无线局域网拓扑结构及实践技巧

Ad-Hoc无线网络具有自身的特殊性，在组建实际使用的无线工作网络时，必须充分考虑网络的应用规模和扩展性，以及应用的可靠程度及实时性要求，选择合适的网络拓扑结构。另外，由于Ad-Hoc网络自身结构的特殊性，没有被过滤广告性，设计或组建网络时应充分考虑Ad-Hoc无线网络的特点，有助于设计出适合特定网络结构的路由协议，最大限度地发挥整个网络的工作性能。

（1）Ad-Hoc无线网络结构

Ad-Hoc无线网络的拓扑结构可分为两种：对等式平面结构和分级结构。在对等式平面结构中，所有网络结点地位平等。而在分级结构的Ad-Hoc无线网络拓扑结构中，整个网络是以簇为子网组成。每个簇由一个簇头和多个簇成员组成，簇头形成高一级网络，高一级网络又可分簇形成更高一级网络。每一个簇中的簇头和簇成员是动态变化、自动组网。分级结构根据硬件的不同配置，又可以分为单频分级结构和多频分级结构。单频分级结构使用单一频率通信，所有结点使用同一频率；而在多频分级结构中，若存在两级网络，则低级网络通信范围小，高级网络通信范围大，簇成员用一个频率通信，簇头结点用一个频率与簇成员通信，用另一个频率来维持与簇头之间的通信。

对等式平面结构和分级结构使用时各存在优缺点。对等式平面结构网络结构简单，各结点地位平等，源结点与目的结点通信时存在多条路径，不存在网络瓶颈，而且网络相对比较安全。但最大的缺点是网络规模受到限制，当网络规模扩大时路由维护的开销指数增长而消耗掉有限的带宽；分级结构网络规模不受限制，可扩充性好，而且由于分簇，路由开销相对小一些。虽然分级结构中需要复杂的簇头选择算法，但由于分级网络结构具有较高的系统吞吐量，结点定位简单，目前Ad-Hoc无线网络正逐渐呈现分级化的趋势，许多网络路由算法都是基于分级结构网络模式提出的。

（2）Ad-Hoc无线网络特点

Ad-Hoc无线网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络中的每个结点都兼有路由器和主机两种功能。Ad-Hoc网络的特点主要体现在以下4方面：

1）动态变化的网络拓扑结构：Ad-Hoc网络中没有固定的通信设施和中央管理设备，网络结点可以随机地以任意速度朝任何方向移动，加上无线发射装置发送功率的变化、环境的影响以及信号之间的互相干扰等因素，都会造成网络拓扑结构的动态变化。

2）有限的资源：提供给Ad-Hoc网络中移动主机的工作能量是有限的，而且移动主机损耗能量越多，将降低Ad-Hoc网络功能；另一方面，网络本身提供带宽有限以及信号之间的冲突和干扰，使移动主机可得到的有限的传输带宽将远远小于理论上的最大带宽。

3）多跳通信：两个网络结点由于受到可用资源的限制，不能处在同一个覆盖网络内，可采用Ad-Hoc网络多跳通信，实现不同覆盖网络之间的源主机与目的主机之间的通信。

4）较低的安全性：Ad-Hoc网络结点间通信通过无线信道，传输的信息非常容易受到监听、重发、篡改、伪造等各种攻击。如果路由协议一旦遭受到上述恶意攻击，整个自组网络将无法正常工作。这些特点对设计Ad-Hoc网络路由算法提出了特殊的要求，一个合理的路由算法必须考虑有限的网络资源、动态变化的网络拓扑结构、提高网络吞吐量等方面的因素。

（3）Ad-Hoc模式中设备连接标识——SSID(www.xing528.com)

处于同一网络中的多台计算机通过广播帧的形式，把信息传播给网络中的所有设备，那么连接在无线网络环境中的所有设备又是如何和自己的同伴进行通信呢？如何把无关的计算机排斥在无线网络范围之外呢？

实际上处于同一网络的无线设备，为识别是否是自己的同伴，它们之间使用一种无线网络身份标识符号来区别设备。这种无线身份标识符号又叫做SSID。SSID是配置在无线网络网络设备中的一种无线标识，它允许具有相同的SSID无线用户端设备之间才能进行通信。如图3-14所示。因此，SSID的泄密与否，也是保证无线网络接入设备安全的一种重要标志。

图3-14 对等无线网络的通信

SSID用以区分不同的无线网络工作组，任何无线接入器或其他无线网络设备要想与某一特定的无线网络组进行连接，就必须使用与该工作组相同的SSID。如果设备不提供这个SSID，它将无法加入该工作组。

（4）基础结构（Infrastructure）模式

在具有一定数量用户或是要建立一个稳定的无线网络平台时，一般会采用以AP为中心的模式，将有限的“信息点”扩展为“信息区”，这种模式也是无线局域网最为普通的构建模式，即基础结构模式，采用固定基点的模式。在基础网络中，要求有一个无线固定基站充当中心站，所有结点对网络的访问均由其控制，如图3-15所示。

图3-15 基础结构无线网络

在基于AP的无线网中，AP访问点和无线网卡还可针对具体的网络环境调整网络连接速度，如11 Mbit/s的IEEE 802.11b的可使用速率可以调整为1 Mbit/s、2 Mbit/s、5.5 Mbit/s和11Mbit/s共4种；54Mbit/s的IEEE 802.11a和IEEE 802.11g的 则有54Mbit/s、48Mbit/s、32 Mbit/s、24 Mbit/s、18 Mbit/s、12 Mbit/s、11 Mbit/s、9 Mbit/s、6 Mbit/s、5.5 Mbit/s、2 Mbit/s、1 Mbit/s共12个不同速率可动态转换，以发挥相应网络环境下的最佳连接性能。