10000M交换机
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工作站 服务器
图 2-34 10000M 以太网技术在局域网中的使用方式 此外，10000M 以太网也可用于广域网，如图 2-35 所示。
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客户端 运营商 客户端
图 2-35 10000M 以太网技术在广域网中的使用方式
2.5.3 无线局域网技术
在传统意义上的局域网中，各类网络设备受网络连线的限制，无法实现可移动网络通信。
便携式计算机等可移动设备的广泛应用，对计算机网络提出了新的要求，在这种情况下，无线 局域网应运而生。
无线局域网弥补了传统网络的不足，实现了可移动数据通信，为局域网开辟了一个新的 应用领域。
无线局域网具有下列优点：
可移动性好。无线局域网的覆盖范围大且不受环境条件的限制，网络中两个站点间的 距离目前可以达到 50km。
抗干扰性强、保密性好。困扰有线局域网的诸多安全问题，在无线局域网中基本上可 以避免。
建网容易，管理方便。相对于有线网络，无线网络的组建、配置和维护较为容易，一 般计算机工作人员即可胜任管理工作。
但是在目前，无线局域网还只是有线网络的补充，而不能完全替代有线网络，与传统的有线 网络相比，无线局域网有以下缺陷：一是网络产品昂贵，昂贵的设备增加了组网的成本。二是传 输速度低，以太网可轻易实现 100M 的传输速度，而无线局域网的传输速度则被限制在 10M 左右。
1．无线局域网的标准
（1）802.11。无线局域网领域内的第一个国际上被认可的标准。802.11 无线标准定义的 传输速率是 1Mbps 和 2Mbps。无线传输的频道定义在 2.4GHz 的 ISM（工业的、科学的和医疗 的）波段内，这个频段，在许多无线管理机构中，例如美国的 USA、欧洲的 ETSI 和日本的 MKK 都是非注册使用频段。这样，使用 802.11 的客户端设备就不需要任何无线许可。
（2）802.11b。目前最流行的 WLAN 协议，使用 2.4GHz 频段。802.11b 在无线局域网协 议中最大的贡献就在于它在 802.11 协议的物理层增加了两个新的速度：5.5Mbps 和 11Mbps。
实际使用速率与环境、距离和信号强度有关（在 150m 内一般为 1Mbps～2Mbps，在 50m 内一 般可达到 11Mbps）。802.11b 的成本较低，能够为大众接受。另外，通过统一的认证机构认证 所有厂商的产品，802.11b 设备实现了彼此兼容。
（3）802.11a。高速 WLAN 协议，使用 5GHz 频段。最高速率为 54Mbps，实际使用速率 约为 22Mbps～26Mbps，与 802.11b 不兼容，是其最大的缺点。
（4）802.11g。802.11g 是 802.11b 在同一频段上的扩展。该标准支持高达 54Mbps 的速率、
兼容 802.11b，是下一代无线数据网的主要标准。
目前在市场上还可以见到自称符合 802.11b+、802.11a+或 802.11g+标准的产品，上述 3 个 标准有时被称为正式标准的增强版，其对应的速度可分别达到 22Mbps、108Mbps 和 108Mbps。
需要明确的是，802.11b+、802.11a+或 802.11g+并非正式标准，而是一些无线网络设备生产商自 行制定的企业标准，与这些标准对应的产品兼容性较差，通常只能兼容本企业的无线网络设备。
2．无线局域网的基本结构
无线局域网只涉及到 ISO 的 OSI 网络模型中的物理层和数据链路层，所以网络结构相对 较简单。IEEE 早在 90 年代初就开始研究并制定无线局
域网的标准，提出了 IEEE802.11 标准。
IEEE802.11 标准具体将无线局域网结构分为“点到 点（Peer-To-Peer）”和“主从（Master-Slave）”两种标准 形式。
点到点结构（如图 2-36 所示）用于连接 PC 或便携 式计算机，允许计算机在无线网络所覆盖的范围内移动
并自动建立点到点的联接，不同计算机之间能够直接进 图 2-36 点到点结构
行信息交换。采用这种拓扑结构的网络一般使用公用广播信道，各站点都可竞争公用信道，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（站点）过多时，网络 速度将降低。
主从结构（如图 2-37 所示）中的所有工作站都直接与中心天线或接入点（AP，Access Point）
连接，由 AP 承担无线通信及与有线网络联接的任务。无线用户在 AP 所覆盖的范围内工作时，
无需为寻找其他站点而耗费大量的资源，是理想的低功耗工作方式。
图 2-37 主从结构 3．无线局域网中常用的传输介质和频段分配
目前无线局域网采用的传输介质有两种：无线电波和红外线。采用无线电波做传输介质 时又有两种调制方式：扩频方式和窄带调制方式。其中，使用扩频方式通信时其发射功率低于 自然的背景噪声，这一方面使扩频通信非常安全，基本可避免出现通信信号被偷听或窃取的现 象；另一方面不会对人体健康造成伤害。因此，在使用无线电波作为通信介质时，目前主要使 用扩频方式。红外线局域网使用波长小于 1m 的红外线，具有很强的方向性，基本速率为 1M，
适用于近距离的无线传输。
选择用于无线局域网的通信频段时，除需要考虑无线电波传输的技术因素之外，还应该 严格遵守政府对于频率使用的相关规定。无线局域网选用美国联邦通信委员会（FCC）开放的 三个频段：902MHz～928MHz、2.4GHz～2.4835GHz、5.725GHz～5.850GHz，这三个频段在 使用时无需申请执照。我国一般使用 2.4GHz～2.4835GHz 频段。
4．无线网络设备简介
（1）网络桥接器。网络桥接器（如图 2-38 所示）即 AP，用于将无线局域网与传统的有 线局域网连通，此外，AP 本身又兼具网管功能，可对安装无线网卡的计算机进行管理。
（2）无线网卡。无线网卡（如图 2-39 所示）是网络站点与无线局域网的接口。它与传统 以太网卡的区别在于其信息传输载体是无线电波，而传统以太网卡则是通过一般的网络线。
目前无线网卡的规格大致可分成 2Mbps、5Mbps 和 11Mbps 三种。接口类型主要为 PCI、
PCMCIA 或 USB。
（3）天线。天线（如图 2-40 所示）的功能是将源端的信号传送至远方。所能传送的距离 与信号源的发射功率、天线的增益有关。天线有有向与全向之分，前者较适合于长距离使用，
后者则较适合区域性应用。
5．无线局域网的应用
因为无线局域网具有许多有线网络所不具备的优点，所以无线局域网技术已引起了网络 界的普遍关注，并逐渐应用于网络建设。
图 2-38 网络桥接器 图 2-39 无线网卡 图 2-40 天线
目前，无线局域网主要用于以下的领域：在无法铺设线缆的环境中建立网络连接，如在 不允许铺设线缆（无论是外观还是内部结构上）的具有历史价值的古建筑中实现网络连接；用 于远距离信息的传输，如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输；公安交通管理部门使用无线 局域网技术进行交通控制等；将便携式计算机等可移动设备与网络快速连接；在学校、大型展 览会等人员流动较频繁的地方，利用无线局域网进行信息的交流等。
2.5.4 虚拟局域网技术
虚拟局域网（Virtual LAN，VLAN）技术用于在不更改网络的拓扑结构的前提下对局域网 进行重组。
在以前的局域网应用中，当站与站之间的通信关系改变后，需要对网络的物理结构进行 调整。而采用虚拟局域网技术后，网管人员只需在交换机上对网络进行逻辑重构，即可使网络 结构适应新的通信要求，并维持通信的高效率。
具体地讲，虚拟局域网技术是通过路由和交换设备，在网络物理拓扑的基础上建立一个 逻辑网络。每个 VLAN 都构成一个独立的广播域，处于同一 VLAN 中的网络用户可以不受地 理位置的限制而像处于同一个 LAN 上那样互相交换信息。
VLAN 必须在交换网络环境中实现，每个交换设备均可根据网络管理人员所定义的 VLAN 划分方法对报文进行过滤和转发，并能将这种划分信息传递到网络中其他交换设备和路由器 中。LAN 交换设备在 VLAN 的划分及实现低延迟的报文转发方面起着重要的作用。
事实上，在网络层对网络进行互联的路由器，能够在网络层对网络进行隔离，并抑制广 播数据。而 VLAN 则是一种不采用路由器对广播数据进行抑制的解决方案。在 VLAN 中，对 广播数据的抑制由交换机完成。
1．VLAN 的功能
采用 VLAN 技术后，可使当网络中的站点发生移动、增加和移出时的管理开销大为减少，
可以抑制广播数据的泛滥、提高网络的安全性。这些优点都源于交换机具有可根据管理员的要 求生成 VLAN 的功能，即交换机能够将网络工作站组织为若干虚拟网并实现虚拟网间的隔离，
虚拟网的结构可独立于网络的物理结构，如图 2-41 所示。
在图 2-41 中，位于 4 个楼层的 4 个交换机和一个路由器 R 将位于 3 个 LAN 上的 9 个工 作站组织为 3 个 VLAN。每个 VLAN 可以看成是一组工作站的集合，例如 VLAN1 由 A1、A2、
A3 组成，它们不受地理位置的限制，就像处于同一 LAN 上那样进行通信，当 A1 向 VLAN1 中的成员广播数据时，A2、A3 都能收到广播信息，尽管它们与 A1 没有连接在同一交换机上。
而 B1、C1 则不会收到 A1 发出的广播信息，尽管 A1、B1、C1 连接在同一交换机上。交换机 不向虚拟局域网 VLAN1 以外的工作站传送 A1 的广播信息，从而可限制接收广播信息的工作
站数，避免因“广播风暴（Broadcast Storm）”而引起网络性能降低。图 2-41 中的路由器是必
VLAN1 VLAN2 VLAN3
A1
B1
C1
COL -ACT-STA-1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 01 1 1 2
HS1 HS2 OK1 OK2 PS CONSOL E
COL -ACT-STA-1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 01 1 1 2
HS1 HS2 OK1 OK2 PS CONSOL E
A2
改变工作地点，只需网管人员修改其 VLAN 成员身份即可。
2．划分 VLAN 的方法
划分 VLAN 的具体方法主要有以下几种：
（1）按交换机端口进行划分。这种方法最常用，也最简单和有效。其缺点是，当用户站 从一个端口移至另一个端口时，必须对 VLAN 成员重新配置。
（2）按 MAC 地址划分。由网管人员指定属于同一个 VLAN 中的各用户站的 MAC 地址。
这种划分方法的优点是：由于 MAC 地址是固化在网卡中的，当用户站移至其他位置后，其仍
这种划分方法的优点是：由于 MAC 地址是固化在网卡中的，当用户站移至其他位置后，其仍