大學(xué)校園無線網(wǎng)絡(luò)解決方案設(shè)計正文

1引言無線網(wǎng)絡(luò)，是指采用無線傳輸數(shù)據(jù)或媒體的計算機網(wǎng)絡(luò)，它是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。學(xué)校由于本身空間范圍有限、用戶多、移動需求大、不易布線等問題開始促使學(xué)校逐步將無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于校園。但由于各校園特點和需求不同，如果照搬其他院校的建設(shè)方案可能會導(dǎo)致建設(shè)失敗，本文試圖按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)計流程給出全面參考，以提高校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成功率。隨著無線技術(shù)的逐步成熟和普及，無線網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢。無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，對學(xué)校的教學(xué)模式、教學(xué)理念及教學(xué)管理產(chǎn)生了重大的影響，使教師、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了巨大的變化。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，網(wǎng)上教學(xué)、實時圖像(音頻)遠(yuǎn)程教學(xué)、可視電話會議、大匯考實時圖像監(jiān)控管理、校園網(wǎng)絡(luò)資源共享等已成為教學(xué)的必然趨勢。而目前大部分學(xué)校又缺少自身的寬帶網(wǎng)絡(luò)。微波擴頻技術(shù)的出現(xiàn)解決了這一難題。他因傳輸速率高、受外界干擾小、便于為計算機網(wǎng)絡(luò)提供物理接口信道等特點而得到日益廣泛的應(yīng)用，并且在教學(xué)寬帶無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，成本低廉、建網(wǎng)靈活、學(xué)?？瑟毩⒔ňW(wǎng)。

現(xiàn)在在室內(nèi)上網(wǎng)，除了插網(wǎng)線上網(wǎng)，還有逐漸普及的無線上網(wǎng)，其實無線網(wǎng)絡(luò)只是有線網(wǎng)絡(luò)的一種延伸，從LAN到了WLAN，解決了最后的接入問題，我們可以在無線信號覆蓋的范圍內(nèi)隨意上網(wǎng)。

但這畢竟是在LAN的范圍內(nèi)，我們還是需要像路由器、交換機和網(wǎng)卡這類的常規(guī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備才能接入網(wǎng)絡(luò)，在無線網(wǎng)絡(luò)里它們換了個名字，無線上網(wǎng)只是省去了結(jié)點到達(dá)用戶的網(wǎng)線接入，簡單地說，有了無線網(wǎng)卡，將寬帶接入無線路由器的WAN口，電腦就可以上網(wǎng)了。近年來，隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日漸成熟，不少高校開始把建設(shè)無線校園網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)字化校園建設(shè)的重點課題。目前，信息技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，為學(xué)校提供了一種全新的教學(xué)方式，基于數(shù)字化、交互式、多媒體的計算機教學(xué)平臺已經(jīng)成為各高校必須面對和解決的問題。有線和無線網(wǎng)絡(luò)的有效結(jié)合，可以不斷滿足師生在校學(xué)習(xí)、交流的需要，能夠有效促進(jìn)信息的獲取，提升教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)校的競爭力，提高學(xué)生的就業(yè)率。隨著無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展與應(yīng)用，對學(xué)校的教學(xué)模式、教學(xué)理念及教學(xué)管理將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線局域網(wǎng)絡(luò)（WirelessVlan）是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它提供了一種有效方法來支持計算機之間的通信，即使用無線多址信道，并為通信的移動性、個人化和多媒體應(yīng)用提供了潛在的手段，條件具備的情況下可使用戶真正實現(xiàn)隨時、隨地、隨意的網(wǎng)絡(luò)接入。WLAN對用戶來說是完全透明的，使用起來與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一樣。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有IEEE802.11系列、藍(lán)牙Bluetooth、HiperLAN、HomeRF技術(shù)等。從本質(zhì)上說，無線局域網(wǎng)絡(luò)是傳統(tǒng)局域網(wǎng)某種程度上的延伸。目前得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)是IEEE802.11系列。

2.1軟件路由器定義及功能

一般認(rèn)為用普通PC安裝一套專用的路由器程序組成的系統(tǒng)稱為軟件路由器。不同的軟件路由器功能不一樣，絕大部分基于Linux/bsd的免費軟件路由器功能并不比商業(yè)的差，而且比商業(yè)的功能還要強大。

2.2軟件路由器分類

根據(jù)使用的操作不同可以分為基于windows平臺和基于Linux/bsd平臺開發(fā)的軟件路由器，基于Windows平臺的軟件防火墻比較常見的有ISAServer、WinrouteFirewall等，這些軟件都是商業(yè)化的，通常根據(jù)授權(quán)用戶數(shù)不同收費而不同，購買正版的軟件防火墻的費用對許多中小型企業(yè)來說無疑是一筆不小的開支。而基于Unix/Linux平臺的軟件防火墻大家一般接觸較少，受益于開放源碼運行，目前基于Unix/Linux平臺的軟件防火墻如雨后春筍般不斷推出，這些軟件防火墻大多是免費的，常見的有RouterOS、m0n0Wall、SmoothWall、Ipcop、CoyoteLinux等，這些系統(tǒng)共有的特點是一般對硬件要求較低，甚至只需要一臺486電腦，一張軟盤，兩塊網(wǎng)卡就可以安裝出一臺非常專業(yè)的軟件防火墻，這對很多有淘汰下來的低檔電腦的朋友來說，意味著拿一臺淘汰的電腦，安裝一套免費的防火墻軟件，不花一分錢就DIY出一臺專業(yè)的防火墻，而且這些系統(tǒng)自身也包含了NAT功能，同時可以實現(xiàn)寬帶共享，這意味著這臺免費的防火墻其實也是一臺出色的寬帶路由器，這是多么令人激動的事情。

2.3無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢與不足

2.3.1無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用紅外線(IR)、射頻(RF)微波作為傳輸介質(zhì)，取代了傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)，提供了有線網(wǎng)絡(luò)的所有功能。它包括IEEE802.11系列、藍(lán)牙(Bluetooth)、HiperLAN、HomeRF技術(shù)等。目前應(yīng)用最廣泛的是IEEE802.11系列。其具有移動性強、安裝簡便、傳輸速度快、運行成本低等優(yōu)勢。

(1)移動性強

用戶可以在教室、辦公室、實驗室、圖書館之間自由移動而不失去與網(wǎng)絡(luò)的連接。網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大大拓寬，最大范圍可達(dá)到50公里。

(2)帶寬很寬

適合進(jìn)行大量雙向和多媒體信息傳輸，有助于提高教學(xué)水平。如：802.11b的傳輸速度提供可達(dá)11Mbps數(shù)據(jù)速率。而802.11g數(shù)據(jù)傳輸速率則提升了五倍，可達(dá)54Mbps，充分滿足了校園網(wǎng)用戶對網(wǎng)絡(luò)速度的需求。對視頻點播、在線教學(xué)以及大文件傳輸都是游刃有余。

(3)安裝、維護容易

擴大校園網(wǎng)絡(luò)范圍、提升網(wǎng)絡(luò)功能，使之盡量覆蓋到校園的每個角落，是學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點。但選擇有線網(wǎng)絡(luò)擴展方案，依托現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)線纜，將產(chǎn)生高額的費用。而對年久的建筑進(jìn)行綜合布線，網(wǎng)絡(luò)造價和施工要求極高，不利于將來的維護。無線接入方式既可解決物理布線的困難，又可以把校園網(wǎng)的功能延伸到每個角落，且調(diào)試相對簡單，能節(jié)省大量的維護費用。

(4)充分利用學(xué)校資源

隨著筆記本電腦數(shù)量的不斷增多，學(xué)校有限的網(wǎng)絡(luò)信息點已經(jīng)無法滿足需要，要真正實現(xiàn)數(shù)字化校園功能卻無需作更多的投資。需要由無線網(wǎng)絡(luò)來滿足用戶隨時隨地上網(wǎng)的需求。2.3.2無線網(wǎng)絡(luò)的不足

(1)易受外界環(huán)境影響

無線網(wǎng)絡(luò)依靠無線電波進(jìn)行連接，電波必然受到墻壁、樹林、水面和其它障礙物的影響，使網(wǎng)絡(luò)的性能有明顯降低。同時天氣的好壞也影響到電波的傳輸，季節(jié)變化中，冬天信號明顯差于夏天信號。

(2)3無線網(wǎng)絡(luò)類型及無線局域網(wǎng)介紹

3.1無線網(wǎng)絡(luò)類型3.1.1無線廣域網(wǎng)(WWAN)無限廣域網(wǎng)技術(shù)可使用戶通過遠(yuǎn)程公用網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)建立無線網(wǎng)絡(luò)連接。通過使用由無線服務(wù)提供商負(fù)責(zé)維護的若干天線基站或衛(wèi)星系統(tǒng)，這些連接可以覆蓋廣大的地理區(qū)域，例如若干城市或者國家(地區(qū))。目前的WWAN技術(shù)被稱為第二代(2G)系統(tǒng)。2G系統(tǒng)主要包括移動通信全球系統(tǒng)(GSM)、蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)和碼分多址(CDMA)?，F(xiàn)在正努力從2G網(wǎng)絡(luò)向第三代(3G)技術(shù)過渡。一些2G網(wǎng)絡(luò)限制了漫游功能并且相互不兼容；而第三代(3G)技術(shù)將執(zhí)行全球標(biāo)準(zhǔn)，并提供全球漫游功能。ITU正積極促進(jìn)3G全球標(biāo)準(zhǔn)的指定。

3.1.2無線局域網(wǎng)(WLAN)無線局域網(wǎng)技術(shù)可以使用戶在本地創(chuàng)建無線連接(例如，在公司或校園的大樓里，或在某個公共場所，如機場)。WLAN可用于臨時辦公室或其他無法大范圍布線的場所，或者用于增強現(xiàn)有的LAN，使用戶可以在不同時間、在辦公樓的不同地方工作。WLAN以兩種不同方式運行。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WLAN中，無線站(具有無線電網(wǎng)卡或外置調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備)連接到無線接入點，后者在無線站與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中樞之間起橋梁作用。在點對點(臨時)WLAN中，有限區(qū)域(例如會議室)內(nèi)的幾個用戶可以在不需要訪問網(wǎng)絡(luò)資源時建立臨時網(wǎng)絡(luò)，而無需使用接入點。

3.1.3無線個人網(wǎng)(WPAN)無線個人網(wǎng)技術(shù)使用戶能夠為個人操作空間(POS)設(shè)備(如PDA、移動電話和筆記本電腦等)創(chuàng)建臨時無線通訊。POS指的是以個人為中心，最大距離為10米的一個空間范圍。目前，兩個主要的胛AN技術(shù)是“Bluetooth”和紅外線?！癇luetooth”是一種電纜替代技術(shù)，可以在30英尺以內(nèi)使用無線電波傳送數(shù)據(jù)。Bluetooth數(shù)據(jù)可以穿過墻壁、口袋和公文包進(jìn)行傳輸。“Bluetooth專門利益組(SIG)”推動著“Bluetooth”技術(shù)的發(fā)展，于1999年發(fā)布了Bluetooth版本1.0規(guī)范。作為替代方案，要近距離(一米以內(nèi))連接設(shè)備，用戶還可以創(chuàng)建紅外鏈接。

為了規(guī)范無線個人網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，IEEE已為無線個人網(wǎng)成立了802.15工作組。該工作組正在發(fā)展基于Bluetooth版本1.0規(guī)范的WPAN標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)草案的主要目標(biāo)是低復(fù)雜性、低能耗、交互性強并且能與802.11網(wǎng)絡(luò)共存。無線個人網(wǎng)和無線局域網(wǎng)并不一樣。無線個人網(wǎng)是以個人為中心來使用的無線個人區(qū)域網(wǎng)，它實際上就是一個低功率、小范圍、低速度和低價格的電纜替代技術(shù)。但無線局域網(wǎng)卻是同時為許多用戶服務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)，它是一個大功率、中等范圍、高速率的局域網(wǎng)。

最早使用的WPAN是1994年愛立信公司推出的藍(lán)牙系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)是[EEE802.15.1[w-BLUE]。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)率為720kb／s，通信范圍在10米左右。為了適應(yīng)不同用戶的需求，無線個人網(wǎng)還定義了另外兩種低速WPAN和高速WPAN。

3.1.4無線城域網(wǎng)(WMAN)無線城域網(wǎng)技術(shù)使用戶可以在城區(qū)的多個場所之間創(chuàng)建無線連接(例如，在一個城市或大學(xué)校園的多個辦公樓之間)，而不必花費高昂的費用鋪設(shè)光纜、銅質(zhì)電纜和租用線路。此外，當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)的主要租賃線路不能使用時，WWAN還可以作備用網(wǎng)絡(luò)使用。WWAN使用無線電波或紅外光波傳送數(shù)據(jù)。為用戶提供高速Internet接入的寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)的需求量正日益增長。盡管目前正在使用各種不同技術(shù)，例如多路多點分布服務(wù)(MMDS)和本地多點分布服務(wù)(LMDS)，但負(fù)責(zé)制定寬帶無線訪問標(biāo)準(zhǔn)的IEEE

802.16工作組仍在開發(fā)規(guī)范以便實現(xiàn)這些技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

無線城域網(wǎng)服務(wù)范圍可覆蓋一個城市的部分區(qū)域，通信的距離變化較大(遠(yuǎn)的可達(dá)50公里)，因此接收到的信號功率和信噪比等也會有很大的差別。這就要求有多種的調(diào)制方法。因此工作在毫米波段的802.16必須有不同的物理層。802.16的基站可能需要多個定向天線，各指向?qū)?yīng)的接收點。由于天氣條件(雨、雪、雹、霧等)對毫米波的傳輸?shù)挠绊戄^大，因此與室內(nèi)工作的無線局域網(wǎng)相比較時，802.16對差錯的處理也更為重要。3.2無線局域網(wǎng)介紹

3.2.1無線局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)無線局域網(wǎng)所涉及的主要設(shè)備包括：無線AP、無線路由器、無線網(wǎng)橋等。無線AP(ACCESS

POINT)即無線接入點，相當(dāng)于一個無線集線器(HUB)，接在有線交換機或路由器上，為跟它連接的無線網(wǎng)卡從路由器那里分得IP。它主要是提供無線工作站對有線局域網(wǎng)的訪問和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進(jìn)行相互通信；無線路由器：無線路由器就是AP、路由功能和集線器的集合體，支持有線無線組成同一子網(wǎng)，直接連接上層交換機或ADSL貓等，因為大多數(shù)無線路由器都支持PPOE撥號功能；無線網(wǎng)橋又叫橋接器，它是一種在鏈路層實現(xiàn)局域網(wǎng)互連的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。網(wǎng)橋有在不同網(wǎng)段之間再生信號的功能，它可以有效地連接兩個LAN(局域網(wǎng))，使本地通信限制在本網(wǎng)段內(nèi)，并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信號至另一網(wǎng)段。網(wǎng)橋通常用于連接數(shù)量不多的、同一類型的網(wǎng)段。

無線局域網(wǎng)一般采取以下的幾種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)互聯(lián)。以適應(yīng)不同的需要：

1)基站接入型：當(dāng)采用移動蜂窩通信網(wǎng)接入方式組建無線局域網(wǎng)時，各站點之間的通信是通過基站接入、數(shù)據(jù)交換方式來實現(xiàn)互聯(lián)的。各移動站不僅可以通過交換中心自行組網(wǎng)，還可以通過廣域網(wǎng)與遠(yuǎn)地站點組建自己的工作網(wǎng)絡(luò)。2)網(wǎng)橋連接型：不同的局域網(wǎng)之間互聯(lián)時，如果不便采取有線方式，則可利用無線網(wǎng)橋的方式實現(xiàn)二者的點對點連接，比如距離比較遠(yuǎn)的兩棟或更多建筑物之間的互聯(lián)互通。無線網(wǎng)橋不僅提供二者之間的物理與數(shù)據(jù)鏈路層的連接，還為兩個網(wǎng)的用戶提供較高層的路由與協(xié)議轉(zhuǎn)換。3)Infrastructure接入型：計算機通過無線網(wǎng)卡與AP或橋接器進(jìn)行通訊，AP或橋接器起到了有線網(wǎng)絡(luò)中HUB的作用?？梢越M建星型結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)，所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)均需通過AP或橋接器，由橋接器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的控制管理。不同橋接器可以相互串聯(lián)以形成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。在該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的WLAN，可采用類似于交換型以太網(wǎng)的工作方式，要求HUB具有簡單的網(wǎng)內(nèi)交換功能。實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的無縫連接。4)無中心結(jié)構(gòu)(Ad-hoc)：即不通過AP，各計算機通過無線網(wǎng)卡自行進(jìn)行通訊。網(wǎng)絡(luò)管理分散到各個計算機中。是一種點對點的應(yīng)用方式。要求網(wǎng)中任意兩個站點均可直接通信。此結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)一般使用公用廣播信道，MAC層采用CSMA類型的多址接入?yún)f(xié)議。3.2.2無線局域網(wǎng)的運行方式

無線局域網(wǎng)采用的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11。該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層和媒體訪問控制(MAC)規(guī)范，允許無線局域網(wǎng)及無線設(shè)備制造商建立互操作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。后來又相繼公布了802.11a和802.11b，IEEE

802.11b

使用開放的2.4GHz

直接序列擴頻，

最大數(shù)據(jù)傳輸速率為108Mbps，也可根據(jù)信號強弱把傳輸率調(diào)整為54Mbps、11Mbps、5.5Mbps、2Mbps

和1Mbps

帶寬。直線傳播傳輸范圍為室外最大300m，室內(nèi)有障礙的情況下最大100m，是現(xiàn)在使用的最多的傳輸協(xié)議。2000年，IEEE成立專門工作組對802.11g進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，目的是為了用戶獲得更高的數(shù)據(jù)速率服務(wù)，后向兼容802.11b，前向兼容802.11a。

4校園無線網(wǎng)絡(luò)需求分析

大學(xué)校園龐大，教師、學(xué)生的流動性強，一些教學(xué)樓和圖書館等逐漸成為師生們進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的“公共場所”。這些“公共場所”人員相對密集，加之近年來筆記本電腦的普及和因特網(wǎng)接入需求的增長，無論是教師還是學(xué)生都迫切需要在這些“公共場所”上網(wǎng)或進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)互動活動，但傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)無法滿足師生們對移動性的需求。許多大學(xué)校園中保留了許多具有紀(jì)念意義的歷史性建筑，如大禮堂、古月堂等。這些建筑年代久遠(yuǎn)，不能輕易對其進(jìn)行翻新或改造，因鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)。這就帶來一個需要解決的問題：如何在不破壞古典建筑整體風(fēng)格的前提下，實施校園整體的信息化。

通過征詢用戶來了解所要建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)需要滿足的需求，根據(jù)校園的特點，一般有如下需求：

4.1功能需求

應(yīng)該能滿足校區(qū)之間、樓宇之間的通信，師生在移動的情況下可以對校園網(wǎng)、圖書館、Internet資源進(jìn)行訪問，支持多媒體教室等地的多媒體信息高質(zhì)傳輸，這些需求可歸納為：支持教學(xué)、提供資源與綜合服務(wù)。

4.2性能要求

性能直接決定了校園無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，因此必須明確校園無線網(wǎng)絡(luò)的性能要求，以下即為不同地點局部無線網(wǎng)絡(luò)的性能要求：

（１）校園內(nèi)部的室外場所（草坪、操場等）：速率要求高，安全要求一般，主要是滿足在網(wǎng)絡(luò)使用人數(shù)激增時仍然能夠保證服務(wù)質(zhì)量。

（２）寢室、辦公室或會議室：速率要求一般、安全要求高，因為這類場所的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用主要是收發(fā)郵件、瀏覽網(wǎng)頁、聊天等，對速率要求不高，但涉及個人隱私、賬戶等信息，因此對安全性要求較高。

（３）圖書館、多媒體教室或計算機機房：速率要求高，安全要求低，因為教學(xué)信息多以多媒體的形式呈現(xiàn)，只有很高的傳輸速率才能保證傳輸?shù)膸捄蜁r延，有效地支持教學(xué)活動。

4.3網(wǎng)絡(luò)的可擴展性和可維護性要求

校園無線網(wǎng)絡(luò)在擴展性和維護性上要求較高：在擴展性上，校園內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的用戶比較多且訪問的人數(shù)不確定，因此要求較高；在維護上，校園是從事教學(xué)為主的地方，專業(yè)維護人員較少，因此網(wǎng)絡(luò)要便于維護管理。

5校園無線網(wǎng)設(shè)計原則、目的及要求校園人員相對密集，加之近年來筆記本電腦的普及和因特網(wǎng)接入需求的增長，無論是教師還是學(xué)生都迫切需要在這些“公共場所”上網(wǎng)或進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)互動活動，但傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)無法滿足師生們對移動性的需求。許多大學(xué)校園中保留了許多具有紀(jì)念意義的歷史性建筑，如大禮堂、古月堂等。這些建筑年代久遠(yuǎn)，不能輕易對其進(jìn)行翻新或改造，因鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)?？傊疅o線網(wǎng)是應(yīng)需而生。如果學(xué)校從未建設(shè)過任何網(wǎng)絡(luò)，則可跳過這個過程。目前，大多數(shù)院校一般已經(jīng)建設(shè)了以有線傳輸介質(zhì)為主的網(wǎng)絡(luò)，因此在學(xué)校經(jīng)費有限的情況下可以考慮將有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)混合，這樣可以最大程度地保護原有投資，降低建設(shè)成本。在將無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)混合時，主要是通過雙絞線等有線介質(zhì)將無線網(wǎng)絡(luò)的AP（無線接入點）、無線交換機、無線路由器等無線設(shè)備與有線網(wǎng)絡(luò)的Hub或者交換機、路由器等連接。

對于局部無線網(wǎng)絡(luò)，主要采用的是以AP或者無線交換機等為中心結(jié)點的星型結(jié)構(gòu)，其目的是為了滿足多用戶的需求。而如果建設(shè)全局無線校園網(wǎng)，可將網(wǎng)絡(luò)劃分為核心層、分布層、接入層進(jìn)行設(shè)計，在整體上一般采用以樹型和星型混合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在主要通信接點上采用樹型拓?fù)涫菫榱私M網(wǎng)便捷、管理方便，出現(xiàn)故障時可迅速排查，同時在主干通信鏈路上還要考慮冗余鏈路設(shè)計，不僅可以達(dá)到負(fù)載均衡的目的，還可以保證網(wǎng)絡(luò)的可用性。

大學(xué)無線校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目的是：（1）利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步擴展校園網(wǎng)的覆蓋范圍，使全校師生能夠隨時隨地、方便高效地使用校園網(wǎng)絡(luò)；（2）促進(jìn)教學(xué)和科研發(fā)展，進(jìn)一步拓展研究空間；（3）提升校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提高管理水平和效率，推動學(xué)校信息化建設(shè)；（4）覆蓋部分原來沒有接入校園網(wǎng)，不適宜綜合布線的樓宇，提高網(wǎng)絡(luò)資源綜合利用率。提出無線網(wǎng)絡(luò)解決方案，實現(xiàn)高校多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、教務(wù)管理辦公自動化、Internet服務(wù)、遠(yuǎn)程教學(xué)服務(wù)等。該無線網(wǎng)絡(luò)，能使學(xué)校師生、教職員工和外來訪問學(xué)者在校園的任何一個地點都能夠獲得無線網(wǎng)絡(luò)的連接。6校園無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計前的分析與決策

6.1校園環(huán)境的特點

有的院校在建設(shè)過程中只是照搬其他校園的設(shè)計方案，這導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定、不能滿足多用戶的需求、速度不高、環(huán)境噪聲大等許多問題。因此各院校在設(shè)計全局或局部無線網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)首先了解所在校園的環(huán)境和需求特點，例如是否擁有分校區(qū)、是否涉及辦公需求等，建設(shè)一個適合自身的無線網(wǎng)絡(luò)。

6.2設(shè)計前的決策

選擇無線網(wǎng)絡(luò)前應(yīng)分析是否需要或必須建設(shè)全局或局部無線網(wǎng)絡(luò)。因為無線網(wǎng)絡(luò)雖然技術(shù)先進(jìn)，但有的校園不一定需要無線網(wǎng)絡(luò)，而且無線網(wǎng)絡(luò)較傳統(tǒng)布線貴，實施難度大，因此建設(shè)者需要根據(jù)自身校園的特點與需求進(jìn)行建設(shè)，以下為學(xué)校需考慮的因素：（１）校區(qū)之間架設(shè)專線費用較高，架設(shè)后的線路要求歸屬學(xué)校獨立管理；（２）課堂教學(xué)或辦公自動化、會議電視等有對網(wǎng)絡(luò)的頻繁臨時不定點接入需求；（３）學(xué)校管線緊張或部分建筑需要保留原貌，不具有線路鋪設(shè)的條件；（４）需要在短期內(nèi)完成建設(shè)，支持移動，便于擴展用戶或日后接入點遷址；（5）突破端口數(shù)量的限制，實現(xiàn)圖書館等教學(xué)資源的充分利用，決定建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)后，即可按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)計流程進(jìn)行設(shè)計。6.3技術(shù)可行性許多大學(xué)在無線局域網(wǎng)發(fā)展初期就開始關(guān)注這一新技術(shù)。如清華大學(xué)在1998年開始醞釀構(gòu)建校園無線局域網(wǎng)，但受當(dāng)時無線局域網(wǎng)帶寬窄(只有2Mb／s甚至更低)、安全性不高以及架設(shè)成本過高等因素的制約而未能大規(guī)模實施。1999年，IEEE802．Ub標(biāo)準(zhǔn)出臺，數(shù)據(jù)傳輸速率能夠達(dá)到11Mb／s，安全上可以實現(xiàn)128位WEP加密和MAC地址過濾，清華大學(xué)在圖書館等地開始進(jìn)行小規(guī)模嘗試。2001年，IEEE802．11a標(biāo)準(zhǔn)出臺，帶寬可以達(dá)到54Mb／s，但由于其成本較高且與IEEE802．11b標(biāo)準(zhǔn)不兼容，清華大學(xué)只是對相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究和測試。2003年，IEEE802．11g標(biāo)準(zhǔn)出臺，清華大學(xué)認(rèn)為無線局域網(wǎng)產(chǎn)品和市場已基本成熟，決定采用IEEE802．11g產(chǎn)品進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用，在新建的第六教學(xué)樓和一些年代較久的建筑中全部采用IEEE802．11g標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。7校園無線網(wǎng)絡(luò)解決方案設(shè)計校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要能達(dá)到學(xué)校內(nèi)各院系及部門之間的漫游應(yīng)用，主校區(qū)與各分校區(qū)、合作學(xué)院等之間的移動漫游，異地遠(yuǎn)程教學(xué)和移動辦公，實現(xiàn)全校學(xué)生檔案、財務(wù)數(shù)據(jù)、技術(shù)資料等數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一要求。在校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中主要存在四種典型的應(yīng)用環(huán)境：第一是校園內(nèi)的戶外公共區(qū)域；第二是局部開放的室內(nèi)大環(huán)境，如：典型公共教室、圖書閱覽室等；第三是房間多、用戶數(shù)量不多但分布較散的樓宇，如：教學(xué)樓、宿舍樓等；第四是校區(qū)之間的連接環(huán)境。要實現(xiàn)的技術(shù)有：建立支持漫游的微蜂窩覆蓋網(wǎng)絡(luò)、設(shè)立無線中繼點、覆蓋開闊區(qū)域、無線網(wǎng)橋以及無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集中管理。

大學(xué)有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)較為完善，接入的樓宇主干都是千兆光線鏈路，終端用戶百兆到桌面。此次無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是在有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，采用就近接入的原則，在每個AP接入點的樓宇內(nèi)就近布線到設(shè)備間，然后通過樓宇內(nèi)匯聚交換機和核心交換機相連，從而實現(xiàn)和校園網(wǎng)絡(luò)的無縫對接。大學(xué)校園龐大，教師、學(xué)生的流動性強，一些教學(xué)樓和圖書館等逐漸成為師生們進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的“公共場所”。這些“公共場所”人員相對密集，加之近年來筆記本電腦的普及和因特網(wǎng)接入需求的增長，無論是教師還是學(xué)生都迫切需要在這些“公共場所”上網(wǎng)或進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)互動活動，但傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)無法滿足師生們對移動性的需求。許多大學(xué)校園中保留了許多具有紀(jì)念意義的歷史性建筑，如大禮堂、古月堂等。這些建筑年代久遠(yuǎn)，不能輕易對其進(jìn)行翻新或改造，因鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)。這就帶來一個需要解決的問題：如何在不破壞古典建筑整體風(fēng)格的前提下，實施校園整體的信息化。對于局部無線網(wǎng)絡(luò)，主要采用的是以AP或者無線交換機等為中心結(jié)點的星型結(jié)構(gòu)，其目的是為了滿足多用戶的需求。而如果建設(shè)全局無線校園網(wǎng)，可將網(wǎng)絡(luò)劃分為核心層、分布層、接入層進(jìn)行設(shè)計，在整體上一般采用以樹型和星型混合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在主要通信接點上采用樹型拓?fù)涫菫榱私M網(wǎng)便捷、管理方便，出現(xiàn)故障時可迅速排查，同時在主干通信鏈路上還要考慮冗余鏈路設(shè)計，不僅可以達(dá)到負(fù)載均衡的目的，還可以保證網(wǎng)絡(luò)的可用性。7.1校園無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖7.1所示。圖7.1校園無線網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖7.2無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的選型、安裝與設(shè)置

7.2.1硬件的選型

本設(shè)計采用S3628匯聚交換機，H3C5600核心交換機，AR4640互聯(lián)網(wǎng)接入路由器以及100M交換機。選擇合適的無線產(chǎn)品很重要，既關(guān)系到是否滿足現(xiàn)在需求，又關(guān)系到是否滿足若干年后的發(fā)展需求，因此在設(shè)備選擇上應(yīng)該注意以下因素：選擇配置和管理便捷的設(shè)備，選擇安全性較好的產(chǎn)品，選擇兼容性和可擴展性好的設(shè)備1）AR4640介紹如圖7.2，Quidway?AR46系列智能業(yè)務(wù)中心路由器（以下簡稱AR46系列）是華為公司面向運營商及大型行業(yè)、企業(yè)核心對高性能、高可靠性多業(yè)務(wù)路由器的需求，秉承“業(yè)務(wù)與性能并重、業(yè)務(wù)平滑演進(jìn)”的設(shè)計理念，面向全業(yè)務(wù)、開放的業(yè)務(wù)模型而開發(fā)的新一代智能業(yè)務(wù)路由器。

AR46系列路由器可以提供RPU-350Kpps（固定2FE接口）和ERPU-1000Kpps（固定3GE接口）兩種引擎；配備不同的機箱AR46-80、AR46-40、AR46-20，分別提供8、4、2個業(yè)務(wù)槽位，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不同，AR46憑借其高彈性、高性能可以應(yīng)用于運營商邊緣路由器，大型行業(yè)網(wǎng)匯聚層路由器、也可在企業(yè)網(wǎng)中作為核心路由器。

圖7.2AR4640

產(chǎn)品特點：高效的雙總線結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵器件冗余設(shè)計，關(guān)鍵模塊熱插拔，軟件在線補丁，豐富的網(wǎng)絡(luò)冗余，易維護、人性化設(shè)計，突出的集成安全性，集成全能、隨機應(yīng)變。

2）S3628匯聚交換機如圖7.3，H3CS3628千兆以太網(wǎng)交換機是H3C公司最新推出的二層線速智能型可網(wǎng)管以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品，具有高密度、4GE上行、完備的安全和Qos控制策略等特點，滿足企業(yè)用戶多業(yè)務(wù)融合、高安全、易管理的建網(wǎng)需求，適合行業(yè)、企業(yè)網(wǎng)、寬帶小區(qū)的接入和中小企業(yè)、分支機構(gòu)匯聚交換機。H3CS3628：48個10/100Base-T以太網(wǎng)端口，4個1000Base-SFP千兆以太網(wǎng)端口。圖7.3S3628匯聚交換機3）H3C5600核心交換機如圖7.4，H3CS5600系列全千兆智能彈性交換機是新一代以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品。系統(tǒng)采用H3C公司創(chuàng)新的IRF（IntelligentResilientFramework，智能彈性架構(gòu))技術(shù)，支持高達(dá)96G的堆疊帶寬和高密度千兆端口，支持萬兆上行。特別適合作為需要高帶寬、高性能和高擴展性的中小企業(yè)網(wǎng)核心、大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和園區(qū)網(wǎng)的匯聚層以及數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器接入設(shè)備。H3CS5600系列提供：產(chǎn)品系列齊全，每款都支持1端口、2端口萬兆接口或8端口SFP千兆光口，最大的堆疊帶寬達(dá)到96G。支持創(chuàng)新的IRF（IntelligentResilientFramework）智能彈性架構(gòu)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶網(wǎng)絡(luò)的高度彈性智能擴展。可通過雙絞線向遠(yuǎn)端下掛PD設(shè)備（如IPPhone、WLANAP、Security、BluetoothAP等）提供電源，實現(xiàn)POE功能。支持EAD（端點準(zhǔn)入防御）功能，配合后臺系統(tǒng)可以將終端防病毒、補丁修復(fù)等終端安全措施與網(wǎng)絡(luò)接入控制、訪問權(quán)限控制等網(wǎng)絡(luò)安全措施整合為一個聯(lián)動的安全體系更加多樣化的管理和豐富的特性。H3CS5600系列以太網(wǎng)交換機目前包含型號：5600-26C—24個10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口和4個1000Base-XSFP千兆以太網(wǎng)端口（Combo），后面板提供兩個固定的堆疊接口和一個擴展模塊插槽；S5600-26C-PWR—24個10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口和4個1000Base-XSFP千兆以太網(wǎng)端口（Combo），后面板提供兩個固定的堆疊接口和一個擴展模塊插槽，帶POE功能；S5600-50C—48個10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口和4個1000Base-XSFP千兆以太網(wǎng)端口（Combo），后面板提供兩個固定的堆疊接口和一個擴展模塊插槽；S5600-50C-PWR—48個10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口和4個1000Base-XSFP千兆以太網(wǎng)端口（Combo），后面板提供兩個固定的堆疊接口和一個擴展模塊插槽，帶POE功能；S5600-26F—24個1000Base-XSFP以太網(wǎng)端口和4個10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口（combo），后面板提供兩個固定的堆疊接口和一個擴展模塊插槽圖7.4H3C5600核心交換機7.2.2硬件安裝

安裝時注意事項有兩方面：一是定向或全向天線安裝高度要盡量高，而且定向天線之間的天線要盡量對準(zhǔn)對方，天線之間盡量避開建筑物；二是室內(nèi)設(shè)備安裝地點要注意防潮，避免陽光直射，對于散熱較大的設(shè)備要選擇通風(fēng)良好的地點。

7.2.3配置7.3綜合布線設(shè)計7.3.1全局無線網(wǎng)絡(luò)

建設(shè)全校范圍的無線網(wǎng)絡(luò)，校園骨干網(wǎng)通過光纖接入高速Internet，并通過有線介質(zhì)連接到配有各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的計算機中心，然后通過無線介質(zhì)將圖書館子網(wǎng)、教學(xué)/辦公樓子網(wǎng)、實驗樓子網(wǎng)、宿舍子網(wǎng)等連接起來，并為室外的移動用戶提供連接。

7.3.2局部無線網(wǎng)絡(luò)

局部無線網(wǎng)絡(luò)根據(jù)校園地點的不同設(shè)計不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要分以下三種類型：

（1）室外場所（草坪、操場等）

如圖7校園室外場所（操場、草坪）校園室外場所（操場、草坪）樓宇（100M交換機）全向天線圖7.5室外場所（操場、草坪等）

（2）寢室、辦公室或會議室１）不接入校園骨干網(wǎng)

如圖7.6所示，在寢室、辦公室或會議室可將傳統(tǒng)的HUB或者交換機直接換成無線網(wǎng)關(guān)，機器上安裝好無線網(wǎng)卡經(jīng)過配置就可通過ADSL等形式接入Internet。圖7.6不接入校園骨干網(wǎng)的無線網(wǎng)拓?fù)鋱D２）接入校園骨干網(wǎng)

如圖7.7所示，寢室內(nèi)選用的AP通過有線介質(zhì)與校園骨干網(wǎng)提供的接入層連接，而寢室內(nèi)的各種設(shè)備與AP連接即可。圖7.7接入校園骨干網(wǎng)的無線網(wǎng)拓?fù)?.3.3圖書館、多媒體教室或計算機機房

如圖7.圖7.8圖書館、多媒體教室或計算機機房無線網(wǎng)拓?fù)鋱D7.4IP地址的獲取及VLAN的劃分

無線校園網(wǎng)絡(luò)主要服務(wù)于學(xué)校的教師和學(xué)生，由于其覆蓋范圍的不確定性和廣泛性，為了防止不合法用戶的使用，浪費帶寬，采用了基于CAMS的Portal認(rèn)證方式，只有申請了無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的用戶，才能使用。具體措施就是利用一臺華為3528G交換機，在其上建立一個無線VLAN，端口下啟用DHCP服務(wù)，然后和樓宇內(nèi)的匯聚交換機以TRUNK方式連接，所有無線上網(wǎng)都經(jīng)過它向PortalServer發(fā)起認(rèn)證請求，認(rèn)證成功后計時開始。這樣，既保證合法用戶的使用，也保證校園內(nèi)所有無線網(wǎng)絡(luò)處于一個VLAN內(nèi)，方便無線網(wǎng)絡(luò)的管理和維護。上網(wǎng)流程如下：

1）用戶通過3528G內(nèi)置DHCP獲得IP地址；

2）通過Explorer訪問Web/PortalServer，輸入用戶名和密碼；

3）Web/PortalServer獲得用戶MAC/IP/VID作為用戶標(biāo)識；

4）通過Server給某個用戶上網(wǎng)權(quán)限，并檢驗每個數(shù)據(jù)流是否滿足權(quán)限；

5）用戶下線，需要在Web/Portal的Explorer界面上注銷，通知系統(tǒng)停止計費；

6）系統(tǒng)定期檢查用戶在線情況，發(fā)現(xiàn)用戶下線，停止計費。7.5計費策略和模式

Cams認(rèn)證服務(wù)有多種計費策略可供選擇，考慮到無線網(wǎng)絡(luò)使用具有一定的局限性和時間性，制定了按時長收費的標(biāo)準(zhǔn)，申請無線服務(wù)的時候需要在帳號中存入一定數(shù)量的錢，如果帳號中沒有錢，用戶登錄的時候系統(tǒng)會提示用戶余額不足，拒絕登錄網(wǎng)絡(luò)。計費精確到秒，認(rèn)證成功開始計費，下線停止計費。

7.6網(wǎng)絡(luò)管理

QuidView網(wǎng)絡(luò)管理軟件是華為3Com公司對全線數(shù)據(jù)通信設(shè)備實施統(tǒng)一管理和維護的網(wǎng)管產(chǎn)品，利用QuideView網(wǎng)管系統(tǒng)，基于標(biāo)準(zhǔn)的SNMP協(xié)議實現(xiàn)對WLAN所有網(wǎng)元的實時監(jiān)控和管理。網(wǎng)管工作站可以放在網(wǎng)絡(luò)中的任意位置，通過它即可實現(xiàn)對所有設(shè)備的管理，包括自動繪制拓?fù)鋱D、自動升級、批量配置、分級管理和分級警告等。

無線局域網(wǎng)絡(luò)特有的移動性和簡便性，使其成為有線局域網(wǎng)絡(luò)有益的補充和延伸。無線局域網(wǎng)絡(luò)克服了有線網(wǎng)絡(luò)無法克服的困難，對于擴充學(xué)校網(wǎng)絡(luò)接入能力，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，推進(jìn)學(xué)校信息化建設(shè)，具有不可替代的作用。7.7提高無線網(wǎng)絡(luò)安全性措施

無線網(wǎng)絡(luò)中主要的安全性考慮包括訪問控制和加密。因此，要做到加強密鑰的管理、加強網(wǎng)絡(luò)訪問控制、做到定期進(jìn)行審查、實時網(wǎng)絡(luò)檢測和嚴(yán)格AP的管理，從而達(dá)到最基本的安全目的：驗證用戶、授權(quán)用戶接入特定的資源，同時拒絕為未經(jīng)授權(quán)的用戶提供接入；利用強有力的加密和校驗技術(shù)，防止未經(jīng)授權(quán)的用戶竊聽、插入或修改通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；確保不會因有用戶占用某個接入點的所有可用帶寬而影響其他用戶的正常接入。8結(jié)語

雖然無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用廣泛，并從根本上解除了網(wǎng)線對電腦的束縛，但是在無線網(wǎng)絡(luò)的運用過程中，也出現(xiàn)了一些迫切需要解決的問題，其中諸如如何提高無線網(wǎng)絡(luò)的速率和傳輸安全性等熱點問題。正是由于這些關(guān)注，無線網(wǎng)絡(luò)正朝著更快速、更安全、更廉價的方向發(fā)展，相信在未來的校園里，無線網(wǎng)絡(luò)將像校園里的樹木一樣給人們提供賞心悅目的生活學(xué)習(xí)環(huán)境，無線與高速不再是夢想。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其獨有的移動性強、安裝簡便、傳輸速度快、運行成本低等特點成為有線校園網(wǎng)的延伸和補充，解決了有線網(wǎng)絡(luò)無法克服的困難，使網(wǎng)絡(luò)遍及校園內(nèi)的每個角落，滿足了信息化校園網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋要求目前，無線網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，將來在校園內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)還可能在以下方面得到運用：

1.防盜。在實驗室裝有無線網(wǎng)絡(luò)運作的攝像頭等監(jiān)控設(shè)備，在遠(yuǎn)程辦公室即可對實驗室的情況進(jìn)行實時監(jiān)控，防止昂貴的設(shè)備被盜。

2.移動學(xué)習(xí)與移動辦公。師生可配備一個可通過無線網(wǎng)絡(luò)連接的PDA移動設(shè)備，教師通過無線網(wǎng)絡(luò)可隨時將教學(xué)內(nèi)容或信息傳給學(xué)生，而學(xué)生也可將作業(yè)等信息傳給教師，以便教師及時反饋、提供指導(dǎo)；校內(nèi)辦公人員可通過無線網(wǎng)絡(luò)隨時隨地連接辦公網(wǎng)等，提高辦公效率。

3.簡潔的工作環(huán)境。教室或計算機機房內(nèi)的計算機可使用藍(lán)牙技術(shù)來創(chuàng)設(shè)簡潔的環(huán)境：鍵盤無線、鼠標(biāo)無線等。

4.無線定位功能的運用。需要查詢學(xué)生的出勤情況及會議等需要及時召集某人而無法聯(lián)系時，可以定位其具體位置。

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