无线网络设计 (2009 年度畅销榜NO.70977 )

本书首先回顾了无线技术的历史和无线技术的应用现状，进而介绍了与无线通信相关的物理知识，讨论了无线通信的原理，其中包括无线组件和与无线通信相关的规范。书中还介绍了OSI模型和TCP/IP协议组，并对各种无线技术进行了讲解，包括：固定无线技术、移动无线技术、无线LAN和WPN以及光学无线技术。最后，介绍了设计无线网络的方法和步骤，并对几个无线网络案例进行了剖析。\r\n本书可作为无线技术的初级读物使用，也可作为设计和实施无线数据网络的指南使用。阅读本书时不需要具有任何的无线、IP知识或网络设计经验。\r\n\r\n
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\r\n第1章 无线技术的历史与现状 1\r\n1.1 概述 1\r\n1.2 无线技术历史概述 2\r\n1.2.1 电磁的发现 2\r\n1.2.2 传导的研究 3\r\n1.2.3 无线技术的发明 4\r\n1.2.4 在汽车上安装无线电话 4\r\n1.2.5 计算机和网络的发明 5\r\n1.2.6 移动电话的发明 6\r\n1.3 无线应用的现状概述 7\r\n1.3.1 无线技术在垂直市场上的应用 8\r\n1.3.2 无线技术在水平应用方面的应用 9\r\n1.4 本书涉及的无线技术 10\r\n1.5 小结 11\r\n1.6 解决方案快速回顾 11\r\n1.7 问题与解答 12\r\n第2章 无线原理和频率谱 13\r\n2.1 概述 13\r\n2.2 无线信号在电磁波上的传输 13\r\n2.2.1 波形分析 14\r\n2.2.2 无线信号的调制 15\r\n2.3 强无线信号的传输 21\r\n2.3.1 理解信号能量和信噪比 21\r\n2.3.2 衰减 22\r\n2.3.3 反弹 24\r\n2.3.4 折射 26\r\n2.3.5 视线 26\r\n2.3.6 穿透 26\r\n2.4 无线原理 27\r\n2.4.1 通用无线组件 28\r\n2.4.2 天线 30\r\n2.4.3 基站和移动站 34\r\n2.4.4 接入点 35\r\n2.5 频谱的信道化 35\r\n2.5.1 信道化 35\r\n2.5.2 信道数量的扩大（频率重用） 38\r\n2.6 无线通信的控制 39\r\n2.6.1 管理机构 40\r\n2.6.2 对低功率. 无许可证发射器的限制 40\r\n2.7 小结 41\r\n2.8 解决方案快速回顾 42\r\n2.9 问题与解答 43\r\n第3章 TCP/IP和OSI模型 44\r\n3.1 概述 44\r\n3.2 OSI和DoD模型概述 44\r\n3.2.1 第一层：物理层 45\r\n3.2.2 第二层：数据链路层 45\r\n3.2.3 第三层：网络层 46\r\n3.2.4 第四层：传输层 46\r\n3.2.5 第五层：会话层 47\r\n3.2.6 第六层：表示层 47\r\n3.2.7 第七层：应用层 47\r\n3.2.8 OSI和DoD对比 48\r\n3.3 网络接入层 48\r\n3.3.1 网桥的使用 49\r\n3.3.2 以太网协议 50\r\n3.3.3 无线协议 51\r\n3.3.4 其他的网络接入协议 52\r\n3.4 Internet层 52\r\n3.4.1 网际协议 53\r\n3.4.2 IP寻址 54\r\n3.4.3 用VLSM节约地址空间 56\r\n3.4.4 路由 57\r\n3.4.5 Internet控制报文协议 60\r\n3.5 主机到主机层 60\r\n3.5.1 用户数据报协议 61\r\n3.5.2 传输控制协议 61\r\n3.6 应用层管理 63\r\n3.6.1 监控工具：SNMP 63\r\n3.6.2 用DHCP分配地址 63\r\n3.6.3 运用网络地址转换 64\r\n3.7 小结 66\r\n3.8 解决方案快速回顾 67\r\n3.9 问题与解答 68\r\n第4章 了解发展中的无线技术和标准 69\r\n4.1 概述 69\r\n4.2 固定无线技术 69\r\n4.2.1 多点多信道分布业务 70\r\n4.2.2 本地多点分布式业务 71\r\n4.2.3 无线本地环路 72\r\n4.2.4 PTP Microwave 73\r\n4.2.5 无线局域网 73\r\n4.2.6 为什么需要无线局域网标准 74\r\n4.3 基于802.11体系结构的WLAN设计 79\r\n4.3.1 基本服务装置 79\r\n4.3.2 扩展服务装置 81\r\n4.3.3 CSMA-CA机制 83\r\n4.3.4 分割配置 83\r\n4.3.5 使用电源管理选项 84\r\n4.3.6 多信元漫游 84\r\n4.3.7 WLAN的安全 85\r\n4.4 基于802.15体系结构的WPAN设计 86\r\n4.4.1 蓝牙 86\r\n4.4.2 HomeRF 88\r\n4.4.3 高性能的无线电LAN 88\r\n4.5 移动无线技术 88\r\n4.5.1 第一代技术 89\r\n4.5.2 第二代技术 90\r\n4.5.3 2.5G技术 90\r\n4.5.4 第三代技术 90\r\n4.5.5 无线应用协议 91\r\n4.5.6 全球移动通信系统 92\r\n4.5.7 通用无线分组业务 93\r\n4.5.8 短消息业务 93\r\n4.6 光学无线技术 93\r\n4.7 小结 94\r\n4.8 解决方案快速回顾 95\r\n4.9 问题与解答 97\r\n第5章 无线网络设计 98\r\n5.1 概述 98\r\n5.2 设计过程 98\r\n5.2.1 进行初步调查 99\r\n5.2.2 对现有环境进行分析 99\r\n5.2.3 制定初步设计 100\r\n5.2.4 确定详细设计 100\r\n5.2.5 执行实施 100\r\n5.2.6 整理文档 101\r\n5.3 确定设计方法 102\r\n5.3.1 制定网络计划 102\r\n5.3.2 设计网络体系结构 106\r\n5.3.3 使详细设计阶段规范化 110\r\n5.4 从设计的观点理解无线网络的特性 114\r\n5.4.1 应用支持 114\r\n5.4.2 物理环境 116\r\n5.4.3 网络拓扑结构 118\r\n5.4.4 网络安全 119\r\n5.5 小结 120\r\n5.6 解决方案快速回顾 120\r\n5.7 问题与解答 121\r\n第6章 设计无线企业网络：医院\r\n案例研究 123\r\n6.1 概述 123\r\n6.2 引入企业案例研究 124\r\n6.2.1 确定时机 124\r\n6.2.2 评估网络需求 125\r\n6.2.3 评估辅助大楼的物理环境 125\r\n6.2.4 评估外部物理环境 126\r\n6.2.5 分析当前网络 127\r\n6.2.6 评估医院会议室组网环境 128\r\n6.3 制定无线解决方案 128\r\n6.3.1 工程1：提供辅助大楼接入 129\r\n6.3.2 工程2：为会议室提供无线技术 130\r\n6.3.3 工程3：提供大楼到大楼的连接 130\r\n6.3.4 描述大楼链路的详细设计 131\r\n6.4 实施和测试无线解决方案 133\r\n6.4.1 工程1：实施辅助大楼LAN接入 133\r\n6.4.2 工程2：实施医院会议室的设计 133\r\n6.4.3 工程3：实施大楼到大楼的连接 134\r\n6.4.4 回顾医院的目标 135\r\n6.5 经验教训 135\r\n6.6 小结 136\r\n6.7 解决方案快速回顾 137\r\n6.8 问题与解答 138\r\n第7章 设计无线工业网络：零售\r\n案例研究 139\r\n7.1 概述 139\r\n7.2 引入工业案例研究 140\r\n7.2.1 确定时机 140\r\n7.2.2 确定案例研究的范围 141\r\n7.2.3 检查当前的情况 142\r\n7.3 设计和实施无线网络 142\r\n7.3.1 制定高层设计 142\r\n7.3.2 制定详细设计 143\r\n7.4 计划设备布局 149\r\n7.4.1 确定接入点的放置位置 149\r\n7.4.2 实施无线网络 152\r\n7.4.3 安装无线组件 153\r\n7.5 经验教训 155\r\n7.6 小结 156\r\n7.7 解决方案快速回顾 156\r\n7.8 问题与解答 157\r\n第8章 设计无线校园网络：大学\r\n案例研究 159\r\n8.1 概述 159\r\n8.2 引入校园案例研究 159\r\n8.2.1 确定时机 160\r\n8.2.2 确定案例研究范围 160\r\n8.3 设计无线校园网络 161\r\n8.3.1 设计步骤 161\r\n8.3.2 确定功能设计需求 161\r\n8.3.3 约束和假设 163\r\n8.3.4 计划设备布局：详细设计需求 166\r\n8.4 实施无线校园网络 172\r\n8.4.1 实施物理部署 172\r\n8.4.2 实施逻辑部署 173\r\n8.5 经验教训 173\r\n8.6 小结 173\r\n8.7 解决方案快速回顾 174\r\n8.8 问题与解答 175\r\n第9章 设计无线家用网络：家用办公室\r\n案例研究 177\r\n9.1 概述 177\r\n9.1.1 家用网络的优势 177\r\n9.1.2 无线家用网络的优势 178\r\n9.2 引入无线家用网络案例研究 179\r\n9.2.1 确定时机 179\r\n9.2.2 确定案例研究的范围 179\r\n9.3 设计无线家用网络 180\r\n9.3.1 确定功能需求 180\r\n9.3.2 进行一次家庭位置调查 181\r\n9.3.3 制定初步设计 185\r\n9.3.4 制定详细设计 188\r\n9.4 实施无线家用网络 188\r\n9.4.1 装配网络组件 188\r\n9.4.2 确定带宽配置 189\r\n9.4.3 安装硬件 190\r\n9.4.4 安装和配置软件 190\r\n9.4.5 测试网络 193\r\n9.5 设计传输数据. 声音及其他类型信息\r\n的无线家庭网络 193\r\n9.5.1 家用无线市场的目前状况 193\r\n9.5.2 一种为未来建议的解决方案 195\r\n9.6 经验教训 196\r\n9.7 小结 196\r\n9.8 解决方案快速回顾 196\r\n9.9 问题与解答 198 \r\n
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随着计算机技术和网络技术的蓬勃发展, 网络在各行各业中的应用越来越广泛. 有线网络以其传输速度高, 产品的品牌和数量众多, 以及技术发展速度快等优点, 占据了网络应用领域里相当大的市场份额. 然而, 随着移动计算技术的日益普及和工业标准逐步为市场所采纳和接受, 无线网络的应用领域正在不断地扩大.
无线局域网的出现使人们不必再围着机器转, 它采用以太网的帧格式, 使用简单. 无线局域网方便了用户访问网络数据, 高吞吐量的无线局域网可以实现11Mbps的数据传输速率.
无线局域网在很多应用领域具有独特的优势：可移动性, 它提供了不受线缆限制的应用, 用户可以随时上网, 容易安装. 无须布线, 大大节约了建网时间, 组网灵活, 即插即用, 网络管理人员可以迅速将其加入到现有网络中, 并在某种环境下运行, 成本低, 特别适合于变化频繁的工作场合. 此外, 无线网络相对来说比较安全, 无线网络通信以空气为介质, 传输的信号可以跨越很宽的频段, 而且与自然背景噪声十分相似, 这样一来, 就使得窃听者用普通的方式难以偷听到数据. “加密”也是无线网络必备的一环, 能有效提高其安全性. 所有无线网络都可加设安全密码, 窃听者即使千方百计地接收到数据, 若无密码, 想打开信息系统亦无计可施.
本书的特点是内容丰富, 概念清楚. 准确, 讲解详细, 例子很多. 虽然本书中的所有案例都是作者根据现实生活中的经验虚构的, 但是每个案例都以不同的方式提出, 各具特色, 针对性强, 都可以作为组建无线网络的实用指南使用. 本书作者在每章最后都精心设计了一些常见问题, 并做了解答, 目的是检测你对该章概念的掌握, 帮助你了解这些概念在现实世界中的应用.
作者为IT同行们写这本书的目的是希望能为他们在设计和操作无线网络上节省一些时间. 理解这本书不需要具有任何的无线. IP知识基础或设计经验, 本书对有关这三方面的知识进行了介绍.
全书由莫蓉蓉. 刘传昌. 李勇. 宋庆林. 马云. 吕俊辉. 丁权. 周文明. 乔福辉. 李若朋. 李如豹. 王刚. 叶小松. 李林. 张巧丽等翻译, 前导工作室全体工作人员共同完成了本书的翻译. 录排. 校对等工作. 本书最后由李林统稿. 由于时间仓促, 且译者的水平有限, 在翻译过程中难免会出现一些错误, 请读者批评指正.
如果您在阅读中碰到了什么问题, 请同前导工作室联系：qiandao@263.net. 我们会尽力解决 您的问题.

译 者
2001年12月

Anthony Bruno （CCIE ＃2738. CCDP. CCNA-WAN. 微软认证系统工程师. NNCSS. 合格的以太网专家）是朗讯全球业务的首席顾问. 作为一名咨询人员, 他在设计. 实施和优化大型. 多协议网络时曾与许多客户一起工作. Anthony从事无线网络设计. 声音技术和Internet接入的工作. 以前, 他作为一名空军上尉从事网络运行和管理工作, 这些网络都是他在

在过去10年里, 无线通信对我们的生活和工作方式所产生的影响仅次于Internet对它们的影响. 现在, 移动电话. 寻呼机和无线个人数字助理（PDA）已在我们的生活中变得那么普通, 以致于人们会很容易忘记10年前它们还是稀有物的历史. 但是无线通信仍处于初级阶段, 它发展的下一阶段将补充或取代传统的有线网络基本架构, 实现先前只能被想象的网络基本架构. 从当地的咖啡店到商业的财产清单控制系统, 到饭店和整个公用机场, 都可以访问中心信息池和直接在用户之间和设备之间进行通信, 无线商业正在挑战我们目前所使用的交易系统.
我们不再受制于数据处理和电池能量的不足. 操作系统的效率或移动设备小面积覆盖区的热量散失, 相反, 我们仅受制于这些技术的实际应用. 我们将如何访问信息？我们将如何把多种硬件和软件技术结合到各种智能可用的形式因素中？并非所有的商业模型都必须具备使用单一终端为用户提供声音. 视频和数据服务的功能. 人机工程学因素可能会规定：当数据交换和视频信息能从一个指定距离, 也许在补充设备上, 很容易地看到时, 声音服务就可以被单独提供.
作为网络工程师, 我们将负责对表面上互不兼容的软件和硬件标准之间的信息进行无缝分布. 另外, 我们在为充分平衡各种无线技术开发高效的传输方式时还将受到较窄带宽的挑战. 本书意在成为无线技术的普及读物和设计与实施无线数据网络的指南.
我们为IT行业的同行们写这本书, 希望能为他们节省一些最近几年内我们在设计和操作无线网络上花费的时间. 理解本书不需要具有任何的无线. IP知识基础或设计经验, 本书介绍了一些有关这三方面的知识. 读完本书后, 你应该对下列问题有充分的理解：
?无线通信的工作原理.
与无线通信相关的物理知识.
构成无线网络的组件.
传输控制协议/网际协议（TCP/IP）以及它与开放系统互连（OSI）参考模型规范的联系.
今天可用的各种无线技术.
设计和实施无线网络所使用的方法.
为帮助读者理解这些概念, 本书的结构为读者提供了历史参考以及应用案例研究. 考虑到不同类型的无线网络之间的巨大差别, 我们尽量把我们的设计建议保持在高层.
第1章介绍了无线技术的历史. 它从电磁的发现开始, 使你逐步了解发展到今天的各种无线技术. 在综述了无线技术的历史后, 我们讨论了运行在无线技术之上的应用以及一些无线组网正变得比较流行的市场.
第2章介绍与无线通信相关的详细的物理知识. 还介绍了组建无线网络的各种组件, 其中包括基站和天线. 这一章还为你能更好地理解无线通信设备的运行方式提供了所必需的理解标准. 在讨论完网络组件后, 我们又讨论了一些与无线通信相关的规范. 在构建无线网络时, 知道和理解你可能需要遵循的规范是很重要的.
第3章从无线转换到TCP/IP. 在设计和实施当前的网络时, 对运行在网络上的网络层协议有一个充分的理解是很重要的. 目前最流行的网络协议是TCP/IP. 该章将介绍OSI模型和TCP/IP协议组, 识别特定的应用实例和与无线组网的相关性. 考虑到这两个主题的复杂性, 本章只是简单地对每个主题进行了阐述, 仅起到入门的作用.
第4章对许多无线组网技术中的一些进行了标识. 从蓝牙到LMDS再到802.11, 该章对当今最流行的技术的工作方式进行了解析. 本章所涵盖的四个实用无线领域是：
固定无线技术.
移动无线技术.
无线LAN和PAN.
光学无线技术.
该章的重点是无线LAN, 原因是目前它在商业和住宅市场上非常流行.
第5章讲授朗讯科技增强型服务和销售. 朗讯科技专业服务和咨询部门使用的设计方法. 它从介绍设计过程开始, 然后转移到设计过程中具体的无线注意事项, 接下来从高层概述. 实施注意事项和文档的生成三方面详细说明了设计过程.
第6章到第9章是详细的案例研究, 这些无线工程都是作者根据现实生活中的经验虚构的. 四个案例如下：
零售案例研究.
医院案例研究.
大学案例研究.
?家用办公室案例研究.
每个案例研究都是一个从头到尾的设计工程. 虽然每个案例研究都是独立的, 但它们都包含相同的无线组网和设计部分. 每个案例研究都以不同的方式提出, 从简单的基于楼层的到复杂的基于工程的. 这些案例研究可以作为你组建无线网络的实用指南.

—Andy McCullough
BSEE. CCNA. CCDA