2023年12月18日发(作者：但玉轩)
《无线局域网技术与实践》
教案
课时分配表
章序
1
2
3
4
5
6
7
合计
课程内容
WLAN简介
WLAN基础配置
二层WLAN配置
三层WLAN配置
大型WLAN配置与管理
大型WLAN优化
WLAN安全与维护
课时
4
6
6
4
4
4
4
32
备注
课题
课时 2课时（90min）
知识技能目标：
WLAN简介（一）——认识WLAN
（1）了解WLAN的演进历程、通信基础、组成和拓扑结构
（2）了解WLAN的无线分布式系统的部署场景和组网模式
教学目标
（3）掌握组建家庭无线局域网的方法
素质目标：
（1）了解我国科技自主创新的重大成果，提高民族自豪感和自信心
（2）加强实践练习，努力提升专业技能和职业素养
教学重难点
教学方法
教学用具
教学设计
教学重点：WLAN的拓扑结构及组网模式
教学难点：组建家庭无线局域网
案例分析法、问答法、讨论法、讲授法
电脑、投影仪、多媒体课件、教材
第1节课：考勤（2 min）→新课预热（10 min）→问题导入（5 min）→传授新知（20 min）→课堂互动（6 min）→评价修正（2 min）
第2节课：问题导入（5 min）→传授新知（20 min）→课堂实践（15 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min）
教学过程 主要教学内容及步骤
第一节课
设计意图
考勤
（2 min）
【教师】使用APP进行签到
【学生】按照老师要求签到
【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程内容、考核标准等
【学生】聆听、互动
【教师】简单介绍计算机网络基础相关内容，帮助学生了解学习本门课程的作用
培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况
通过老师自我介绍，与学生相互熟悉，并让学生了解这门课的大致要求
新课预热
（10 min）
近年来，以智能手机为代表的便携式移动终端已成为人们日常生活的主要通信工具，无线网络也因此得到了快速发展。按覆盖的地理范围，无线网络可分为无线广域网、无线城域网、无线局域网和无线个域网等。其中，最为人熟知、与人们日常生活息息相关的是无线局域网（wireless local area network,WLAN）。
【学生】聆听、思考、理解
【教师】提出以下问题：
如今，无论是在家还是在办公室，或是在人来人往的商场、车站、机场，甚至是在通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣
问题导入
（5 min）
飞速疾驰的高铁上，人们都能利用手机、平板电脑、笔记本电脑等支持无线上网的设备通过WLAN访问Internet，从而自由地收发邮件、阅读资讯、欣赏电影等。
这里提到的WLAN即无线局域网，它是指使用无线传输介质实现设备之间通信的局域网。WLAN可以解决有线网络线缆敷设费用高、不灵活等问题，满足人们日益增长的对
网络便携性和移动性的需求。
基于上述内容，最初时候网络是什么样子的呢？它是如何一步步发展到现在这种地步的呢？请大家根据自己的经验来说一说。
【学生】思考、举手回答
【教师】通过学生的回答引入要讲的知识
一、WLAN的发展与标准化
【教师】通过多媒体展示WLAN的发展历程及其标准化
1971年，美国夏威夷大学组建了一个基于封包技术的无线电通信网络——ALOHANET，已初具现代WLAN的雏形，可视作早期的WLAN。
1980年2月，为促进计算机网络的发展，电气与电子工程师协会（IEEE）成立了IEEE 802委员会。该委员会先后成立多个工作组，致力于研究和制定不同类型的局域网或城域网的通信国际标准。
1990年，IEEE802委员会成立了IEEE802.11工作组，致力于研究WLAN的相关通信标准。
1997年，第一代WLAN通信标准——IEEE 802.11标准公布，它规定的WLAN工作在2.4 GHz开放频段，数据传输速率为1 Mbps～2 Mbps。
1999年，为解决IEEE 802.11系列标准下WLAN产品生产标准和设备兼容性不统一的问题，上百家公司成立了非营利性国际组织——Wi-Fi联盟。
2009年，IEEE 802.11n标准发布，它规定的WLAN支持2.4 GHz频段和5GHz频段，并在物理层使用了多进多出（multiple input multiple output,MIMO）技术，再次大幅度提高了WLAN的数据传输质量，也将最高传输速率提升至600Mbps。随后，Wi-Fi联盟针对该标准传授新知
（20 min）
制定了相应的商业标准，即Wi-Fi 4。直至今日，IEEE 802.11n标准仍是使用最广泛的WLAN标准之一。
2013年，IEEE 802.11ac标准发布，它规定的WLAN工作在5GHz频段，最高传输速率可达3.47 Gbps。2015年，IEEE又批准了IEEE 802.11acWave 2标准，该标准下的WLAN最高传输速率可达6.9 Gbps。IEEE 802.11ac标准对应的Wi-Fi商标就是人们熟知的Wi-Fi 5。
2019年，IEEE批准了IEEE 802.11ax标准，该标准规定的WLAN支持2.4 GHz和5GHz频段，最高传输速率可达9.6 Gbps，其对应的Wi-Fi商标就是时下非常热门的Wi-Fi 6。
【学生】聆听、记录、理解
通过教师的讲解和演示，使学生了解WLAN的演进历程、通信基础、硬件组成
✈【教师】提出问题：
WLAN权威标准除了IEEE 802.11 系列标准外，还有哪些标准？
✈【学生】聆听、思考、回答问题
✈【教师】总结回答
目前广为人知的WLAN权威标准除了IEEE 802.11系列标准外，还有中国提出的WAPI标准。
WAPI全称是WLAN鉴别和保密基础结构（Wireless LAN authentication and privacy
infrastructure），它是我国在计算机网络无线通信领域自主创新并拥有知识产权的安全接入技术标准，该标准已由国际标准化组织ISO/IEC正式批准发布，是当前全球WLAN领域仅有的两大标准之一。
WAPI标准支持双向认证，安全性极高，在电力、金融、教育等行业取得了不俗的反响。随着WAPI的发展和持续推进，其产业链已颇具规模。截至2018年11月，支持WAPI的WLAN芯片已超过400款、全球累计出货量超110亿颗，国内主流的公共WLAN设备均支持了WAPI。
✈【教师】提出问题：
（1）身边接触的无线网络？有哪些设备？用到什么技术？
（2）Wi-Fi和WLAN有什么关系？
✈【学生】聆听、思考、回答问题
二、WLAN通信基础
有线局域网中常见的数据传输介质包括同轴电缆、双绞线、光纤等，而无线局域网的传输介质则主要是无线电波。
【教师】结合教材讲解WLAN工作频段的相关知识
1．WLAN的工作频段
无线电波也称射频电波、射频、射电等，是频率在3 Hz～300 GHz的电磁波。不同频率的无线电波穿透力和传播能力往往不同，根据这个特点，可将无线电波划分为不同的频率范围，并按大小顺序排列为无线电频谱。
红外线、可见光、紫外线、射线等极低频超低频特低频甚低频ELFSLFULFVLF330HZ300330KHZ低频LF300中频MF3高频HF30MHZ甚高频特高频超高频极高频VHFUHFSHFEHF300330GHZ300
【提示】频率是指电磁波每秒的振荡次数，以赫兹（Hz）为基本单位。例如，若某种电磁波在1秒内振荡了30次，则该电磁波的频率就为30 Hz。
要使用某一无线电频段（频率范围）进行通信，通常必须得到本国政府有关无线电频谱管理机构的许可证。但是，也有一些无线电频段是可以自由使用的（只要不干扰他人在这个频段中的通信），这正好满足WLAN的需求。而工业、科学和医疗频段（industrial scientific
medical band, ISM）就是广为人知的开放频段，它是国际上约定俗成的，为工业、科学和医疗系统保留的无线电频段，任何单位都可在无授权的情况下使用ISM。
（1）工业频段。各国的工业频段有所不同。例如，美国的工业频段为902～928MHz，欧洲则为900 MHz频段，且主要用于全球移动通信系统（global system for mobile
communications,GSM）通信业务。工业频段的引入避免了适用于2.4GHz频段的各种无线通信设备的相互干扰。
（2）科学频段。科学频段为2.4～2.4835GHz，简称2.4GHz频段，这是各国共同使用的ISM频段，WLAN、蓝牙、ZigBee等无线网络均可工作在2.4GHz频段上。
（3）医疗频段。医疗频段为5.725～5.875GHz。
IEEE 802.11系列标准规定的WLAN工作频段为2.4～2.4835GHz、5.15～5.35GHz和5.725～5.875GHz。
82 MHz带宽无线局域网使用频段频率2.401 GHz2.483 GHz2.4 GHz频段5.15 GHz5.35 GHz5.725 GHz5.825 GHz200 MHz100 MHz5 GHz频段
2．WLAN的通信信道
为提高无线电频段的利用效率，IEEE 802.11系列标准将2.4 GHz频段和5GHz频段继续向下划分出若干个信道，每个信道占用一定长度的频段（称为频宽或带宽）。为避免干扰，各信道之间错列分布，中心频率之间相距一定频段。
以2.4 GHz频段为例，IEEE 802.11b标准将该频段可用的83.5 MHz的带宽划分为14个信道，每个信道占用的带宽为22 MHz，两个相邻信道中心频率之间相距5 MHz（信道14与信道13之间相距12 MHz，但信道14很少使用）。
由上图可知，信道1、6、11为3个非重叠信道，在这3个信道上的无线信号之间互不干扰，故可在同一个位置上设置3个射频基站，并分别为它们分配信道1、6、11，再用交换机将它们连接起来，从而构成一个最高传输速率为33 Mbps的WLAN，这是IEEE 802.11b标准规定的最高传输速率（11 Mbps）的3倍。此外，在实际组网时，也可将信道1、5、9、13视作非重叠信道。
与2.4 GHz频段相比，5GHz频段频率更高，信号的穿透力和传播能力更弱。但该频段的信号干扰较少，可用带宽较大，可划分的信道和可用的非重叠信道也较多。例如，我国规定可使用的20 MHz带宽的5GHz频段非重叠信道多达13个，这些信道的编号分别为36、40、44、48、52、56、60、64（5.1 GHz频段）；149、153、157、161、165（5.8 GHz频段）。
【提示】不同国家对WLAN信道的使用有着不同的规定。例如，对于2.4 GHz频段，中国和欧洲允许使用信道1～13，日本允许使用全部信道，美国允许使用信道1～11。
✈【教师】提出问题：
WLAN信道有哪些特征？
✈【学生】聆听、思考、回答问题
✈【教师】总结回答：
WLAN信道不是某个网络所独占有的，而是周围WLAN 网络所共享有。
【学生】聆听、思考、记忆
三、WLAN的硬件组成
【教师】通过多媒体展示WLAN的硬件组成，讲解各组成设备的相关知识
典型的WLAN主要由无线站（STA）、无线接入点（AP）、无线控制器（AC）、交换机、路由器等设备组成。
InternetRouterSwitchACAP1AP2STA1
1．无线站
STA2STA3STA4无线站（station,STA）又称移动站，它是WLAN中的一个可寻址单元，通常指支持IEEE
802.11系列标准的终端设备，如笔记本电脑、智能手机、平板电脑等。STA通过自身搭载的无线局域网适配器（也称无线网卡）实现接入WLAN与无线通信等功能。
2．无线接入点（AP）
无线接入点（accesspoint,AP）是WLAN中最具标志性的组网设备，其功能是为WLAN中的所有STA提供网络接入功能，类似于有线网络中的集线器。AP可在一定区域内发射无线射频信号，只要处于WLAN信号覆盖的区域内，STA就能够通过接入AP连接到网络。AP的外观如图所示。
（1）胖AP。胖AP通常用于传统的独立组网架构，功能全面，集物理层控制、用户数据加密、用户认证、QoS（服务质量）、网络管理、漫游和应用层管理等管理功能于一身，可以不依赖其他网络管理设备独立组建WLAN。胖AP信号覆盖范围较小，因此较适用于家庭或小型办公室组网。事实上，家庭或小型办公室组网时常用的无线宽带路由器（见下图）
就是一台典型的胖AP设备。
（2）瘦AP。瘦AP属于基于无线控制器（AC）的AP架构，它功能简单，通常只具有WLAN信号发射、报文的加密与解密、物理层的基本功能和空口统计等功能，其余功能则都由AC实现。瘦AP组网更加灵活，且可由AC统一配置和管理，因此较适用于大规模网络或有线、无线混合网络的组网场景中，如校园网、企业网等。
【提示】胖AP通常建立在性能强大的硬件和功能复杂的软件基础上，这使得设备的安装和维护成本很高。在AP众多的大规模WLAN中，需要逐一配置的胖AP会使得网络的管理效率很低。此外，胖AP的可扩展性也较差。而通过AC统一管理和部署的瘦AP则可弥补胖AP的这些缺点，因此，如今越来越多的企业组建WLAN时，都开始采用“瘦AP+AC”架构取代传统的胖AP。
✈【教师】提出问题：
“胖、瘦”AP在安全性、网络管理、用户管理、组网规模等方面的性能比较？
✈【学生】聆听、思考、回答问题
✈【教师】总结学生的回答
3．无线控制器（AC）
无线控制器（accesscontroller,AC）又称无线接入点控制器，它的功能是管理所有瘦AP，实现WLAN的集中控制。在一台AC上设置WLAN的参数后，连接在该AC上的所有瘦AP均可获得此WLAN的参数。AC的外观如图所示。
4．交换机
在逻辑上，瘦AP没有控制作用，无法直接与ADSL、Modem相连，在使用时必须连接交换机才行。交换机外部有若干个用于连接网络设备或终端的以太网接口（常见的有12/24/48个），可实现放大并广播信号、过滤广播信息、数据帧转发、网络管理、点对点精准通信等功能。
WLAN中交换机按照不同的分类方式可以分为不同的类型。
（1）按其在企业网中的功能可分为核心交换机、汇聚交换机和接入交换机。核心交换机一般为三层网管交换机，性能最优，高带宽接口较多，但造价最高；汇聚交换机一般为二层或三层网管交换机，性能较好，造价较高；接入交换机一般为二层网管或非网管交换机，性能一般，但接口密集、造价较低。
（2）按能否为AP供电可分为PoE交换机和普通交换机。PoE是指以太网供电技术（power over Ethernet），支持这项技术的交换机可在为网络设备提供数据交换功能的同时，
通过双绞线为网络设备供电，其可靠供电距离最长为100米。PoE交换机是常见的AP上联网络设备，通常为接入交换机。
5．路由器
路由器（router）是不同网络之间互联的重要设备，通常作为局域网的出口设备和网关。路由器工作在OSI模型的网络层，主要功能包括数据转发、路由选择、网络集成、网络隔离等。
WLAN中较常见的路由器是无线路由器（wireless Router），它不仅兼具胖AP与路由器的功能，还可通过ADSL、Cable Modem与小区宽带连接，实现WLAN的Internet接入。此外，无线路由器通常还具备网络管理和安全防护等功能。
课堂互动
（6 min）
【学生】聆听、观看、思考
【教师】提出问题，要求学生讨论并回答问题
通过课堂互动巩固所学知识，加深学生对知识点的理解
（1）WLAN相对于目前的有线网络主要有哪些优点？
（2）简述WLAN频段及信道的分配？
（3）简述WLAN的硬件组成？
【学生】思考、讨论、回答问题
【教师】点评学生的回答，并总结、巩固知识点
【学生】聆听、思考、记忆
评价修正
（2 min）
通过形成性检测进行强化矫正
第二节课
【教师】提出问题让学生思考、讨论，并随机抽取学生回答
教师：我们在盖大厦前，应该先干什么？
学生回答：打地基、画图纸
教师：我们日常生活中盖大厦是直接就去盖了吗？在盖大厦前我们要准备什么呢？是问题引入
（5 min）
不是要先设计大楼结构啊？
那么我们在组建无线局域网时是不是也应该先画图纸，设计WLAN的结构呢？
请同学们根据学过的知识想想WLAN的结构应当是怎样的呢？
引入新课：WLAN拓扑结构
【学生】聆听、思考、总结、回答
【教师】总结学生的回答，引出所讲内容
通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣
四、WLAN拓扑介绍
拓扑是一个几何学词汇，在计算机网络中表示节点的逻辑布局，可用于反映WLAN中各设备的逻辑关系。为了便于后续理解，这里先来了解WLAN拓扑的几个基本概念。
传授新知
（20 min）
【教师】结合教材讲解WLAN网络拓扑概念
结合教材讲解WLAN拓扑及无线分布式系统
1．基本概念
（1）基本服务集（basicserviceset, BSS）和基本服务区域（basic service area,BSA）。BSS是WLAN拓扑的基本构成单元，一个BSS由一个基站（即AP）和若干个移动站（即STA）组成，如图所示。
BSA是指BSS的实际覆盖区域，同属一个BSA的所有STA之间均可保持相互通信。但由于WLAN周围环境经常会发生变化，BSA的大小和形状并非是固定不变的。
（2）服务集标识（service set identifier, SSID）。简单来说，SSID就是WLAN的名称，通常由AP广播出来，AP附近的无线设备通过扫描即可发现，在输入相应SSID的密码并通过身份认证后，无线设备即可接入WLAN。
大部分AP都具备SSID隐藏功能，隐藏后的SSID仅对合法终端用户可见。许多网络管理员会将SSID隐藏作为网络的安全保障手段。
多SSID技术是一种实用的WLAN管理功能，支持该技术的AP可将一个WLAN分为若干个子WLAN，每个子WLAN都需要独立的身份认证，只有通过身份认证的用户才可以接入相应的子WLAN。AP还会为每个子WLAN生成一个BSSID，实现BSSID与SSID的一一映射。目前市面上大多数AP都支持多SSID技术。例如，华为技术有限公司（以下简称“华为”）的AP产品最多支持创建16个子WLAN。
例如，某企业在AP上配置了两个SSID，将WLAN划分为两个子WLAN，如图所示。其中，SSID为“Product”的子WLAN供产品部员工使用，SSID为“Tech”的子WLAN供技术部员工使用。在此AP中，各SSID对应的子WLAN被分别关联至不同的VLAN，而不同的VLAN有不同的访问权限，这样就用同一个AP满足了不同用户的无线接入需求。
（3）基本服务集标识（basic service set identifier, BSSID）。BSSID最多可由32个字符组成，且区分大小写，配置在所有AP和STA的无线射频卡中。BSSID是一个48位二进制数，它是BSS中AP无线射频卡的MAC地址，用于唯一标识AP所管理的BSS。每个BSS都拥有唯一的BSSID。
✈【教师】组织学生讨论以下问题：
SSID和BSSID有何区别？
✈【学生】聆听、思考、讨论、回答
✈【教师】总结学生的回答：
SSID是WLAN的逻辑名称，而BSSID则是硬件厂商提供给AP无线射频卡的MAC地址。
【学生】聆听、思考、总结
【教师】结合教材讲解WLAN拓扑结构，要求学生通过APP对WLAN拓扑结构进行了解
2．WLAN拓扑结构
有线网络的拓扑结构主要包括总线型、环型、星型、网状及混合拓扑结构等。与有线网络类似，IEEE 802.11-2012标准定义了4种标准WLAN拓扑结构：独立基本服务集、基础架构基本服务集、扩展服务集和Mesh基本服务集。
（1）独立基本服务集（independent BSS, IBSS）。IBSS是最简单的WLAN拓扑，其中不存在AP，仅存在STA，如图所示。IBSS拓扑的网络也称为Ad-Hoc网络、点对点网络，通常是为了特定目的而组成的暂时性网络，这种网络无法接入到有线网络中，只能独立使用，网络安全由各个客户端自行维护。
IBSS中，公用信道的使用方式为各STA公平争用，当STA数量过多时，这种方式会限制网络性能。因此，IBSS较适合小规模（如4～8个用户）的WLAN组网。
（2）基础架构基本服务集（infrastructure BSS）。基础架构基本服务集是日常部署中最常见的拓扑，其中包含一个AP及若干个STA，如图所示。该拓扑结构中，AP为半双工模式，用于在STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据，不同STA通过AP实现彼此间通信。由于单个AP的信号覆盖范围有限，该拓扑结构仅适用于小范围的WLAN组网。
（3）扩展服务集（extended service set, ESS）。ESS由若干个BSS利用骨干网络串联形成，借此扩展WLAN的覆盖区域，如图所示。一般情况下，一个ESS内所有AP的SSID都是相同的，称为ESSID（extended SSID）。但ESSID本质上还是SSID，只是组成ESS的各个BSS对应的BSSID不同而已。
【提示】为确保ESS中的客户端实现无缝漫游，各BSA之间应部分重叠，重叠程度视情况而定。例如，华为建议ESS中各个BSA之间的覆盖重叠区域至少应保持在15%～25%，以同时保证客户的漫游体验和ESS的覆盖范围。又如，有些ESS中存在多个BSA大部分重合或完全重合的情况，目的是增加覆盖区域的客户端容量，当然，重合区域的AP必须配置不同的信道。
（4）Mesh基本服务集（Mesh BSS, MBSS）。MBSS也称网状基本服务集，它是由若干个自治STA组成的WLAN拓扑结构。在MBSS内部，所有STA都与相邻的STA建立了无线链路，以便相互通信。
MBSS拓扑的网络称作无线Mesh网络（wireless Mesh network, WMN），它是指利用无线链路将多个AP连接起来，并最终通过一到两个入口节点（portal）接入有线网络的一种无线网络，如图所示。
无线Mesh网络只需安装AP即可组建，组网速度非常快，可革除传统WLAN存在的建设周期长、成本高、灵活性差等弊端。因此，它常用于应急通信、无线城域网或者有线网络薄弱地区等的组网场景。
需要注意的是，许多WLAN设备生产厂商会使用私有Mesh协议，因此在部署无线Mesh网络时应尽量选择同一厂商生产的Mesh设备。
✈【教师】提出以下问题：
为什么需要Mesh基本服务集拓扑结构？
✈【学生】聆听、思考、讨论、回答
✈【教师】组织学生讨论以下问题：
在实际应用中不同种类的拓扑是否可以混合使用？
✈【学生】聆听、思考、讨论、回答
✈【教师】总结学生的回答：
在实际组网中，拓扑结构不是单一的，而是要根据具体需要和环境混用几种结构。
【学生】聆听、思考、总结
五、无线分布式系统
【教师】结合教材讲解无线分布式系统
1．分布式系统和无线分布式系统
分布式系统（distribution system, DS）是连接多个AP，并在各个AP间转发帧的骨干网络，如图所示。一个分布式系统由多个AP连接组成，各AP之间可实现相互通信，从而大大提升了WLAN的覆盖范围。
分布式系统通常为有线以太网骨干网，但也有采用无线连接的分布式系统，即无线分布式系统（wireless distribution system, WDS）。WDS通过无线链路将若干个独立的有线局域网或WLAN组建为一个互通的网络，从而实现数据访问。
与有线分布式系统相比，WDS具有以下优势。
WDS无须架线挖槽，可以实现快速部署和扩容。
在我国，除电信部门外，其他单位没有在公共场所敷设电缆的权限。而WDS使用公用的无线电频段作为工作频段，无须牌照和认证，故可根据客户需求灵活组网。
有线网络的故障定位与修复等运维工作难度较大，而WDS只需维护桥接设备，故障定位与修复较为快捷。
WDS组网快，可为临时、应急、抗灾等情景提供通信保障，大大提高了WLAN应用的灵活性和便捷性。
2．无线分布式系统的部署场景
WDS的部署场景主要分为室内部署和室外部署两种。
（1）室内部署。在室内场景中部署WDS时，可能会遇到网线敷设困难或覆盖区域与交换机距离过远等问题，此时可采用WDS桥接的解决方案。但这种方案受限于建筑障碍物的遮挡，在室内环境较为复杂时，WDS在室内的应用会受到较大约束。
【提示】桥接即使用有线或无线网桥连接两个网络。网桥是一种常见的组网设备，在网络中起到数据接收、信号放大、地址过滤与数据转发等作用，用于实现多个网络之间的数据交换。网桥既可以是专门的硬件设备，也可以是加装具备网桥功能软件的组网设备。例如，在WLAN中，AP往往可同时发挥基站和网桥的功能。
（2）室外部署。在室外场景中部署WDS时，可能会遇到两个局域网之间有障碍物遮挡或传输距离过远等问题，此时可采用无线中继的解决方案完成两个网络之间的无线桥接。
【提示】无线中继是指将AP作为两个网络的信号中继器和放大器，以延伸无线网络的覆盖范围的组网模式。
✈【教师】组织学生讨论以下问题：
在实际部署WLAN时，应注意哪些影响因素？
✈【学生】聆听、思考、讨论、回答
✈【教师】总结学生的回答：
（1）非技术影响，包括所在地法律、规定、政策等。
（2）技术影响，包括环境信号干扰、有线网络质量状况等。
3．无线分布式系统中AP网桥的工作模式
在WDS中，根据AP网桥所处的实际位置，可将其工作模式分为root模式、middle模式和leaf模式3种。
（1）root模式。root模式下的AP（简称root AP，下同）在WLAN中通常作为根节点直接与AC有线连接，且同时以AP型网桥（供AP无线连接的网桥）向下供STA型网桥（供STA无线连接的网桥）接入。
（2）middle模式。middle AP在WLAN中作为中间节点，以STA型网桥向上连接AP型网桥，以AP型网桥向下供STA型网桥接入。
（3）leaf模式。leaf AP在WLAN中作为叶子节点，以STA型网桥向上连接AP型网桥。
4．无线分布式系统的组网模式
WDS的组网模式主要有点对点、点对多点、中继、“手拉手”和“背靠背”5种。
（1）点对点（P2P）模式。点对点模式的拓扑结构如图所示。两台AP通过WDS实现无线桥接，最终实现两个网络的互通。实际应用中，每台设备可以通过MAC地址确定需要建立的桥接链路。
点对点模式可用来连接两个分别位于不同地点的网络，其中的root AP和leaf AP应设置成相同的信道。
（2）点对多点（P2MP）模式。点对多点模式的拓扑结构如图所示。在点对多点模式的组网环境中，一台设备作为中心设备，其他所有的设备都只和中心设备建立无线桥接。点对多点模式能够将多个离散的远程网络连接起来，在长距离传输中保证无线链路带宽，结构相较于P2P模式而言更复杂。
（3）中继模式。中继是指利用无线中继器或中继AP将无线信号放大，使其传输距离提升至数公里甚至数十公里。中继模式的拓扑结构如图所示。在部署WDS时，若两个网络之间有障碍物遮挡或传输距离太远，可以考虑使用中继模式完成网络之间的无线桥接。
【提示】无线中继器或中继AP并不与有线骨干网相连，而必须与rootAP位于同一信道才能有效扩展WLAN的覆盖范围。
（4）“手拉手”模式。在家庭、仓库、地铁或公司内部等存在不规则布局的室内场景中，墙体等障碍物会造成WLAN信号的覆盖效果不理想，甚至出现信号盲区。为此，可采用“手拉手”模式组网（见下图），将室内的AP桥接，从而有效扩大WLAN覆盖范围，避免因重新布线带来的经济成本。
“手拉手”模式是WDS典型的室内组网场景，对于对带宽要求不高的用户而言，此方式较为经济实用。
（5）“背靠背”模式。“背靠背”模式的原理是两个工作在不同信道的AP通过有线级联组成“背靠背”的中继网桥，其拓扑如图所示。“背靠背”模式是WDS典型的室外组网场景，它可在长距离网络传输中有效保证无线链路的带宽，十分适合对带宽要求较高的用户。
【学生】聆听、思考、记忆
【教师】要求学生以小组为单位，利用一台无线宽带路由器组建一个家庭无线局域网
具体操作步骤请扫描下方二维码。
通过任务实践，加课堂实践
（15 min）
【学生】观看、思考、小组讨论、动手组建家庭无线局域网
【教师】根据各组学生的表现进行评价，对本次任务进行总结
【教师】简要总结本节课的要点
总结知识点，巩固学生对WLAN拓扑结构及WDS组网模式有更加深入的理解
深对所学知识的理解，并将理论应用到实践中，做到学以致用
WLAN拓扑结构是一个很重要的基本概念，不同的拓扑结构具有不同的特点，对无线网课堂小结
（3 min）
络的系统设计、功能、可靠性等方面都有着重要的影响。本节课着重介绍了WLAN中常见的几种拓扑结构及其优缺点。
无限分布式系统的工作原理，与有线分布式系统相比具备哪些优势以及无限分布式系统的的组网模式。
作业布置
（2 min）
【学生】总结回顾知识点
【教师】布置课后作业
（1）什么是WLAN？它有哪几个基本组成部分？各组成部分的作用是什么？
（2）常见的WLAN拓扑结构有哪些？它们的优缺点分别是什么？通过互联网查找WLAN组网的应用。
【学生】完成课后任务
通过课后作业复习巩固学到的知识，提高实际操作能力
教学反思
本节课着重介绍了WLAN常见的几种拓扑结构及其优缺点，学生初次接触这些知识，学习过程中，应当通过实际案例帮助学生掌握不同的拓扑类型，理论联系实际，强化学生的记忆。
2023年12月18日发(作者：但玉轩)
《无线局域网技术与实践》
教案
课时分配表
章序
1
2
3
4
5
6
7
合计
课程内容
WLAN简介
WLAN基础配置
二层WLAN配置
三层WLAN配置
大型WLAN配置与管理
大型WLAN优化
WLAN安全与维护
课时
4
6
6
4
4
4
4
32
备注
课题
课时 2课时（90min）
知识技能目标：
WLAN简介（一）——认识WLAN
（1）了解WLAN的演进历程、通信基础、组成和拓扑结构
（2）了解WLAN的无线分布式系统的部署场景和组网模式
教学目标
（3）掌握组建家庭无线局域网的方法
素质目标：
（1）了解我国科技自主创新的重大成果，提高民族自豪感和自信心
（2）加强实践练习，努力提升专业技能和职业素养
教学重难点
教学方法
教学用具
教学设计
教学重点：WLAN的拓扑结构及组网模式
教学难点：组建家庭无线局域网
案例分析法、问答法、讨论法、讲授法
电脑、投影仪、多媒体课件、教材
第1节课：考勤（2 min）→新课预热（10 min）→问题导入（5 min）→传授新知（20 min）→课堂互动（6 min）→评价修正（2 min）
第2节课：问题导入（5 min）→传授新知（20 min）→课堂实践（15 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min）
教学过程 主要教学内容及步骤
第一节课
设计意图
考勤
（2 min）
【教师】使用APP进行签到
【学生】按照老师要求签到
【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程内容、考核标准等
【学生】聆听、互动
【教师】简单介绍计算机网络基础相关内容，帮助学生了解学习本门课程的作用
培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况
通过老师自我介绍，与学生相互熟悉，并让学生了解这门课的大致要求
新课预热
（10 min）
近年来，以智能手机为代表的便携式移动终端已成为人们日常生活的主要通信工具，无线网络也因此得到了快速发展。按覆盖的地理范围，无线网络可分为无线广域网、无线城域网、无线局域网和无线个域网等。其中，最为人熟知、与人们日常生活息息相关的是无线局域网（wireless local area network,WLAN）。
【学生】聆听、思考、理解
【教师】提出以下问题：
如今，无论是在家还是在办公室，或是在人来人往的商场、车站、机场，甚至是在通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣
问题导入
（5 min）
飞速疾驰的高铁上，人们都能利用手机、平板电脑、笔记本电脑等支持无线上网的设备通过WLAN访问Internet，从而自由地收发邮件、阅读资讯、欣赏电影等。
这里提到的WLAN即无线局域网，它是指使用无线传输介质实现设备之间通信的局域网。WLAN可以解决有线网络线缆敷设费用高、不灵活等问题，满足人们日益增长的对
网络便携性和移动性的需求。
基于上述内容，最初时候网络是什么样子的呢？它是如何一步步发展到现在这种地步的呢？请大家根据自己的经验来说一说。
【学生】思考、举手回答
【教师】通过学生的回答引入要讲的知识
一、WLAN的发展与标准化
【教师】通过多媒体展示WLAN的发展历程及其标准化
1971年，美国夏威夷大学组建了一个基于封包技术的无线电通信网络——ALOHANET，已初具现代WLAN的雏形，可视作早期的WLAN。
1980年2月，为促进计算机网络的发展，电气与电子工程师协会（IEEE）成立了IEEE 802委员会。该委员会先后成立多个工作组，致力于研究和制定不同类型的局域网或城域网的通信国际标准。
1990年，IEEE802委员会成立了IEEE802.11工作组，致力于研究WLAN的相关通信标准。
1997年，第一代WLAN通信标准——IEEE 802.11标准公布，它规定的WLAN工作在2.4 GHz开放频段，数据传输速率为1 Mbps～2 Mbps。
1999年，为解决IEEE 802.11系列标准下WLAN产品生产标准和设备兼容性不统一的问题，上百家公司成立了非营利性国际组织——Wi-Fi联盟。
2009年，IEEE 802.11n标准发布，它规定的WLAN支持2.4 GHz频段和5GHz频段，并在物理层使用了多进多出（multiple input multiple output,MIMO）技术，再次大幅度提高了WLAN的数据传输质量，也将最高传输速率提升至600Mbps。随后，Wi-Fi联盟针对该标准传授新知
（20 min）
制定了相应的商业标准，即Wi-Fi 4。直至今日，IEEE 802.11n标准仍是使用最广泛的WLAN标准之一。
2013年，IEEE 802.11ac标准发布，它规定的WLAN工作在5GHz频段，最高传输速率可达3.47 Gbps。2015年，IEEE又批准了IEEE 802.11acWave 2标准，该标准下的WLAN最高传输速率可达6.9 Gbps。IEEE 802.11ac标准对应的Wi-Fi商标就是人们熟知的Wi-Fi 5。
2019年，IEEE批准了IEEE 802.11ax标准，该标准规定的WLAN支持2.4 GHz和5GHz频段，最高传输速率可达9.6 Gbps，其对应的Wi-Fi商标就是时下非常热门的Wi-Fi 6。
【学生】聆听、记录、理解
通过教师的讲解和演示，使学生了解WLAN的演进历程、通信基础、硬件组成
✈【教师】提出问题：
WLAN权威标准除了IEEE 802.11 系列标准外，还有哪些标准？
✈【学生】聆听、思考、回答问题
✈【教师】总结回答
目前广为人知的WLAN权威标准除了IEEE 802.11系列标准外，还有中国提出的WAPI标准。
WAPI全称是WLAN鉴别和保密基础结构（Wireless LAN authentication and privacy
infrastructure），它是我国在计算机网络无线通信领域自主创新并拥有知识产权的安全接入技术标准，该标准已由国际标准化组织ISO/IEC正式批准发布，是当前全球WLAN领域仅有的两大标准之一。
WAPI标准支持双向认证，安全性极高，在电力、金融、教育等行业取得了不俗的反响。随着WAPI的发展和持续推进，其产业链已颇具规模。截至2018年11月，支持WAPI的WLAN芯片已超过400款、全球累计出货量超110亿颗，国内主流的公共WLAN设备均支持了WAPI。
✈【教师】提出问题：
（1）身边接触的无线网络？有哪些设备？用到什么技术？
（2）Wi-Fi和WLAN有什么关系？
✈【学生】聆听、思考、回答问题
二、WLAN通信基础
有线局域网中常见的数据传输介质包括同轴电缆、双绞线、光纤等，而无线局域网的传输介质则主要是无线电波。
【教师】结合教材讲解WLAN工作频段的相关知识
1．WLAN的工作频段
无线电波也称射频电波、射频、射电等，是频率在3 Hz～300 GHz的电磁波。不同频率的无线电波穿透力和传播能力往往不同，根据这个特点，可将无线电波划分为不同的频率范围，并按大小顺序排列为无线电频谱。
红外线、可见光、紫外线、射线等极低频超低频特低频甚低频ELFSLFULFVLF330HZ300330KHZ低频LF300中频MF3高频HF30MHZ甚高频特高频超高频极高频VHFUHFSHFEHF300330GHZ300
【提示】频率是指电磁波每秒的振荡次数，以赫兹（Hz）为基本单位。例如，若某种电磁波在1秒内振荡了30次，则该电磁波的频率就为30 Hz。
要使用某一无线电频段（频率范围）进行通信，通常必须得到本国政府有关无线电频谱管理机构的许可证。但是，也有一些无线电频段是可以自由使用的（只要不干扰他人在这个频段中的通信），这正好满足WLAN的需求。而工业、科学和医疗频段（industrial scientific
medical band, ISM）就是广为人知的开放频段，它是国际上约定俗成的，为工业、科学和医疗系统保留的无线电频段，任何单位都可在无授权的情况下使用ISM。
（1）工业频段。各国的工业频段有所不同。例如，美国的工业频段为902～928MHz，欧洲则为900 MHz频段，且主要用于全球移动通信系统（global system for mobile
communications,GSM）通信业务。工业频段的引入避免了适用于2.4GHz频段的各种无线通信设备的相互干扰。
（2）科学频段。科学频段为2.4～2.4835GHz，简称2.4GHz频段，这是各国共同使用的ISM频段，WLAN、蓝牙、ZigBee等无线网络均可工作在2.4GHz频段上。
（3）医疗频段。医疗频段为5.725～5.875GHz。
IEEE 802.11系列标准规定的WLAN工作频段为2.4～2.4835GHz、5.15～5.35GHz和5.725～5.875GHz。
82 MHz带宽无线局域网使用频段频率2.401 GHz2.483 GHz2.4 GHz频段5.15 GHz5.35 GHz5.725 GHz5.825 GHz200 MHz100 MHz5 GHz频段
2．WLAN的通信信道
为提高无线电频段的利用效率，IEEE 802.11系列标准将2.4 GHz频段和5GHz频段继续向下划分出若干个信道，每个信道占用一定长度的频段（称为频宽或带宽）。为避免干扰，各信道之间错列分布，中心频率之间相距一定频段。
以2.4 GHz频段为例，IEEE 802.11b标准将该频段可用的83.5 MHz的带宽划分为14个信道，每个信道占用的带宽为22 MHz，两个相邻信道中心频率之间相距5 MHz（信道14与信道13之间相距12 MHz，但信道14很少使用）。
由上图可知，信道1、6、11为3个非重叠信道，在这3个信道上的无线信号之间互不干扰，故可在同一个位置上设置3个射频基站，并分别为它们分配信道1、6、11，再用交换机将它们连接起来，从而构成一个最高传输速率为33 Mbps的WLAN，这是IEEE 802.11b标准规定的最高传输速率（11 Mbps）的3倍。此外，在实际组网时，也可将信道1、5、9、13视作非重叠信道。
与2.4 GHz频段相比，5GHz频段频率更高，信号的穿透力和传播能力更弱。但该频段的信号干扰较少，可用带宽较大，可划分的信道和可用的非重叠信道也较多。例如，我国规定可使用的20 MHz带宽的5GHz频段非重叠信道多达13个，这些信道的编号分别为36、40、44、48、52、56、60、64（5.1 GHz频段）；149、153、157、161、165（5.8 GHz频段）。
【提示】不同国家对WLAN信道的使用有着不同的规定。例如，对于2.4 GHz频段，中国和欧洲允许使用信道1～13，日本允许使用全部信道，美国允许使用信道1～11。
✈【教师】提出问题：
WLAN信道有哪些特征？
✈【学生】聆听、思考、回答问题
✈【教师】总结回答：
WLAN信道不是某个网络所独占有的，而是周围WLAN 网络所共享有。
【学生】聆听、思考、记忆
三、WLAN的硬件组成
【教师】通过多媒体展示WLAN的硬件组成，讲解各组成设备的相关知识
典型的WLAN主要由无线站（STA）、无线接入点（AP）、无线控制器（AC）、交换机、路由器等设备组成。
InternetRouterSwitchACAP1AP2STA1
1．无线站
STA2STA3STA4无线站（station,STA）又称移动站，它是WLAN中的一个可寻址单元，通常指支持IEEE
802.11系列标准的终端设备，如笔记本电脑、智能手机、平板电脑等。STA通过自身搭载的无线局域网适配器（也称无线网卡）实现接入WLAN与无线通信等功能。
2．无线接入点（AP）
无线接入点（accesspoint,AP）是WLAN中最具标志性的组网设备，其功能是为WLAN中的所有STA提供网络接入功能，类似于有线网络中的集线器。AP可在一定区域内发射无线射频信号，只要处于WLAN信号覆盖的区域内，STA就能够通过接入AP连接到网络。AP的外观如图所示。
（1）胖AP。胖AP通常用于传统的独立组网架构，功能全面，集物理层控制、用户数据加密、用户认证、QoS（服务质量）、网络管理、漫游和应用层管理等管理功能于一身，可以不依赖其他网络管理设备独立组建WLAN。胖AP信号覆盖范围较小，因此较适用于家庭或小型办公室组网。事实上，家庭或小型办公室组网时常用的无线宽带路由器（见下图）
就是一台典型的胖AP设备。
（2）瘦AP。瘦AP属于基于无线控制器（AC）的AP架构，它功能简单，通常只具有WLAN信号发射、报文的加密与解密、物理层的基本功能和空口统计等功能，其余功能则都由AC实现。瘦AP组网更加灵活，且可由AC统一配置和管理，因此较适用于大规模网络或有线、无线混合网络的组网场景中，如校园网、企业网等。
【提示】胖AP通常建立在性能强大的硬件和功能复杂的软件基础上，这使得设备的安装和维护成本很高。在AP众多的大规模WLAN中，需要逐一配置的胖AP会使得网络的管理效率很低。此外，胖AP的可扩展性也较差。而通过AC统一管理和部署的瘦AP则可弥补胖AP的这些缺点，因此，如今越来越多的企业组建WLAN时，都开始采用“瘦AP+AC”架构取代传统的胖AP。
✈【教师】提出问题：
“胖、瘦”AP在安全性、网络管理、用户管理、组网规模等方面的性能比较？
✈【学生】聆听、思考、回答问题
✈【教师】总结学生的回答
3．无线控制器（AC）
无线控制器（accesscontroller,AC）又称无线接入点控制器，它的功能是管理所有瘦AP，实现WLAN的集中控制。在一台AC上设置WLAN的参数后，连接在该AC上的所有瘦AP均可获得此WLAN的参数。AC的外观如图所示。
4．交换机
在逻辑上，瘦AP没有控制作用，无法直接与ADSL、Modem相连，在使用时必须连接交换机才行。交换机外部有若干个用于连接网络设备或终端的以太网接口（常见的有12/24/48个），可实现放大并广播信号、过滤广播信息、数据帧转发、网络管理、点对点精准通信等功能。
WLAN中交换机按照不同的分类方式可以分为不同的类型。
（1）按其在企业网中的功能可分为核心交换机、汇聚交换机和接入交换机。核心交换机一般为三层网管交换机，性能最优，高带宽接口较多，但造价最高；汇聚交换机一般为二层或三层网管交换机，性能较好，造价较高；接入交换机一般为二层网管或非网管交换机，性能一般，但接口密集、造价较低。
（2）按能否为AP供电可分为PoE交换机和普通交换机。PoE是指以太网供电技术（power over Ethernet），支持这项技术的交换机可在为网络设备提供数据交换功能的同时，
通过双绞线为网络设备供电，其可靠供电距离最长为100米。PoE交换机是常见的AP上联网络设备，通常为接入交换机。
5．路由器
路由器（router）是不同网络之间互联的重要设备，通常作为局域网的出口设备和网关。路由器工作在OSI模型的网络层，主要功能包括数据转发、路由选择、网络集成、网络隔离等。
WLAN中较常见的路由器是无线路由器（wireless Router），它不仅兼具胖AP与路由器的功能，还可通过ADSL、Cable Modem与小区宽带连接，实现WLAN的Internet接入。此外，无线路由器通常还具备网络管理和安全防护等功能。
课堂互动
（6 min）
【学生】聆听、观看、思考
【教师】提出问题，要求学生讨论并回答问题
通过课堂互动巩固所学知识，加深学生对知识点的理解
（1）WLAN相对于目前的有线网络主要有哪些优点？
（2）简述WLAN频段及信道的分配？
（3）简述WLAN的硬件组成？
【学生】思考、讨论、回答问题
【教师】点评学生的回答，并总结、巩固知识点
【学生】聆听、思考、记忆
评价修正
（2 min）
通过形成性检测进行强化矫正
第二节课
【教师】提出问题让学生思考、讨论，并随机抽取学生回答
教师：我们在盖大厦前，应该先干什么？
学生回答：打地基、画图纸
教师：我们日常生活中盖大厦是直接就去盖了吗？在盖大厦前我们要准备什么呢？是问题引入
（5 min）
不是要先设计大楼结构啊？
那么我们在组建无线局域网时是不是也应该先画图纸，设计WLAN的结构呢？
请同学们根据学过的知识想想WLAN的结构应当是怎样的呢？
引入新课：WLAN拓扑结构
【学生】聆听、思考、总结、回答
【教师】总结学生的回答，引出所讲内容
通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣
四、WLAN拓扑介绍
拓扑是一个几何学词汇，在计算机网络中表示节点的逻辑布局，可用于反映WLAN中各设备的逻辑关系。为了便于后续理解，这里先来了解WLAN拓扑的几个基本概念。
传授新知
（20 min）
【教师】结合教材讲解WLAN网络拓扑概念
结合教材讲解WLAN拓扑及无线分布式系统
1．基本概念
（1）基本服务集（basicserviceset, BSS）和基本服务区域（basic service area,BSA）。BSS是WLAN拓扑的基本构成单元，一个BSS由一个基站（即AP）和若干个移动站（即STA）组成，如图所示。
BSA是指BSS的实际覆盖区域，同属一个BSA的所有STA之间均可保持相互通信。但由于WLAN周围环境经常会发生变化，BSA的大小和形状并非是固定不变的。
（2）服务集标识（service set identifier, SSID）。简单来说，SSID就是WLAN的名称，通常由AP广播出来，AP附近的无线设备通过扫描即可发现，在输入相应SSID的密码并通过身份认证后，无线设备即可接入WLAN。
大部分AP都具备SSID隐藏功能，隐藏后的SSID仅对合法终端用户可见。许多网络管理员会将SSID隐藏作为网络的安全保障手段。
多SSID技术是一种实用的WLAN管理功能，支持该技术的AP可将一个WLAN分为若干个子WLAN，每个子WLAN都需要独立的身份认证，只有通过身份认证的用户才可以接入相应的子WLAN。AP还会为每个子WLAN生成一个BSSID，实现BSSID与SSID的一一映射。目前市面上大多数AP都支持多SSID技术。例如，华为技术有限公司（以下简称“华为”）的AP产品最多支持创建16个子WLAN。
例如，某企业在AP上配置了两个SSID，将WLAN划分为两个子WLAN，如图所示。其中，SSID为“Product”的子WLAN供产品部员工使用，SSID为“Tech”的子WLAN供技术部员工使用。在此AP中，各SSID对应的子WLAN被分别关联至不同的VLAN，而不同的VLAN有不同的访问权限，这样就用同一个AP满足了不同用户的无线接入需求。
（3）基本服务集标识（basic service set identifier, BSSID）。BSSID最多可由32个字符组成，且区分大小写，配置在所有AP和STA的无线射频卡中。BSSID是一个48位二进制数，它是BSS中AP无线射频卡的MAC地址，用于唯一标识AP所管理的BSS。每个BSS都拥有唯一的BSSID。
✈【教师】组织学生讨论以下问题：
SSID和BSSID有何区别？
✈【学生】聆听、思考、讨论、回答
✈【教师】总结学生的回答：
SSID是WLAN的逻辑名称，而BSSID则是硬件厂商提供给AP无线射频卡的MAC地址。
【学生】聆听、思考、总结
【教师】结合教材讲解WLAN拓扑结构，要求学生通过APP对WLAN拓扑结构进行了解
2．WLAN拓扑结构
有线网络的拓扑结构主要包括总线型、环型、星型、网状及混合拓扑结构等。与有线网络类似，IEEE 802.11-2012标准定义了4种标准WLAN拓扑结构：独立基本服务集、基础架构基本服务集、扩展服务集和Mesh基本服务集。
（1）独立基本服务集（independent BSS, IBSS）。IBSS是最简单的WLAN拓扑，其中不存在AP，仅存在STA，如图所示。IBSS拓扑的网络也称为Ad-Hoc网络、点对点网络，通常是为了特定目的而组成的暂时性网络，这种网络无法接入到有线网络中，只能独立使用，网络安全由各个客户端自行维护。
IBSS中，公用信道的使用方式为各STA公平争用，当STA数量过多时，这种方式会限制网络性能。因此，IBSS较适合小规模（如4～8个用户）的WLAN组网。
（2）基础架构基本服务集（infrastructure BSS）。基础架构基本服务集是日常部署中最常见的拓扑，其中包含一个AP及若干个STA，如图所示。该拓扑结构中，AP为半双工模式，用于在STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据，不同STA通过AP实现彼此间通信。由于单个AP的信号覆盖范围有限，该拓扑结构仅适用于小范围的WLAN组网。
（3）扩展服务集（extended service set, ESS）。ESS由若干个BSS利用骨干网络串联形成，借此扩展WLAN的覆盖区域，如图所示。一般情况下，一个ESS内所有AP的SSID都是相同的，称为ESSID（extended SSID）。但ESSID本质上还是SSID，只是组成ESS的各个BSS对应的BSSID不同而已。
【提示】为确保ESS中的客户端实现无缝漫游，各BSA之间应部分重叠，重叠程度视情况而定。例如，华为建议ESS中各个BSA之间的覆盖重叠区域至少应保持在15%～25%，以同时保证客户的漫游体验和ESS的覆盖范围。又如，有些ESS中存在多个BSA大部分重合或完全重合的情况，目的是增加覆盖区域的客户端容量，当然，重合区域的AP必须配置不同的信道。
（4）Mesh基本服务集（Mesh BSS, MBSS）。MBSS也称网状基本服务集，它是由若干个自治STA组成的WLAN拓扑结构。在MBSS内部，所有STA都与相邻的STA建立了无线链路，以便相互通信。
MBSS拓扑的网络称作无线Mesh网络（wireless Mesh network, WMN），它是指利用无线链路将多个AP连接起来，并最终通过一到两个入口节点（portal）接入有线网络的一种无线网络，如图所示。
无线Mesh网络只需安装AP即可组建，组网速度非常快，可革除传统WLAN存在的建设周期长、成本高、灵活性差等弊端。因此，它常用于应急通信、无线城域网或者有线网络薄弱地区等的组网场景。
需要注意的是，许多WLAN设备生产厂商会使用私有Mesh协议，因此在部署无线Mesh网络时应尽量选择同一厂商生产的Mesh设备。
✈【教师】提出以下问题：
为什么需要Mesh基本服务集拓扑结构？
✈【学生】聆听、思考、讨论、回答
✈【教师】组织学生讨论以下问题：
在实际应用中不同种类的拓扑是否可以混合使用？
✈【学生】聆听、思考、讨论、回答
✈【教师】总结学生的回答：
在实际组网中，拓扑结构不是单一的，而是要根据具体需要和环境混用几种结构。
【学生】聆听、思考、总结
五、无线分布式系统
【教师】结合教材讲解无线分布式系统
1．分布式系统和无线分布式系统
分布式系统（distribution system, DS）是连接多个AP，并在各个AP间转发帧的骨干网络，如图所示。一个分布式系统由多个AP连接组成，各AP之间可实现相互通信，从而大大提升了WLAN的覆盖范围。
分布式系统通常为有线以太网骨干网，但也有采用无线连接的分布式系统，即无线分布式系统（wireless distribution system, WDS）。WDS通过无线链路将若干个独立的有线局域网或WLAN组建为一个互通的网络，从而实现数据访问。
与有线分布式系统相比，WDS具有以下优势。
WDS无须架线挖槽，可以实现快速部署和扩容。
在我国，除电信部门外，其他单位没有在公共场所敷设电缆的权限。而WDS使用公用的无线电频段作为工作频段，无须牌照和认证，故可根据客户需求灵活组网。
有线网络的故障定位与修复等运维工作难度较大，而WDS只需维护桥接设备，故障定位与修复较为快捷。
WDS组网快，可为临时、应急、抗灾等情景提供通信保障，大大提高了WLAN应用的灵活性和便捷性。
2．无线分布式系统的部署场景
WDS的部署场景主要分为室内部署和室外部署两种。
（1）室内部署。在室内场景中部署WDS时，可能会遇到网线敷设困难或覆盖区域与交换机距离过远等问题，此时可采用WDS桥接的解决方案。但这种方案受限于建筑障碍物的遮挡，在室内环境较为复杂时，WDS在室内的应用会受到较大约束。
【提示】桥接即使用有线或无线网桥连接两个网络。网桥是一种常见的组网设备，在网络中起到数据接收、信号放大、地址过滤与数据转发等作用，用于实现多个网络之间的数据交换。网桥既可以是专门的硬件设备，也可以是加装具备网桥功能软件的组网设备。例如，在WLAN中，AP往往可同时发挥基站和网桥的功能。
（2）室外部署。在室外场景中部署WDS时，可能会遇到两个局域网之间有障碍物遮挡或传输距离过远等问题，此时可采用无线中继的解决方案完成两个网络之间的无线桥接。
【提示】无线中继是指将AP作为两个网络的信号中继器和放大器，以延伸无线网络的覆盖范围的组网模式。
✈【教师】组织学生讨论以下问题：
在实际部署WLAN时，应注意哪些影响因素？
✈【学生】聆听、思考、讨论、回答
✈【教师】总结学生的回答：
（1）非技术影响，包括所在地法律、规定、政策等。
（2）技术影响，包括环境信号干扰、有线网络质量状况等。
3．无线分布式系统中AP网桥的工作模式
在WDS中，根据AP网桥所处的实际位置，可将其工作模式分为root模式、middle模式和leaf模式3种。
（1）root模式。root模式下的AP（简称root AP，下同）在WLAN中通常作为根节点直接与AC有线连接，且同时以AP型网桥（供AP无线连接的网桥）向下供STA型网桥（供STA无线连接的网桥）接入。
（2）middle模式。middle AP在WLAN中作为中间节点，以STA型网桥向上连接AP型网桥，以AP型网桥向下供STA型网桥接入。
（3）leaf模式。leaf AP在WLAN中作为叶子节点，以STA型网桥向上连接AP型网桥。
4．无线分布式系统的组网模式
WDS的组网模式主要有点对点、点对多点、中继、“手拉手”和“背靠背”5种。
（1）点对点（P2P）模式。点对点模式的拓扑结构如图所示。两台AP通过WDS实现无线桥接，最终实现两个网络的互通。实际应用中，每台设备可以通过MAC地址确定需要建立的桥接链路。
点对点模式可用来连接两个分别位于不同地点的网络，其中的root AP和leaf AP应设置成相同的信道。
（2）点对多点（P2MP）模式。点对多点模式的拓扑结构如图所示。在点对多点模式的组网环境中，一台设备作为中心设备，其他所有的设备都只和中心设备建立无线桥接。点对多点模式能够将多个离散的远程网络连接起来，在长距离传输中保证无线链路带宽，结构相较于P2P模式而言更复杂。
（3）中继模式。中继是指利用无线中继器或中继AP将无线信号放大，使其传输距离提升至数公里甚至数十公里。中继模式的拓扑结构如图所示。在部署WDS时，若两个网络之间有障碍物遮挡或传输距离太远，可以考虑使用中继模式完成网络之间的无线桥接。
【提示】无线中继器或中继AP并不与有线骨干网相连，而必须与rootAP位于同一信道才能有效扩展WLAN的覆盖范围。
（4）“手拉手”模式。在家庭、仓库、地铁或公司内部等存在不规则布局的室内场景中，墙体等障碍物会造成WLAN信号的覆盖效果不理想，甚至出现信号盲区。为此，可采用“手拉手”模式组网（见下图），将室内的AP桥接，从而有效扩大WLAN覆盖范围，避免因重新布线带来的经济成本。
“手拉手”模式是WDS典型的室内组网场景，对于对带宽要求不高的用户而言，此方式较为经济实用。
（5）“背靠背”模式。“背靠背”模式的原理是两个工作在不同信道的AP通过有线级联组成“背靠背”的中继网桥，其拓扑如图所示。“背靠背”模式是WDS典型的室外组网场景，它可在长距离网络传输中有效保证无线链路的带宽，十分适合对带宽要求较高的用户。
【学生】聆听、思考、记忆
【教师】要求学生以小组为单位，利用一台无线宽带路由器组建一个家庭无线局域网
具体操作步骤请扫描下方二维码。
通过任务实践，加课堂实践
（15 min）
【学生】观看、思考、小组讨论、动手组建家庭无线局域网
【教师】根据各组学生的表现进行评价，对本次任务进行总结
【教师】简要总结本节课的要点
总结知识点，巩固学生对WLAN拓扑结构及WDS组网模式有更加深入的理解
深对所学知识的理解，并将理论应用到实践中，做到学以致用
WLAN拓扑结构是一个很重要的基本概念，不同的拓扑结构具有不同的特点，对无线网课堂小结
（3 min）
络的系统设计、功能、可靠性等方面都有着重要的影响。本节课着重介绍了WLAN中常见的几种拓扑结构及其优缺点。
无限分布式系统的工作原理，与有线分布式系统相比具备哪些优势以及无限分布式系统的的组网模式。
作业布置
（2 min）
【学生】总结回顾知识点
【教师】布置课后作业
（1）什么是WLAN？它有哪几个基本组成部分？各组成部分的作用是什么？
（2）常见的WLAN拓扑结构有哪些？它们的优缺点分别是什么？通过互联网查找WLAN组网的应用。
【学生】完成课后任务
通过课后作业复习巩固学到的知识，提高实际操作能力
教学反思
本节课着重介绍了WLAN常见的几种拓扑结构及其优缺点，学生初次接触这些知识，学习过程中，应当通过实际案例帮助学生掌握不同的拓扑类型，理论联系实际，强化学生的记忆。