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现如今无线网络安全技术

发布时间:2023-07-09 11:45:24

‘壹’ wlan无线局域网安全常用技术有哪些

有多种无线局域网的安全技术,以下列举部分:
物理地址(
MAC
)过滤、服务区标识符(SSID)匹配、有线对等保密(WEP)、端口访问控制技术(IEEE802.1x)、WPA
(Wi-Fi
Protected
Access)、IEEE
802.11i
等。

‘贰’ 4G无线网络安全的关键技术有哪些

1、鉴权使用4元组,用户和网络双向鉴权,提高安全性;
2、空口加密、头压缩技术提高安全性;
3、网络上不直接传输用户的IMSI等信息,而改用TMSI等临时标识,保护用户信息的私密性;
暂时想到了三点。

‘叁’ 无线局域网安全技术解析

由于无线局域网是以射频方式在开放的空间进行工作的,因而其开放性特点增加了确定无线 局域网安全 的难度,所以说相对于传统有线局域网而言,无线局域网的安全问题显得更为突出。其安全的内容主要体现在访问控制与信息保密两部分,目前已经有一些针对无线局域网的安全问题的解决 方法 ,但仍须不断改善。下面一起来学习无线局域网安全技术知识。

1无线局域网中不安全因素

无线局域网攻击可分为主动攻击和被动攻击两类。主动攻击是入侵者能够针对数据和通信内容进行修改,主动攻击主要有:

(1)信息篡改:网络攻击者能够针对网络通信数据进行删除、增加或改动。

(2)数据截获:是利用TCP/IP网络通信的弱点进行的,该方法会掠夺合法使用者的通信信道,进而获得系统的操作权限,截获数据。

(3)拒绝服务攻击:网络攻击者通过各种可能的方法使网络管理者无法获得系统资源及服务。

(4)重传攻击:网络攻击者从网络上获取某些通信内容,然后重新发送这些内容,以对服务器认证系统实施欺骗。

被动攻击主要是指网络入侵者取得对通信资源的存取权限,但是并不对数据内容进行篡改。主要有:

(1)非法窃听:入侵者针对通信数据进行侦听。(2)流量分析:入侵者可以得知诸如网络服务器位置及网络通信模式等相关信息。

2IEEE802.11标准的安全性

IEEE802.11b标准定义了两种方法实现无线局域网的接入控制和加密:系统ID(SSID)认证和有线对等加密(W-EP)。

2.1认证

当一个站点与另一个站点建立网络连接之前,必须首先通过认证,执行认证的站点发送一个管理认证帧到一个相应的站点,IEEE802.11b标准详细定义了两种认证服务:一是开放系统认证是802.11b默认的认证方式,是可用认证算法中简单的一种,分为两步,首先向认证另一站点的站点发送个含有发送站点身份的认证管理帧;然后,接收站发回一个提醒它是否识别认证站点身份的帧。另一是共享密钥认证,这种认证先假定每个站点通过一个独立于802.11网络的安全信道,已经接收到一个秘密共享密钥,然后这些站点通过共享密钥的加密认证,加密算法是有线等价加密(WEP)。

2.2WEP-WiredEquivalentPrivacy加密技术

WEP安全技术源自于名为RC4的RSA数据加密技术,以满足用户更高层次的网络安全需求。

WEP提供一种无线局域网数据流的安全方法,WEP是一种对称加密,加密和解密的密钥及算法相同,WEP的目标是接入控制,防止未授权用户接入网络,他们没有正确的WEP密钥。通过加密和只允许有正确WEP密钥的用户解密来保护数据流。

IEEE802.11b标准提供了两种用于无线局域网的WEP加密方案。第一种方案可提供四个缺省密钥以供所有的终端共享包括一个子系统内的所有接入点和客户适配器。当用户得到缺省密钥以后,就可以与子系统内所有用户安全通信,缺省密钥存在的问题是当它被广泛分配时可能会危及安全。第二种方案是在每个客户适配器建立一个与其他用户联系的密钥表、该方案比第一种方案更加安全,但随着终端数量的增加给每一个终端分配密钥很困难。

2.3IEEE802.11的安全缺陷

无线局域网IEEE802.11的安全缺陷可以从以下几个方面考虑:

(1)WEP的缺陷:密钥管理系统不够健全、安全机制提供的安全级别不高、数据包装算法不完善、认证系统不完善、初始化向量IV的操作存在不足。

(2)RC4加密算法的缺陷:WEP采用RC4密码算法,RC4算法的密钥序列与明文无关,属于同步流密码(SSC)。其弱点是解密丢步后,其后的数据均出错,若攻击者翻转密文中的bit位,解码后明文中的对应比特位也是翻转的,若攻击者截获两个使用相同密钥流加密的密文,可得到相应明文的异或结果,利用统计分析解密明文成为可能。(3)认证安全缺陷:IEEE802.11b标准的默认认证协议是开放式系统认证,实际上它是一个空的认证算法。它的认证机制就已经给黑客入侵打开了方便之门。

(4)访问控制的安全缺陷:封闭网络访问控制机制,因为管理消息在网络里的广播是不受任何阻碍的,因此,攻击者可以很容易地嗅探到网络名称,获得共享密钥;以太网MAC地址访问控制表,一是MAC地址很易被攻击者嗅探到,二是大多数的无线网卡可以用软件来改变MAC地址,伪装一个有效地址,越过防线,连接到网络。

3无线局域网中安全技术

(1)有线对等保密协议WEP:WEP协议设计的初衷是使用无线协议为网络业务流提供安全保证,使得 无线网络 的安全达到与有线网络同样的安全等级。是为了达到以下两个目的:访问控制和保密。

(2)Wi-Fi保护接入(WPA):制定Wi-Fi保护接入协议是为了改善或者替换有漏洞的WEP加密方式。WPA提供了比WEP更强大的加密方式,解决了WEP存在的许多弱点。

(3)临时密钥完整性协议(TKIP):TKIP是一种基础性的技术,允许WPA向下兼容WEP协议和现有的无线硬件。TKIP与WEP一起工作,组成了一个更长的128位密钥,并根据每个数据包变换密钥,使这个密钥比单独使用WEP协议安全许多倍。

(4)可扩展认证协议(EAP):有EAP的支持,WPA加密可提供与控制访问无线网络有关的更多的功能。其方法不是仅根据可能被捕捉或者假冒的MAC地址过滤来控制无线网络的访问,而是根据公共密钥基础设施(PKI)来控制无线网络的访问。虽然WPA协议给WEP协议带来了很大的改善,它比WEP协议安全许多倍。

(5)访问控制表:在软件开发上采用的另一种保证安全的机制是基于用户以太网MAC地址的访问控制机制。每一个接入点都可以用所列出的MAC地址来限制网络中的用户数。如果用户地址存在于列表中,则允许访问网络,否则,拒绝访问。

4企业无线局域网安全防范建议

无线局域网安全技术可以划分为三种安全策略。多数安全产品提供商在配置安全系统时会采用这三种安全策略的组合。第一种策略是认证。这种策略包括判断客户端是否是授权的无线LAN用户以及确定该用户有什么权限。同时它也包括阻比非授权用户使用无线LAN的机制。第二种策略是在用户得到认证并接入无线LAN后维护会话的保密性机制。一般来说.保密性通过使用加密技术得以实现。最后一种策略是校验信息的完整性。

企业用户必须依据使用环境的机密要求程度,对使用的应用软件进行评估。切入点是从无线局域网的连接上开始,要考虑四个基本安全服务:

(1)经常进行审查:

保护WLAN的每一步就是完成网络审查,实现对内部网络的所有访问节点都做审查,确定欺骗访问节点,建立 规章制度 来约束它们,或者完全从网络上剥离掉它们;审查企业内无线网络设施及无线覆盖范围内的详细情况。

(2)正确应用加密:首先要选择合适的加密标准。无线网络系统不可能孤立地存在,在企业环境里尤其如此,所以加密方法一定要与上层应用系统匹配。在适用的情况下尽量选择密钥位数较高的加密方法

(3)认证同样重要:加密可以保护信息不被解除,但是无法保证数据的真实性和完整性,所以必须为其提供匹配的认证机制。在使用的无线网络系统带有认证机制的情况下可以直接利用。但是与加密一样,要保证认证机制与 其它 应用系统能够协同工作,在需要的情况下企业应该增加对WLAN用户的认证功能(如使用RADIUS),也可配置入侵检测系统(IDS),作为一种检测欺骗访问的前期识别方式。

(4)及时评估机密性:企业用户要每个季度对网络使用情况进行一次评估,以决定根据网络流量来改变网络中机密性要求,有针对性来分网段传输信息。

(5)将无线纳入安全策略:对于企业应用环境来说,将无线局域网安全问题纳入到企业整体网络安全策略当中是必不可少的。

企业有关信息安全方面的所有内容,包括做什么、由谁来做、如何做等等,应该围绕统一的目标来组织,只有这样才能打造出企业健康有效的网络安全体系。

5结束语

纵观无线网络发展历史,可以预见随着应用范围的日益普及,无线网络将面临越来越多的安全问题。然而,新的安全理论和技术的不断涌现使得我们有信心从容面对众多安全挑战,实现无线网络更广泛的应用。

‘肆’ wifi 的几种加密方式

一种数据加密算法,用于提供等同于有线局域网的保护能力。它的安全技术源自于名为RC4的RSA数据加密技术,是无线局域网WLAN的必要的安全防护层。目前常见的是64位WEP加密和128位WEP加密。WPA(WiFiProtectedAccess
,WiFi网络安全存取)。WPA协议是一种保护无线网络(WiFi)安全的系统,它是在前一代有线等效加密(WEP)的基础上产生的,解决了前任WEP的缺陷问题,它使用TKIP(临时密钥完整性)协议,是IEEE
802.11i标准中的过渡方案
。其中WPA-PSK主要面向个人用户。
WPA2,即WPA加密的升级版。它是WiFi联盟验证过的IEEE 802.11i标准的认证形式,WPA2实现了802.11i的强制性元素,特别是Michael算法被公认彻底安全的CCMP(计数器模式密码块链消息完整码协议)讯息认证码所取代、而RC4加密算法也被AES(高级加密)所取代。
WPA-PSK+WPA2-PSK。从字面便可以看出,很明显,最后一种是两种加密算法的组合,可以说是强强联手。WPA-PSK 也叫做 WPA-Personal(WPA个人)。WPA-PSK使用TKIP加密方法把无线设备和接入点联系起来.WPA2-PSK使用AES加密方法把无线设备和接入点联系起来。
1、聊胜于无的WEP
WEP作为一种老式的加密手段,它的特点是使用一个静态的密钥来加密所有的通信
,这就意味着,网管人员如果想更新密钥,必须亲自访问每台主机,并且其所采用的RC4的RSA数据加密技术具有可预测性,对于入侵者来说很容易截取和破解加密密钥,使用户的安全防护形同虚设,因此如非迫不得已,不建议选择此种安全模式。
2、升级后的WPA
继WEP之后,人们将期望转向了其升级后的WPA,与之前WEP的静态密钥不同,WPA需要不断的转换密钥。WPA采用有效的密钥分发机制,可以跨越不同厂商的无线网卡实现应用。它作为WEP的升级版,在安全的防护上比WEP更为周密,主要体现在身份认证、加密机制和数据包检查等方面,而且它还提升了无线网络的管理能力。
3、追求,永无止境:WPA2
WPA2是WiFi联盟验证过的IEEE 802.11i标准的认证形式,WPA2实现了802.11i的强制性元素,特别是Michael算法被公认彻底安全的CCMP(计数器模式密码块链消息完整码协议)讯息认证码所取代、而RC4加密算法也被AES所取代。
目前WPA2加密方式的安全防护能力非常出色,只要用户的无线网络设备均能够支持WPA2加密,那么恭喜你,你的无线网络处于一个非常安全的境地。

‘伍’ 无线网络安全防护措施有哪些

针对网络安全中的各种问题,我们应该怎样去解决,这里就告诉我们一个真理,要从安全方面入手,这才是解决问题的关键。公司无线网络的一个突出的问题是安全性。随着越来越多的企业部署无线网络,从而将雇员、专业的合伙人、一般公众连接到公司的系统和互联网。人们对增强无线网络安全的需要变得日益迫切。幸运的是,随着越来越多的公司也越来越清楚无线网络面临的威胁和对付这些威胁的方法,有线网络和无线网络面临的威胁差距越来越小。 无线网络威胁 无线网络安全并不是一个独立的问题,企业需要认识到应该在几条战线上对付攻击者,但有许多威胁是无线网络所独有的,这包括: 1、插入攻击:插入攻击以部署非授权的设备或创建新的无线网络为基础,这种部署或创建往往没有经过安全过程或安全检查。可对接入点进行配置,要求客户端接入时输入口令。如果没有口令,入侵者就可以通过启用一个无线客户端与接入点通信,从而连接到内部网络。但有些接入点要求的所有客户端的访问口令竟然完全相同。这是很危险的。 2、漫游攻击者:攻击者没有必要在物理上位于企业建筑物内部,他们可以使用网络扫描器,如Netstumbler等工具。可以在移动的交通工具上用笔记本电脑或其它移动设备嗅探出无线网络,这种活动称为“wardriving ” ; 走在大街上或通过企业网站执行同样的任务,这称为“warwalking”。 3、欺诈性接入点:所谓欺诈性接入点是指在未获得无线网络所有者的许可或知晓的情况下,就设置或存在的接入点。一些雇员有时安装欺诈性接入点,其目的是为了避开公司已安装的安全手段,创建隐蔽的无线网络。这种秘密网络虽然基本上无害,但它却可以构造出一个无保护措施的网络,并进而充当了入侵者进入企业网络的开放门户。 当然,还有其它一些威胁,如客户端对客户端的攻击(包括拒绝服务攻击)、干扰、对加密系统的攻击、错误的配置等,这都属于可给无线网络带来风险的因素。 实现无线网络安全的三大途径和六大方法 关于封闭网络,如一些家用网络和单位的网络,最常见的方法是在网络接入中配置接入限制。这种限制可包括加密和对MAC地址的检查。 正因为无线网络为攻击者提供了许多进入并危害企业网络的机会,所以也就有许多安全工具和技术可以帮助企业保护其网络的安全性: 具体来说,有如下几种保护方法: 1、防火墙:一个强健的防火墙 可以有效地阻止入侵者通过无线设备进入企业网络的企图。 2、安全标准:最早的安全标准WEP已经被证明是极端不安全的,并易于受到安全攻击。而更新的规范,如WPA、WPA2及IEEE802.11i是更加强健的安全工具。采用无线网络的企业应当充分利用这两种技术中的某一种。 3、加密和身份验证:WPA、WPA2及IEEE802.11i支持内置的高级加密和身份验证技术。WPA2和802.11i都提供了对AES(高级加密标准)的支持,这项规范已为许多政府机构所采用。 4、漏洞扫描:许多攻击者利用网络扫描器不断地发送探查邻近接入点的消息,如探查其SSID、MAC等信息。而企业可以利用同样的方法来找出其无线网络中可被攻击者利用的漏洞,如可以找出一些不安全的接入点等。 5、降低功率:一些无线路由器 和接入点准许用户降低发射器的功率,从而减少设备的覆盖范围。这是一个限制非法用户访问的实用方法。同时,仔细地调整天线的位置也可有助于防止信号落于贼手。 6、教育用户:企业要教育雇员正确使用无线设备,要求雇员报告其检测到或发现的任何不正常或可疑的活动。

‘陆’ 无线网络安全机制实现技术有哪些

链路认证技术,接入认证技术, 无线加密技术,安全扫描,也就是我们的软件类防火墙或者杀毒软件

‘柒’ 针对目前无线网络存在的安全问题,国际上有哪些现有标准及规范,主要是针对哪些安全隐患的!

(转帖)
所有的无线网络都提供某些形式的加密。但无线路由器、无线AP、或中继器的无线信号范围很难控制得准确,外界也是很大机会的能访问到该无线网络,一旦他们能访问该内部网络时,该网络中所有是传输的数据对他们来说都是透明的。如果这些数据都没经过加密的话,黑客就可以通过一些数据包嗅探工具来抓包、分析并窥探到其中的隐私。开启无线网络加密,这样即使你在无线网络上传输的数据被截取了也没办法(或者是说没那么容易)被解读。

两种常用的加密WEP、WPA

目前,无线网络中已经存在好几种加密技术,最常使用的是WEP和WPA两种加密方式。无线局域网的第一个安全协议—802.11 Wired Equivalent Privacy(WEP),一直受到人们的质疑。虽然WEP可以阻止窥探者进入无线网络,但是人们还是有理由怀疑它的安全性,因为WEP破解起来非常容易,就像一把锁在门上的塑料锁。

WEP安全加密方式

WEP特性里使用了rsa数据安全性公司开发的rc4 prng算法。全称为有线对等保密(Wired Equivalent Privacy,WEP)是一种数据加密算法,用于提供等同于有线局域网的保护能力。使用了该技术的无线局域网,所有客户端与无线接入点的数据都会以一个共享的密钥进行加密,密钥的长度有40位至256位两种,密钥越长,黑客就需要更多的时间去进行破解,因此能够提供更好的安全保护。

WPA安全加密方式

WPA加密即Wi-Fi Protected Access,其加密特性决定了它比WEP更难以入侵,所以如果对数据安全性有很高要求,那就必须选用WPA加密方式了(Windows XP SP2已经支持WPA加密方式)。

WPA作为IEEE 802.11通用的加密机制WEP的升级版,在安全的防护上比WEP更为周密,主要体现在身份认证、加密机制和数据包检查等方面,而且它还提升了无线网络的管理能力。

WPA、WEP对比

WPA与WEP不同,WEP使用一个静态的密钥来加密所有的通信。WPA不断的转换密钥。WPA采用有效的密钥分发机制,可以跨越不同厂商的无线网卡实现应用。另外WPA的另一个优势是,它使公共场所和学术环境安全地部署无线网络成为可能。而在此之前,这些场所一直不能使用WEP。WEP的缺陷在于其加密密钥为静态密钥而非动态密钥。这意味着,为了更新密钥,IT人员必须亲自访问每台机器,而这在学术环境和公共场所是不可能的。另一种办法是让密钥保持不变,而这会使用户容易受到攻击。由于互操作问题,学术环境和公共场所一直不能使用专有的安全机制。
WPA工作原理

WPA包括暂时密钥完整性协议(Temporal Key Integrity Protocol,TKIP)和802.1x机制。TKIP与802.1x一起为移动客户机提供了动态密钥加密和相互认证功能。WPA通过定期为每台客户机生成惟一的加密密钥来阻止黑客入侵。TKIP为WEP引入了新的算法,这些新算法包括扩展的48位初始向量与相关的序列规则、数据包密钥构建、密钥生成与分发功能和信息完整性码(也被称为“Michael”码)。在应用中,WPA可以与利用802.1x和EAP(一种验证机制)的认证服务器(如远程认证拨入用户服务)连接。这台认证服务器用于保存用户证书。这种功能可以实现有效的认证控制以及与已有信息系统的集成。由于WPA具有运行“预先共享的密钥模式”的能力,SOHO环境中的WPA部署并不需要认证服务器。与WEP类似,一部客户机的预先共享的密钥(常常被称为“通行字”)必须与接入点中保存的预先共享的密钥相匹配,接入点使用通行字进行认证,如果通行字相符合,客户机被允许访问接入点。

WPA弥补了WEP的安全问题

除了无法解决拒绝服务(DoS)攻击外,WPA弥补了WEP其他的安全问题。黑客通过每秒发送至少两个使用错误密钥的数据包,就可以造成受WPA保护的网络瘫痪。当这种情况发生时,接入点就会假设黑客试图进入网络,这台接入点会将所有的连接关闭一分钟,以避免给网络资源造成危害,连接的非法数据串会无限期阻止网络运行,这意味着用户应该为关键应用准备好备份进程。

‘捌’ 现代无线网络的新技术是什么

c计算机通信分两种:有线通信和无线通信
无线通信包括卫星,微波,红外等等

无线局域网(Wireless LAN)技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备,人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时,无线局域网也在改变着人们的生活方式。本文分析了无线局域网的优缺点极其理论基础,介绍了无线局域网的协议标准,阐述了无线局域网的体系结构,探讨了无线局域网的研究方向。

关键词 以太网 无线局域网 扩频 安全性 移动IP

一、引 言

随着无线通信技术的广泛应用,传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求,于是无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)应运而生,且发展迅速。尽管目前无线局域网还不能完全独立于有线网络,但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟,正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。

无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲,无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信,并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲,无线局域网就是在不采用网线的情况下,提供以太网互联功能。

广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性,促进了无线局域网技术的完善和产业化,已经商用化的802.11b网络也正在证实这一点。随着802.11a网络的商用和其他无线局域网技术的不断发展,无线局域网将迎来发展的黄金时期。

二、无线局域网概述

无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时,美国陆军研发出了一套无线电传输技术,采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年,夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络,称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机,采用双向星型拓扑连接,横跨夏威夷的四座岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛上。从此,无线网络正式诞生。

1.无线局域网的优点

(1)灵活性和移动性。在有线网络中,网络设备的安放位置受网络位置的限制,而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性,连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。

(2)安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点设备,就可建立覆盖整个区域的局域网络。

(3)易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说,办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程,无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

(4)故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障,尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断,往往很难查明,而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障,只需更换故障设备即可恢复网络连接。

(5)易于扩展。无线局域网有多种配置方式,可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络,并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。

由于无线局域网有以上诸多优点,因此其发展十分迅速。最近几年,无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。

2.无线局域网的理论基础

目前,无线局域网采用的传输媒体主要有两种,即红外线和无线电波。按照不同的调制方式,采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。

(1)红外线(Infrared Rays,IR)局域网

采用红外线通信方式与无线电波方式相比,可以提供极高的数据速率,有较高的安全性,且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差,使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制,通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。

(2)扩频(Spread Spectrum,SS)局域网

如果使用扩频技术,网络可以在ISM(工业、科学和医疗)频段内运行。其理论依据是,通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)两种方式。

所谓直接序列扩频,就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。而跳频技术与直序扩频技术不同,跳频的载频受一个伪随机码的控制,其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化,并保持与发射端的变化规律一致。跳频的高低直接反映跳频系统的性能,跳频越高,抗干扰性能越好,军用的跳频系统可达到每秒上万跳。

(3)窄带微波局域网

这种局域网使用微波无线电频带来传输数据,其带宽刚好能容纳信号。但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照,其它方式则可使用无需执照的ISM频带。

3.无线局域网的不足之处

无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时,也存在着一些缺陷。无线局域网的不足之处体现在以下几个方面:

(1)性能。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、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输,所以会影响网络的性能。

(2)速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前,无线局域网的最大传输速率为54Mbit/s,只适合于个人终端和小规模网络应用。

(3)安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道,无线信号是发散的。从理论上讲,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。

三、无线局域网协议标准

无线局域网技术(包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等)将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。以IEEE(电气和电子工程师协会)为代表的多个研究机构针对不同的应用场合,制定了一系列协议标准,推动了无线局域网的实用化。

1.IEEE802.11系列协议

作为全球公认的局域网权威,IEEE 802工作组建立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。这些协议包括802.3以太网协议、802.5令牌环协议和802.3z100BASE-T快速以太网协议等。IEEE于1997年发布了无线局域网领域第一个在国际上被认可的协议——802.11协议。1999年9月,IEEE提出802.11b协议,用于对802.11协议进行补充,之后又推出了802.11a、802.11g等一系列协议,从而进一步完善了无线局域网规范。IEEE802.11工作组制订的具体协议如下:

(1)802.11a

802.11a采用正交频分(OFDM)技术调制数据,使用5GHz的频带。OFDM技术将无线信道分成以低数据速率并行传输的分频率,然后再将这些频率一起放回接收端,可提供25Mbit/s的无线ATM接口和10Mbit/s的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口。在很大程度上可提高传输速度,改进信号质量,克服干扰。物理层速率可达54Mbit/s,传输层可达25Mbit/s,能满足室内及室外的应用。

(2)802.11b

802.11b也被称为Wi-Fi技术,采用补码键控(CCK)调制方式,使用2.4GHz频带,其对无线局域网通信的最大贡献是可以支持两种速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率机制的介质访问控制可确保当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限值时,传输速率能够从11Mbit/s自动降到5.5Mbit/s,或根据直序扩频技术调整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不违反FCC规定的前提下,采用跳频技术无法支持更高的速率,因此需要选择DSSS作为该标准的惟一物理层技术。

(3)802.11g

2001年11月,在802.11 IEEE会议上形成了802.11g标准草案,目的是在2.4GHz频段实现802.11a的速率要求。该标准将于2003年初获得批准。802.11g采用PBCC或CCK/OFDM调制方式,使用2.4GHz频段,对现有的802.11b系统向下兼容。它既能适应传统的802.11b标准(在2.4GHz频率下提供的数据传输率为11Mbit/s),也符合802.11a标准(在5GHz频率下提供的数据传输率56Mbit/s),从而解决了对已有的802.11b设备的兼容。用户还可以配置与802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式无线局域网,有利于促进无线网络市场的发展。

(4)其他相关协议

IEEE802工作组今后将继续对802.11系列协议进行探讨,并计划推出一系列用于完善无线局域网应用的协议,其中主要包括802.11e(定义服务质量和服务类型)、802.11f(AP间协议)、802.11h(欧洲5GHz规范)、802.11i(增强的安全性&认证)、802.11j(日本的4.9GHz规范)、802.11k(高层无线/网络测量规范)以及高吞吐量研究工作组的相关协议。

2.蓝牙规范(Bluetooth)

蓝牙规范是由SIG(特别兴趣小组)制定的一个公共的、无需许可证的规范,其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段,基带部分的数据速率为1Mbit/s,有效无线通信距离为10~100m,采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保证传输的可靠性,具有全向传输能力,但不需对连接设备进行定向。其是一种改进的无线局域网技术,但其设备尺寸更小,成本更低。在任意时间,只要蓝牙技术产品进入彼此有效范围之内,它们就会立即传输地址信息并组建成网,这一切工作都是设备自动完成的,无需用户参与。

3.HomeRF标准

在美国联邦通信委员会(FCC)正式批准HomeRF标准之前,HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范,即共享无线访问协议(SWAP)。该协议主要针对家庭无线局域网,其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。之后,HomeRF工作组又制定了HomeRF标准,用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信,是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准(DECT)相结合的一种开放标准。HomeRF标准采用扩频技术,工作在2.4GHz频带,可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点,适合用于笔记本电脑。

4.HyperLAN/2标准

2002年2月,ETI的宽带无线接入网络(Broadband Radio Access Networks,BRAN)小组公布了HiperLAN/2标准。HiperLAN/2标准由全球论坛(H2GF)开发并制定,在5GHz的频段上运行,并采用OFDM调制方式,物理层最高速率可达54Mbit/s,是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法,用来支持无线网络的功能。基于HyperRF标准的网络有其特定的应用,可以用于企业局域网的最后一部分网段,支持用户在子网之间的IP移动性。在热点地区,为商业人士提供远端高速接入因特网的服务,以及作为W-CDMA系统的补充,用于3G的接入技术,使用户可以在两种网络之间移动或进行业务的自动切换,而不影响通信。

5.无线局域网标准的比较

802.11系列协议是由IEEE制定的,目前居于主导地位的无线局域网标准。HomeRF主要是为家庭网络设计的,是802.11与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHz ISM频段,并且都采用跳频扩频(FHSS)技术。因此,HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。蓝牙技术适用于松散型的网络,可以让设备为一个单独的数据建立一个连接,而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。组建HomeRF网络前,必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码,因而比蓝牙技术更安全。802.11使用的是TCP/IP协议,适用于功率更大的网络,有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。

四、无线局域网的体系架构

1.无线局域网的主要组件

(1)无线网卡。提供与有线网卡一样丰富的系统接口,包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有线局域网中,网卡是网络操作系统与网线之间的接口。在无线局域网中,它们是操作系统与天线之间的接口,用来创建透明的网络连接。

(2)接入点。接入点的作用相当于局域网集线器。它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲存储和传输数据,以支持一组无线用户设备。接入点通常是通过标准以太网线连接到有线网络上,并通过天线与无线设备进行通信。在有多个接入点时,用户可以在接入点之间漫游切换。接入点的有效范围是20~500m。根据技术、配置和使用情况,一个接入点可以支持15~250个用户,通过添加更多的接入点,可以比较轻松地扩充无线局域网,从而减少网络拥塞并扩大网络的覆盖范围。

2.无线局域网的配置方式

(1)对等模式。Ad-hoc模式。这种应用包含多个无线终端和一个服务器,均配有无线网卡,但不连接到接入点和有线网络,而是通过无线网卡进行相互通信。它主要用来在没有基础设施的地方快速而轻松地建无线局域网。

(2)基础结构模式。Infrastructure模式。该模式是目前最常见的一种架构,这种架构包含一个接入点和多个无线终端,接入点通过电缆连线与有线网络连接,通过无线电波与无线终端连接,可以实现无线终端之间的通信,以及无线终端与有线网络之间的通信。通过对这种模式进行复制,可以实现多个接入点相互连接的更大的无线网络。

五、未来的研究方向

如上所述,无线局域网技术的研究和应用方兴未艾,是目前无线通信领域乃至整个通信行业的研究热点。从无线局域网的进一步推广应用来看,未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其他移动通信系统之间的关系上。

1.安全性问题

IEEE802.11协议标准建议使用两种安全解决方案。一种是IEEE 802.11安全任务组(TGi)构建的安全框架--鲁棒型安全网络(RSN)。这种网络用IEEE 802.1x提供基于端口的接入控制、鉴权和密钥管理。该标准用可扩展鉴权协议(EAP)实现对用户的鉴权。鉴权服务器和用户之间使用远程鉴权拨入用户服务协议(RADIUS)进行通信,RADIUS协议在网络接入的鉴权、授权和计费(AAA)中得到广泛采用。由于IEE802.1x主要是针对有线局域网设计的,在无线局域网中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以,尽管它对无线局域网的安全性能有很大改善,802.1x和802.11的结合仍然不能提供足够的安全。

另一种方式则是目前广泛应用于局域网络及远程接入等领域的虚拟专用网(VPN)安全技术。与802.11b标准所采用的安全技术不同,在IP网络中,VPN主要采用IPSec技术来保障数据传输的安全。对于安全性要求更高的用户,将现有的VPN安全技术与802.11b安全技术结合起来,是目前较为理想的无线局域网络的安全解决方案。

2.漫游切换问题

无线局域网的漫游问题是继安全问题之后的一个至关重要的问题。在无线网络中,如果一边使用无线局域网接入服务,一边移动接入位置,那么一旦移动终端超越子网覆盖范围,IP数据包就无法到达移动终端,正在进行的通信将被中断。为此,IETF制定了扩展IP网络移动性的系列标准。所谓移动IP,就是指在IP网络上的多个子网内均可使用同一IP地址的技术。这种技术是通过使用被称为本地代理(Home Agent)和外地代理(Foreign Agent)的特殊路由器对网络终端所处位置的网络进行管理来实现的。在移动IP系统中,可保证用户的移动终端始终使用固定的IP地址进行网络通信,不管在怎样的移动过程中皆可建立TCP连接并不会发生中断。在无线局域网系统中,广泛的应用移动IP技术可以突破网络的地域范围限制,并可克服在跨网段时使用动态主机配置协议(DHCP)方式所造成的通信中断、权限变化等问题。

3.无线网络管理问题

相对于有线网络,无线局域网具有非常独特的特性,因此必须建立相应的无线网络管理系统。除了系统结构、用户需求和典型应用等模块之外,一个好的无线网络管理系统还必须考虑以下因素:

(1)标准的网管通信方式。网管子系统通常与中央主机相连。网管子系统必须基于工业标准的管理协议(比如SNMP),这样才能监视主机和子系统之间每条链路上的状态信息,并可根据状态信息快速分析和解决出现的问题。

(2)网络监视和报告。主机必须能够监视无线网络系统中所有单元。考虑到无线网络的连接性不如有线网络那样稳定,无线网络管理系统必须监视和报告无线信号的变化以及接入点的业务类型和负载情况,还须能自动发现进入无线网络体系结构的新设备。

(3)有效地利用带宽。尽管随着新技术的发展,无线网络的可用带宽逐步增大,但还是远远小于有线局域网的带宽。因此,在实际应用中必须考虑带宽的合理使用。

4.无线局域网与3G

无线局域网不否会对第三代移动通信系统构成威胁是近年来业界关心的一个问题。实际上,无线局域网与3G采用的是截然不同的两种技术,用于满足不同的需要。与3G不同的是,无线局域网并不是一个完备的全网解决方案,而只用于满足小型用户群的需求。无线局域网与3G可以互补,因此不会对3G运营商造成威胁,运营商还可以从无线局域网和3G的共存中获得好处。NorthStream的研究表明,无线局域网与3G和GPRS的结合可增加用户的满意程度和业务量,从而增加移动运营商的利润。作为3G的一个重要补充,无线局域网可用于在诸如机场候机厅、宾馆休息室和咖啡厅等地方建立无线Internet连接。

六、结束语

经过10多年的发展,无线局域网在技术上已经日渐成熟,应用日趋广泛,无线局域网将从小范围应用进入主流应用。预计全球无线局域网接入点的销售量将从2000年的50万台稳步增长到450万台,每年的涨幅为55%。无线网卡的销售量将从2000年的约300万块增加到2005年的3400万块,每年的涨幅为53%。今后几年,无线局域网技术将更加成熟,产品性能将更加稳定,市场将持续不断地增长,价钱将持续降低,大型设备提供商将进入这个市场,大多数企业和公司将采用无线局域网进行内部网络建设。

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