無線局域網(wǎng)技術(shù)實驗綜述

程香

摘 要：無線局域網(wǎng)是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個主要潮流，研究和掌握無線局域網(wǎng)技術(shù)不但要從理論角度還要落實到實踐操作層面。文章探討了開展無線局域網(wǎng)實驗的特點(diǎn)、重要性意義，闡述了無線局域網(wǎng)實驗的主要內(nèi)容，最后對無線局域網(wǎng)實驗中存在的問題進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：無線局域網(wǎng)；安全性；配置；無線AP

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言（Introduction）

無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）近年來在家庭、醫(yī)療、企業(yè)、餐飲及零售、監(jiān)視系統(tǒng)、展示會場等諸多領(lǐng)域得到了快速應(yīng)用。WLAN是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，采用無線電波、激光、紅外線等代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜，既可以單獨(dú)組網(wǎng)也可以作為有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充和延伸[1]。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線局域網(wǎng)具有靈活性強(qiáng)、擴(kuò)展能力好、部署成本較低、安裝簡單等優(yōu)勢，因此能夠解決有線網(wǎng)絡(luò)難以實現(xiàn)的諸多問題，并隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展越來越受到人們的青睞。開展無線局域網(wǎng)實驗教學(xué)將對通信、網(wǎng)絡(luò)、信息安全等相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)發(fā)揮重大作用。

2 無線局域網(wǎng)實驗教學(xué)特點(diǎn)（The experimental

teaching features of WLAN）

無線局域網(wǎng)實驗是一種工程類課程的實驗，實驗過程中不僅要進(jìn)行分析具體的問題、規(guī)劃與設(shè)計無線局域網(wǎng)，實際動手操作還涉及組建與安裝無線局域網(wǎng)、配置與調(diào)試設(shè)備、測試無線局域網(wǎng)等內(nèi)容[2]。概括起來，無線局域網(wǎng)實驗教學(xué)主要有以下特點(diǎn)：

第一，實踐性強(qiáng)。無線局域網(wǎng)是一門實踐性較強(qiáng)的課程，實驗不但需要學(xué)生了解無線局域網(wǎng)相關(guān)原理、了解無線設(shè)備及其附件的功能、無線局域網(wǎng)連接方式、IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)等理論知識，而且要求掌握無線局域網(wǎng)常用安裝工具和儀表的使用方法，例如使用接地電阻測試儀、萬用表、斜口鉗等安裝室內(nèi)或室外AP，而且實驗中需要動手配置和安裝無線設(shè)備，如無線網(wǎng)卡、無線AP、無線交換機(jī)、無線路由器等。

第二，實驗內(nèi)容廣泛。有別于其他實驗，無線局域網(wǎng)實驗內(nèi)容非常廣泛，通常涉及通信、網(wǎng)絡(luò)、信息安全等專業(yè)知識和應(yīng)用。因此這些專業(yè)集體開發(fā)實驗是一個不錯的選擇，根據(jù)不同專業(yè)需求對實驗內(nèi)容自由選擇和自由組合使用。實驗內(nèi)容應(yīng)基本涵蓋無線局域網(wǎng)的主要應(yīng)用方向[3]，主要包括無線基礎(chǔ)配置實驗、無線接入安全實驗、無線組網(wǎng)實驗、無線漫游實驗、綜合設(shè)計實驗等。

第三，實驗循序漸進(jìn)性。如前所述，無線局域網(wǎng)技術(shù)涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和信息安全技術(shù)，研究和掌握無線局域網(wǎng)技術(shù)并不簡單。因此實驗安排次序應(yīng)該能夠符合學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律，體現(xiàn)循序漸進(jìn)性。在綜合掌握無線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計實驗使學(xué)生了解無線局域網(wǎng)的設(shè)備性能，掌握無線局域網(wǎng)的配置技巧，最后針對具體應(yīng)用情景讓學(xué)生設(shè)計和組建無線局域網(wǎng)。

3 無線局域網(wǎng)實驗教學(xué)目的和意義（The purpose

and meaning of WLAN experimental teaching）

無線局域網(wǎng)實驗是掌握無線局域網(wǎng)原理和技術(shù)的重要實踐環(huán)節(jié)。通過實驗使學(xué)生掌握常用組網(wǎng)方案的相關(guān)概念和搭建方法；掌握無線局域網(wǎng)的安全機(jī)制和安全技術(shù)在無線局域網(wǎng)中的應(yīng)用；能夠?qū)嶋H案例能夠進(jìn)行綜合設(shè)計。開展無線局域網(wǎng)實驗教學(xué)不但能讓教師根據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)等課程的教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生掌握無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架設(shè)、設(shè)備配置等知識和技能，也能增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。此外，此類實驗教學(xué)也是對學(xué)生進(jìn)行社會化訓(xùn)練的一個重要手段。結(jié)合無線局域網(wǎng)的實際應(yīng)用和未來發(fā)展趨勢，開展系統(tǒng)全面的無線局域網(wǎng)教學(xué)實驗，對培養(yǎng)通信、網(wǎng)絡(luò)等專業(yè)人才具有重要作用。

4 無線局域網(wǎng)實驗主要內(nèi)容（The content of wireless

LAN experiments）

4.1 WLAN基礎(chǔ)配置實驗

基礎(chǔ)配置實驗?zāi)康氖菫榱俗寣W(xué)生了解無線設(shè)備的外觀組成、連接方式，掌握無線設(shè)備基本的安裝和配置過程，了解無線產(chǎn)品各種組網(wǎng)方式等內(nèi)容。通常設(shè)置若干子實驗來完成，包括組建Adhoc模式網(wǎng)絡(luò)實驗、組建Infrastructure模式網(wǎng)絡(luò)實驗、無線接入點(diǎn)客戶端模式聯(lián)網(wǎng)實驗、搭建無線分布式系統(tǒng)模式網(wǎng)絡(luò)實驗、建立開放式的無線接入服務(wù)實驗等。

4.2 WLAN安全性實驗

無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)是利用微波在空氣中進(jìn)行輻射傳播的，只要在接入點(diǎn)覆蓋的范圍內(nèi)，所有的無線終端都可以接收到無線信號，無線局域網(wǎng)很容易受到攻擊和威脅。無線局域網(wǎng)安全是組建無線局域網(wǎng)需要考慮的重要因素，通過實驗可以進(jìn)一步掌握無線局域網(wǎng)安全原理和技能。通過本部分實驗使學(xué)生掌握無線局域網(wǎng)設(shè)備常用安全配置方式、攻擊破解方式，具體包括實現(xiàn)無線用戶的二層隔離、使用MAC認(rèn)證實現(xiàn)接入控制、配置無線局域網(wǎng)中的WEP加密、配置MAC地址過濾、配置SSID_隱藏、WPA配置、無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取等子實驗。

4.3 WLAN組網(wǎng)實驗

WLAN的組網(wǎng)是進(jìn)行其他相關(guān)無線局域網(wǎng)實驗的基礎(chǔ)。組網(wǎng)實驗可以單獨(dú)考查學(xué)生對無線局域網(wǎng)規(guī)劃與組網(wǎng)的方法的掌握程度，也可以與無線局域網(wǎng)安全實驗結(jié)合在一起設(shè)計實驗。例如可以設(shè)計ad-hoc模式網(wǎng)絡(luò)配置實驗、搭建Infrastructure模式無線局域網(wǎng)實驗、采用WEP加密方式的無線局域網(wǎng)實驗等。

4.4 WLAN漫游實驗

無線局域網(wǎng)不受電纜線和端口的限制，用戶可以在任何時間、任何地點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)，因此可以在網(wǎng)絡(luò)中漫游。這極大地方便了工作需要不斷移動位置的人員使用。通過本部分實驗使得學(xué)生掌握漫游的應(yīng)用及配置方法，并實現(xiàn)移動終端在AP覆蓋區(qū)域無縫漫游。具體包括漫游配置實驗、漫游認(rèn)證實驗等。

4.5 WLAN綜合設(shè)計實驗

通過綜合設(shè)計實驗?zāi)軌蚓C合考察和鍛煉學(xué)生分析問題、運(yùn)用知識解決問題的能力，并鍛煉學(xué)生的動手能力。在實驗中可以設(shè)置相關(guān)的應(yīng)用情境，讓學(xué)生帶著問題完成任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行探究性活動。在適應(yīng)高校實驗教學(xué)改革的新要求的前提下，積極開設(shè)綜合設(shè)計類型的實驗是培養(yǎng)實用型、創(chuàng)新型人才的有效實驗教學(xué)方法。

5 無線局域網(wǎng)實驗中主要問題及解決辦法（The

problems and solutions in wireless LAN

experiments）

5.1 實驗環(huán)境的構(gòu)建

無線局域網(wǎng)實驗環(huán)境決定了無線局域網(wǎng)實驗質(zhì)量和實驗效果。無線局域網(wǎng)實驗環(huán)境空間范圍較廣、應(yīng)用系統(tǒng)類別較多，實驗環(huán)境具體包含無線網(wǎng)絡(luò)骨干部分、室外部分、室內(nèi)部分、網(wǎng)管系統(tǒng)、無線定位系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、終端等。而一般在實驗室建設(shè)中，由于經(jīng)費(fèi)和其他因素的限制很難建設(shè)出滿足教學(xué)和科研需要的無線網(wǎng)絡(luò)實驗室。鑒于軟硬件等條件的限制，無線網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境的構(gòu)建，一方面要盡可能集成現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)實驗資源，并采用多種先進(jìn)技術(shù)彌補(bǔ)欠缺；另一方面實驗環(huán)境要易于操作便于管理，而且要考慮無線網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展趨勢。

5.2 實驗內(nèi)容的實用性

無線局域網(wǎng)實驗注重培養(yǎng)學(xué)生對具體應(yīng)用背景無線局域網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計并且實現(xiàn)無線連接的能力。當(dāng)前近距無線技術(shù)飛速發(fā)展，WiFi、ZigBee、BLE等技術(shù)向著互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)扁平化、接入簡單化、節(jié)點(diǎn)輕量化的方向發(fā)展。針對無線局域網(wǎng)實驗，可以不使用最先進(jìn)的無線設(shè)備，但是對實驗內(nèi)容的設(shè)計不但要驗證相關(guān)無線技術(shù)和原理，還要考慮無線局域網(wǎng)的實際應(yīng)用，根據(jù)無線局域網(wǎng)發(fā)展的主流來設(shè)計實驗內(nèi)容。隨著無線網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展，許多新的問題諸如性能問題、接入的安全、擴(kuò)展性問題都將成為新的困境，因此實驗內(nèi)容為解決生產(chǎn)生活中實際問題將會使實驗更具現(xiàn)實意義。

5.3 實驗方法的新穎性

目前高校無線局域網(wǎng)實驗多數(shù)是驗證性實驗和少量設(shè)計類實驗，因而不利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和獨(dú)立性，也不利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性。在新教學(xué)理念的引導(dǎo)下[4]，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源[5]，適當(dāng)增加開放性實驗和探究性實驗的數(shù)量。教師應(yīng)該精心設(shè)計實驗，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，增強(qiáng)他們的實際操作能力。例如，在確定統(tǒng)一的實驗主題之外，允許學(xué)生自己確定一些研究主題，讓學(xué)生完成無線局域網(wǎng)的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、應(yīng)用設(shè)計、安全設(shè)計、設(shè)備選型、網(wǎng)絡(luò)測試等任務(wù)，教師為學(xué)生提供相應(yīng)的輔導(dǎo)?？傊?，在實驗教學(xué)中運(yùn)用一些新的教學(xué)理念，可以改變學(xué)生被動做實驗的現(xiàn)狀。

6 結(jié)論（Conclusion）

無線局域網(wǎng)因其靈活性、移動性等優(yōu)勢成為互聯(lián)網(wǎng)時代的亮點(diǎn)，也為人們隨時隨地使用互聯(lián)網(wǎng)提供了極大的便利。開展系統(tǒng)全面的無線局域網(wǎng)教學(xué)實驗研究，改進(jìn)無線局域網(wǎng)實驗環(huán)境、創(chuàng)新實驗內(nèi)容和實驗方法是讓學(xué)生掌握無線局域網(wǎng)原理和技能有效方法。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 段水福，厲小華，段煉.無線局域網(wǎng)（WLAN）設(shè)計與實現(xiàn)[M].杭

州：浙江大學(xué)出版社，2014.

[2] 賴凌翔.工程實驗室[EB/OL].（2011-3-25）.http：//www.baidu.

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[3] 西安電子科技大學(xué)實驗中心.無線局域網(wǎng)實驗[EB/OL].

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zhongxinjianjie/kechengjieshao/2011/1207/56.html.

[4] 馮培.從幕課看大學(xué)教育改革[EB/OL].http：//www.hie.edu.

cn/ztyj_detail.php？id=4997，2014-1-23.

[5] 房成鑫.關(guān)于高等院校實驗資源共享的探索[J].實驗技術(shù)與管

理，2014，31（8）：260-262.

作者簡介：

程 香（1982-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：軟件工程，現(xiàn)

代教育技術(shù).