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关键词:车载网络;CAN;GPRS;无线网关;服务器
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)21-5067-03
One Kind Based on the CAN / GPRS Network Design Scheme
LU Jun, GUO Xu-zhan
(Xinyang Normal University, Xinyang 464000, China)
Abstract: With the development of network communication technology, the automobile internal formation of automobile network and wireless network in automobile control is paid more and more attention. CAN network and GPRS network can well meet the two aspects of the demand. we will be the two network to combine the data transmission. Based on the communication system for the design and analy sis, presents a method based on CAN / GPRS wireless gateway network design.
Key words: CAN, GPRS; automobile network; wireless gateway; server
随着汽车电子技术的不断发展,为了解决汽车电子技术的发展应用与汽车线束根数和线径急剧增加的矛盾,采用串行总线实现多路传输,组成汽车电子网络,是一种既可靠又经济的做法。
采用总线型与星型相结合的网络拓扑结构,通过CAN[1]总线进行通信并且将汽车大部分控制单元挂接到CAN网络上,对汽车进行控制以及实现汽车内部数据信息的共享。同时采用集成GPRS通信模块作为一个无线接口从而实现汽车数据不仅可以在内部CAN网上传输,而且可通过CAN/GPRS无线网关进行收发那些需要与外界交互的数据[2]。
1汽车内部网的设计与分析
汽车内部网的系统总体设计如图1所示:在公网上建立远程的监控服务器,可以根据服务器的IP地址将数据发送到服务器上。那些经过CAN/GPRS无线网关发送出来的数据,经过基站收发信机传入基站控制器,然后进入GPRS服务支持节点SGSN,通过GPRS骨干网与GPRS网关支持节点GGSN,流入Internet。服务器端采用分布式架构,将数据处理分为逻辑层和数据层,提高系统的运行效率、增加安全性。逻辑层在监控服务器上,主要实现对数据进行收发、处理和分析;数据层用于响应逻辑层的请求,在数据库服务器上,用来存储数据并维护数据的完整性和安全性[3]。
2汽车内部网的通讯模块设计
2.1汽车内部网的设计与分析
汽车内部网的组建包括硬件和软件两个方面。每个挂接在CAN网络上的电子控制单元至少包括三部分,即:CAN收发器、CAN控制器和主控制器,CAN控制器和CAN收发器主要是收发CAN总线上的数据,而主控制器不仅需要对CAN总线上的数据进行收发处理,而且还需要对与其相关的传感器和执行器进行操作,所以汽车内部网的硬件方面由包括上述三部分的多个CAN节点组成[4]。对CAN控制器进行操作,需要编写CAN的底层硬件驱动,构建应用层协议,其ISO/OSI参考模型的三层结构[5]如图2所示。
汽车内部网的软件件方面主要是编写CAN底层硬件驱动和构建应用层协议,协议应具有网络管理、发送大于8字节的数据块、定义帧报文的内容及含义等功能。
2.2远程监控服务器端的设计
远程监控服务器端主要用于接收无线车载数据,对数据进行分析、处理、保存后,向汽车发送相应的警告控制命令。如果将所有的操作都放到一台服务器上,服务器的执行效率将非常低,所以我们采用分布式的架构,在监控服务器端使用至少两台服务器。应用程序服务器专门负责车载数据的通信和分析,另一台数据库服务器专门负责数据的处理和保存,以维护数据的安全性和完整性。
2.3 GPRS无线通信的设计
由于汽车具有可移动性的特点,所以需要选择一种覆盖范围广、传输速度较快、成本较低的通信网络来承载数据的传输,GPRS无线网络能较好满足上述的要求。我们可在汽车CAN网中加入CAN/GPRS无线网关,通过网关可无线采集到汽车运行时的参数,从而实现对汽车的实时监控。网关我们采用能运行操作系统的ARM9芯片作为网关的主控器。PPP协议是直接连接在串行链路上创建和运行IP网际协议或者其它协议的一个方案[6]。通过PPP点对点协议实现GPRS无线接入互联网。
在CAN/GPRS网关上实现GPRS拨号上网的步骤如下:
1)在Linux内核配置时,添加对PPP的支持。
2)通过串口进行拨号操作需要加载SC16C550芯片的Linux驱动程序。
3)移植PPP的应用程序工具包到Arm-Linux操作系统下。
4)将pppd和chat程序都加入到ARM-Linux根文件系统的/dev下,把options、gprs-connect、gprs-disconnect三个加入到脚本根文件系统的/etc/ppp目录下,再在启动脚本init.sh中加入system(“/dev/pppd &”)语句。系统启动后,自动进行GPRS连接,并把建立起来的连接作为默认路由接入互联网。
车载数据的无线传输测试,网关收发数据时串口输出的信息如图3。
3结束语
通过对汽车CAN网络平台进行测试,分析和理解整个汽车内部网和应用层协议运作的整个过程,组建汽车实验网络,并将CAN/GPRS网关挂载到实验网络上,进行车载数据的无线传输测试。如图3所示测试结果,网关收发数据时串口输出的信息表明整个无线车载数据传输系统能够稳定高效地运行。
参考文献:
[1]饶运涛,邹继军,郑勇芸.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2002.
[2]杜尚丰,曹晓钟,徐津. CAN总线测控技术及其应用[M].北京:电子工业出版社, 2007.
[3]史久根,张培仁,陈真勇. CAN现场总线系统设计技术[M].北京:国防工业出版社, 2004.
[4]文志成.通用分组无线业务――GPRS[M].北京:电子工业出版社, 2004.
关键词:无线泛在网络;用户标识;全局用户;网络安全
中图分类号:TN929.5 文献标志码:A 文章编号:2095-1302(2014)10-00-03
0 引 言
无线泛在网络 (Wireless Ubiquitous Networking)不是一种新型的网络,而是在现有互联网、电信网、无线局域网、专网等网络的基础上进行融合应用,甚至不少业内专家认为无线泛在网络将会成为未来的5G网络。无线泛在网络的前提条件之一是必须具备可以区分人和物的标泛在网标识,这样才能在无线泛在网络中实现人与人、人与物、物与物之间的通信。
无线泛在网络是多种不同网络的集合,不同的网络标识系统各有不同,这样导致了网络互通的困难。只有建立一种全局的用户标识系统,才能使无线泛在网络得到更好的应用。无线泛在网络的体系架构包含了应用层、网络层、网络层和感知延伸层,不同的层次所用到的标识也各不相同,根据层次和服务领域的不同,可以把无线泛在网络的标识分为服务标识、网络标识和用户标识。
1 无线泛在网络标识技术存在的问题及解决思路
1.1 存在的问题
国内外的研究现状表明,无线泛在网络的标识技术存在着诸多的问题。具体包括:标准的不统一、标识的不统一、标识解析的时延和安全性等。
(1)标准的不统一
目前,没有一种标准来统一管理无线泛在网络中的标识。例如, ENUM虽然利用了DNS的解析系统,但是一些国家和一些不同的运营商在解析系统的根结构和顶级域等问题上,一直存在争议;UCI虽然也提出了一种体系,但仅仅是局限在概念上,现实网络如何实现没有明确的说明;物联网的应用中主要用到的是uID Center。
(2)标识的不统一
不同的网络标识系统各有不同导致了网络互通的困难。例如,如果用户身份标识与位置标识位于同一网络,可以实现通问,一旦用户移动到另外一个网络中,身份标识随着位置标识的改变而改变,其他用户不能根据原来的身份标识进行通信。因此,要解决这类问题,需要建立一种机制来进行位置标识的更新。
(3)标识解析的时延和安全性有待改善
ENUM协议是利用DNS系统对标识进行解析,由于DNS系统采用的是树型结构和递归式查询方式,因此会造成一定程度的延时,不能满足实时通信的要求。Handle system和uID Center采用的也是类似于DNS系统的方式,时延也较高。而且DNS系统和类似于DNS的系统都有一个缺点,即安全性和隐私得不到保证,这是由于该系统的开放性导致很容易受到攻击造成的。
1.2 解决的思路
在现有标识系统基础上,设计一种基于无线泛在网络的全局用户标识方案,解决以上的诸多问题,满足无线泛在网络中用户的需求。具体包括4个方面的内容:
(1)建立全局用户标识。标识的唯一性使用户在接入网络中独立,实现无线泛在网络中用户身份标识的统一。
(2)建立关联关系。把无线泛在网络中的用户标识、位置标识和网络信息进行关联。
(3)建立统一的用户数据库。独立存储用户标识信息,对数量庞大的泛在用户进行标识关联,数据库架构要合理,能够尽量减少标识解析时延。
(4)建立合理的机制。机制主要用于标识的解析和更新,完成用户标识随着位置移动之后的信息更新。
(5)无线泛在网络全局用户标识方案
无线泛在网络的全局用户标识方案应该包含网络全局用户标识的建立以及与网络标识的关联模型的建立、标识关联信息的储存、无线泛在网络机制的更新等方面。
2.1 无线泛在网络全局用户标识关联模型
无线泛在网络全局用户关联模型是在全局用户标识和接入标识之间建立一种映射关系(如图1所示)。通过这种映射关系,全局用户标识与不同网络标识之间建立关联,一个用户可以接入某一个网络,也可以同时被多个网络同时覆盖,在不同的网络中被叫用户所在网络的接入标识通过全局用户标识识别,实现通信。
图1 全局用户标识关联模型
2.2 现有网络标识系统扩展
现有网络都有自己的固定用户和标识系统,无线泛在网络不可能对各个不同的网络进行很大的改变,只能在不同网络原有基础上适当增加一些模块,满足全局用户标志的接入。如图2所示,全局用户标识方案的实现是对现有网络进行了扩展,增加了解析模块和更新模块。解析模块是对全局用户中端信息进行查询,更新模块在是在用户进入不同网络后,对全局用户标识系统中的用户数据进行更新。
图2 现有网络标识系统功能扩展模型
2.3 全局用户标识设计
全局用户标识(Global User Identifier,GUID)应该具备唯一性、独立性、简单性和可扩展性,用户在不同的网络中只需要使用一个用户标识。因此,GUID的格式可以参考E.164格式,即归属域+用户识别码。归属地由国家码+地区码组成,用户识别码是对归属域的用户进行编码,编码要保证统一归属域中的唯一性。
2.4 标识信息储存设计
标识信息的存储是全局用户标识方案的关键,所有用户标识信息都存储在数据库中,建立合适的标识管理数据库架构可以提高系统解析和更新的速度。
(1)标识信息存储数据库架构
全局用户标识系统数据库可以采用分层分布式结构,如图3-4所示。全局用户标识与本地数据库(Local Database,LDB)之间的关系存储于全局数据库(Global Database,GDB)中,如图3所示。
图3 全局用户标识方案的数据库架构
(2)标识信息数据库存储内容设计
全局数据库GDB只需要把相同标识的前缀以及与本地数据库LDB 地址关系进行存储,节省存储空间。本地数据库LDB则只需要存储部分用户标识关联信息,本地数据库标识信息可以采用全局用户标识+接入标识+计时器的存储格式,其中计时器是为了保证时效性。此外,还需对访问数据库VDB进行设计,用来存储用户进入不同网络时用户的标识信息,可以采用全局用户标识+接入标识+其他信息的存储格式。
(3)标识信息缓存设计
增加缓存的设计是为了提高标识的解析和更新效率,做法是在每次访问用户本地数据库LDB都加入缓存,这样当下次要访问信息时,可直接从缓存中读取数据,很大程度地提高了解析和更新的效率。而且本地数据库LDB具有固定节点的特征,导致缓存的时间相对较长,避免多次访问造成的时延。
2.5 标识的更新与解析
标识的解析是根据对全局用户标识进行访问和转换,达到通信路径确定的目的。标识的更新则是在用户进入不同网络后,对用户标识关联内容进行更改。
(1)标识的解析
标识的解析通过在网关和数据库中增加模块来实现。通信时,主叫用户向被叫用户发出通信时,首先主叫用户向所处网络的访问数据库 VDB提出访问申请,访问数据库 VDB查询后若发现被叫用户存在同一网络,则进行接通连接;如果查询后发现被叫用户不在同一网络,则通过网关向全局数据库GDB发出查询请求,全局数据库GDB在查询到被叫用户后把相关信息通过主叫用户网关返回给访问数据库VDB,访问数据库VDB把信息进行缓存,网关向被叫用户的本地数据库LDB发送查询请求,主叫用户通过网关之间的相互呼叫连接到被叫用户,实现通信。
(2)标识的更新
当用户接入到其他网络时,则需要对标识信息进行更新。当用户进入网络时,访问数据库VDB完成用户信息认证,把全局用户标识和接入标识之间的关系进行存储,然后向全局数据库GDB发出查询,查到用户信息后返回相应的信息。接着,接入网络的访问数据库VDB向用户原来的归属域数据库LDB发送更新数据,同时把收到的用户返回信息进行缓存。归属域数据库LDB收到信息后对用户数据进行更新,完成后发送应答。用户终端的标识信息也需要通过接收信息、发送注销信息来完成标识信息的更新。
2.6 标识信息存储设计优化
为了提高访问效率,方案对标识信息存储设计进行了优化。不同的网络在初始化的时候,就对全局数据库GDB进行访问,全局数据库GDB记录下访问信息。初始化结束后,访问数据库VDB就记录了全局用户标识和本地数据库LDB地址信息,从而减少了以后访问数据库VDB向全局数据库GDB发送查询请求的次数,提高了工作效率。为了使数据时实时最新的,全局数据库GDB检测到数据变化的同时,需要把更新的数据向访问数据库VDB进行发送,访问数据库VDB进行同步更新。
3 结 语
无线泛在网络全局用户标识方案的设计解决了用户接入不同网络发生的标识信息更新和标识解析的问题,满足了无线泛在网络用户通信的需求,对无线泛在网络的推广应用和发展起到了一定的作用。无线泛在网络是信息化发展的必然趋势,值得广大业内人士进行深入的研究和探讨。
参考文献
[1] akamura, Ken.Ubiquitous ID: Standards for Ubiquitous Computing and the Internet of Things[J].Pervasive Computing, IEEE. 2010, 9(4):1125-1127
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[3]郭稳涛. 无线泛在网络环境下用户环境感知关键技术研究[J].物联网技术.2013.3(6):42-45.
[4]吴恒奎. 基于DHT的一体化网络标识映射关键技术研究[D]. 北京:北京交通大学,2011
[5]杨欣. 异构无线融合网络中统一标识关键技术研究 [D]. 郑州:信息工程大学,2010
以我校为例,有线校园网络已经覆盖了办公楼、教学楼、宿舍和学生食堂等校内所有建筑物,在网上实现了OA办公,学生管理,校内监控和图书管理等日常管理。但随着Internet不断的向我们学习、工作和生活的渗透,智能手机、平板电脑等无线设备的普及化使得传统的有线网络不能满足我们的需要,不受地域的限制接入网络使得无线网络显现出优于有线网络的优势,因此无线校园网络的建设变得非常有必要。
2以我校为例对于无线网络的需求
由于我校园区面积比较大,办公楼、教学楼、宿舍和食堂分布较分散,如何能在现有的有线网络基础上扩展无线网络,设计出有效、合理、稳定的无线网络方案显得尤为重要。设计方案以有线为主线,无线为辅助,保证在公共场所和无法使用有线的智能设备都能上网。高职院校无线校园网络建设方案李晓辉(承德石油高等专科学校,河北承德067000)摘要:随着信息技术的不断发展,网络化生活方式已经全面渗透到教学生活中。校园建设由传统的有线网络悄悄的向无线转变,由于有线网络的优点是具有稳定性,但是随着信息化水平的不断提高,智能手机、笔记本电脑和平板电脑等移动终端设备在教师和学生的日常学习中大量普及,有线网络已经无法满足教师和学生的学习和工作要求。当前无线技术的改革升级为无线网络的产生提供了很好的技术支持。本文主要结合我校实际情况提出一个基于校园网络的无线方案。通过学校无线网络的实现,目的是方便学校教师和学生的学习、工作和生活,促进学校无纸化办公提高工作效率。关键词:校园网络;无线技术;设计方案DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.23.222因此无线网络在设计上要求1)访问网络稳定、安全、可靠,这就要求设置的热点密度合理覆盖面广,不能再用户使用过程中出现反复登录的情况。2)用户使用无线网络方便快捷,要求网络的带宽合理,能快速访问网络又不浪费带宽;3)网络设置合理,利于管理和扩展。
3无线网络的总体设计
3.1接入层
服务器和存储设备上行接入到接入层交换机。服务器侧可以采用业务网络、管理网络、存储网络三个VLAN隔离方式进行组网。在接入交换机划分VLAN,将管理、业务、存储三个平面逻辑隔离。为简化组网提高组网可靠性,建议接入交换机采用堆叠方式:存储网络:用于承载服务器和磁盘阵列之间的专用数据访问。存储网络通过多路径确保链路冗余,服务器与存储设备通过存储网络二层直接互通。存储设备为虚拟机提供存储资源,但不直接与虚拟机通信,而通过虚拟化平台转化。业务网络:为用户提供业务通道,为虚拟机虚拟网卡的通信平面,对外提供业务应用。业务网络按应用系统的要求再细分VLAN进行访问隔离。管理网络:负责整个云计算系统的管理、业务部署、系统加载等流量的通信。BMC平面主要负责服务器的管理,BMC平面可以和管理平面隔离,也可以不进行隔离。所有服务器、存储通过接入交换机连接后,需要与客户的核心交换机对接。接入交换机通过堆叠保障可靠性。考虑后续扩展性,建议采用2*10GE上行到客户核心交换机。
3.2核心层
接入交换机上行接入核心层交换机。核心交换机也建议采用集群的方式。核心交换机采用OSPF或者静态路由的方式同上层设备进行对接:当采用OSPF对接时,OSPF地址包括核心交换机互联地址,直连路由地址以及loopback地址。当采用静态路由方式时,建议核心交换机同上级设备采用VRRP地址为网关地址。
4WLAN的设计
校园无线网络覆盖范围广,使用频繁和通信量大,特别是在某个时间段可能会造成网络拥堵等情况,传统解决的方法主要是高密度的安装AP,尽可能的全方位覆盖,但是这样做既加大了成本也浪费资源。综合当前使用各种技术和选用的设备等方面进行考虑,本次校园无线网络建设选择组建无线网状网的网络拓扑结构,也称为无线MESH网络。这种组网方式易于调配和升级,组网灵活,可以进行自我修复,当一个节点出现故障时,可以自动连接最近的一个新的节点形成回路,不影响网络通信。同时无线MESH网络扩展性强,实现多点通信,最主要是能兼容802.11ac协议标准,实现最终的无缝漫游。
2高校无线网络设计方案
2.1建设目标本方案设计中,根据学校地理环境,校区整体地形为中间高(水塔部分),且灌木丛生,建筑物主要由中间往四周底处修建,同时地势西高东低,将整个校园分为东、西、南、北、中5个区,无线网络信号主要覆盖使用频率大和通信量大的场所,如学生住宿和活动区、图书馆等,都需要去构建一个全新校园网络信息平台。目前,校园内已经开始建立起性能好、应用广泛的无线校园网络,在此基础上,以新的802.11ac技术接入到用户桌面,提升无线网络速度,使它可以达到1Gbps甚至以上的速度,并以合理的配置和就近原则安装调试AP,使无线网络信号尽可能全方位的覆盖整个校园。如图1所示整个校园无线网络覆盖情况,通过一定数量的AP连接到交换机上,由服务器管理无线设备和控制用户数据传送,并与外界城域网相连,实现有线与无线网络的无缝安全连接。2.2设计方案学校选用企业级无线路由设备D-LINKDIR865L,核心网络层选用华为5200G宽带接入服务器(BRAS),本次网络构建还增加一台无线网络管理设备NMS1000,运用到校园无线网络中,使整个学校无线网络管理更加方便。无线网络实现无缝覆盖,室外部分将沿着校园环形主干道辐射,室内部分根据场所大小选择合适的方案,在5个区的教学楼、宿舍楼、行政楼等主要大型建筑物及室外运动场等地方实现室内室外联合覆盖。无线网络采用分层设计的思想,由网管设备管理无线路由器,支持各种网管接口,将Radio分配到多条馈线天线系统上,采用定向天线连接室外骨干Mesh设备,实现无线回程。2.3信号覆盖区域和方式校园无线网络对用户提供无缝漫游的覆盖,针对接入点较多,无线网络使用情况不同,AP分布不同,可以采用不同的分布方式,本方案采用有线网络结合无线网络的方式,主要分析如下:(1)教学区域。教室、实验室、计算机机房和图书馆等师生活动较多的教学活动场所,可以根据场地面积大小来选择安装数量和地点。例如,在容纳50人的普通教室,可以安装一个AP设备在天花板内就可覆盖整间教室,既保护设备也不影响信号质量,而在可以容纳200人的多媒体教室,为了保证覆盖范围能够包含整间教室,可以选用4个AP安装在教室中间向四周辐射覆盖,从而达到最理想的覆盖效果。(2)办公区域。无线网络覆盖在行政楼办公室、会议室等办公区域,根据办公室的面积大小,内部结构情况,以及各办公室使用网络的时间较为集中,在室内架设有千兆级光纤以太网,正常每个行政人员都会配备一台台式电脑,因此无线网络密集度不会很大,因此,采用无线接入点AP在室内覆盖,保证任何人都可以随时随地在办公范围内连接到无线网络信号。因此,在办公区域无线网路覆盖主要是以有线网络为依托,在每个楼层安装一定数量的AP,这样既减少了AP数量又节约了成本。(3)宿舍区域。学校学生宿舍重点是覆盖每间房间,而建筑楼群基本按照走廊单边宿舍或是双边宿舍建造,墙壁以钢筋混凝土为主,屏蔽性强,无线信号从走廊穿透宿舍信号会变弱甚至被屏蔽,因此需要室内和室外AP共同作用进行覆盖配置。室内AP一般安装在走廊,每两间房间的距离安装一个,并增加定向板状天线加大辐射角度,以防出现死角。室外的设备通过调整天线的倾斜角、方位角的方式覆盖信号,包括学生宿舍户外活动场所及学校主干道等地方的信号覆盖。(4)公共场所。在运动场、体育馆等室外活动场所,选择室外AP进行覆盖。部署室外AP要考虑场所的面积,以及设备信号在外接增益天线后能覆盖的最大范围,还要考虑存在的少量覆盖的死角,信号衰弱等问题,保证信号达到的距离更远,信号更强,覆盖效果更好。
3无线网络安全
无线网络虽然能够提供用户更便捷的服务,但是同时也不能忽视自身存在一些缺陷,比如容易受到干扰,相对于有线速度比较慢,数据传输过程中出现丢失和泄露等,如何保障信息安全和用户使用安全已经成为无线网络首要解决的任务,只有保障了无线网络安全,广大师生才能放心的使用。对于普通用户安全,校园内部的认证服务器(Radius)存有无线网络用户认证的信息,通过802.1x访问控制协议,可以检验该用户是否合法,对接入的无线网络用户进行身份和密码验证,每个用户都有各自的用户名和密码,具有较高的安全性和保密性,一定程度上保证了用户使用无线网络的安全。同时,802.1x应用于IEEE802.11标准中,与EAP联合起来使用,也保证了信息的安全。对于装在室内和室外的AP,采用本地220V供电方式优先供电,若受条件限制可以采用-48V的远供方式,对于数据的传输也保证了设备安全。对于信息安全,可以测试它是否顺畅,是否发生数据丢失等情况,可以采用TCP/IP协议中最有效简便的命令Ping。一般是运行Ping192.168.1.100with1000bytesofdata命令后,连续向IP地址为192.168.1.100的主机发送1000个数据包,进而测出它的丢包率、返回的平均时间、最快时间、最慢时间和返回的平均时间,时间单位用毫秒表示。以学生宿舍楼为例,如图2所示为测试结果表明,学生宿舍内的数据传输完整,没有发生丢包现象,网络通信正常。
4无线网络应用
校园无线网状网建成后,一定会需要支持各种多媒体融合应用,包括无线管理计费、组播、VOD、IP视频监控和无线数据服务等。无线视频监控和无线管理计费是应用较多的两项业务服务[2]。4.1无线视频监控根据无线网络的布置,就校园的安全问题采用全新的无线视频监控系统,能够兼容之前使用的传统监控系统,并且使无线监控系统的控制变得简单明了,解决了布线问题。即使在天气恶劣的条件下,只要供电系统不间断,都能持续监控,并且能自动连接新安装的摄像头,真正实现校园全方位无时限的监控。如图3为无线视频监控图。4.2网络管理计费模式无线网络管理设备NMS1000在核心层管理整个校园无线网络,安装专用的管理软件可以对网络性能实时监控,界面操作简便,能定时查处故障。在计费管理方面,采用SIPHotSpot计费系统,有网关计费和网桥计费两种方式,如图4计费服务器网络拓扑结构,计费服务器充当网关服务器的角色,监控和统计每台上网的电脑数据包,实现管理和计费的功能[3]。
5结束语
1.图书馆无线AP接入点方案
图书馆室内区域结构复杂,无线AP接入点要根据馆内建筑结构具体情况具体分析,可以采用高灵敏度、穿透能力强的无线AP产品,配合分离式吸顶天线,以一个AP配合一个天线,或一个AP配合多个天线,完成室内区域的完全覆盖。所以采用分离式天线设计,可以适应无线设备与高增益天线的连接使用,以保障高质量的无线信号能够覆盖更远距离,同时增强设备在干扰较大的频率环境中使用的能力。
2.基于无线的图书馆网络设计方案
图书馆在铺设有线网络时,一般只为每个阅览室安装了数目有限的有线网口,供学生上网查询图书资料和打印数据,无法将数据存储到软盘或移动硬盘中,同时,也不能满足同学们对个性化个人电脑接入的需求。随着越来越多的师生使用笔记本电脑,像图书馆这样的公众场合里有线端口就会越来越紧张,给师生上网查阅资料带来了很大的困难。如果是通过增加有线端口的方式来解决问题,室内装饰的破坏、繁琐的布线、施工周期以及后期的维护都是一个突出问题,因此迫切需要寻找一种更经济、灵活的替代方法。无需重新布线,可移动应用且接入方式灵活的WLAN方案正越来越受到了校园图书馆的青睐。考虑到大学新图书馆目前的主要业务类型,数据的安全性并充分考虑了未来网络、数字图书馆、以及数字化、网络化教学的发展,可以采用(图1)所示的拓扑结构建设大学新图书馆无线网络系统。
2.1网络核心
核心交换设备采用电信级多层骨干交换机。核心交换机之间采用多个千兆端口聚合链路连接,形成互为备份、负载均衡的网络核心交换体系,避免因单点故障导致网络
瘫痪,保证在任何一台核心交换机损坏的情况下网络仍可以正常工作。交换机采用模块化结构,提供多个插槽,其中两个是交换引擎插槽,两片引擎互为备份、负载均担。不仅能满足目前需要,而且能满足未来的扩容需要。此外,交换机提供增强功能软件包,支持互联网协议(IPv6)、边界网关协议(BGP4)、 域内路由协议(OSIIS-IS),可以将网络平滑升级至新一代IP网络。
2.2无线局域网覆盖
自习室、阅览室、会议室等读者密度较大、移动频繁、而又不方便布线的区域,采用无线以太网方式进行网络覆盖。无线网桥及各种无线网卡提供业界领先的覆盖距离和接收灵敏度,支持大用户数量的网络接入。基于IEEE802.11b协议标准,可以提供稳定、可靠的高速连接。用户既可以在无线网络覆盖范围内通过无线网卡随时、随地连接网络,也可以在移动中使用网络,并支持用户在多个无线网桥的覆盖范围之间进行无缝漫游。其安装可以采用挂墙方式,以提供尽可能大的覆盖区域并尽量减少盲区。并可通过附近的以太网信息点直接连接接入交换机,安装简单、快捷。