1、安康學(xué)院學(xué)年論文設(shè)計(jì)題 目 小型無線局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名 彌沛 學(xué)號 2011222223 所在院(系) 電子與信息工程系 專業(yè)班級 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師 方昕 2013年 6 月 9 日電子與信息工程系學(xué)年論文（設(shè)計(jì)）開題報告姓名彌沛專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級11級計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)1班指導(dǎo)老師方昕題目小型無線局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1本課題的基本內(nèi)容無線WLAN的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。熟悉WLAN（IEEE 802.11系列技術(shù)）原理知識;熟悉WLAN技術(shù)的一些組網(wǎng)方式 熟悉無線WLAN的主要功能;了解無線WLAN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D和基本配置;進(jìn)行無線WLAN的測試認(rèn)證。2本課題

2、的重點(diǎn)和難點(diǎn)不能正確理解RADUIS服務(wù)器的原理，以致于設(shè)計(jì)出來 的網(wǎng)絡(luò)有了正確的認(rèn)證憑據(jù)也不能通過認(rèn)證不能理解好DHCP 動態(tài)分配IP的原理，以致設(shè)計(jì)不出網(wǎng)絡(luò)分配方案3主要參考文獻(xiàn)1斯桃枝.局域網(wǎng)技術(shù)與局域網(wǎng)組建.北京:人民郵電出版社.2009.42楊云.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教程.北京:人民郵電出版社.2008.113謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第五版).北京:電子工業(yè)出版社.2011.44. 指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師：    年   月   日安康學(xué)院學(xué)年論文(設(shè)計(jì))小型無線WLAN的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)彌 沛(安康學(xué)院電子與信

3、息工程系計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)2011級 陜西 安康 725000)指導(dǎo)教師：方昕摘要無線局域網(wǎng)絡(luò)是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),目前已經(jīng)在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域得到長足發(fā)展和廣泛應(yīng)用,與之相關(guān)的小型無線局域網(wǎng)的組建及安全等問題逐漸顯現(xiàn)。文章就組建一個小型無線局域網(wǎng)的過程進(jìn)行詳細(xì)的解析,并對如何合理配置路由器以提高小型無線局域網(wǎng)的安全性進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞無線局域網(wǎng) IP地址Design and Realization of The Small Wireless Local Area NetworkAuthor: Mi Pei(Computer science and technology program in 201

4、1, electronics and information engineering department, Ankang University, Ankang , Shaanxi 725000)Tutor: Fang XinAbstract:Wireless local area network is a convenient data transmission system, already get rapid development and extensive application in the field of data communications and related smal

5、l form gradually and the problem of security of the wireless local area network (wlan). Article will form a small wireless local area network (LAN) in detail the process of analysis, reasonable and on how to configure the router in order to improve the security of small wireless LAN is expounded.Key

6、 Words: Wireless local area network (LAN); The IP address引言無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)于20世紀(jì)90年代逐步成熟并投入商用，既可以作傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的延伸，在某些環(huán)境也可以替代傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)具有以下顯著特點(diǎn)：簡易性：WLAN網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)的安裝快速簡單，可極大的減少鋪設(shè)管道及布線等繁瑣工作；靈活性：無線技術(shù)使得WLAN設(shè)備可以靈活的進(jìn)行安裝并調(diào)整位置，使無線網(wǎng)絡(luò)達(dá)到有線網(wǎng)絡(luò)不易覆蓋的區(qū)域；綜合成本較低：一方面WLAN網(wǎng)絡(luò)減少了布線的費(fèi)用，另一方面在需要頻繁移動和變化的動態(tài)環(huán)境中，無線局域網(wǎng)技術(shù)可以更好地保護(hù)已有投資。同時，由于WL

7、AN技術(shù)本身就是面向數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的IP傳輸技術(shù)，因此可直接通過千兆自適應(yīng)網(wǎng)口和企業(yè)、學(xué)校內(nèi)部Intranet相連，從體系結(jié)構(gòu)上節(jié)省了協(xié)議轉(zhuǎn)換器等相關(guān)設(shè)備；擴(kuò)展能力強(qiáng)：WLAN網(wǎng)橋系統(tǒng)支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及平滑擴(kuò)容，可以十分容易地從小容量傳輸系統(tǒng)平滑擴(kuò)展為中等容量傳輸系統(tǒng)；隨著WLAN技術(shù)的快速發(fā)展和不斷成熟，目前在國內(nèi)外具有較多的中大規(guī)模應(yīng)用，諸如荷蘭的阿姆斯特丹市的全城覆，向客戶提供各種業(yè)務(wù)。1. 無線局域網(wǎng)概述和發(fā)展史 （1） 4050年代擴(kuò)頻技術(shù)是擴(kuò)展頻譜技術(shù)的簡稱，對該技術(shù)的研究是50年代中期從美國軍方開始的。 在 1971年時，夏威夷大學(xué)的研究員創(chuàng)造了第一個基于封包式技術(shù)的無線電通訊網(wǎng)絡(luò)

8、。這被稱作ALOHNET的網(wǎng)絡(luò)，可以算是相當(dāng)早期的無線局域網(wǎng)絡(luò) (WLAN)。 它包括了7臺計(jì)算機(jī)，它們采用雙向星型拓?fù)錂M跨四座夏威夷的島嶼，中心計(jì)算機(jī)放置在瓦胡島上。從這時開始，無線網(wǎng)絡(luò)可說是正式誕生了。（2） 1990年，IEEE正式啟用了802.11項(xiàng)目，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸走向成熟， IEEE802.11(WIFI)標(biāo)準(zhǔn)誕生以來，先后有802.11a和802.11b，802.11g，802.11e，802.11f，802.11h，802.11i，802.11j等標(biāo)準(zhǔn)制定或者醞釀，現(xiàn)在，為實(shí)現(xiàn)高寬度、高質(zhì)量的WLAN服務(wù)，802.11n也即將橫空出世。 （3） 2003年以來，無線網(wǎng)絡(luò)市場熱

9、度迅速飆升，已經(jīng)成為IT市場中新的增長亮點(diǎn)。由于人們對網(wǎng)絡(luò)速度及方便使用性的期望越來越大，于是與電腦以及移動設(shè)備結(jié)合緊密的WiFi、CDMA/GPRS、藍(lán)牙等技術(shù)越來越受到人們的吹捧。于此同時，在相應(yīng)配套產(chǎn)品大量面世之后，構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)所需要的成本下降了，一時間，無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為我們生活的主流。2. 無線WLAN的主要功能本課題是無線WLAN的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。無線局域網(wǎng)，也被稱為WLAN。WLAN是利用無線技術(shù)在空中傳輸數(shù)據(jù)、話音和視頻信號。作為傳統(tǒng)布線網(wǎng)絡(luò)的一種替代方案或延伸，無線局域網(wǎng)把個人從辦公桌邊解放了出來，使他們可以隨時隨地獲取信息，提高了員工的辦公效率。此外，WLAN還有其他一些優(yōu)

10、點(diǎn)。它能夠方便地實(shí)施聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因?yàn)閃LAN可以便捷、迅速地接納新加入的雇員，而不必對網(wǎng)絡(luò)的用戶管理配置進(jìn)行過多的變動。WLAN還可以在有線網(wǎng)絡(luò)布線困難的地方比較容易實(shí)施，使用WLAN方案，則不必再實(shí)施打孔敷線作業(yè)，因而不會對建筑設(shè)施造成任何損害。如今基于WiFi標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 80211系列無線局域網(wǎng) （Wireless Local Area Network，簡稱WLAN）現(xiàn)實(shí)了無需復(fù)雜的設(shè)計(jì)、煩瑣的布線；無需龐大的投入、高昂的成本的無線網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)以其功能強(qiáng)大、組網(wǎng)靈活、移動性優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，提供了不受限制的廣泛應(yīng)用。令“移動互聯(lián)”的實(shí)現(xiàn)越來越輕松簡單，真正地融入人們的工作生活中。在寬敞的辦

11、公室內(nèi)不依靠繁雜的網(wǎng)絡(luò)線纜，就能將各個角落的計(jì)算機(jī)連接起來，從而在一定范圍內(nèi)自由地擺放電腦卻絲毫不影響網(wǎng)絡(luò)的通訊，實(shí)現(xiàn)資源及網(wǎng)絡(luò)方便、快捷的共享。在家中不必再忍受網(wǎng)絡(luò)布線的煩惱，自由自在地在家里的任何位置實(shí)現(xiàn)Internet互聯(lián)，甚至是移動中。3. 無線WLAN的基本原理本次實(shí)驗(yàn)是我使用了WLAN的IEEE 802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)，使用5308交換機(jī)和AP 420及服務(wù)器相連組成一個小型的無線局域網(wǎng)，并通過802.11i的相關(guān)安全機(jī)制為該無線局域網(wǎng)部署安全接入和加密方法，同時為無線WLAN設(shè)置了集中的DHCP服務(wù)器和RADIUS服務(wù)器，來為無線客戶端動態(tài)分配IP和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全接入的身份認(rèn)證。其

12、中DHCP服務(wù)器的主要任務(wù)是：在DHCP無線客戶端的負(fù)責(zé)動態(tài)IP 地址分配。其基本原理是：在使用DHCP 進(jìn)行動態(tài)IP 地址分配的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，包括DHCP 服務(wù)器和DHCP 客戶機(jī)。客戶端廣播一條DHCP 發(fā)現(xiàn)消息，這條消息被送往網(wǎng)絡(luò)上的DHCP 服務(wù)器。每臺收到發(fā)現(xiàn)消息的DHCP 服務(wù)器用一條包括客戶機(jī)所在子網(wǎng)的IP 地址的消息響應(yīng)它。 客戶機(jī)判斷消息并選擇一條，然后向DHCP 服務(wù)器發(fā)出請求IP 地址的信息。這信息包括：IP 地址，子網(wǎng)掩碼、以及一些選項(xiàng)信息，如缺省網(wǎng)關(guān)地址、域名服務(wù)器等。當(dāng)DHCP服務(wù)器收到客戶端請求時，它從在它數(shù)據(jù)庫定義的地址池中選擇一個IP 信息，并把它分配給客戶端。

13、如果客戶端獲得分配給它的IP 地址，則稱這個IP 地址在一個給定的時間內(nèi)租給了這個客戶端。如果在地址池中無可用的IP 地址租給客戶端，則客戶端不能初始化TCP/IP。其中RADIUS服務(wù)器的主要任務(wù)是為無線客戶端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全接入的身份認(rèn)證。其基本原理是：用戶接入NAS，NAS向RADIUS服務(wù)器使用Access-Require數(shù)據(jù)包提交用戶信息，包括用戶名、密碼等相關(guān)信息，其中用戶密碼是經(jīng)過MD5加密的，雙方使用共享密鑰，這個密鑰不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳播；RADIUS服務(wù)器對用戶名和密碼的合法性進(jìn)行檢驗(yàn)，必要時可以提出一個Challenge，要求進(jìn)一步對用戶認(rèn)證，也可以對NAS進(jìn)行類似的認(rèn)證；如果合法，

14、給NAS返回Access-Accept數(shù)據(jù)包，允許用戶進(jìn)行下一步工作，否則返回Access-Reject數(shù)據(jù)包，拒絕用戶訪問；如果允許訪問，NAS向RADIUS服務(wù)器提出計(jì)費(fèi)請求Account- Require，RADIUS服務(wù)器響應(yīng)Account-Accept，對用戶的計(jì)費(fèi)開始，同時用戶可以進(jìn)行自己的相關(guān)操作。4. 無線WLAN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D和基本配置4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D本系統(tǒng)是建立一個基于Windows Server和XP的無線局域網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖4-1所示：Windows server 2003 IP:10.4.10.10DHCP和Radius服務(wù)器Vlan1:10.4.1.1/24Vl

15、an2:10.4.8.1/24Vlan3:10.4.10.1/24AP 420IP:10.4.1.2無線客戶端認(rèn)證成功后動態(tài)分配IP無線客戶端認(rèn)證成功后動態(tài)分配IP無線客戶端認(rèn)證成功后動態(tài)分配IP無線客戶端認(rèn)證成功后動態(tài)分配IP圖4.1 無線局域網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D4.2 WLAN的基本配置4.2.1 配置AP 420和5308交換機(jī)（1）配置5308xl交換機(jī)a.設(shè)三個VLAN，VLAN 1、2、3，VLAN 1用于管理做VLAN的網(wǎng)關(guān)，VLAN 2用于給無線終端動態(tài)分配IP地址，并進(jìn)行無線通信的轉(zhuǎn)發(fā)，VLAN 3用于服務(wù)器端口進(jìn)行服務(wù)，其配置如下命令所示。 5308xl#configure te

16、rminal5308xl(config)#vlan 1 ip adderss 10.4.1.1/245308xl(config)#ip routing5308xl(config)#vlan 2 tagged c15308xl(config)#vlan 2 ip address 10.4.8.1/245308xl(config)#vllan2 ip helper-address 10.4.10.105308xl(config)#vlan 3 untagged c25308xl(config)#vlan 3 ip adderss 10.4.10.1/245308xl(config)#vlan 2

17、tagged c1ProCurve Switch(config)#write memory（2）配置AP 420AP 420#configure AP 420(config)#interface EthernetAP 420(if-ethernet)#no ip dhcp AP 420(if-ethernet)#ip address 10.4.1.2 255.255.255.0 10.4.1.1配置好后用通過了ping命令檢查了網(wǎng)元的連通性。4.2.2 配置AP 420的安全機(jī)制圖4.2 AP的一個SSID“Faculty-tfx”我們通過web瀏覽器的方式為AP 420設(shè)置了一個SSID的W

18、LAN如圖4-2所示，把Faculty-tfx設(shè)為主SSID。(1)配置SSID為Faculty-tfx的WLAN安全第一步：選擇Faculty-tfx的【Cofigure SSID】處的【Modify】按鈕；再選擇【Security Suite】選項(xiàng)；選中【9.WPA（TKIP-AES-802.1x）】項(xiàng)并鉤上【W(wǎng)PA+WPA2】，這是為了讓AP 420能兼容新老標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)卡，如圖4-3所示：圖4.3 “Faculty-tfx”的安全設(shè)置接著點(diǎn)擊【Apply Changes】。再點(diǎn)【OK】。第二步:選擇【Authentication Servers】按鈕，在選項(xiàng)【9.WPA（TKIP-AE

19、S-802.1x）】中點(diǎn)擊【RADIUS服務(wù)器】鏈接，進(jìn)而配置RADIUS服務(wù)器，操作如下：在【IP Address】處輸入服務(wù)器的IP 地址：“10.4.10.10”；在【Secret Key】處輸入共享口令“tfx”；在【VLAN ID】的格式為【Ascii】。將AP420配置成使用靜態(tài)VLANp,這個設(shè)置允許AP420接收其他設(shè)備的相同格式VLAN分配。點(diǎn)擊【Apply Changes】.接著點(diǎn)【OK】，如圖4-4所示:圖4.4 “Faculty-tfx”的RADIUS服務(wù)器設(shè)置（2）設(shè)置AP 420的無線發(fā)射功率依次點(diǎn)擊【Configuration】>>【Port/Radi

20、us Settings】,界面如圖4-5所示：在【Radio Status】中去掉【Shutdown】的打鉤項(xiàng)；在【Transmit Power】處，降低為50%。點(diǎn)擊【Apply Changes】，接著點(diǎn)擊【OK】。圖4.5 “AP 420”的無線發(fā)送設(shè)置（3）設(shè)置AP 420為VLAN動態(tài)分配依次點(diǎn)擊【Administration】>>【Management】；在【VLAN Enable】選擇【Dynamic】選項(xiàng)；點(diǎn)擊【Apply Changes】，再點(diǎn)擊【OK】。界面如圖4-6所示：圖4.6 “AP 420”的VLAN動態(tài)分配設(shè)置4.2.3 設(shè)置DHCP和RADIUS服務(wù)器

21、，配置無線客戶端第一步：設(shè)置服務(wù)器的【Active Directory用戶和計(jì)算機(jī)】項(xiàng)依次點(diǎn)擊【控制面板】>>【管理工具】>>【Active Directory用戶和計(jì)算機(jī)】，打開域用戶管理窗口；在左側(cè)面板中右鍵點(diǎn)擊選【提升域功能級別】，Windows Server 2003并提升；點(diǎn)擊【關(guān)閉】,如圖4-7所示：圖4.7 提升域功能級別選擇【Default Domain Policy】并點(diǎn)擊【編輯】按鍵，打開組策略編輯器；在左側(cè)面板中依次點(diǎn)擊【W(wǎng)indows】>>【安全設(shè)置】>>【帳戶策略】>>【密碼策略】；查看【密碼必需符合復(fù)雜性要

22、求】是否已禁用，接著關(guān)閉組策略編輯器。第三步：在Active Directory中創(chuàng)建本次實(shí)驗(yàn)的用戶的認(rèn)證憑據(jù)先在【Active Directory用戶和計(jì)算機(jī)】界面上，右鍵點(diǎn)擊【Users】并依次點(diǎn)【新建】>>【用戶】，顯示如圖4-8所示：圖4.8 創(chuàng)建PC客戶端為無線客戶端創(chuàng)建數(shù)個憑證用戶，如user10等點(diǎn)擊【下一步】，在【密碼處】輸入用戶的接入時的密碼“密碼”，并去掉【用戶下次登陸時須更改密碼】的選項(xiàng)；點(diǎn)擊【下一步】，并【完成】。第四步：在Active Directory中創(chuàng)建本次實(shí)驗(yàn)的組在【Active Directory用戶和計(jì)算機(jī)】界面上，右鍵點(diǎn)擊【Users】并從選

23、擇【新建】>>【組】，顯示如圖4-9所示：圖4.9 創(chuàng)建用戶的組在【組名】中輸入Faculty-tfx后【確定】，則創(chuàng)建了一個組，此次實(shí)驗(yàn)AP只有一個用組；在右側(cè)面板中Faculty-tfx,選擇【成員鍵】并把上面建立的用戶【添加】到Faculty-tfx組中，然后完成如圖4-10所示。圖4.10 添加Faculty-tfx組成員設(shè)置用戶的遠(yuǎn)程接入策略，雙擊一個用戶名，選擇【撥入】，確認(rèn)【通過遠(yuǎn)程訪問策略訪問】被選上。關(guān)閉用戶屬性界面并退出Active Directory用戶和計(jì)算機(jī)界面。第五步：在Inerner驗(yàn)證服務(wù)中配置遠(yuǎn)程訪問策略依次點(diǎn)擊【管理工具】>【Inernet

24、驗(yàn)證服務(wù)】；在左邊的面板中選擇【遠(yuǎn)程訪問策略】；右鍵選擇【創(chuàng)建新策略】，設(shè)定名字點(diǎn)擊【添加】按鍵；選擇【NAS-Port-Type】并點(diǎn)擊【添加】，出現(xiàn)可用類型選擇【無線-IEE 802.11】【確認(rèn)】添加；雙擊右側(cè)面板的【無線策略】，點(diǎn)擊【編輯配置】按鈕，在【撥入配置】上選擇認(rèn)證按鍵，選擇如下選項(xiàng)：Microsoft Encrypted Authentication Version 2(MS-CHAP V2)Microsoft Encrypted Authentication(MS-CHAP)Unencrypted Authentication(PAP,SPAP)點(diǎn)擊【EAP方法】按鍵選擇【

25、受保護(hù)的EAP（PEAP）】，【確認(rèn)】完成。第六步：Internet驗(yàn)證服務(wù)中的RADIUS客戶端右鍵點(diǎn)擊【Internet驗(yàn)證服務(wù)】中的【RADIUS客戶端】，選擇【新建】。如圖4-11所示；圖4.11 新建RADIUS客戶端關(guān)閉【Internet驗(yàn)證服務(wù)】界面。第七步：配置DHCP服務(wù)器對無線客戶端VLAN 2的IP分配范圍依次點(diǎn)擊【管理】>【DHCP】；右鍵點(diǎn)擊【域名】選擇【新建作用域】；在【作用域名稱】輸入名稱,如VLAN 2，點(diǎn)【下一步】；輸入IP地址的分配范圍，如圖4-12所示，【長度】選擇“24”，依次點(diǎn)【下一步】；圖4.12 新建DHCP作用域在路由器（默認(rèn)網(wǎng)關(guān)）中輸入5308交換機(jī)中用于動態(tài)分配的IP地址：10.4.8.1，點(diǎn)擊【添加】，點(diǎn)擊【下一步】，到【完成】；至此服務(wù)器已建好。第八步：配置無線客戶端在無線客戶端（Windows XP SP2）中右鍵點(diǎn)擊【網(wǎng)上鄰居】>【無線網(wǎng)絡(luò)】；點(diǎn)擊【添加】，在【網(wǎng)絡(luò)名（SSID）】中輸入你所使用的SSID名稱，網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證選擇【W(wǎng)PA】，數(shù)據(jù)加密選擇【TKIP】或者【AES】；】如圖4-13所示：圖4.13配置網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)擊【驗(yàn)證】，從菜單中選擇【受保護(hù)