課程結(jié)構(gòu)靈活

教學(xué)內(nèi)容實用

教學(xué)資源豐富

教學(xué)可操作性強(qiáng)

前 言

電氣和電子工程師協(xié)會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）于1997年發(fā)布了802.11標(biāo)準(zhǔn)，是WLAN發(fā)展史上的一個里程碑。2019年，Wi-Fi聯(lián)盟宣布開啟對802.11ax（Wi-Fi 6）標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備認(rèn)證計劃，意味著Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)可以逐步在市場中使用。經(jīng)過多年的發(fā)展，802.11標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)形成了一個大家族，包括802.11-1997、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac等，而Wi-Fi技術(shù)憑借自身的優(yōu)勢也逐漸得到人們的廣泛認(rèn)可，并展示出良好的發(fā)展前景和極大的應(yīng)用價值。

本書內(nèi)容豐富、重點突出、貼近教學(xué)實際，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）課程結(jié)構(gòu)靈活。根據(jù)WLAN實際工作過程中所需的知識和技能提煉出8個模塊，每個模塊由不同的主題構(gòu)成，模塊和主題間相對獨立，教師在教學(xué)過程中可以根據(jù)實際情況靈活選擇。

（2）教學(xué)內(nèi)容實用。本書總結(jié)編者多年網(wǎng)絡(luò)工程實踐經(jīng)驗和高職教學(xué)經(jīng)驗，對WLAN發(fā)展過程中出現(xiàn)的新技術(shù)、新產(chǎn)品和新工藝等進(jìn)行詳細(xì)介紹的同時，對學(xué)生的技能訓(xùn)練進(jìn)行強(qiáng)化，并以一個無線局域網(wǎng)組建實戰(zhàn)案例結(jié)束整個訓(xùn)練過程，使學(xué)生可以在案例中鞏固所學(xué)知識，滿足高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)的需求。

（3）教學(xué)資源豐富。本書配套的教學(xué)資源均是與網(wǎng)絡(luò)業(yè)界知名設(shè)備商合作開發(fā)的，包括工作原理動畫、操作實踐微課視頻、基于主題內(nèi)容的PPT和題型多樣的習(xí)題集等。

（4）教學(xué)可操作性強(qiáng)。基于主流的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如思科、銳捷等廠商的無線網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備）設(shè)計實踐內(nèi)容并錄制操作視頻，解決了設(shè)備差異化的問題；基于思科網(wǎng)絡(luò)模擬器Packet Tracer的強(qiáng)大功能設(shè)計實踐內(nèi)容并錄制操作視頻，解決了沒有無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的院校無法開展實踐教學(xué)的問題。

本書內(nèi)容涵蓋WLAN的無線信號傳輸技術(shù)、設(shè)備調(diào)試、安全管理、規(guī)劃設(shè)計等，建議學(xué)時數(shù)為64學(xué)時，理論學(xué)時與實踐學(xué)時之比為1∶2，各校可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和實際學(xué)情進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。WLAN的構(gòu)建離不開網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，建議在講授各種WLAN的構(gòu)建時以設(shè)備為主線，根據(jù)設(shè)備實現(xiàn)的主要功能學(xué)習(xí)相應(yīng)的理論知識。

本書由唐繼勇、劉思伶任主編，孫夢娜、何通洋、張凌垚、任月輝任副主編。

在本書編寫過程中編者參閱了同行的相關(guān)資料，并得到所在學(xué)院和相關(guān)企業(yè)的大力支持，在此一并表示感謝。

限于編者水平，書中難免存在疏漏之處，懇請讀者批評指正。

編 者

2021年5月

前言

模塊1 認(rèn)識無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 1
1.1 無線網(wǎng)絡(luò)歷史回顧 2
1.2 無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組織 4
1.3 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述 6
1.4 無線網(wǎng)絡(luò)的分類 7
1.5 無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念辨析 13
1.6 動手實踐 15
1.6.1 使用手機(jī)NFC傳輸文件 15
1.6.2 建立智能手機(jī)與PC終端之間的
藍(lán)牙通信 15
1.6.3 使用智能手機(jī)通過移動通信網(wǎng)絡(luò)
訪問Internet 16
1.6.4 構(gòu)建移動環(huán)境下的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò) 17
1.7 課后作業(yè) 18
模塊2 無線信號傳輸技術(shù) 20
2.1 無線射頻信號 21
2.1.1 無線電波 21
2.1.2 射頻 22
2.1.3 頻譜 23
2.1.4 頻段 23
2.1.5 信道 23
2.1.6 Wi-Fi信號分析實踐 24
2.2 無線局域網(wǎng)傳輸頻段 24
2.2.1 FCC頻段 24
2.2.2 ISM免費使用頻段 24
2.2.3 WLAN工作頻段 25
2.2.4 2.4GHz頻段 25
2.2.5 5GHz頻段 26
2.3 信道聚合技術(shù) 27
2.3.1 信道聚合的概念 27
2.3.2 5GHz信道聚合組網(wǎng)設(shè)計模型 28
2.4 利用射頻信號承載數(shù)據(jù) 29
2.4.1 載波信號 29
2.4.2 數(shù)字信號調(diào)制方法 31
2.4.3 載波、調(diào)制、信道和頻段之間的關(guān)系 31
2.5 射頻傳播行為 32
2.5.1 吸收 32
2.5.2 反射 33
2.5.3 散射 33
2.5.4 折射 34
2.5.5 衍射 34
2.6 射頻信號傳播衰減 35
2.6.1 波束發(fā)散 35
2.6.2 多徑現(xiàn)象 36
2.6.3 噪聲干擾 36
2.6.4 菲涅爾區(qū) 38
2.7 無線局域網(wǎng)傳輸技術(shù) 39
2.7.1 物理層傳輸技術(shù)概述 39
2.7.2 FHSS技術(shù) 39
2.7.3 直接序列擴(kuò)頻技術(shù) 39
2.7.4 OFDM技術(shù) 40
2.7.5 MIMO技術(shù) 42
2.7.6 動態(tài)速率切換技術(shù) 42
2.8 射頻信號的度量 43
2.8.1 RF信號強(qiáng)度 43
2.8.2 度量信號路徑上的功率變化 44
2.8.3 接收端功率度量值 47
2.8.4 無線干擾信號測試 49
2.9 課后作業(yè) 50
模塊3 無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 53
3.1 無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議 54
3.1.1 802.11系列標(biāo)準(zhǔn) 54
3.1.2 802.11a/b/g之間的兼容性問題 55
3.1.3 無線設(shè)備兼容性優(yōu)化技術(shù) 55
3.1.4 802.11n協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 56
3.1.5 802.11ac協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 57
3.1.6 波束成形技術(shù)的應(yīng)用 57
3.2 無線局域網(wǎng)組成元素 59
3.2.1 基本服務(wù)集 59
3.2.2 獨立基本服務(wù)集 59
3.2.3 基礎(chǔ)架構(gòu)基本服務(wù)集 60
3.2.4 擴(kuò)展服務(wù)集 61
3.3 無線局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制 62
3.3.1 802.11中不能使用CSMA/CD 62
3.3.2 沖突檢測 63
3.3.3 CSMA/CA工作過程 63
3.3.4 MAC幀格式 65
3.4 無線局域網(wǎng)的接入控制 68
3.4.1 BSS的配置信息 68
3.4.2 信標(biāo)管理幀 69
3.4.3 同步過程 69
3.4.4 認(rèn)證過程 71
3.4.5 關(guān)聯(lián)過程 71
3.4.6 MAC幀的傳輸過程 72
3.5 課后作業(yè) 73
模塊4 小型無線局域網(wǎng)組建 77
4.1 無線局域網(wǎng)的硬件組成 78
4.1.1 無線站 78
4.1.2 無線網(wǎng)卡 79
4.1.3 無線路由器 79
4.1.4 分布式系統(tǒng) 80
4.1.5 Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)組建實踐 80
4.2 天線的性能及分類 81
4.2.1 電磁波的輻射 81
4.2.2 天線的定義及作用 82
4.2.3 無線電波的極化 82
4.2.4 天線的性能參數(shù) 83
4.2.5 天線的類型 85
4.3 無線客戶端實用程序 88
4.4 動手實踐 90
4.4.1 使用無線路由器擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò) 90
4.4.2 使用無線路由器提供的多媒體服務(wù) 91
4.4.3 使用無線媒體橋模式擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò) 93
4.5 課后作業(yè) 94
模塊5 企業(yè)無線局域網(wǎng)組建 96
5.1 使用無線接入點構(gòu)建無線局域網(wǎng) 97
5.1.1 無線接入點概述 97
5.1.2 無線接入點的工作過程 99
5.1.3 無線接入點的配置模式 100
5.1.4 無線接入點的配置方法 103
5.1.5 使用“胖”AP擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)實踐 104
5.2 組建集中式架構(gòu)的無線局域網(wǎng) 107
5.2.1 集中式架構(gòu)的構(gòu)建 107
5.2.2 LAP 108
5.2.3 WLC 110
5.2.4 PoE設(shè)備 112
5.2.5 PoE的管理實踐 114
5.2.6 LAP與WLC之間的通信 115
5.3 LAP注冊到WLC的過程 118
5.3.1 LAP的運行狀態(tài) 118
5.3.2 發(fā)現(xiàn)WLC的過程 119
5.4 LAP與WLC的組網(wǎng)方式 119
5.4.1 WLC的接口部署 120
5.4.2 LAP與WLC之間的連接模式 121
5.5 集中式無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式 122
5.5.1 數(shù)據(jù)報文的本地轉(zhuǎn)發(fā)模式 123
5.5.2 數(shù)據(jù)報文的集中轉(zhuǎn)發(fā)模式 123
5.5.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式的正確選用 123
5.6 WLC對無線局域網(wǎng)的定義及操作 124
5.7 無線局域網(wǎng)的漫游 126
5.8 無線局域網(wǎng)的信道規(guī)劃 128
5.9 動手實踐 131
5.9.1 無線控制器的初始化 131
5.9.2 LAP注冊到WLC實踐 132
5.9.3 WLC管理兩個WLAN 134
5.9.4 WLC管理兩個AP組 137
5.10 課后作業(yè) 141
模塊6 保護(hù)無線局域網(wǎng)安全 146
6.1 無線局域網(wǎng)安全連接剖析 147
6.1.1 認(rèn)證方式 148
6.1.2 數(shù)據(jù)機(jī)密性 148
6.1.3 數(shù)據(jù)完整性 149
6.1.4 入侵保護(hù) 150
6.1.5 構(gòu)建一個訪客網(wǎng)絡(luò)實踐 151
6.2 無線客戶端的認(rèn)證方法 153
6.2.1 開放式認(rèn)證 153
6.2.2 共享密鑰認(rèn)證 154
6.2.3 無線802.1x認(rèn)證 155
6.2.4 PSK 157
6.2.5 MAC地址認(rèn)證 157
6.2.6 Portal認(rèn)證 158
6.2.7 WAPI介紹 159
6.3 無線機(jī)密性和完整性方法 160
6.3.1 TKIP 160
6.3.2 CMPP 160
6.3.3 WPA 161
6.4 可擴(kuò)展的無線身份認(rèn)證系統(tǒng) 162
6.4.1 接入控制服務(wù)器 162
6.4.2 AAA技術(shù) 162
6.4.3 認(rèn)證通信協(xié)議 162
6.4.4 802.1x認(rèn)證接入過程案例 163
6.5 動手實踐 164
6.5.1 配置無線路由器安全策略 164
6.5.2 構(gòu)建雙頻安全無線網(wǎng)絡(luò) 167
6.5.3 組建統(tǒng)一身份認(rèn)證的無線網(wǎng)絡(luò) 170
6.5.4 構(gòu)建WPA+EAP無線局域網(wǎng) 172
6.5.5 構(gòu)建802.1x認(rèn)證無線局域網(wǎng) 174
6.6 課后作業(yè) 178
模塊7 無線局域網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計 181
7.1 WLAN設(shè)計目標(biāo) 182
7.2 WLAN現(xiàn)場工勘 182
7.2.1 WLAN工勘的準(zhǔn)備工作 182
7.2.2 WLAN工勘需要記錄的信息 184
7.2.3 WLAN工勘的具體過程 185
7.3 WLAN覆蓋設(shè)計 187
7.3.1 覆蓋設(shè)計原則 187
7.3.2 WLAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇 187
7.3.3 頻率規(guī)劃 187
7.3.4 覆蓋規(guī)劃 188
7.3.5 鏈路預(yù)算 189
7.3.6 容量規(guī)劃 191
7.3.7 WLAN覆蓋設(shè)計舉例 191
7.4 WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 191
7.5 課后作業(yè) 192
模塊8 無線局域網(wǎng)組建綜合實戰(zhàn) 194
8.1 無線局域網(wǎng)核心內(nèi)容描述 195
8.1.1 無線局域網(wǎng)架構(gòu) 195
8.1.2 無線局域網(wǎng)安全 195
8.1.3 無線局域網(wǎng)性能優(yōu)化 195
8.1.4 無線網(wǎng)絡(luò)可靠性 196
8.1.5 自主式AP構(gòu)建無線局域網(wǎng) 196
8.2 無線局域網(wǎng)綜合實戰(zhàn)項目介紹 197
8.2.1 有線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 198
8.2.2 DHCP服務(wù)器規(guī)劃 200
8.2.3 WLC+LAP無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 201
8.2.4 自主式AP無線局域網(wǎng)規(guī)劃 201
8.2.5 無線網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃 201
8.2.6 無線網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化規(guī)劃 201
8.3 動手實戰(zhàn) 202
8.3.1 有線側(cè)網(wǎng)絡(luò)配置 202
8.3.2 無線側(cè)網(wǎng)絡(luò)配置 206
8.3.3 無線網(wǎng)絡(luò)安全配置 209
8.3.4 無線網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化配置 210
8.3.5 自主式AP無線網(wǎng)絡(luò)配置 211
8.3.6 配置結(jié)果驗證測試 212
8.4 課后作業(yè) 213
參考文獻(xiàn) 215

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26. 大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué) [主編 郭立娟]
27. 軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實踐 [主編　但唐仁]
28. 工業(yè)機(jī)器人拆裝與調(diào)試 [主編 胡月霞 向艷芳 朱奇]
29. 信號與系統(tǒng)（第二版） [主編 張宇]
30. 信息技術(shù)基礎(chǔ) [主編 唐倩 邵銳]