WLAN
A WLAN (Wlan) ist ein drahtloses Computernetzwerk Das verbindet zwei oder mehr Geräte mithilfe Kabellose Kommunikation zu bilden a lokales Netzwerk (LAN) In einem begrenzten Bereich wie einem Haus, einer Schule, einem Computerlabor, einem Campus oder einem Bürogebäude. Dies gibt den Benutzern die Möglichkeit, sich innerhalb des Bereichs zu bewegen und mit dem Netzwerk verbunden zu bleiben. Durch ein TorEin WLAN kann auch eine Verbindung zum Breiteren herstellen Internet.
Drahtlose Lans basierend auf dem IEEE 802.11 Standards sind die am häufigsten verwendeten Computernetzwerke der Welt. Diese werden allgemein genannt W-lan, was eine Marke ist, die zum gehört Wi-Fi-Allianz. Sie werden für Heim- und kleine Büronetzwerke verwendet, die miteinander verknüpfen Laptop-Computer, Drucker, Smartphones, Webfernseher und Gaming -Geräte mit a WLAN router, was sie mit dem Internet verknüpft. Hotspots Ermöglicht von Routern in Restaurants, Cafés, Hotels, Bibliotheken und Flughäfen können Verbraucher mit tragbaren drahtlosen Geräten auf das Internet zugreifen.
Geschichte
Norman Abramson, ein Professor am Universität von Hawaiientwickelte das erste drahtlose Computerkommunikationsknetzwerk der Welt, Alohanet. Das System wurde 1971 in Betrieb und umfasste sieben Computer, die über vier Inseln eingesetzt wurden, um mit dem zentralen Computer auf dem zu kommunizieren Oahu Insel ohne Telefonleitungen.[1]
Die drahtlose LAN -Hardware hat zunächst so viel gekostet, dass sie nur als Alternative zu Cable LAN an Orten verwendet wurde, an denen die Verkabelung schwierig oder unmöglich war. Die frühe Entwicklung umfasste branchenspezifische Lösungen und proprietäre Protokolle, aber Ende der neunziger Jahre wurden diese durch ersetzt durch Technische Standards, vor allem die verschiedenen Versionen von IEEE 802.11 (in Produkten mit dem W-lan Markenname).
Ab 1991 wurde eine europäische Alternative, die als Hiperlan/1 bekannt ist, von der verfolgt Europäische Telekommunikationsstandards Institut (ETSI) mit einer ersten Version, die 1996 genehmigt wurde Geldautomat Einflüsse erreicht im Februar 2000. Keiner europäischer Standard erzielte den kommerziellen Erfolg von 802.11, obwohl ein Großteil der Arbeiten an Hiperlan/2 in der physischen Spezifikation überlebt hat (in der physischen Spezifikation (Phy) für IEEE 802.11a, was nahezu identisch mit der Phy von HiPerlan/2 ist.
In 2009 802.11n wurde zu 802.11 hinzugefügt. Es arbeitet sowohl in den 2,4 GHz- als auch im 5 -GHz -Banden mit einer maximalen Datenübertragungsrate von 600 Mbit/s. Die meisten neueren Router sind Dualband und in der Lage, beide drahtlosen Bänder zu nutzen. Dies ermöglicht es Datenkommunikation, die überfüllten zu vermeiden 2,4 GHz Band, was auch mit geteilt wird mit Bluetooth Geräte und Mikrowellen. Das 5 -GHz -Band hat auch mehr Kanäle als das 2,4 -GHz -Band, was eine größere Anzahl von Geräten ermöglicht, den Platz zu teilen. Nicht alle WLAN -Kanäle sind in allen Regionen erhältlich.
A Homerf Die Gruppe wurde 1997 gegründet, um eine Technologie für den Einsatz von Wohngebieten zu fördern, aber sie löste sich im Januar 2003 auf.[2]
Die Architektur
Stationen
Alle Komponenten, die sich mit einem drahtlosen Medium in a verbinden können Netzwerk werden als Stationen bezeichnet. Alle Stationen sind mit ausgestattet mit drahtlose Netzwerk -Schnittstellencontroller. Funkstationen fallen in zwei Kategorien: drahtlose Zugangspunkte (WAPS) und Kunden. WAPS sind Basisstationen für das drahtlose Netzwerk. Sie übertragen und empfangen Funkfrequenzen für drahtlos fähige Geräte, mit denen sie kommunizieren können. Wireless Clients können mobile Geräte wie Laptops sein. persönliche digitale Assistenten, VoIP -Telefone und andere Smartphones, oder nicht portable Geräte wie z. Desktop-Computer, Drucker und Arbeitsstationen die mit einer drahtlosen Netzwerkschnittstelle ausgestattet sind.
Service -Set
Das Basic Service Set (BSS) ist eine Reihe aller Stationen, die auf der Phy -Schicht miteinander kommunizieren können. Jedes BSS hat eine Identifikation (ID), die als BSSID bezeichnet wird, nämlich die MAC-Adresse des Zugangspunkts, der die BSS bedient.
Es gibt zwei Arten von BSS: unabhängige BSS (auch als IBSS bezeichnet) und Infrastruktur -BSS. Ein unabhängiger BSS (IBSS) ist ein Ad -hoc -Netzwerk Das enthält keine Zugriffspunkte, was bedeutet, dass sie keine Verbindung zu einem anderen grundlegenden Dienstsatz herstellen können. In einem IBSS sind die STAs im Ad-hoc-Modus (Peer-to-Peer) konfiguriert.
Ein erweitertes Service -Set (ESS) ist ein Satz verbundener BSS. Zugriffspunkte in einem ESS sind durch ein Verteilungssystem verbunden. Jedes ESS hat eine ID namens SSID, eine 32-Byte-Zeichenfolge (maximal).
Ein Distribution System (DS) verbindet Zugangspunkte in einem erweiterten Dienstsatz. Das Konzept eines DS kann verwendet werden, um die Netzwerkabdeckung durch Roaming zwischen den Zellen zu erhöhen. DS kann verdrahtet oder drahtlos sein. Die aktuellen drahtlosen Verteilungssysteme basieren hauptsächlich auf Wds oder GITTERGEWEBE Protokolle, obwohl andere Systeme verwendet werden.
Arten von drahtlosen Lans
Das IEEE 802.11 hat zwei grundlegende Betriebsmodi: Infrastruktur und ad hoc Modus. Im Ad-hoc-Modus kommunizieren mobile Einheiten direkt Peer-to-Peer. Im Infrastrukturmodus kommunizieren mobile Einheiten über a WLAN-Zugangspunkt (WAP), das auch als Brücke zu anderen Netzwerken wie a dient lokales Netzwerk oder das Internet.
Da die drahtlose Kommunikation im Vergleich zu kabelgebundenen LANs ein offeneres Medium für die Kommunikation verwendet, umfassten die 802.11 -Designer auch Verschlüsselungsmechanismen: Kabelgebundene Äquivalent Privatsphäre (WEP), nicht mehr als sicher angesehen, Wi-Fi-geschützter Zugang (WPA, WPA2, WPA3), um drahtlose Computernetzwerke zu sichern. Viele Zugangspunkte bieten ebenfalls an WLAN-Geschützte Installation, eine schnelle, aber nicht mehr als sichere Methode zum Verbinden eines neuen Geräts zu einem verschlüsselten Netzwerk.
Infrastruktur
Die meisten Wi-Fi-Netzwerke werden in bereitgestellt Infrastrukturmodus. Im Infrastrukturmodus stellen drahtlose Kunden wie Laptops und Smartphones eine Verbindung zum WAP her, um sich dem Netzwerk anzuschließen. Der WAP hat normalerweise eine kabelgebundene Netzwerkverbindung und kann dauerhafte drahtlose Verbindungen zu anderen WAPs haben.
WAPs sind normalerweise festgelegt und bieten Dienst an ihren Kundenknoten in Reichweite. Einige Netzwerke haben mehrere WAPs, die dieselbe SSID- und Sicherheitsvereinbarung verwenden. In diesem Fall verbindet eine Verbindung zu einem WAP in diesem Netzwerk dem Client mit dem Netzwerk, und die Client -Software wird versucht, den WAP auszuwählen, der den besten Service bietet, z. B. das WAP mit dem stärksten Signal.
Peer-To-Peer
Ein Ad -hoc -Netzwerk ist ein Netzwerk, in dem Stationen nur kommunizieren Peer-To-Peer (P2P). Es gibt keine Basis und niemand gibt die Erlaubnis zum Reden. Dies wird mit dem erreicht Unabhängiger grundlegender Service -Set (IBSS). EIN Wi-Fi Direct Das Netzwerk ist eine andere Art von drahtloser Netzwerk, in der Stationen Peer-to-Peer kommunizieren.[3] In einem Peer-to-Peer-Netzwerk können drahtlose Geräte in Reichweite direkt entdecken und kommunizieren, ohne zentrale Zugriffspunkte einzubeziehen.
In einer Wi-Fi-P2P-Gruppe arbeitet der Gruppeninhaber als Zugangspunkt und alle anderen Geräte sind Clients. Es gibt zwei Hauptmethoden, um einen Gruppenbesitzer in der Wi-Fi-Direktgruppe zu etablieren. In einem Ansatz richtet der Benutzer einen P2P -Gruppenbesitzer manuell ein. Diese Methode ist auch als bekannt als Autonomer Gruppenbesitzer (autonomer Go). In der zweiten Methode genannt Verhandlungsbasierte GruppenschöpfungZwei Geräte konkurrieren basierend auf dem Wert des Gruppenbesitzers. Das Gerät mit höherem Wert wird zum Gruppenbesitzer und das zweite Gerät wird zum Client. Der Wert des Gruppenbesitzers kann davon abhängen, ob das drahtlose Gerät eine Kreuzverbindung zwischen einem WLAN-Dienst in der Infrastruktur und einer P2P-Gruppe, verfügbarer Strom im drahtlosen Gerät, unabhängig davon des ersten drahtlosen Geräts.
IEEE 802.11 definiert den Phy und Mittelzugangskontrolle (MAC) Schichten basierend auf Carrier-Sense-Mehrfachzugriff mit Kollisionsvermeidung (CSMA/CA). Dies steht im Gegensatz zu Ethernet, das verwendet Carrier-Sense-Mehrfachzugriff mit Kollisionserkennung (CSMA/CD). Die Spezifikation von 802.11 enthält Bestimmungen zur Minimierung von Kollisionen, da mobile Einheiten mit dem kämpfen müssen Versteckter Knotenproblem wobei zwei mobile Einheiten beide im Bereich eines gemeinsamen Zugangspunkts liegen, jedoch außerhalb der Reichweite voneinander.
Brücke
Eine Brücke kann verwendet werden, um Netzwerke zu verbinden, normalerweise von verschiedenen Typen. Ein drahtloser Ethernet Bridge ermöglicht die Verbindung von Geräten in einem kabelgebundenen Ethernet -Netzwerk zu einem drahtlosen Netzwerk. Die Brücke fungiert als Verbindung zum drahtlosen LAN.
Drahtloses Verteilungssystem
A Drahtloses Verteilungssystem (WDS) ermöglicht die drahtlose Verbindung von Zugangspunkten in einem IEEE 802.11 -Netzwerk. Es ermöglicht ein drahtloses Netzwerk mit mehreren Zugriffspunkten, ohne dass ein kabelgebundenes Rückgrat sie verlinkt, wie es traditionell erforderlich ist. Der bemerkenswerte Vorteil eines WDS gegenüber einigen anderen Lösungen besteht darin, dass es die MAC -Adressen von Clientpaketen über die Verbindungen zwischen Zugangspunkten hinweg bewahrt.[4]
Ein Zugangspunkt kann entweder eine Haupt-, Relais- oder Remote -Basisstation sein. Eine Hauptbasisstation ist normalerweise mit dem kabelgebundenen Ethernet verbunden. Ein Relay Base Station -Relais -Daten zwischen Remote -Basisstationen, drahtlosen Clients oder anderen Relaisstationen an einer Haupt- oder einer anderen Relais -Basisstation. Eine Remote -Basisstation akzeptiert Verbindungen von drahtlosen Kunden und übergibt sie an Relay- oder Hauptstationen.
Da die Daten drahtlos weitergeleitet werden und die drahtlose Bandbreite konsumiert werden, wird der Durchsatz bei dieser Methode für drahtlose Kunden halbiert, die nicht mit einer Hauptbasisstation verbunden sind. Die Verbindungen zwischen Basisstationen werden in Layer-2 durchgeführt und beinhalten oder erfordern keine Layer-3-IP-Adressen. Die WDS -Fähigkeit kann auch als Repeater -Modus bezeichnet werden, da er gleichzeitig drahtlose Kunden zu überbrücken und zu akzeptieren scheint (im Gegensatz zu herkömmlicher Überbrückung). Alle Basisstationen in einem WDS müssen so konfiguriert werden, dass sie denselben Funkkanal verwenden und WEP -Tasten oder WPA -Schlüssel teilen, wenn sie verwendet werden. Sie können an verschiedenen Service -Set -Kennungen konfiguriert werden. WDS verlangt auch, dass jede Basisstation so konfiguriert wird, dass sie sich wie oben erwähnt an andere im System weiterleiten.
Wandernd
Es gibt zwei Definitionen für drahtlose Lan -Roaming:
- Internes Roaming: Die Mobilstation (MS) bewegt sich von einem Zugangspunkt (AP) zu einem anderen AP innerhalb eines Heimnetzwerks, wenn die Signalstärke zu schwach ist. Ein Authentifizierungsserver führt die Neuauthentifizierung von MS über 802.1x durch (z. B. mit Peap). Die Abrechnung von QoS befindet sich im Heimnetzwerk. Ein MS -Roaming von einem Zugriff zu einem anderen unterbricht häufig den Datenfluss zwischen den MS und einer Anwendung, die mit dem Netzwerk verbunden ist. Die MS überwacht beispielsweise regelmäßig das Vorhandensein alternativer APs (die eine bessere Verbindung herstellen). Irgendwann, basierend auf proprietären Mechanismen, beschließt die MS, sich mit einem AP mit einem stärkeren drahtlosen Signal neu zu assoziieren. Die MS kann jedoch eine Verbindung mit einem AP verlieren, bevor sie sich mit einem anderen Zugangspunkt verbindet. Um zuverlässige Verbindungen mit Anwendungen bereitzustellen, muss die MS in der Regel eine Software enthalten, die eine Sitzungspannung bietet.[5]
- Externes Roaming: Die MS (Client) bewegt sich in einen WLAN eines anderen drahtloser Internetdienstanbieter (Wisp) und nimmt ihre Dienste an. Der Benutzer kann ein fremdes Netzwerk unabhängig von seinem Heimnetzwerk nutzen, vorausgesetzt, dass das fremde Netzwerk einen Besuch in ihrem Netzwerk ermöglicht. In einem ausländischen Netzwerk muss eine spezielle Authentifizierungs- und Rechnungssysteme für mobile Dienste vorhanden sein.[Klarstellung erforderlich]
Anwendungen
Wireless Lans haben viele Bewerbungen. Moderne Implementierungen von WLANs reichen von kleinen In-Home-Netzwerken bis hin zu großen, auf dem Campusgröße geeigneten, mobilen Netzwerken für Flugzeuge und Züge.
Benutzer können von WLAN -Hotspots in Restaurants, Hotels und jetzt mit tragbaren Geräten auf das Internet zugreifen, die mit 3G- oder 4G -Netzwerken verbunden sind. Oft erfordern diese Art von öffentlichen Zugriffspunkten keine Registrierung oder Kennwort, um sich dem Netzwerk anzuschließen. Andere können zugegriffen werden, sobald die Registrierung aufgetreten ist oder eine Gebühr gezahlt wird.
Bestehende drahtlose LAN -Infrastrukturen können auch verwendet werden, um zu arbeiten Innenpositionierungssysteme ohne Änderung an der vorhandenen Hardware.
Siehe auch
Verweise
- ^ "Geschichte der drahtlosen" ". Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. Archiviert von das Original am 2007-02-10. Abgerufen 2007-02-17.
- ^ Wayne Caswell (17. November 2010). "Homerf Archive". Abgerufen 16. Juli, 2011.
- ^ "Ist das das gleiche wie der Ad -hoc -Modus?". Archiviert von das Original Am 2013-08-30.
- ^ "Drahtloses Verteilungssystem verknüpfte Router -Netzwerk". DD-WRT Wiki. Abgerufen 31. Dezember, 2006.
- ^ "Wie Wi-Fi-Roaming wirklich funktioniert". Abgerufen 2008-10-09.