局域網環境下無線替代有線的可能性研究

摘要：隨著計算機網絡技術的飛速發展，無線局域網逐步在各個方面得到廣泛的應用和重視，本文通過對無線局域網和有線局域網優缺點的比較，以及無線局域網改善等方面的分析，探討了局域網環境下，無線方式取代有線方式的可能性及條件。文章認為：在短期內，將會以無線技術與有線技術混合組建局域網為主流方式；但是相信在未來，無線局域網勢必將取代有線局域網。

關鍵詞：無線局域網 有線局域網 網絡融合 改善

中圖分類號：TP30文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0053-02

1 引言

隨著人們對網絡的要求越來越高，現在的有限局域網已經不能很好地滿足人們的需求。近年來，隨著計算機網絡技術的迅猛發展，無線局域網以便捷、靈活等特性，為通信的移動化和多媒體應用提供了潛在的手段，在我們生活中的各個領域都得到廣泛應用，并且逐漸在網絡市場上占取有利的地位。那么無線局域網能否取代有線局域網？本文通過比較無線局域網和有線局域網的優缺點，網絡融合以及無線局域網的改善等方面對無線局域網是否能代替有線局域網進行分析，最終得出結論。

2 無線局域網

無線局域網（WLAN）是為了解決有線網絡存在的缺點而出現的，它結合了無線通信和局域網，利用電磁波在空中發送、接受數據，實現了傳統有線局域網的功能，不需要布線就可以組成局域網，從而實現網絡資源共享。

2.1 無線局域網的優點

（1）移動性強：由于沒有線纜的限制，用戶可以在不同的地方移動工作，網絡用戶不管在任何地方都可以實時地訪問信息。

（2）安裝簡易而且費用低：由于不需要布線，消除穿墻或過天花板布線等繁瑣工作，因此安裝容易，建網時間可大大縮短。雖然無線局域網的設備成本比較高，但是由于省去了高成本的線纜的鋪設或租用的月租費，使其總體成本比有線網絡低。

（3）可靠性高：有線網絡最普遍的問題是線纜的故障，如果用戶移動連線的計算機時可能會導致網絡的中斷，不正確的電纜連接也會導致網絡的故障，但是無線局域網則徹底回避了線纜故障的問題。

（4）組網靈活：無線局域網可以組成多種拓撲結構，使少數用戶的點對點模式擴展到上千用戶的基礎架構網絡變得十分容易。

（5）擴充性好：無線局域網只需要增加適配卡就可以實現網絡的擴充，而且只需增加一個接入點就能解決網絡出現的瓶頸。

2.2 無線局域網的缺點

（1）性能低：無線局域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射，而建筑物、車輛等障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，因此會影響網絡的性能。

（2）速率慢：無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前，無線局域網的傳輸速率不高，只

適合于個人終端和小規模網絡應用。

（3）安全性差：無線電波本質上不要求建立物理的連接通道，信號時發散的，因此很容易監聽到無線

電波廣播范圍內的任何信號，造成通信信息泄漏。

3 有線局域網

計算機局域網把分布在數公里范圍內的不同物理位置的計算機設備連在一起，在網絡軟件的支持下可以相互通訊和資源共享的網絡系統，通常計算機組網的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜，這就構成了有線局域網。

3.1 有線局域網的優點

（1）傳輸速度快：有線局域網的信號傳輸穩定，傳輸質量也較高，信號受房間格局、阻擋物、氣候、

電磁干擾等影響較小，因此有線局域網傳輸文件的速度很快，目前是無線局域網無法比擬的。

（2）安全性能高：由于有線局域網傳輸媒介主要是銅纜或光纜、雙絞線之類，因此傳輸信息時不易丟失。

3.2 有線局域網的缺點

有線網絡在某些場合要受到布線的限制：布線、改線工程量大；線路容易損壞；網中的各節點不可移動。特別是當要把相離較遠的節點聯結起來時，鋪設專用通訊線路布線施工難度大，費用多，耗時長，這些都嚴重限制了用戶聯網。

4 現階段局域網組網方式—網絡融合

為滿足用戶需求，又由于網絡技術的限制，短期內將會以無線技術與有線技術混合組建局域網為主流方式。對于禁止移動性建筑、布線服務區和無法布線服務區、難以布線的室外環境等應用場合，無線局域網可以充分發揮其組網靈活的優點；對于一個辦公地點分布在不同地域的企業來說，可以通過無線網橋（WB）的遠程連接來降低成本和節省時間。在遠程節點之間、節點內部既可以采用有線局域網，又可以采用無線局域網。

近幾年，無線局域網已能夠以與有線局域網結合的形式提供移動互聯網的多媒體業務。未來，無線網必將發揮更重要的作用，因此對無線局域網的改進刻不容緩。

5 無線局域網的改善

5.1 安全性的提高

（1）加強訪問控制機制：服務集標識符（SSID）作為一個簡單的口令，在無線接入點AP（Access Point）上進行設置，只有當無線工作站的SSID與AP的SSID一致，才可以進入無線網絡。為了提高無線局域網的安全性，應禁止AP向外廣播SSID和設置復雜的SSID認證。

（2）將MAC地址和靜態分配到的IP進行綁定：一般來說，AP默認使用的動態主機配置協議（DHCP）或無線路由器分配IP地址的方式存在著巨大的安全隱患。因為只要在無線局域網覆蓋范圍內的所有無線工作站均可通過DHCP獲取一個合法的IP地址，從而侵入到無線局域網。因此，為了提高無線網絡的安全性，我們應該關閉DHCP服務，并將對應的計算機網卡的MAC地址和分配的IP地址進行綁定。

（3）使用無線入侵檢測系統：由于現有的網絡技術能夠對無線局域網中的共享密匙和MAC地址進行偽造，從而使得無線網絡驗證的環節越發地困難。但無線入侵檢測系統能對無線局域網中的傳輸數據進行分析來檢測是否存在非法入侵的問題，從而起到監督作用，并通過傳感器的檢測，發現偽裝的MAC地址。

（4）數據加密機制：WEP作為最早的數據傳輸協議憑借其簡單易行、速度較快、對硬件要求低的特點被廣泛地使用，但隨著WEP被破解，一項對無線網絡安全方面做補充的協議IEEE 802.11i出現了。IEEE802.11i定義TKIP、CCMP、WRAP三種加密機制。其中，TKIP使用的是RC4加密算法，與被發現存在安全漏洞的WEP使用的算法一樣，所以可以在只修改驅動程序的基礎上，將WEP升級到TKIP；另外，CCMP和WRAP使用的是ASE高級加密算法，CCMP機制基于AES和CCM認證方式，WRAP機制基于AES和OCB認證方式。

5.2 性能的優化

為了避免和消減對無線的干擾，我們可以采取以下幾種措施：

（1）網絡部署勘測和優化。就是在部署網絡時需要勘測部署環境、阻擋物的衰減系數、規劃AP覆蓋范圍等。有了良好的網絡部署，將達到最佳的網絡性能。

（2）信道復用。為降低AP的覆蓋范圍，利用信道復用技術，消除相互干擾，提高信道重用程度。

（3）頻譜分析。頻譜分析可及時、全面地檢測出來自周圍環境的非WLAN干擾，便于及時排除。它和RRM（即射頻資源管理，通過對網絡中的各個AP進行監察、分析，進行信道優化）結合，能夠使網絡在無需人工介入的情況下，及時避免信道干擾，保證網絡的可用性。

（4）頻譜導航；即將雙頻用戶盡量引導到5G頻段上，降低2.4G上的負荷。5G上的非WLAN設備要相對少得多，提高了無線的使用性能。

隨著WLAN網絡的發展，其技術將不斷更新、純熟。目前出現了一種新型無線網絡技術——無線Mesh網絡。它在抗干擾方面有以下優勢：通過選擇多個短跳來傳輸數據以便獲得更高的網絡帶寬，減少了使用無線網絡的相鄰用戶間的干擾，提高了信道的利用效率。WLAN干擾的檢測和定位已經能集中監控和管理，隨著WLAN傳輸方式的發展和硬件技術的完善，WLAN干擾將被更好地克服，從而加強無線信號，用戶也會獲得更完美的WLAN體驗。

5.3 速度的提升

幾乎所有想用無線網絡代替有線網的用戶，都被無線網絡比有線網絡的速度慢的問題所困擾。但是，5G Wi-Fi（802.11ac）的誕生將有效的提高無線局域網絡的傳輸速度。5G Wi-Fi最低速度是433Mbit/s，是現在802.11n速率的三倍以上，一些性能高的5G Wi-Fi甚至能達到1Gbit/s以上。

目前，大多數802.11n設備在2.4GHz頻段上工作，藍牙、微波爐等也使用這個頻段，這大大降低了其速度。802.11ac則工作在相對不太擁擠的5GHz頻段上，競爭不激烈，速度也有保障。另外，802.11ac每個通道的工作頻率由802.11n的40MHz提升到80MHz甚至是160MHz，這也改善了速率。

我們相信，隨著技術的發展，無線局域網性能差、安全性低、速度慢的缺點必將會被更好的克服。

6 結語

綜上所述，我們認為，短期內將會以無線與有線混合組建局域網為主流方式。但隨著網絡技術的不斷發展，無線局域網的不足最終將會被彌補。相信在未來，無線局域網將以它的高速傳輸能力和靈活性在人們生活中發揮主導作用，無線局域網勢必取代有線局域網。