图解WLAN网络拓补结构

WLAN无线网络的拓补结构有很多种,包括Ad-hoc,无线覆盖,无线点对点传输,无线点对多点等等。本文以动画的方式说明这几种拓补结构,令人耳目一新。

Ad-hoc 模式

adhoc

上图为最基本及成本最低的结构,它可以在小型办公室 ( 小企业 ) 或家庭办公室中使用,不需要进行布线,台式计算机使用 PC 卡 WiFi 、 PCI 卡 WiFi 或 USB WiFi,而笔记簿计算机则采用 PC 卡 WiFi 、USB WiFi 或 内置 WiFi。跟着采用一个 PC 机作为服务器,连接了宽带路由器和打印机,其它计算机便可以通过 WiFi 网享用打印机,而当服务器安装了特殊软件(例如 Wingate 程序),无线网中的其它计算机便能进一步使用连接在服务器上的宽带路由器,效果与直接把宽带路由器连接在本机上相同,可以接入互联网以及收发电子邮件。

在无线网的角度,图中为一个对等网 ( Peer-to-Peer Network 或 Ad-hoc mode),所有计算机都公平使用无线资源,唯一缺点是没有无网网络管理功能、服务器需要长期启动及安装一个类似 Wingate 的程序。 由于 WiFi 宽带路由器太平宜,这个模式已很少采用。

Ad-hoc 模式加入有线网络

adhoc2 稍微复杂一点的结构是对一个现有的有线网络实现快速的延伸。为这个服务器安装一个 WiFi 无线装置,该服务器同时还安装有有线网卡,这样就实现了对该网络的扩展,其它没有利用有线联网的计算机同样加入 WiFi 无线装置,这样,在允许无线网内的无线工作站访问该服务器的同时,原来的有线终端仍可照常使用。

使用 WiFi Access Point 连接到主干

AP-STA

然而,在现有有线网络上增加一个无线网的最简单及容易管理的方法是在有线网络中接入一个 Access Point,并在需要接入网络的工作站上安装 WiFi 无线装置。Access Point 在无线工作站和有线主干之间起网桥的作用,允许无线工作站访问网络资源,同时又为有线网络增加了可用资源。

若采用 WiFi 宽带路由器去取代 Access Point,则在共享网络资源的同时又可以共享宽带上的互联网。

使用 WiFi Access Point 实现漫游

roaming

更进一步,这里展示了一家大公司的网络结构,在其中一些员工需要完全的移动能力,他们需要装备配有 WiFi 无线装置的移动终端。

这种网络配置允许那些员工自由的公司的设施内(可以是建筑群)活动,同时可以稳定的保持网络连接,使用网络资源。当员工在设施内移动时,在移动设备和网络资源之间传输的数据的路径是变化的,但他们却感觉不到这一点。这就是所谓的无缝漫游,在移动的同时保持连接。因为 Access Point 除了我们前面所说的网桥功能外,还具有传递功能,因此可以实现漫游功能。这种传递功能可以将移动的工作站从一个 Access Point 传递给下一个 Access Point ,以保证在移动工作站和有线主干之间总能保持稳定的连接。

在无线计算机在移动时并远离正在连接的 Access Point 时,讯号会变得越来越弱,无线计算机会根据特定的方案去寻找其它讯号更强的 Access Point ,原先的 Access Point 会全权负责整个传递过程。要使用漫游功能,所有 Access Point 及无线计算机都需要设定相同的网络名称 ( SSID )。漫游功能并不在 802.11b/g 的标准内,不同厂商的无线设备一起使用时并不保证成功的漫游,而符合 WiFi 的无线设备则能保证漫游成功。

连接两个 WiFi 网的无线网桥

bridge

所多牌子的 Access Point 都备有 Wireless Distribution System (WDS) 功能,此功能令一个无线信道同时分担两个角色,一个是 802.11 b/g/a 客户端无线设备接上 Access Point,另一个是把两个 Access Point 连接在一起。上图使用了两个 Access Point 利用 WDS,实现两个无线网之间的点到点连接,也可以实现有线主干的扩展。每个有线网段都有一个包括两个无线电网卡的 Access Point 。标记 Y 的无线网卡用来连接两个 无线网,建立起一个无线主干,这无线主干将一个 Access Point 无线网的信息向另外一个Access Point 无线网传输。

标记 X 的客户端无线用户通过Access Point 中的另一无线网卡,及无线主干把数据发送到另一个有线主干,X 及Y 需采用不同的信道。我们亦可利用一张无线网卡同时实现两个角色,但有效的数据传输率会减少约三份之二。

客户端无线用户可以在两个 WiFi 网中来回走动。

点对点的无线网设计

要实现一个建筑物 (地区) 到建筑物 (地区) 之间的无线网络连接,可采用不同的设备,较为专业的包括 Cicso Access Point、Proxim、Motorola Canopy 5.7 GHz、Altai A2…..

在上图的例子,使用了配备有高增益室外天线的 Access Point,它比标准天线(通常在室内使用)具有更高的覆盖范围。在许多国家,使用这种方式是替代高速专线的一种非常经济使用的方法。

点对多点的无线网设计

一点对多对的通讯只是点对点通讯的延续,上面提到的 Cicso Access Point、Proxim、Motorola Canopy 5.7 GHz、Altai A2…..都可做到。

上图利用一个 ORiNOCO AP2000,连接到有线网络,再经无线同时连接其它 ORiNOCO AP2000 来伸延有线网络,启动 Wireless Distribution System 组成无线主干。周边的 AP2000 中加入两组不同信道的无线网卡,一组用于连接中央的 AP2000,另一组则作为与无线网中的客户端无网用户通讯之用,各无线网中客户端无网用户可通过无线主干连接到中央 AP2000 的有线网络,及所有周边 AP2000 的客户端无网用户,形成一个大型网络。

各客户端无网用户可自由在不同 AP2000 产生的无线网络中漫游。