無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滿(mǎn)分期末大作業(yè)

期末大作業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱(chēng)：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用姓名：學(xué)院：系：專(zhuān)業(yè)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：張昱，史笑興，李惠忠2014年11月24日概況描述1、某教學(xué)區(qū)有四棟教學(xué)樓A、B、C、D樓，目前A樓有6個(gè)電腦用戶(hù)，B樓有4個(gè)電腦用戶(hù)，C樓有6個(gè)電腦用戶(hù)，D樓有7個(gè)電腦用戶(hù)。其中A、B、C樓三樓呈三角形分布，彼此間距大約為30米左右；D樓和其他三樓的距離大約為50米左右，不超過(guò)100米（注：D樓的具體位置可自定，50米為D樓距其他三樓中最近一樓的距離）。從現(xiàn)實(shí)條件來(lái)看，A、B、C三樓有線、無(wú)線連接組網(wǎng)均可，D樓和其他三樓間視野通透但不適合有線組網(wǎng)，只適合無(wú)線連接。現(xiàn)需將四個(gè)樓連接成可互相訪問(wèn)的綜合網(wǎng)絡(luò)；并且各樓內(nèi)的用戶(hù)有增加的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)時(shí)要予以長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，便于擴(kuò)展設(shè)計(jì)。2、網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃：（子網(wǎng)掩碼均為255.255.255.0）A樓地址池分配為：192.168.1.1——192.168.1.100B樓地址池分配為：192.168.1.101——192.168.1.200C樓地址池分配為：192.168.2.1——192.168.2.100D樓地址池分配為：192.168.2.101——192.168.2.2003、可供使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有：（參考各次實(shí)驗(yàn)中所使用過(guò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的具體型號(hào)）TP-LINKTL-WR847N型無(wú)線路由器若干臺(tái)TP-LINKTL-WA801N型無(wú)線AP若干臺(tái)TP-LINK有線交換機(jī)和集線器若干臺(tái)TP-LINK有線路由器若干臺(tái)網(wǎng)線若干所有的電腦單機(jī)中均配置有線和無(wú)線網(wǎng)卡圖中左上為A樓，左下面為B樓，中間為C樓，右邊為D樓。其中C樓特別選出了一臺(tái)高性能機(jī)器作為Server。具體實(shí)現(xiàn)步驟首先需要購(gòu)置需要用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備才能進(jìn)行組網(wǎng)：表1.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采購(gòu)清單名稱(chēng)數(shù)量單價(jià)/元總價(jià)/元TP-LINKTL-WR847N無(wú)線路由器4個(gè)110440TP-LINKTL-WA801N無(wú)線AP1個(gè)255255五類(lèi)網(wǎng)線200米1200合計(jì)895以上預(yù)算基于網(wǎng)絡(luò)參考價(jià)格給出，實(shí)際采購(gòu)時(shí)可能會(huì)有出入，而網(wǎng)線出于保險(xiǎn)起見(jiàn)比150米多購(gòu)買(mǎi)50米。以上設(shè)備總價(jià)應(yīng)該可以控制在一千元左右。樓層內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的組建：表2.各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP地址配置設(shè)備名稱(chēng)LAN口WAN口RouterA192.168.1.1192.168.2.201RouterB192.168.1.101192.168.3.1（懸空不用）RouterC192.168.2.1192.168.1.201RouterD192.168.2.203192.168.4.1（懸空不用）APD192.168.2.202無(wú)如之前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中所示，A樓和B樓中各設(shè)置一臺(tái)無(wú)線路由器，分別為RouterA和RouterB，C樓需要設(shè)置一臺(tái)RouterC，D樓除了需要RouterD,還需要一臺(tái)APD，并設(shè)為APClient模式，才能實(shí)現(xiàn)與RouterC的無(wú)線連接，從而克服D樓與其他樓無(wú)法有線組網(wǎng)的限制。以上五臺(tái)設(shè)備均應(yīng)該按照表2所給參數(shù)設(shè)置IP地址。另外，還需要把C樓中Server的無(wú)線網(wǎng)卡IP設(shè)為192.168.2.100，有線網(wǎng)卡IP設(shè)為192.168.2.210，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)卡開(kāi)啟Ad-Hoc模式，在C樓內(nèi)便可以實(shí)現(xiàn)Ad-Hoc組建的WLAN網(wǎng)絡(luò)相連。表3.各大樓DHCP服務(wù)器的設(shè)置樓宇DHCP服務(wù)器IP地址池分配范圍A樓RouterA192.168.1.1～192.168.1.100B樓RouterB192.168.1.101～192.168.1.200C樓Server192.168.2.2～192.168.2.99D樓RouterD192.168.2.101～192.168.2.200如表3設(shè)置四棟樓的DHCP服務(wù)器，同時(shí)必須禁用掉其他不在表中的自帶DHCP功能的設(shè)備的DHCP功能，而各大樓網(wǎng)內(nèi)普通客戶(hù)端PC只要連接到各樓內(nèi)的DHCP服務(wù)器，選擇自動(dòng)獲取IP地址，就可以動(dòng)態(tài)地分配IP地址同時(shí)避免IP地址沖突。樓宇之間的互聯(lián)：A、B樓之間的互聯(lián)較為簡(jiǎn)單，只需要將RouterB與RouterA的LAN口用直通線相連，則A、B就能直接互訪。C、D樓之間通過(guò)APD的Client模式，將RouterC的MAC地址添加在APD的連接地址中，再將APD的接口與RouterD的LAN口直接相連；RouterC的LAN口則與Server的有線網(wǎng)卡相連。這樣C、D之間也能互相訪問(wèn)了。表4.各設(shè)備網(wǎng)關(guān)配置設(shè)備網(wǎng)段網(wǎng)關(guān)A樓用戶(hù)192.168.1.x192.168.1.1B樓用戶(hù)192.168.1.x192.168.1.1C樓用戶(hù)192.168.2.x192.168.2.1D樓用戶(hù)192.168.2.x192.168.2.103按照上表配置各樓內(nèi)用戶(hù)的網(wǎng)關(guān)，實(shí)際上為各自網(wǎng)段中對(duì)外連接路由器的LAN口地址，其中C樓用戶(hù)也包含了Server的有線和無(wú)線網(wǎng)卡。RouterA和RouterC處于不同網(wǎng)段，在完成了各自IP地址和網(wǎng)關(guān)配置的前提下，只需要用兩根網(wǎng)線，一根將RouterA的WAN口與RouterC的LAN口相連，另一根將RouterA的LAN口與RouterC的WAN口相連，則C已經(jīng)可以訪問(wèn)到A、B。但此時(shí)D仍然無(wú)法跨越到A、B所處網(wǎng)段，因?yàn)槠鋀AN口懸空，無(wú)法得知如何才能訪問(wèn)1.x網(wǎng)段，需要明確指出，于是可以在RouterD上設(shè)置靜態(tài)路由表，具體參數(shù)為：目的IP地址：192.168.1.0子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：192.168.2.1其中默認(rèn)網(wǎng)關(guān)即RouterC的LAN口IP，這樣一來(lái)當(dāng)D樓的PC要處理到1.x網(wǎng)段的請(qǐng)求時(shí)，就會(huì)先轉(zhuǎn)到RouterC的LAN口去，而通過(guò)C就可以成功轉(zhuǎn)到1.x網(wǎng)段。需要注意的是，盡管RouterD的WAN口懸空不用，也不能將其IP設(shè)置為1.x或2.x網(wǎng)段否則會(huì)影響靜態(tài)路由的跳轉(zhuǎn)。同理，B樓目前同樣無(wú)法訪問(wèn)2.x網(wǎng)段，按照類(lèi)似的方法設(shè)置RouterB的靜態(tài)路由表：目的IP地址：192.168.2.0子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：192.168.1.1默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)為了RouterA的LAN口IP，當(dāng)訪問(wèn)2.x網(wǎng)段時(shí)也會(huì)經(jīng)過(guò)A轉(zhuǎn)入2.x網(wǎng)段，也要注意RouterB的WAN口IP不能設(shè)置成1.x或2.x網(wǎng)段。雖然也可以通過(guò)添加一根線將RouterB的WAN口和RouterC的LAN口相連，就無(wú)需以上設(shè)置，但比起添加一根50米的線，修改靜態(tài)路由顯得更加經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便。至此A、B、C和D四棟大樓已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)互訪，但仍需為各無(wú)線設(shè)備選擇合適的信道，才能各覆蓋區(qū)域之間保證通信順暢。表5.無(wú)線設(shè)備SSID和信道選擇無(wú)線設(shè)備SSID網(wǎng)段信道RouterArouter@A192.168.1.x1RouterBrouter@B192.168.1.x11RouterCrouter@C192.168.2.x6RouterDrouter@D192.168.2.x6APDAP_Client@D192.168.2.x6Server無(wú)線網(wǎng)卡Ad_Hoc@C192.168.2.x6信道選擇主要考慮1、6、11三個(gè)信道幾乎不會(huì)互相干擾，因此不同覆蓋區(qū)域的設(shè)備可以在這三個(gè)信道中選用不同的信道較為合理，同時(shí)也顯示了容易辨識(shí)的SSID。但實(shí)際上還應(yīng)該根據(jù)周?chē)渌W(wǎng)絡(luò)的信道使用情況靈活選取信道，此時(shí)可能需要wirelessmon類(lèi)型的軟件對(duì)周邊信道使用情況進(jìn)行監(jiān)控，本次設(shè)計(jì)假設(shè)周邊不存在干擾。Server的配置在Server上選擇允許無(wú)線網(wǎng)卡通過(guò)有線網(wǎng)卡共享網(wǎng)絡(luò)，即可以實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的相連。又由于DNS服務(wù)只能由Server提供，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)需要使用DNS服務(wù)的PC都需要把DNS服務(wù)器設(shè)為Server有線網(wǎng)卡的IP地址，即192.168.2.210。至此，四棟大樓的網(wǎng)絡(luò)組建基本完成。測(cè)試方案說(shuō)明對(duì)于四棟大樓網(wǎng)絡(luò)連通性的檢測(cè)，主要通過(guò)命令行中的ping命令來(lái)完成，而在各PC端互ping之前首先應(yīng)通過(guò)ipconfig命令確認(rèn)自己分配到的IP地址，若IP地址分配失敗，應(yīng)該檢查該設(shè)備所對(duì)應(yīng)的DHCP服務(wù)器是否正常工作。檢查各大樓內(nèi)部PC連通性在A,B,D三棟樓內(nèi)只需用同樓PC互相ping對(duì)方的IP地址，能ping通說(shuō)明樓內(nèi)的局域網(wǎng)組建成功。而C樓內(nèi)除了PC間互相ping通外，還需要用各PC專(zhuān)門(mén)對(duì)Server的有線網(wǎng)卡IP執(zhí)行ping命令，若不能ping通則說(shuō)明有線網(wǎng)卡的共享網(wǎng)絡(luò)設(shè)置異常；然后斷開(kāi)Ad-Hoc連接，讓C樓除了Server的其他機(jī)器連接到RouterC，再?lài)L試ping通Server，若無(wú)法ping通，說(shuō)明Server和RouterC的有線連接存在問(wèn)題。直至以上ping操作都能順利完成，才表明樓內(nèi)局域網(wǎng)組建正確。檢查同網(wǎng)段內(nèi)的PC連通性用A,B樓內(nèi)的PC互相ping對(duì)方樓內(nèi)的PC，若都能ping通，說(shuō)明RouterA和RouterB連接正確。同樣用C,D樓內(nèi)的PC互ping，若能ping通，說(shuō)明APD和RouterC,D均正常工作，否則應(yīng)檢查RouterD和APD的連接是否有效以及APClient工作模式的設(shè)置是否正確。檢查不同網(wǎng)段的PC連通性用D樓的PC對(duì)A，B樓的PC執(zhí)行ping操作，用B樓的PC對(duì)C,D樓的PC執(zhí)行ping操作，若都能ping通，表明靜態(tài)IP設(shè)置正確，且RouterA,RouterC的LAN口和WAN口互聯(lián)正確。由于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間路徑唯一，理論上此時(shí)A,C必定也能ping通其他樓的PC，保險(xiǎn)起見(jiàn)仍應(yīng)一一測(cè)試避免某些單機(jī)配置錯(cuò)誤。4.檢查所有大樓PC的外網(wǎng)連通性在C樓Server有線網(wǎng)卡接入外網(wǎng)的情況下，用任一大樓內(nèi)的PC以域名形式訪問(wèn)外網(wǎng)（或?qū)τ蛎麍?zhí)行ping操作），若能聯(lián)通，表明DNS服務(wù)器工作正常且有線網(wǎng)卡共享網(wǎng)絡(luò)設(shè)置正確；若能上QQ但無(wú)法訪問(wèn)外網(wǎng)域名，表明DNS服務(wù)器配置存在問(wèn)題，需要在單機(jī)上進(jìn)行檢查。在完成以上連通性檢查后，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)組建最終完成，可以投入使用。設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì)基于A,B,C,D四棟大樓有固定少量用戶(hù)而設(shè)計(jì)，但同時(shí)也具有一定的可擴(kuò)展性，當(dāng)某棟大樓接入新設(shè)備的時(shí)候，只需要完成DNS的設(shè)置，而IP自動(dòng)從該樓DHCP服務(wù)器獲得即可，還是非常方便的。考慮到組網(wǎng)的實(shí)用性，我的設(shè)計(jì)一開(kāi)始就考慮要和外網(wǎng)聯(lián)通，由于采用Ad-Hoc模式組網(wǎng)，可以省去一個(gè)AP，充分利用了Server的兩個(gè)網(wǎng)卡。另一方面這次的設(shè)計(jì)屬于二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各樓層內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)配置相對(duì)簡(jiǎn)單，使用了盡可能少的無(wú)線設(shè)備，也方便排查網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤。然而這樣的設(shè)計(jì)也存在一些缺點(diǎn)，比如C樓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負(fù)擔(dān)較重，若其他樓內(nèi)某些PC上瘋狂下載數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致C樓和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)擁堵甚至癱瘓，這是由于所有PC共享了同一個(gè)寬帶賬號(hào)，而網(wǎng)絡(luò)里沒(méi)有進(jìn)行流量控制，所以接入的設(shè)備上網(wǎng)會(huì)互相影響。解決這個(gè)缺陷的話(huà)需要改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如采用目前比較主流的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使用三層交換設(shè)備來(lái)管理各樓的網(wǎng)絡(luò)，每棟樓用不同的虛擬網(wǎng)關(guān)分開(kāi)，形成幾個(gè)vlan，這樣各樓PC既可以互相訪問(wèn)，上網(wǎng)又不會(huì)互相干擾。上圖是基于交換機(jī)的組網(wǎng)模式，采用了三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的理念，其中核心層位于C樓，A,B,D樓也各有一個(gè)交換機(jī)作為接入層，注意D樓由于無(wú)法有線和C樓相連，需要將SWD的上行端口接入APD，仍然由APD間接連入RouterC中轉(zhuǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小，聯(lián)網(wǎng)距離短，此網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)設(shè)置匯聚層，接入層設(shè)備直接通過(guò)上行端口連接到核心層。而C樓的交換機(jī)SWC自身還需要接入一個(gè)路由器Router0，由該路由器專(zhuān)門(mén)提供NAT功能才能實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)IP到外網(wǎng)的轉(zhuǎn)換。但由于我對(duì)交換機(jī)的配置并不熟悉，上圖中并未列出詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，因此僅作為一種改進(jìn)方案的設(shè)想，當(dāng)有大量新用戶(hù)接入的時(shí)候，可以考慮采用此方法，盡管成本會(huì)顯著增加。討論、心