网的特点。
一、传输方式
传输方式涉及无线局域网采用的传输媒体、选择的频段及调制方式。目前无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即微波与红外线。在采用微波做为传输媒体的无线局域网依调制方式不同，又可分为扩展频谱方式与窄带调制方式。
1、扩展频谱方式
在扩展频谱方式中，数据基带信号的频谱被扩展至几倍～几十倍再被搬移至射频发射出去。这一做法虽然牺牲了频带带宽，却提高了通信系统的抗干扰能力和安全性。由于单位频带内的功率降低，对其它电子设备的干扰也减小了。采用扩展频谱方式的无线局域网一般选择所谓的ISM频段，这里ISM分别取自Instrial、Scientific及Medical的第一个字母。许多工业、科研和医疗设备辐射的能量集中于该频段。欧美日等国家的无线管理派败机构分别设置了各自的ISM频段。例如美国的ISM频段由902MHZ～928MHZ，2.4~2.484GHz, 5.725~5.850GHz三个频段组成。如果发射功率及带外辐射满足美国联邦通信委员会（FCC）的要求，则无需向FCC提出专门的申请即可使用这些ISM频段。
2、窄带调制方式
在窄带调制方式中，数据基带信号的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去。与扩展频谱方式相比，窄带调制方式占用频带少，频带利用率高。采用窄带调制方式的无线局域网一般选用专用频段，需要经过国家无线电管理部门的许可方可使用。当然，也可选用ISM频段，这样可免去向无线电管理委员会申请。但带来的问题是，当临近的仪器设备或通信设备也在使用这一频段时，会严重影响通信质量，通信的可靠性无法得到保障。
3、红外线方式
基于红外线的传输技术最近几年有了很大发展。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的红外线传输技术。做为无线局域网的传输方式，红外线方式的最大优点是这种传输方式不受无线电干扰，且红外线的使用不受国家无线管理委员会的限制。然而，红外线对非透明物体的透过性极差，这导致传输距离受限制。
二、网络拓扑
无线局域网的拓扑机构可归结为两类：无中心或叫对等式（PEER TO PEER）拓扑和有中心（HUB－BASED）拓扑。
1、无中心拓扑
无中心拓扑的网络要求网中任意两个站点均可直接通信。采用这种拓扑结构的网络一般使用公用广播信道，个站点都可竞争公用信道，而信道接入控制（MAC）协议大多采用CSMA（载波监测多址接入）类型的多址接入协议。这种结构的优点是网络抗毁性好、建网容易、且费用较低。但当网中用户数（站点数）过多时，信道竞争成为限制网络性能的要害。并且为了满足任意两个站点可直接通信，为了中站点布局受环境限制较大。因此这种为了拓扑结构适用于用户数相对较少的工作群为了规模。
2、有中心拓扑
在有中心拓扑结构中，要求一个无线站点充当中心站，所有站点对网络的访问均由其控制。这样，当网络业务量增大时网络吞吐性能及网络时延性能的恶化并不据烈。由于每个站点只需在中心站覆盖范围内就可与其它站点通信，故网络中心点布局受环境限制亦小。此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。有中心网络拓扑结构的弱点是抗毁性差，中心站点的故障容易导致整个网络瘫痪，并且中心站点的引入增加了网络成本。
在实际应用中，无线局域网往往与有线主干网络结合起来使用。这时，中心站点戚芦充当无线局域网与有线主干网的转接器。
三、网络接口
这涉及无线局域网中站点从哪一层接入网络系统。一般来讲，网络接口可以选择在OSI参考模型的物理层或数据链路层。所谓物理层接口指使用无线信道替代通常的有线信道，而物理层以上各层不变。这样做的最大优点是上层的网络操作系统及相应的驱动程序可不做任何修改。这种接口方式在使用时一般做为有线局域网的集线器和无线转发器以实现有线局域网间互联或扩大有线局域网的覆盖范围。
另一种接口方法是从数据链路层接入网络。这种接口方法并不沿用有线局域网的MAC协议，而采用更合适无线传输环境的MAC协议。在实时，MAC层及其以下层对上层是透明的，配置相应的驱动程序来完成与上层的接口，这样可保证现有的有线局域网操作系统或应用软件可在无线局域网上正常运行。目前，大部分无线局域网厂商都采用数据链路层接口方法。
四、对移动计算网络的支持
在无线局域网发展的初期阶段，无线局域网的最大特征是用无线媒体替代缆线，这样可省去布线，网络安装简便。随着笔记本型、膝上型、掌上型电脑个人数字助手（PDA）、以及便携式终端等的普及应用，支持移动计算网络的无线局域网就显得尤为重要。
从移动通信的观点来讲，移动计算网络应提供以下几个功能
：小区内的站点可移动，同一小区内的站点可直接或经AP间接通信；不同小区内站点可经过网络接入点AP及主干网进行通信；当某一站点由一个小区移动至另一个小区时，通过越区切换协议或算法，该站点被切换至新的小区。在新的小区中该站点仍和在以前小区时一样保持与外界的连接；小区中的站点可通过主干网上的路由器访问公共网或被公共网访问。
五、无线局域网的应用环境
根据无线局域网的特点，其应用可分为两类：一类作为半移动网络应用，一类作为全移动网络应用。
在半移动应用环境下，又可分为室内应用和室外应用。在室内应用下，无线局域网作为有线局域网的补充，与有线局域网并存。由于无线局域网的价格比有线局域网高，故在室内环境下，无线局域网在以下应用情况可发挥其无线特长：大型办公室、车间； 超级市场、智能仓库； 临时办公室、会议室； 证券市场等。
在难于布线的室外环境下，无线局域网可充分发挥其高速率、组网灵活之优点。尤其在公共通信网不发达的状态下，无线局域网可作为区域网（覆盖范围几十公里）使用。下面列出几种应用情况：城市建筑群间通信； 学校校园网络；工矿企业厂区自动化控制与管理网络； 银行、金融证券城区网络； 城市交通信息网络； 矿山、水利、油田等区域网络； 港口、码头、江河湖坝区网络； 野外勘测、实验等流动网络； 军事、公安流动网络等。
无线局域网与有线主干网构成移动计算网络。这种网络传输速率高、覆盖面大，是一种可传输多媒体信息的个人通信网络。这是无线局域网的发展方向。
㈤ 什么是无线网络什么工作原理
也是使用tcp/ip协议通信传输网络，和有线网大同小异，只是传输介质不同，有线使用铜线介质传输，无线使用无线电波传输，这样无线电有频率和波段，大多数咱们使用的无线路由器WiFi都是2.4G或5G 波段的信号传输。
与有线传输相比，无线传输具有许多优点。或许最重要的是，它更灵活。无线信号可以从一个发射器发出到许多接收器而不需要电缆。所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的，电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。
在无线通信中频谱包括了9khz到300000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线，然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。
信号通过空气传播，直到它到达目标位置为止。在目标位置，另一个天线接收信号，一个接收器将它转换回电流。接收和发送信号都需要天线，天线分为全向天线和定向天线。在信号的传播中由于反射、衍射和散射的影响，无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地，形成多径信号。
无线通信原理——基本原理
无线通信是利用电波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。简单讲，无线通信是仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式。
1，无线频谱
所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的，电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。声音和光是电磁波得两个例子。无线频谱(也就是说，用于广播、蜂窝电话以及卫星传输的波)中的波是不可见也不可听的——至少在接收器进行解码之前是这样的。
“无线频谱”是用于远程通信的电磁波连续体，这些波具有不同的频率和波长。无线频谱包括了9khz到300 000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。例如，AM广播涉及无线通信波谱的低端频率，使用535到1605khz之间的频率。
当然，通过空气传播的信号不一定会保留在一个国家内。因此，全世界的国家就无线远程通信标准达成协议是非常重要的。ITU就是管理机构，它确定了国际无线服务的标准，包括频率分配、无线电设备使用的信号传输和协议、无线传输及接收设备、卫星轨道等。如果政府和公司不遵守ITU标准，那么在制造无线设备的国家之外就可能无法使用它们。
2，无线传输的特征
虽然有线信号和无线信号具有许多相似之处——例如，包括协议和编码的使用——但是空气的本质使得无线传输与有线传输有很大的不同。
正如有线信号一样，无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线，然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播，直到它到达目标位置为止。在目标位置，另一个天线接收信号，一个接收器将它转换回电流。
3，天线
每一种无线服务都需要专门设计的天线。服务的规范决定了天线的功率输出、频率及辐射图。
无线信号传输中的一个重要考虑是天线可以将信号传输的距离，同时还使信号能够足够强，能够被接收机清晰地解释。无线传输的一个简单原则是，较强的信号将传输的比较弱的信号更远。
正确的天线位置对于确保无线系统的最佳性能也是非常重要的。用于远程信号传输的天线经常都安装在塔上或者高层的顶部。从高处发射信号确保了更少的障碍和更好的信号接收。
4，信号传播
在理想情况下，无线信号直接在从发射器到预期接收器的一条直线中传播。这种传播被称为“视线”(Line Of Sight,LOS)，它使用很少的能量，并且可以接收到非常清晰的信号。不过，因为空气是无制导介质，而发射器与接收器之间的路径并不是很清晰，所以无线信号通常不会沿着一条直线传播。当一个障碍物挡住了信号的路线时，信号可能会绕过该物体、被该物体吸收，也可能发生以下任何一种现象：发射、衍射或者散射。物体的几何形状决定了将发生这三种现象中的那一种。
(1)反射、衍射和散射
无线信号传输中的“反射”与其他电磁波(如光或声音)的反射没有什么不同。波遇到一个障碍物并反射——或者弹回——到其来源。对于尺寸大于信号平均波长的物体，无线信号将会弹回。例如，考虑一下微波炉。因为微波的平均波长小于1毫米，所以一旦发出微波，它们就会在微波炉的内壁(通常至少有15cm长)上反射。究竟哪些物体会导致无线信号反射取决于信号的波长。在无线LAN中，可能使用波长在1~10米之间的信号，因此这些物体包括墙壁、地板天花板及地面。
在“衍射”中，无线信号在遇到一个障碍物时将分解为次级波。次级波继续在它们分解的方向上传播。如果能够看到衍射的无线电信号，则会发现它们在障碍物周围弯曲。带有锐边的物体——包括墙壁和桌子的角——会导致衍射。
“散射”就是信号在许多不同方向上扩散或反射。散射发生在一个无线信号遇到尺寸比信号的波长更小的物体时。散射还与无线信号遇到的表面的粗糙度有关。表面也粗糙，信号在遇到该表面是就越容易散射。在户外，树木会路标都会导致移动电话信号的散射。
另外，环境状况(如雾、雨、雪)也可能导致反射、散射和衍射
(2)多路径信号
由于反射、衍射和散射的影响，无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地。这样的信号被称为“多路径信号”。多路径信号的产生并不取决于信号是如何发出的。它们可能从来源开始在许多方向上以相同的辐射强度，也可能从来源开始主要在一个方向上辐射。不过，一旦发出了信号，由于反射、衍射和散射的影响，它们就将沿着许多路径传播。
无线信号的多路径性质既是一个优点又是一个缺点。一方面，因为信号在障碍物上反射，所以它们更可能到达目的地。在办公楼这样的环境中，无线服务依赖于信号在墙壁、天花板、地板以及家具上的反射，这样最终才能到达目的地。
多路径信号传输的缺点是因为它的不同路径，多路径信号在发射器与接收器之间的不同距离上传播。因此，同一个信号的多个实例将在不同的时间到达接收器，导致衰落和延时。
5，固定和移动
每一种无线通信都属于以下两个类别之一：固定或移动。在“固定”无线系统中，发射器和接收器的位置是不变的。传输天线将它的能量直接对准接收器天线，因此，就有更多的能量用于该信号。对于必须跨越很长的距离或者复杂地形的情况，固定的无线连接比铺设电缆更经济。
不过，并非所有通信都适用固定无线。例如，移动用户不能使用要求他们保留在一个位置来接收一个信号的服务。相反，移动电话、寻呼、无线LAN以及 其它许多服务都在使用“移动”无线系统。在移动无线系统中，接收器可以位于发射器特定范围内部的任何地方。这就允许接收器从一个位置移动到另一个位置，同时还继续接受信号。
具体的数据传输原理是一样的：数据是0和1 任何复杂的数据都是通过0和1表达出来的 比如说 发送 您好 两个字 还原成最本质的数据就是一串0和1混在一起的数字 而0和1对于物理层来说 就是两种状态 所以理论上 任何能表示两种状态的物理现象并且可以传播的都可以用于传输数据 包括光 电 电磁波等等
比如说 可以用灯灭表示0 灯亮表示1 那我在远处对着你恍恍手电筒就完成了一次无线传输。
而对于日常用到的无线传输 采用的是电磁波的方式
电磁波的传输原理大概是：电流流过导体时 会对周围产生电磁波 而导体在电磁波环境中 会产生电流
这样 我这边用一根铁棍 两边接上电 然后控制铁棍中的电流 就会在空间中产生一定规律的电磁波 而对应的 另一方在我产生的电磁波的范围内 放另一根铁棍 这根铁棍里就会产生有规律的电流 这样就完成了物理层面上最基本的两种状态的表达 从而传输了数据。
㈥ 无线网络的概念是什么
所谓无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。
㈦ 5g无线网络覆盖仿真目的
覆盖效果。5g无线网络覆盖仿真目的是利拆烂渗用旅脊仿真工具，模拟实际网络覆盖效历亮果。5G网络（5GNetwork）是第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达20Gbps，合2.5GB每秒。
㈧ 求帮助，关于nrf24l01仿真的问题
就无线网络罩梁纤仿真的话，会有一些软件。就硬件开发这一块，目前还真没见过可以仿真无线的软件。你想想，如果你只是用单片机控制数码管或者电机，给相关的高低电平就行了。仿真软件中，烧入相关代码即物仿可。而无线以及传感器之类的器件，它是相互通信，或者是外部数据输入的，有些通信功能是独立于单片机之外的，并且和外部环境等条件相关，软件平台不能提供那样的环境，所有不能直接仿真。渣码
㈨ 急 急 急 求一篇关于《通信网络仿真研究》的论文
帮您下了两篇，希望对您有所帮助哦！祝您愉快！
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题目：基于无线传感器网络仿真平台的研究
一、引言
传感器网络（WSN）日新月异,各种网络方案和协议日趋复杂,网络规模日趋庞大,对网络研究人员而言,掌握网络仿真的重要性是不言而喻的。WSN仿真能够在一个可控制的环境里研究WSN应用,包括操作系统和网络协议栈,能够仿真数量众多的节点,能够观察由不可预测的干扰和噪声引起的难以琢磨的节点间的相互作用,获取节点间详细的细节,从而提高节点投放后的网络成功率,减少投放后的网络维护工作。目前无线传感器网络使用的仿真工具主要有NS2、TinyOS、OPNET、OMNET++等等。其中TinyOS是专门针对无线传感器网络的特点而研究开发的。
二、无线传感器网络仿真简介
在传感器网络中,单个传感器节点有两个很突出的特点。一个特点是它的并发性很密集;另一个特点是传感器节点模块化程度很高.上述这些特点使得无线传感器网络仿真需要解决可扩展性与仿真效率、分布与异步特性、动态性、综合仿真平台等等问题。
三、无线传感器网络常用仿真工具
无线传感器网络常用仿真工具有NS2、OPNET、OMNET++、TinyOS,下面我们简要介绍它们各自的性能和特点。
3.1 NS2
NS是一种可扩展、以配置和可编程的时间驱动的仿真工具,它是由REAL仿真器发展而来.在NS的设计中,使用C++和OTCL两种程序设计语言, C++是一种相对运行速度较快但是转换比较慢的语言,所以C++语言被用来实现网络协议, 编写NS底层的仿真引擎; OTCL是运行速度较慢,但可以快速转换的脚本语言,正好和C++互补,所以OTCL语言被用来配置仿真中各种参数,建立仿真的整体结构, OTCL的脚本通过调用引擎中各类属性、方法,定义网络的拓扑,配置源节点、目的节点建立链接,产生所有事件的时间表,运行并跟踪仿真结果,还可以对结果进行相应的统计处理或制图.NS可以提供有线网络、无线网络中链路层及其上层精确到数据包的一系列行为仿真。NS中的许多协议都和真实代码十分接近,其真实性和可靠性是非常高的。
3.2 OPNET
OPNET是在MIT研究成果的基础上由MIL3公司开发的网络仿真软件产品。 OPNET的主要特点包括以下几个方面:(1)采用面向对象的技术,对象的属性可以任意配置,每一对象属于相应行为和功能的类,可以通过定义新的类来满足不同的系统要求; (2)OPNET提供了各种通信网络和信息系统的处理构件和模块;(3) OPNET采用图形化界面建模,为使用者提供三层(网络层、节点层、进程层)建模机制来描述现实的系统;(4) OPNET在过程层次中使用有限状态机来对其它协议和过程进行建模,用户模型及OPNET内置模型将会自动生成C语言实现可执行的高效、高离散事件的模拟流程;(5) OPNET内建了很多性能分析器,它会自动采集模拟过程的结果数据;(6)OPNET几乎预定义了所有常用的业务模型,如均匀分布、泊松分布、欧兰分等。
3.3 OMNET++
OMNET++是面向对象的离散事件模拟工具,为基于进程式和事件驱动两种方式的仿真提供了支持。 OMNET++采用混合式的建模方式,同时使用了OMNET++特有的ned(Network Discription,网络描述)语言和C++进行建模。OMNET++主要由六个部分组成:仿真内核库、网络描述语言的编译器、图形化的网络编译器、仿真程序的图形化用户接口、仿真程序的命令行用户接口和图形化的向量输出工具。OMNET++的主要模型拓扑描述语言NED,采用它可以完成一个网络模型的描述。 网络描述包括下列组件:输入申明、信道定义、系统模块定义、简单模块和复合模块定义。使用NED描述网络,产生.NED文件,该文件不能直接被C++编译器使用,需要首先采用OMNET++提供的编译工具NEDC将.NED文件编译成.cpp文件。最后,使用C++编译器将这些文件与用户和自己设计的简单模块程序连接成可执行程序。
3.4 TinyOS
TinyOS是专门针对传感器研发出的操作系统。在TinyOS上编程序使用的语言为nesC(C language for network embedded systems) 语言。
nesC语言是由C语言扩展而来的,意在把组件化/模块化思想和TinyOS基于事件驱动的执行模型结合起来。 nesC 组件有Mole(模块)和Configuration（连接配置文件）两种。在模块中主要实现代码的编制,在连接配置文件中主要是将各个组件和模块连接起来成为一个整体。
TinyOS程序采用的是模块化设计,所以它的程序核心往往都很小,能够突破传感器存储资源少的限制,这能够让TinyOS很有效的运行在无线传感器网络上并去执行相应的管理工作等。TinyOS的特点主要体现在以下几个方面:
(1)组件化编程(Componented-Based Architecture)。TinyOS的组件通常可以分为以下三类:硬件抽象组件、合成组件、高层次的软件组件;硬件抽象组件将物理硬件映射到TinyOS组件模型.合成硬件组件模拟高级硬件的行为.高层次软件模块完成控制、路由以及数据传输等。}
(2)事件驱动模式(Event-Driven Architecture)。事件驱动分为硬件驱动和软件事件驱动。硬件事件驱动也就是由一个硬件发出中断,然后进入中断处理函数。而软件驱动则是通过singal关键字发出一个事件。
(3)任务和事件并发模式(Tasks And Events Concurrency Model)。任务用在对于时间要求不是很高的应用中,任务之间是平等的,即在执行时是按顺序先后来的,而不能相互抢占,TinyOS对任务是按简单的FIFO队列进行处理的。事件用在对于时间的要求很严格的应用中,而且它可以占先优于任务和其他事件执行。
(4)分段执行(Split-Phase Operations)。在TinyOS中由于tasks 之间不能互相占先执行,所以TinyOS没有提供任何阻塞操作,为了让一个耗时较长的操作尽快完成,一般来说都是将对这个操作的需求和这个操作的完成分开来实现,以便获得较高的执行效率。
(5) 轻量级线程(lightweight thread)。轻量级线程(task, 即TinyOS中的任务)按FIFO方式进行调度,轻量级线程之间不允许抢占;而硬件处理线程(在TinyOS中,称为硬件处理器),即中断处理线程可以打断用户的轻量级线程和低优先级的中断处理线程,对硬件中断进行快速处理响应。
(6) 主动通信消息(active message)。每一个消息都维护一个应用层和处理器。当目标节点收到这个消息后,就会把消息中的数据作为参数,并传递给应用层的处理器进行处理。应用层的处理器一般完成消息数据的解包操作、计算处理或发送响应消息等工作。
TinyOS操作系统中常用的仿真平台主要是TOSSIM和Avrora
（1）TOSSIM(TinyOS simulation)是一个支持基于TinyOS的应用在PC机上运行的模拟器.TOSSIM运行和传感器硬件相同的代码,仿真编译器能直接从TinyOS应用的组件表中编译生成仿真程序。
（2）Avrora是一种专门为Atmel和Mica2节点上以AVR单片机语言编写的程序提供仿真分析的工具。它的主要特点如下：1) 为AVR单片机提供了cycle accurate级的仿真,使静态程序可以准确的运行。它可以仿真片上(chip-on)设备驱动程序,并为片外(off-chip)程序提供了有规则的接口;2)可以添加监测代码来报告仿真程序运行的性能,或者可以在仿真结束后收集统计数据,并产生报告;3)提供了一套基本的监控器来剖析程序,这有助于分析程序的执行模式和资源使用等等;4)Avrora可以用gdb调试程序;5) Avrora可以为程序提供一个程序流图,通过这个流程图可以清楚的表示机器代码程序的结构和组织;6) Avrora中提供了分析能量消耗的工具,并且可以设置设备的带电大小;7) Avrora可以用来限制程序的最大堆栈空间,它会提供一些关于目前程序中的最大的堆栈结构,和一些关于空间和时间消耗的信息报告。
3.5性能比较
TinyOS 用行为建模,可以仿真跨层协议;仿真程序移植到节点上,不需要二次编码。
通过对上述几种仿真软件的分析比较,我们可以清楚的看到各个仿真软件的特点、适用范围,我们可以根据研究需要选择适合的仿真软件,使得我们的学习研究可以事半功倍。
结束语
网络仿真技术为通信网络规划和优化提供了一种科学高效的方法。网络仿真在国内是近几年才发展起来的,但在国外网络仿真技术已经相当成熟,我们应该大胆地借鉴国外先进技术,促进国内网络仿真技术迅速发展。
参考文献
【1】于海斌,曾鹏等.智能无线传感器网络.科学出版社,2006,p283～p303,
【2】石怀伟,李明生,王少华,网络仿真技术与OPNET应用实践,计算机系统应用2006.第3期
【3】李玥,吴辰文,基于OMNeT++地TCP/IP协议仿真,兰州交通大学学报(自然科学版),2005年8月
【4】袁红林,徐晨,章国安,TOSSIM:无线传感器网络仿真环境,传感器与仪表仪器 ,2006年第22卷第7-1期
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集群虚拟服务器的仿真建模研究
来源：电子技术应用 作者：杨建华 金笛 李烨 宁宇
摘要：阐述了集群虚拟服务器的工作原理和三种负载均衡方式，通过实例讨论了虚拟服务器的仿真和建模方法，创建了测试和仿真系统性能的输入和系统模型，并依据Q—Q图和累积分布函数校验了其概率分布。
关键词：集群虚拟服务器负载均衡仿真建模概率分布
随着互联网访问量和数据流量的快速增长，新的应用层出不穷。尽管Intemel服务器处理能力和计算强度相应增大，但业务量的发展超出了先前的估计，以至过去按最优配置建设的服务器系统也无法承担。在此情况下，如果放弃现有设备单纯将硬件升级，会造成现有资源的浪费。因此，当前和未来的网络服务不仅要提供更丰富的内容、更好的交互性、更高的安全性，还要能承受更高的访问量，这就需要网络服务具有更高性能、更大可用性、良好可扩展性和卓越的性价比。于是，集群虚拟服务器技术和负载均衡机制应运而生。
集群虚拟服务器可以将一些真实服务器集中在一起，组成一个可扩展、高可用性和高可靠性的统一体。负载均衡建立在现有网络结构之上，提供了一种廉价、有效和透明的方法建立服务器集群系统，扩展网络设备和服务器的带宽，增加吞吐量，加强网络数据处理能力。提高网络的灵活性和可用性。使用负载均衡机制．大量的并发访问或数据流量就可以分配到多台节点设备上分别处理。系统处理能力得到大幅度提高，大大减少用户等待应答的时间。
实际应用中，虚拟服务器包含的真实服务器越多，整体服务器的性能指标(如应答延迟、吞吐率等)越高，但价格也越高。在集群中通道或其他部分也可能会进入饱和状态。因此，有必要根据实际应用设计虚拟服务器的仿真模型，依据实际系统的测量数据确定随机变量的概率分布类型和参数，通过分位点一分位点图即Q-Q图(Quaantile-Quantile Plot)和累积分布函数(Cumulative Distribution Functions)等方法校验应答或传播延迟等性能指标的概率分布，通过仿真软件和工具(如Automod)事先分析服务器的运行状态和性能特点，使得集群系统的整体性能稳定，提高虚拟服务器设计的客观性和设计的可靠性，降低服务器建设的投资风险。
1 集群虚拟服务器的体系结构
一般而言，首先需要在集群虚拟服务器上建立互联网协议伪装(Internet Protocol Masquerading)机制，即IP伪装，接下来创立IP端口转发机制，然后给出在真实服务器上的相关设置。图1为集群虚拟服务器的通用体系结构。集群虚拟服务器通常包括：真实服务器(RealServers)和负载均衡器(Load Balmlcer)。
由于虚拟服务器的网络地址转换方式是基于IP伪装的，因此对后台真实服务器的操作系统没有特别要求，可以是windows操作系统，也可以是Lmux或其他操作系统。
负载均衡器是服务器集群系统的惟一入口点。当客户请求到达时，均衡器会根据真实服务器负载情况和设定的调度算法从真实服务器中选出一个服务器，再将该请求转发到选出的服务器，并记录该调度。当这个请求的其他报文到达后，该报文也会被转发到前面已经选出的服务器。因为所有的操作都在操作系统核心空间中完成，调度开销很小，所以负载均衡器具有很高的吞吐率。整个服务器集群的结构对客户是透明的，客户看到的是单一的虚拟服务器。
负载均衡集群的实现方案有多种，其中一种是Linux虚拟服务器LVS(Linux Virtual Server)方案。LVS实现负载均衡的技术有三种：网络地址转换(Network Address Translation)、直接路由(Direct Routing)和IP隧道(IP Yunneling)。
网络地址转换按照IETF标准，允许一个整体机构以一个公用IP地址出现在Inlemet上。通过网络地址转换，负载均衡器重写请求报文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的应答报文通过均衡器时，报文的源地址被重写，把内部私有网络地址翻译成合法网络IP地址，再返回给客户，完成整个负载调度过程。
直接路由的应答连接调度和管理与网络地址转换的调度和管理相同，但它的报文是直接转发给真实服务器。在直接路由应答中，均衡器不修改、也不封装IP报文．而是将数据帧的媒体接入控制MAC(Medium Aceess Control)地址改为选出服务器的MAC地址，再将修改后的数据帧在局域网上发送。因为数据帧的MAC地址是选出的服务器，所以服务器肯定可以收到该数据帧，从中获得该IP报文。当服务器发现报文的目标地址在本地的网络设备时，服务器处理该报文，然后根据路由表应答报文，直接返回给客户。
IP隧道是将一个IP报文封装在另一个IP报文中的技术。该技术可以使目标为某个口地址的数据报文被封装和转发到另一个IP地址。用户利用IP隧道技术将请求报文封装转发给后端服务器，应答报文能从后端服务器直接返回给客户。这样做，负载均衡器只负责调度请求，而应答直接返回给客户，不需要再处理应答包，将极大地提高整个集群系统的吞吐量并有效降低负载均衡器的负载。IP隧道技术要求所有的服务器必须支持IP Yunnehng或lP.封装(Encapsulation)协议。
2 集群虚拟服务器报文延迟的确定
通过一个装有5台真实服务器并使用网络地址转换技术实现Linux虚拟服务器的实际系统，可以得到有关请求和应答报文的时戳(Time Stamp)文件n根据这些文件．能够计算出集群虚拟服务器的仿真和建模所需数据。
为了确定随机变量分布类型和参数，应该统计下列延迟：(1)从客户到负载均衡器的传播延迟(Transport Delay)；(2)负载均衡器的应答延迟(Response Delay)；(3)从负载均衡器到真实服务器的传播延迟；(4)真实服务器的应答延迟；(5)从真实服务器到负载均衡器的传播延迟；f61负载均衡器对真实服务器的应答延迟；(7)从负载均衡器到客户的传播延迟。
在实际系统产生的时戳文件中，问接地描述了上述各延迟时间。文件包含的内容如下：
当一个服务请求到达集群虚拟服务器系统时，即产生带有惟一序列号的同步请求报文(Synchronized Request Package)，将该报文转发到某一真实服务器，同时建立该服务器与客户端的连接，每个这样的连接都带有惟一的端口号；该服务器处理通过该连接的确认请求报文(Acknowledgement Request Package)，直到服务器收到结束请求报文(Finished Request Package)。对每一种类型的请求报文，系统都给予一个相应的应答报文。因此，在不同的报文时戳文件中，如果两条记录具有相同的端口号、报文类型和序列号，则它们是同一个请求或应答报文，对相关的时戳相减即可得到集群虚拟服务器系统的仿真和建模所需的延迟数据。通过所编写的C++程序即可计算这些延迟。
3 系统仿真模型
上述的集群虚拟服务器实际系统的仿真模型如图2所示，在负载均衡器、各通道、5台真实服务器中通过或处理的均为请求或应答报文。
4 随机变量模型的确定
对具有随机变量的集群虚拟服务器进行仿真，必须确定其随机变量的概率分布，以便在仿真模型中对这些分布进行取样，得到所需的随机变量。
4.1 实际虚拟服务器的延迟数据概况
在实际虚拟服务器的负载均衡器、各通道和5台真实服务器中，对请求和应答报文都有一定的延迟。部分报文延迟的统计数据如表1所示。
由表l中的数据可见，报文延迟的中位数与均值差异较大，所以其概率分布不对称；变异系数不等于l，导致概率分布不会是指数分布，而可能是γ分布或其他分布。
4．2 随机变量的概率分布
图3为第一台真实服务器到负载均衡器之间的通道报文传播延迟直方图，其中t为报文延迟时间，h(t)为报文延迟区间数。由图3可知，通道内的报文传播延迟数据近似服从γ分布或对数正态分布。
描述γ分布需要两个参数：形状(Shape)参数α和比例(Scahj)参数口，这两个参数与均值M、方差V之间的关系是非线性的：
描述对数正态分布也需要形状参数σ和比例参数μ，这两个参数与均值M、方差V之问的关系也是非线性的：
式(1)～(4)都可以通过最大似然估计MLE(Maximum Likelihood Estimator)方法或最速下降法(Steepest Descent Method)求出。表2给出了甩这两种方法求出的从第一台真实服务器到负载均衡器之间通道内的报文延迟概率分布参数。
使用累积分布函数和Q-Q图可以校验并进一步确定上述通道内报文传播延迟的概率分布。取用表2中的参数，可以得到γ分布的累积分布函数，如图4所示，其中t为报文延迟时间，F(t)为报文延迟的累积分布函数。为作比较，实验分布也画在该图中。γ分布和对数正态分布的Q-Q图如图5所示。
由图4和图5可以看出，γ分布较好地拟合了该通道内的报文传播延迟数据分布。其他通道报文延迟直方图也有类似形状。经计算和分析，这些通道的报文传播延迟概率分布也近似服从γ分布。
根据表1中的数据以及相关的直方图都难以确定在负载均衡器和真实服务器中报文延迟的理论分布。因此，采用实验分布作为其模型。
5 模型仿真
在建立了图1所示的集群虚拟服务器的系统仿真模型并确定了其随机变量的分布特性后，可以采用由美国布鲁克斯自动化公司(Brooks Automation)开发的仿真软件Automod输入该模型，并通过在Automod环境中编程进行集群虚拟服务器的仿真和分析。
在Automod的仿真过程中，可以直接利用软件提供的资源(Resource)作为各种报文数据处理的单元；系统各部分的报文排队活动可以直接通过排队(Queue)实现；建立一个负载产生器，等效为在Inlemtet上使用虚拟服务器的客户。
通过采用Automod的属性变量(Attribute Variable)可以解决负载均衡器的双方向报文处理功能的问题。负载均衡器使用轮转调度算法(Round Robin Scheling)，即假设所有真实服务器的处理性能均相同，依次将请求调度到不同的服务器。
验证仿真模型可以分别在实际虚拟服务器系统和Automod的仿真模型中从以下两方面进行对比：(1)在负载均衡器、各个真实服务器和通道中排队的应答或传播报文数量；(2)真实服务器及负载均衡器的cPU利用率。例如，当使用实际的应答或传播报文延迟数据时，在Automod的仿真模型中，如果设置一个较低的资源量，则在仿真过程中就会发现大部分的负载都被堵在真实服务器的排队中，即真实服务器处理报文的能力过低，无法与实际系统的状况相比；如果设置一个较高的资源量，则意味着服务器的并行处理能力增加，真实服务器的利用率提高，负载就很少或不会滞留在真实服务器的排队中。因此，在Automod中可以根据实际情况调整仿真模型的资源量大小。
如果在Automod中增加负载产生器的负载产生率，就等效为用户访问量增加，通过观察排队中的负载滞留比例，就可以发现系统的最大处理报文的能力以及系统各部分应答报文可能出现瓶颈之处。例如，将负载产生率增加一倍，虽然系统仍然可以处理所有的报文，但各台真实服务器的平均利用率将达80％左右。显然，这时系统应答报文的“瓶颈”为真实服务器，有必要在系统中增添一台新的真实服务器。
通过一个包括5台真实服务器的实际虚拟服务器系统。收集并计算了仿真和建模的样板数据。依据系统报文延迟的中位数、均值、变异系数和直方图等，确定了系统随机变量的概率分布；采用最大似然估计方法和最速下降法，得到了通道概率分布的具体参数；根据Q-Q图和累积分布函数进一步校验并最终确定通道的概率分布形式。使用Automod软件进行了仿真建模和编程，借助仿真结果可以发现虚拟服务器的最大处理能力和可能的“瓶颈”之处。通过及时定位系统“瓶颈”，可以有的放矢地进一步研究和改进系统，有效提高系统性能。所采用的仿真方法也可以用于其他领域的仿真建模或分析中。
在仿真模型中，负载均衡方式和调度算法还需要进一步增加，以便于比较不同的虚拟服务器系统。样本数据也需要进一步扩充，以避免报文延迟的自相关性。
㈩ 无线传感器网络中常用的网络仿真软件平台有
无线传感器网络中常用的网络仿真软件平台有OPNET、OMNET++、NS2、TOSSIM等。OPNET是一个强大的、面向对象的、离散事件驱动的通用网络仿真环境。作为一个全面的集成升差开发环境，在无线传输方面的建模能力涉及仿真研究的各阶段，包括模型设计、仿真、数据搜集和数据分析，所有的无线特性与高层协议模型无缝连接。TinyOS是一种面向WSN的新型操作系统。TinyOS采用了轻量级线程技术、主动消息通信技术、组件化编程技术，它是一个基于事件驱动的深度嵌入式操作系统。TOSSIM是一种基于嵌入式TinyOS操作系统的WSN节点仿真环境的实现代表，源码公开，主要应用于MICA系列的WSN节点。其仿真应用随同TinyOS被编译进事件驱动的模拟仿真器。者哪OMNET++是一种开源的基于组件的模块化的开放网络仿真平台，近年来在科学和工业领域逐渐流行。作为离首笑码散事件仿真器，其具备强大完善的图形界面接口和可嵌入式仿真内核，运行于多个操作系统平台，可以简便定义网络拓扑结构，具备编程、调试和跟踪支持等功能，主要用于通信网络和分布式系统的仿真。