課程結構靈活

教學內容實用

教學資源豐富

教學可操作性強

前 言

電氣和電子工程師協會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）于1997年發布了802.11標準，是WLAN發展史上的一個里程碑。2019年，Wi-Fi聯盟宣布開啟對802.11ax（Wi-Fi 6）標準的設備認證計劃，意味著Wi-Fi 6標準可以逐步在市場中使用。經過多年的發展，802.11標準已經形成了一個大家族，包括802.11-1997、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac等，而Wi-Fi技術憑借自身的優勢也逐漸得到人們的廣泛認可，并展示出良好的發展前景和極大的應用價值。

本書內容豐富、重點突出、貼近教學實際，具體體現在以下幾個方面：

（1）課程結構靈活。根據WLAN實際工作過程中所需的知識和技能提煉出8個模塊，每個模塊由不同的主題構成，模塊和主題間相對獨立，教師在教學過程中可以根據實際情況靈活選擇。

（2）教學內容實用。本書總結編者多年網絡工程實踐經驗和高職教學經驗，對WLAN發展過程中出現的新技術、新產品和新工藝等進行詳細介紹的同時，對學生的技能訓練進行強化，并以一個無線局域網組建實戰案例結束整個訓練過程，使學生可以在案例中鞏固所學知識，滿足高素質技能型人才培養的需求。

（3）教學資源豐富。本書配套的教學資源均是與網絡業界知名設備商合作開發的，包括工作原理動畫、操作實踐微課視頻、基于主題內容的PPT和題型多樣的習題集等。

（4）教學可操作性強。基于主流的無線網絡設備（如思科、銳捷等廠商的無線網絡硬件設備）設計實踐內容并錄制操作視頻，解決了設備差異化的問題；基于思科網絡模擬器Packet Tracer的強大功能設計實踐內容并錄制操作視頻，解決了沒有無線網絡設備的院校無法開展實踐教學的問題。

本書內容涵蓋WLAN的無線信號傳輸技術、設備調試、安全管理、規劃設計等，建議學時數為64學時，理論學時與實踐學時之比為1∶2，各校可根據學生的學習基礎和實際學情進行適當調整。WLAN的構建離不開網絡設備，建議在講授各種WLAN的構建時以設備為主線，根據設備實現的主要功能學習相應的理論知識。

本書由唐繼勇、劉思伶任主編，孫夢娜、何通洋、張凌垚、任月輝任副主編。

在本書編寫過程中編者參閱了同行的相關資料，并得到所在學院和相關企業的大力支持，在此一并表示感謝。

限于編者水平，書中難免存在疏漏之處，懇請讀者批評指正。

編 者

2021年5月

前言

模塊1 認識無線網絡技術 1
1.1 無線網絡歷史回顧 2
1.2 無線網絡標準組織 4
1.3 無線網絡技術概述 6
1.4 無線網絡的分類 7
1.5 無線網絡相關概念辨析 13
1.6 動手實踐 15
1.6.1 使用手機NFC傳輸文件 15
1.6.2 建立智能手機與PC終端之間的
藍牙通信 15
1.6.3 使用智能手機通過移動通信網絡
訪問Internet 16
1.6.4 構建移動環境下的Wi-Fi網絡 17
1.7 課后作業 18
模塊2 無線信號傳輸技術 20
2.1 無線射頻信號 21
2.1.1 無線電波 21
2.1.2 射頻 22
2.1.3 頻譜 23
2.1.4 頻段 23
2.1.5 信道 23
2.1.6 Wi-Fi信號分析實踐 24
2.2 無線局域網傳輸頻段 24
2.2.1 FCC頻段 24
2.2.2 ISM免費使用頻段 24
2.2.3 WLAN工作頻段 25
2.2.4 2.4GHz頻段 25
2.2.5 5GHz頻段 26
2.3 信道聚合技術 27
2.3.1 信道聚合的概念 27
2.3.2 5GHz信道聚合組網設計模型 28
2.4 利用射頻信號承載數據 29
2.4.1 載波信號 29
2.4.2 數字信號調制方法 31
2.4.3 載波、調制、信道和頻段之間的關系 31
2.5 射頻傳播行為 32
2.5.1 吸收 32
2.5.2 反射 33
2.5.3 散射 33
2.5.4 折射 34
2.5.5 衍射 34
2.6 射頻信號傳播衰減 35
2.6.1 波束發散 35
2.6.2 多徑現象 36
2.6.3 噪聲干擾 36
2.6.4 菲涅爾區 38
2.7 無線局域網傳輸技術 39
2.7.1 物理層傳輸技術概述 39
2.7.2 FHSS技術 39
2.7.3 直接序列擴頻技術 39
2.7.4 OFDM技術 40
2.7.5 MIMO技術 42
2.7.6 動態速率切換技術 42
2.8 射頻信號的度量 43
2.8.1 RF信號強度 43
2.8.2 度量信號路徑上的功率變化 44
2.8.3 接收端功率度量值 47
2.8.4 無線干擾信號測試 49
2.9 課后作業 50
模塊3 無線局域網標準協議 53
3.1 無線局域網傳輸協議 54
3.1.1 802.11系列標準 54
3.1.2 802.11a/b/g之間的兼容性問題 55
3.1.3 無線設備兼容性優化技術 55
3.1.4 802.11n協議標準 56
3.1.5 802.11ac協議標準 57
3.1.6 波束成形技術的應用 57
3.2 無線局域網組成元素 59
3.2.1 基本服務集 59
3.2.2 獨立基本服務集 59
3.2.3 基礎架構基本服務集 60
3.2.4 擴展服務集 61
3.3 無線局域網介質訪問控制 62
3.3.1 802.11中不能使用CSMA/CD 62
3.3.2 沖突檢測 63
3.3.3 CSMA/CA工作過程 63
3.3.4 MAC幀格式 65
3.4 無線局域網的接入控制 68
3.4.1 BSS的配置信息 68
3.4.2 信標管理幀 69
3.4.3 同步過程 69
3.4.4 認證過程 71
3.4.5 關聯過程 71
3.4.6 MAC幀的傳輸過程 72
3.5 課后作業 73
模塊4 小型無線局域網組建 77
4.1 無線局域網的硬件組成 78
4.1.1 無線站 78
4.1.2 無線網卡 79
4.1.3 無線路由器 79
4.1.4 分布式系統 80
4.1.5 Ad-Hoc網絡組建實踐 80
4.2 天線的性能及分類 81
4.2.1 電磁波的輻射 81
4.2.2 天線的定義及作用 82
4.2.3 無線電波的極化 82
4.2.4 天線的性能參數 83
4.2.5 天線的類型 85
4.3 無線客戶端實用程序 88
4.4 動手實踐 90
4.4.1 使用無線路由器擴展網絡 90
4.4.2 使用無線路由器提供的多媒體服務 91
4.4.3 使用無線媒體橋模式擴展網絡 93
4.5 課后作業 94
模塊5 企業無線局域網組建 96
5.1 使用無線接入點構建無線局域網 97
5.1.1 無線接入點概述 97
5.1.2 無線接入點的工作過程 99
5.1.3 無線接入點的配置模式 100
5.1.4 無線接入點的配置方法 103
5.1.5 使用“胖”AP擴展網絡實踐 104
5.2 組建集中式架構的無線局域網 107
5.2.1 集中式架構的構建 107
5.2.2 LAP 108
5.2.3 WLC 110
5.2.4 PoE設備 112
5.2.5 PoE的管理實踐 114
5.2.6 LAP與WLC之間的通信 115
5.3 LAP注冊到WLC的過程 118
5.3.1 LAP的運行狀態 118
5.3.2 發現WLC的過程 119
5.4 LAP與WLC的組網方式 119
5.4.1 WLC的接口部署 120
5.4.2 LAP與WLC之間的連接模式 121
5.5 集中式無線局域網的數據轉發模式 122
5.5.1 數據報文的本地轉發模式 123
5.5.2 數據報文的集中轉發模式 123
5.5.3 數據轉發模式的正確選用 123
5.6 WLC對無線局域網的定義及操作 124
5.7 無線局域網的漫游 126
5.8 無線局域網的信道規劃 128
5.9 動手實踐 131
5.9.1 無線控制器的初始化 131
5.9.2 LAP注冊到WLC實踐 132
5.9.3 WLC管理兩個WLAN 134
5.9.4 WLC管理兩個AP組 137
5.10 課后作業 141
模塊6 保護無線局域網安全 146
6.1 無線局域網安全連接剖析 147
6.1.1 認證方式 148
6.1.2 數據機密性 148
6.1.3 數據完整性 149
6.1.4 入侵保護 150
6.1.5 構建一個訪客網絡實踐 151
6.2 無線客戶端的認證方法 153
6.2.1 開放式認證 153
6.2.2 共享密鑰認證 154
6.2.3 無線802.1x認證 155
6.2.4 PSK 157
6.2.5 MAC地址認證 157
6.2.6 Portal認證 158
6.2.7 WAPI介紹 159
6.3 無線機密性和完整性方法 160
6.3.1 TKIP 160
6.3.2 CMPP 160
6.3.3 WPA 161
6.4 可擴展的無線身份認證系統 162
6.4.1 接入控制服務器 162
6.4.2 AAA技術 162
6.4.3 認證通信協議 162
6.4.4 802.1x認證接入過程案例 163
6.5 動手實踐 164
6.5.1 配置無線路由器安全策略 164
6.5.2 構建雙頻安全無線網絡 167
6.5.3 組建統一身份認證的無線網絡 170
6.5.4 構建WPA+EAP無線局域網 172
6.5.5 構建802.1x認證無線局域網 174
6.6 課后作業 178
模塊7 無線局域網規劃與設計 181
7.1 WLAN設計目標 182
7.2 WLAN現場工勘 182
7.2.1 WLAN工勘的準備工作 182
7.2.2 WLAN工勘需要記錄的信息 184
7.2.3 WLAN工勘的具體過程 185
7.3 WLAN覆蓋設計 187
7.3.1 覆蓋設計原則 187
7.3.2 WLAN拓撲結構選擇 187
7.3.3 頻率規劃 187
7.3.4 覆蓋規劃 188
7.3.5 鏈路預算 189
7.3.6 容量規劃 191
7.3.7 WLAN覆蓋設計舉例 191
7.4 WLAN網絡規劃 191
7.5 課后作業 192
模塊8 無線局域網組建綜合實戰 194
8.1 無線局域網核心內容描述 195
8.1.1 無線局域網架構 195
8.1.2 無線局域網安全 195
8.1.3 無線局域網性能優化 195
8.1.4 無線網絡可靠性 196
8.1.5 自主式AP構建無線局域網 196
8.2 無線局域網綜合實戰項目介紹 197
8.2.1 有線網絡規劃 198
8.2.2 DHCP服務器規劃 200
8.2.3 WLC+LAP無線網絡規劃 201
8.2.4 自主式AP無線局域網規劃 201
8.2.5 無線網絡安全規劃 201
8.2.6 無線網絡性能優化規劃 201
8.3 動手實戰 202
8.3.1 有線側網絡配置 202
8.3.2 無線側網絡配置 206
8.3.3 無線網絡安全配置 209
8.3.4 無線網絡性能優化配置 210
8.3.5 自主式AP無線網絡配置 211
8.3.6 配置結果驗證測試 212
8.4 課后作業 213
參考文獻 215

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2. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
3. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
4. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
5. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
6. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
7. 電工電子技術基礎 [主編 劉 軍 楊國龍 劉天成]
8. MySQL數據庫項目式教程 [陳亞峰]
9. 機械設計基礎（第二版） [主編 田亞平 李愛姣]
10. 畫法幾何與機械制圖 [主編 趙軍]
11. C語言程序設計習題與實驗指導（第二版） [主編 甄增榮 張賓]
12. C語言程序設計（第二版） [主編 甄增榮 田云霞]
13. Unity3D虛擬現實應用開發實踐 [主 編 劉龍]
14. 智能化技術基礎（第三版） [鄧文達　李禮]
15. 面向對象程序設計 [主編 張勇 張平華 趙小龍]
16. 網絡營銷 [主編 夏薇薇 劉婷 尚潔]
17. 電視節目策劃與制作（微課版） [主　編　黃滴滴]
18. 數據庫技術與應用實踐教程（SQL Server 2019） [主 編 嚴暉 周肆清]
19. 大學應用數學 [主編 郭立娟]
20. 軟件定義網絡技術與實踐 [主編　但唐仁]
21. 工業機器人拆裝與調試 [主編 胡月霞 向艷芳 朱奇]
22. 信號與系統（第二版） [主編 張宇]
23. 信息技術基礎 [主編 唐倩 邵銳]
24. 混合式課堂教學改革與實踐—微動教學法 [石鐵峰 石家羽 著]
25. Python 語言程序設計實踐指導 [主編　張雙獅]
26. Photoshop 圖形圖像項目化教程 [主編 胡斌斌 黎婭 蘇大椿]
27. 高職院校軟件類專業“類上班制”人才培養模式研究 [楊智勇 王海洋 著]
28. 體育舞蹈教程 [主編 劉偉 陳志明 曾明]
29. 大學生創新創業基礎 [主編 姜國權 姜福佳]
30. 信息技術（微課版） [王云　徐江鴻　李清霞　羅學鋒　]