【網工進階】實例:無線AP組網方案

無線局域網(WLAN:Wireless Local Area Network)是計算機網絡和無線通信技術相結合的產物。具體地說就是在組建局域網時不再使用傳統的電纜線而通過無線的方式以紅外線、無線電波等作為傳輸介質來進行連接,提供有線局域網的所有功能。


無線局域網的基礎還是傳統的有線局域網,是有線局域網的擴展和替換,它是在有線局域網的基礎上通過無線集線器、無線訪問節點、無線網橋、無線網卡等設備來實現無線通信的。目前無線局域網使用的頻段主要是 S 頻段(2.4GHz~2.4835GHz)。


無線局域網的組網模式大致上可以分為兩種,一種是 Ad-hoc 模式,即點對點無線網絡;另一種是Infrastructure 模式,即集中控制式網絡。


1、Ad-hoc 模式


Ad-hoc 網絡是一種點對點的對等式移動網絡,沒有有線基礎設施的支持,網絡中的節點均由移動主機構成。網絡中不存在無線AP,通過多張無線網卡自由的組網實現通信。


基本結構如下圖所示:


【網工進階】實例:無線AP組網方案


要建立對等式網絡需要完成以下幾個步驟:


1)首先為您的電腦安裝好無線網卡,並且為您的無線網卡配置好 IP 地址等網絡參數。注意,要實現互連的主機的 IP 必須在同一網段,因為對等網絡不存在網關,所以網關可以不用填寫。


2)設定無線網卡的工作模式為 Ad-hoc 模式,並給需要互連的網卡配置相同的 SSID、頻段、加密方式、密鑰和連接速率。


注:TP-LINK 全系列無線網卡產品都支持此應用模式。


2、Infrastructure 模式


集中控制式模式網絡,是一種整合有線與無線局域網架構的應用模式。在這種模式中,無線網卡與無線 AP 進行無線連接,再通過無線 AP 與有線網絡建立連接。實際上 Infrastructure 模式網絡還可以分為兩種模式,一種是無線路由器+無線網卡建立連接的模式;一種是無線 AP 與無線網卡建立連接的模式。


“無線路由器+無線網卡”模式是目前很多家庭都使用的模式,這種模式下無線路由器相當於一個無線AP 集合了路由功能,用來實現有線網絡與無線網絡的連接。


例如以下無線路由器系列,它們不僅集合了無線 AP 功能和路由功能,同時還集成了一個有線的四口交換機,可以實現有線網絡與無線網絡的混合連接,如下圖所示:


【網工進階】實例:無線AP組網方案


另一種是“無線 AP 加無線網卡”模式。在這種模式下,無線 AP 應該如何設置,應該如何與無線網卡或者是有線網卡建立連接,主要取決於您所要實現的具體功能以及您預定要用到的設備。


因為無線 AP有多種工作模式,不同的工作模式它所能連接的設備不一定相同,連接的方式也不一定相同。


下面是某公司的無線 AP TL-WA501G(以下簡稱為 501G)的工作模式及其設置。這款501G 支持5種基本的工作模式


分別是:AP 模式、AP client 模式、repeater模式、Bridge(Point to Point)模式和 Bridge(Point to Multi-Point)模式。


1)AP 模式


AP(Access Point,接入點模式),這是我們無線AP的基本工作模式,用於構建以無線AP為中心的集中控制式網絡,所有通信都通過AP來轉發,類似於有線網絡中的交換機的功能。


這種模式下連接方式大致如下圖所示:


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在這種模式下,無線AP即可以和無線網卡建立無線連接,也可以和有線網卡通過網線建立有線連接。


我們的501G只有一個LAN 口,一般不用它來直接接電腦,而是用來與有線網絡建立連接,直接連接前端的路由器或者是交換機。


這種模式下,這款501G的設置具體的如下圖所示:


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首先是設置該網絡工作的頻段,選擇的範圍從1到 13。選擇中應該注意的是,如果周圍環境中還有其他的無線網絡,儘量不要與它使用相同的頻率段。然後選擇 501G工作的模式,501G支持11Mbps帶寬的802.11b、54Mbps 帶寬的802.11g 模式(兼容 802.11b 模式)。


同時注意開啟無線功能,就是不要選中‘關閉無線功能’的這個選項即可。選中‘Access Point’選項,設置好 SSID 號即可。注意,通過無線方式與我們的無線 AP 建立連接的無線網卡上設置的 SSID 號必需與我們無線 AP 上設置的 SSID 號相同,否則無法接入網絡。


2)AP 客戶端模式


AP client 模式下,即可以有線接入網絡也可以無線接入網絡,但此時接在無線 AP 下的電腦只能通過有線的方式進行連接,不能以無線方式與 AP 進行連接。


工作在AP client 模式下的無線 AP 建立連接的方式大致的如下圖所示:


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圖中的無線設備A,即可以是無線路由器,也可以是無線AP。當需要用我們的501G與我們的無線路由器建立無線連接時,在無線 AP上的設置如下圖所示:


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在 client 模式下,可以有兩種方式使無線AP接入前端的無線路由器,一種就是通過設置和無線路由器相同的 SSID 號,從而連接無線路由器;另一種就是通過在‘AP的MAC 地址’處填寫無線路由器的LAN口的MAC地址來建立連接。


● 開啟 WDS 功能 - 如果開啟 WDS,將使用 4 地址包格式與 AP 通信,否則使用 3 地址包格式。(主要考慮與前端無線路由器的兼容性)


● SSID - 指定 SSID 來選擇 AP。


● AP 的 MAC 地址 - 指定 MAC 地址來接入 AP。


說明:當前我公司的無線路由器都支持 WDS,所以在 WA501G 上,是否關閉 WDS 都可以連接上。


當我們工作在 AP client 模式下的無線 AP 再與另外的無線 AP 建立連接時,連接的無線 AP 可以是AP 模式,也可以是中繼了前端信號的 repeater 模式。


當前端的 AP 設置為 repeater 模式時,它並沒有SSID 號,因此我們設置為 AP client 的無線 AP 要與它建立連接,只能通過在‘AP 的 MAC 地址’欄中填寫前端 AP 的 MAC 地址來實現連接。


3)Bridge(Point to Point)模式


當前無線網橋模式下,無線 AP 既可以通過無線的方式與無線網卡進行連接,也能使用無線 AP的 LAN 口有線的連接電腦。在這種模式下使用時,一般都是兩個 AP 都設置為橋接模式來進行對連,其效果就相當於一根網線將兩者的 LAN 口相連。


具體的如下圖所示的連接:


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設置成橋接模式的無線AP可以啟用自身的AP功能來連接無線工作站,同時也可以通過指定要接入的AP的MAC地址來進行橋接,界面如下圖所示:


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在要通過橋模式來進行連接的兩個無線 AP,設置好對端AP的 MAC地址來與對端的 AP來進行連接。


設置中需要注意的是,兩個無線 AP 必須設置相同的工作頻段,否則可能無法進行連接。當然在無論在路由器還是 WA501G+中設置,都需要考慮整個網絡的網關、DHCP 服務器等問題。


4)Bridge(Point to Multi-Point)模式


無線多路橋模式下,無線 AP最多可以與4個設置成橋接模式的 AP配合使用,組建點對多點的無線網絡,其自身也可以開啟 AP 功能。


基本模式如下圖所示:


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圖中有三個無線 AP,分別為 A、B、C。其中 A 和 C 都設置成橋接模式,B 號無線 AP 設置為多路橋接模式,在A和C號無線AP 上都要設置成指向B,即填入B號無線AP的 MAC 地址,在B號無線 AP上同時要添加A和C號無線 AP的MAC地址,從而建立連接。


設置成多路橋模式的無線AP 中,有多個填寫MAC地址的欄目需要填寫,如果填寫的條目少於兩條,那麼在保存時將會報錯。


也就是說當無線 AP設置成多路橋模式時,至少要與另外的兩個無線 AP 進行連接。我們的 501G 的多路橋模式下,最多可以同時與四個無線AP進行連接。如果開啟AP功能,B下還可以連接無線工作站。


其設置界面如下圖所示:


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5)repeater模式


無線中繼模式下的無線AP起到的作用是對信號的放大和重新發送,因此它可以與設置成 AP 模式的無線 AP 來進行連接並對它的信號進行中繼。Repeater模式的無線 AP 還可以與同樣設置成 repeater 模式的無線 AP 進行連接。


如下圖所示:


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Repeater 模式的無線 AP 主要是用來擴大無線網絡的覆蓋範圍。在上圖中假設 B 和 D 下面的電腦要相互通信,可是 B 的信號無法到達 D,因此我們可以在中間加一個無線 AP 對 B 的信號進行中繼,從而實現B 和 D 的通信。


我們可以把 B 設置為 AP 模式,把 C 設置為對 B 的中繼,再把 D 設置為對 C 的中繼,從而使 B 和 D 實現通信。把 C 設置成對 B 的中繼,只要把 B 的 MAC 地址填入 C 的‘AP 的 MAC 地址’欄內即可。


如下圖所示:


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● Universal 模式是指使用非 WDS 模式與 AP 通訊,具有更廣泛的兼容性。


目前,無線網絡已經成為現代化時尚辦公的新寵,但是單個 AP 的覆蓋面積有限,因此一些覆蓋面積較大的公司往往會安置兩個或者是兩個以上的無線 AP 以擴大無線網絡覆蓋的範圍。但是會遇到這樣的問題,就是當移動的用戶在不同的無線 AP 之間切換時每次都要查找無線網絡,重新進行連接,非常麻煩。


這種情況下,我們就引入了無線漫遊這樣一個新概念。


無線信號在傳播的過程中會不斷的衰減,導致 AP 的通訊範圍被限定在一定的範圍之內。這個範圍通常被稱為微單元,當網絡環境中存在多個無線 AP,並且使他們的微單元相互有一定範圍的重合時,無線用戶可以在整個無線信號覆蓋的範圍內進行移動,無線網卡能夠自動發現附近信號強度最大的無線 AP,並通過這個 AP 來收發數據,保持不間斷的網絡連接,這就稱為無線漫遊。


在實際應用中,無線有時只有一個出口,這樣就如下面的應用。如下圖所示是4個無線AP組成的無縫漫遊網絡,四個無線 AP 分別通過網線與有線網絡相連,形成以有線網絡為基礎的無線網絡,所有終端通過最近的無線 AP 連入網絡,實現對整個網絡資源的訪問。


要實現無縫漫遊,首先我們必須給每個無線AP分配好IP地址,並且保證所有無線AP的IP地址都在同一網段。每個無線 AP 都設置成AP模式,並且所設置的 SSID 必須相同。


如果要設置加密,那麼無線 AP 的加密方式和加密的密鑰也必須相同。並且最好只保留上游無線路由器中的DHCP功能,關閉無線 AP的DHCP功能,否則會導致IP地址分配混亂。


【網工進階】實例:無線AP組網方案


在圖中我們可以看到,要實現漫遊,無線AP的覆蓋範圍有一部分是相互重疊的,如果覆蓋範圍重疊的無線AP之間使用了有信號重疊的信道,那麼它們的信號在傳輸時就會相互干擾,從而降低網絡性能和效率。因此各個AP的覆蓋區域所佔信道之間必須遵循一定的規範,覆蓋範圍有重疊的 AP不能使用相同的信道。


802.11b 協議工作在 2.4000GHz~2.4835GHz 信道上,一共存在著相互重疊的 11 個信道,在這 11 個信道中只有三個信道是不重疊的,分別是信道 1、6、11,如下圖所示:


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因此,無縫漫遊時使用這三個信道是最合適的。我們如果配置簡單的無線漫遊,則只需要該漫遊區域為各無線 AP 的重合區域,並且各AP的 SSID 號,加密方式一致即可。


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