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摘要:隨著無線網(wǎng)絡技術的開展與校園信息化程度的進步,基于WLAN的無線校園網(wǎng)絡構建技術已成趨向,成為有線校園網(wǎng)網(wǎng)絡延伸的重要手腕之一。該文對無線局域網(wǎng)的優(yōu)點和有線校園網(wǎng)中存在問題停止研討剖析,提出校園網(wǎng)中運用無線局域網(wǎng)的必要性,討論無線局域網(wǎng)在校園網(wǎng)建立中的處理計劃。

關鍵詞:無線局域網(wǎng);校園網(wǎng);IEEE802.11;AP;子網(wǎng)設計

隨著網(wǎng)絡應用日益豐厚,傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡曾經不能滿足師生對挪動網(wǎng)絡的請求,無線局域網(wǎng)作為有線網(wǎng)絡的補充手腕,被更多的師生所認同和承受。眾多師生開端在無線局域網(wǎng)中展開各種應用業(yè)務,教學、科研、管理、生活正在悄然地改動。固然往常無線局域網(wǎng)還不能完整脫離有線網(wǎng)絡,但近年來,隨著無線局域網(wǎng)技術業(yè)趨向成熟,無線局域網(wǎng)與有線網(wǎng)絡的無縫銜接,無線局域網(wǎng)正在以它的較高傳輸才能和很好的靈敏性在高校各項應用中發(fā)揮日益重要的作用。

1無線局域網(wǎng)根底學問與架構

1.1無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork,WLAN)是指以無線信道作為傳輸媒介的計算機局域網(wǎng)絡,是計算機網(wǎng)絡與無線通訊技術相分離的產物,它以無線多址信道作為傳輸媒介,提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功用,可以運用戶真正完成隨時、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡接入。

1.2無線局域網(wǎng)的技術規(guī)范

無線局域網(wǎng)是應用射頻技術完成無線通訊的局域網(wǎng)絡。該技術產生于20世紀80年代,WLAN主要是作為傳統(tǒng)布線LAN的延展和替代,它能支持較高數(shù)據(jù)速率(1～300Mbit/s)、采用微蜂窩、輕輕蜂窩構造的,自主管理的計算機部分網(wǎng)絡。還能夠采用無線電或紅外線作為傳輸媒質,采用擴展頻譜技術,挪動的終端可經過無線接人點來完成對Internet的訪問。無線局域網(wǎng)有以下常用規(guī)范:

(1)IEEE802.11b

802.11b(通常又稱WirelessFidelity,WI-FI),是如今最提高的無線規(guī)范之一。設備工作在2.4GHz的范圍內,帶寬能夠到達11Mbps。

(2)IEEE802.11a

802.11a規(guī)范是一個取得正式批準的無線以太網(wǎng)規(guī)范。它工作在5GHz頻段上,運用正交頻分復用技術,將5GHz分為多個堆疊的頻率,在每個子信道上停止窄帶調制和傳輸,以減少信道之間的互相干擾,使帶寬能夠到達54Mbps。

(3)IEEE802.11g

802.11g是一種混合規(guī)范,能向下兼容傳統(tǒng)的802.11b規(guī)范。IEEE802.11g的54Mbps高數(shù)據(jù)吞吐量比802.11b快出5倍,將改善已有的應用性能,使高帶寬數(shù)據(jù)應用成為可能。802.11g產品能夠在同一個網(wǎng)絡中與802.11b產品分離運用。

(4)IEEE802.11n

IEEE802.11n將WLAN的傳輸速率從802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可達320Mbps。與以往的802.11規(guī)范不同,802.11n協(xié)議為雙頻工作形式(包含2.4GHz和5GHz兩個工作頻段)。這樣11n保證了以往的802.11a、b、g規(guī)范兼容。另外,天線技術及傳輸技術使無線局域網(wǎng)的傳輸間隔大大增加,能夠到達幾公里(并且可以保證100Mbps的傳輸速度)。

2校園無線網(wǎng)絡應用與優(yōu)勢

無線局域網(wǎng)以其靈敏布設、高帶寬和無線接人的優(yōu)勢,能夠打破有線網(wǎng)絡節(jié)點限制、完成多人同時上網(wǎng)的問題,大大地增加了校園網(wǎng)絡信息點,便當在校師生獲取信息,進一步提升學校的信息化程度。

2.1無線局域網(wǎng)的優(yōu)點

(1)裝置維護便當無線局域網(wǎng)的裝置簡單,無需破墻、掘地、穿線架管,這樣防止對建筑物及周邊環(huán)境影響,減少網(wǎng)絡布線工作量,普通只需裝置一個或多個接入點AP設備,就可建成掩蓋整個建筑或地域的局域網(wǎng)絡。一旦發(fā)作事故,不用尋覓損壞道路,只需檢查信號發(fā)送端與接納端的信號能否正常即可。

(2)易于擴展

無線局域網(wǎng)技術有對等形式、中心形式、中繼組網(wǎng)形式等多種配置方式,可以依據(jù)需求靈敏選擇。

(3)經濟節(jié)約

由于有線網(wǎng)絡短少靈敏性,這就請求網(wǎng)絡規(guī)劃者盡可能地思索將來開展的需求,這就常常招致預設大量應用律較低的信息點。而一旦網(wǎng)絡的開展超出了設計規(guī)劃,又要破費較多費用停止網(wǎng)絡改造。而無線局域網(wǎng)能夠防止或減少以上狀況的發(fā)作。

(4)運用靈敏在有線網(wǎng)絡中,網(wǎng)絡設備的安放位置受網(wǎng)絡信息點位置的限制。而一旦無線局域網(wǎng)建成后,在無線網(wǎng)的信號掩蓋區(qū)域內任何一個位置都能夠接入網(wǎng)絡。

(5)傳輸速率高

無線局域網(wǎng)技術可以提供高速數(shù)據(jù)帶寬,其中IEEE802.11g能提供的數(shù)據(jù)傳輸速率如今曾經可以到達54Mbit/s。能夠滿足用戶上網(wǎng)的實踐需求。

2.2無線校園網(wǎng)的網(wǎng)絡應用

(1)電子網(wǎng)絡課堂教學。能夠經過無線網(wǎng)絡停止教學,拓展了學問空間。

(2)挪動教學。上課不用再匯集于教室,突破了空間的限制,拓展了地域空間。

(3)隨時互動輔導。師生不用在課堂上直接對話,拓展了教學空間。

(4)科研與教學。校園師生能夠隨時、隨地地從網(wǎng)上獲取學術信息,獲取無限的網(wǎng)絡資源。

(5)無線多媒體業(yè)務。無線活動教室;虛擬理想的學習環(huán)境;無線視頻監(jiān)控;校園語音電話及網(wǎng)上視頻點播。

3校園無線網(wǎng)絡的規(guī)劃與設計

3.1網(wǎng)絡需求剖析

本文所討論的無線校園網(wǎng)的規(guī)劃是以江陰職業(yè)技術學院為對象,本學院地處江陰市南郊,占地500畝。校園內共有大小建筑27幢,師生員工9000余人,天文環(huán)境簡單,思索滿足以下幾個方面的需求:

(1)建立一個滿足教學和工作需求的平安牢靠的無線校園網(wǎng)絡;

(2)無線與有線的統(tǒng)一:高校網(wǎng)絡普通曾經建立了有線網(wǎng)絡,無線網(wǎng)絡建立必需在原有的有線網(wǎng)絡上停止,并完成網(wǎng)絡互聯(lián)、認證計費、平安防御等方面與有線網(wǎng)絡停止良好的兼容和互補。這就請求校園有線網(wǎng)絡的架構不需求任何改動,只需用原有的網(wǎng)管、認證、計費系統(tǒng)就能夠對無線網(wǎng)絡停止管理和統(tǒng)一認證。

(3)一切教學樓及實訓實驗大樓:各層走廊和教室均請求信號掩蓋;一切學生宿舍樓:鑒于各宿舍都有有線接通,盡量掩蓋各宿舍(不做請求);籃球場及足球場:信號請求完整掩蓋;室內體育館:信號請求完整掩蓋;各建筑四周的草坪和場所:信號請求完整掩蓋;行政樓:請求信號完整掩蓋;學生食堂:請求信號完整掩蓋;教員宿舍樓:請求信號完整掩蓋;請求能提供1000并發(fā)用戶才能;

(4)各信號輸出點信號強度10-15dbm;將依照2.4G工作頻段2.412～2.462GHz(FCC)分為channel1、channel6、channel11三個完整不干擾頻段設計;請求室內允許最大掩蓋間隔為35—100米,室外允許最大間隔100—400米。

(5)校園無線網(wǎng)絡在支持數(shù)據(jù)轉發(fā)的同時支持數(shù)據(jù)、語音等多種業(yè)務,網(wǎng)絡應該具有其它智能業(yè)務擴展的才能,滿足學院的多功用開展需求;

6)如今建立高校無線網(wǎng)絡,除了要思索對現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡終端的無線接入,還要支持高性能的IPv6的用戶接入,以順應網(wǎng)絡開展趨向,并維護網(wǎng)絡投資。

3.2無線校園網(wǎng)的設計

3.2.1校園無線網(wǎng)絡拓撲構造設計

關于部分無線網(wǎng)絡,主要采用的是以AP或者無線交流機等為中心結點的星型構造,其目的是為了滿足多用戶的需求。而假如建立全局無線校園網(wǎng),可將網(wǎng)絡劃分為中心層、散布層、接入層停止設計,在整體上普通采用以樹型和星型混合的拓撲構造。

3.2.2校園無線網(wǎng)絡物理構造設計

本校曾經建成了“千兆主干,百兆交流到桌面”,信息點掩蓋教學、辦公、圖書和實驗等大樓主要局部的校園網(wǎng),在目前的校園網(wǎng)環(huán)境下,借助于輕型AP形式架構,能夠在現(xiàn)有校園有線網(wǎng)絡的根底上樹立邏輯獨立的無線網(wǎng)絡。

通常形式下一切無線數(shù)據(jù)及控制流量均交由無線控制器來處置,所以我們采用現(xiàn)有校園網(wǎng)的交流機/路由器組成集中控制管理的“掩蓋式”(Overlay)無線網(wǎng)絡設計,如圖1所示。

修正現(xiàn)有校園網(wǎng)交流機的VLAN參數(shù)設置、路由設置,使得AP盡量不與普通有線網(wǎng)絡設備混合在同一個VLAN中,防止有線設備的異常流量阻斷AP和無線控制器之間的通訊;將銜接在同一交流機端口下的一切AP放置在一個受維護的VLAN中,設計時統(tǒng)一分配給這些AP靜態(tài)IP地址,以便于管理;采用中心交流機搭配無線控制模塊的方式,進一步減小AP和無線控制器的AP-Manager之間端到端環(huán)回延遲,保證AP可以順利銜接在現(xiàn)有的校園網(wǎng)接入交流機上。3.2.3無線校園網(wǎng)的構建辦法

校園無線網(wǎng)絡構建的兩種辦法。第一,閥值法。經過調整AP的閥值設置,控制AP接入掩蓋范圍,從而在相同掩蓋面積條件下,經過增加AP數(shù)量,進步系統(tǒng)容量。第二種,頻率復用。學校人群主要由管理人員、教員、科研人員和大量學生構成,以上人群工作和學習生活散布在以下區(qū)域:圖書館、教學樓、辦公樓、實驗研討樓、學生宿舍、運動場以及各類休閑場地(草坪廣場等)。

因而,在同一掩蓋范圍內的多個AP應用802.11g規(guī)則的13個可用信道中互相干擾最小信道1、6、11三個信道停止設計,客戶端無線網(wǎng)卡依據(jù)各AP信號強度,選擇不同信道工作,從而進步系統(tǒng)容量。

3.2.4室內網(wǎng)絡組建

室內的范圍主要包括一切的教室、實驗室、辦公室等,在這些場所中主要需求處理兩大問題,即AP的掩蓋范圍和AP的容量問題。由于AP是經過微波來停止數(shù)據(jù)傳輸?shù)?室內要思索的首要問題就是信號掩蓋的問題。由于辦公室、教室、實驗室被各種墻面分割,這對信號的衰減影響很大,因而在室內構建無線局域網(wǎng)時必需對建筑物的信號強度停止細致測試。在合理地剖析各個AP的容量與掩蓋面后,還需思索信號衰減要素,恰當?shù)卦黾覣P個數(shù)來減少數(shù)據(jù)盲區(qū)。室內組建簡圖見圖2。

兩個AP的放置要保證AP掩蓋區(qū)域無間隙并且AP堆疊區(qū)域最小。相鄰AP工作在不同頻道,以1、6、11三個頻道完成全方位的掩蓋。依據(jù)經歷值,當相鄰AP設定相同頻點時,請求距離25米以上;當相鄰AP設定相鄰頻點時,請求AP距離16米以上;當AP設定相隔頻點時,請求距離12米以上。

關于房間多、用戶數(shù)量不多但散布較分散的樓宇,如教學樓等,用戶主要為學生、教員,因而應用肯定會比擬頻繁,由于樓長、墻體構造厚、房間多等特性,所以在該環(huán)境下掩蓋AP裝置在樓道內,經過內置天線掩蓋樓道兩側房間,微波經過房間的門窗傳輸?shù)绞覂?完成了比擬細膩的掩蓋環(huán)境,AP經過有線接入到樓層交流機。

3.2.5室外無線網(wǎng)絡組建

室外設備的AP運用數(shù)量根本也遵照室內的條件,但室外AP的放置和設計又有它本人的特性。由于室外環(huán)境的特殊性和不肯定性,我們放置的設備必需是在密封盒內的,天線布置應該增加避雷器避免雷擊,不提供本地供電的場所選用遠程供電設備。我們經過室外無線接入點外接增益天線的方式掩蓋室外區(qū)域,表現(xiàn)掩蓋范圍最大化的掩蓋準繩來保證無線用戶需求。

從整體上對學院室外局部停止規(guī)劃,經過室外建立WLAN射頻基站對室外和室內用戶停止無線掩蓋。室外射頻基站由室外型AP、外接天線(全向、扇區(qū))以及配套避雷設備組成。依據(jù)復雜的室外建筑構造,外接天線的選擇愈加尤為重要。選擇天線型號時應依據(jù)現(xiàn)場環(huán)境思索增益、程度波束寬度、垂直波束寬度、極化方式、視覺效果(尺寸、外形、重量)等要素。

學校體育場、足球場、教學樓宇間公共區(qū)域等,普通是學校需求完成無線掩蓋的室外公共區(qū)域。依據(jù)需掩蓋的室外區(qū)域的實踐狀況,能夠設計樹立多個無線掩蓋基站,采用堆疊穿插無線掩蓋的方式,完成區(qū)域的無縫無線掩蓋。選用室外型無線路由器,在空闊中央,信號傳輸距能夠到達300M~600M左右,視空間大小能夠運用多個,或者運用室外無線AP,配合室外大夾角定向天線,勝利完成系統(tǒng)設計目的。簡單設計如圖3所示。

4無線校園網(wǎng)的網(wǎng)絡平安設計

當一個無線局域網(wǎng)組建勝利后,用戶最關懷的是無線局域網(wǎng)的平安問題。為了保證網(wǎng)絡平安,我們能夠從以下幾個方面思索:

(1)用戶接入認證控制:原有線校園網(wǎng)絡曾經部署了用戶認證系統(tǒng),建成后的無線網(wǎng)絡必需完整交融進該認證系統(tǒng)中。

(2)基于用戶的訪問戰(zhàn)略:不同的用戶可能有不同的上網(wǎng)行為,包括HTTP、FTP、語音等,針對不同的應用,應加以配置不同的行為控制權限,保證不同用戶的網(wǎng)絡互訪的平安性。

(3)受維護的無線數(shù)據(jù)傳輸:無線網(wǎng)絡平安事情常常會發(fā)作在數(shù)據(jù)傳輸階段。因而,建成的無線網(wǎng)絡必需可以滿足合法的無線用戶與無線接入點數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠桨残?以及無線接入點與上行網(wǎng)絡之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠桨残浴?/p>

5完畢語

校園網(wǎng)絡曾經成為一種不可替代的取得資源的重要手腕。在校園網(wǎng)各區(qū)域分別布設無線局域網(wǎng)絡以后,教員和學生就能夠在這些區(qū)域遨游運用,大大加強網(wǎng)絡掩蓋才能,更好地為教學效勞,對整合教育資源,改動教學形式,進步學校的信息化程度有著宏大的作用,為完成數(shù)字化校園建立打好根底。