摘要:随着无线网络技术的开展与校园信息化程度的进步,基于WLAN的无线校园网络构建技术已成趋向,成为有线校园网网络延伸的重要手腕之一。该文对无线局域网的优点和有线校园网中存在问题停止研讨剖析,提出校园网中运用无线局域网的必要性,讨论无线局域网在校园网建立中的处理计划。

关键词:无线局域网;校园网;IEEE802.11;AP;子网设计

随着网络应用日益丰厚,传统局域网络曾经不能满足师生对挪动网络的请求,无线局域网作为有线网络的补充手腕,被更多的师生所认同和承受。众多师生开端在无线局域网中展开各种应用业务,教学、科研、管理、生活正在悄然地改动。固然往常无线局域网还不能完整脱离有线网络,但近年来,随着无线局域网技术业趋向成熟,无线局域网与有线网络的无缝衔接,无线局域网正在以它的较高传输才能和很好的灵敏性在高校各项应用中发挥日益重要的作用。

1无线局域网根底学问与架构

1.1无线局域网

无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork,WLAN)是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网络,是计算机网络与无线通讯技术相分离的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功用,可以运用户真正完成随时、随地、随意的宽带网络接入。

1.2无线局域网的技术规范

无线局域网是应用射频技术完成无线通讯的局域网络。该技术产生于20世纪80年代,WLAN主要是作为传统布线LAN的延展和替代,它能支持较高数据速率(1～300Mbit/s)、采用微蜂窝、轻轻蜂窝构造的,自主管理的计算机部分网络。还能够采用无线电或红外线作为传输媒质,采用扩展频谱技术,挪动的终端可经过无线接人点来完成对Internet的访问。无线局域网有以下常用规范:

(1)IEEE802.11b

802.11b(通常又称WirelessFidelity,WI-FI),是如今最提高的无线规范之一。设备工作在2.4GHz的范围内,带宽能够到达11Mbps。

(2)IEEE802.11a

802.11a规范是一个取得正式批准的无线以太网规范。它工作在5GHz频段上,运用正交频分复用技术,将5GHz分为多个堆叠的频率,在每个子信道上停止窄带调制和传输,以减少信道之间的互相干扰,使带宽能够到达54Mbps。

(3)IEEE802.11g

802.11g是一种混合规范,能向下兼容传统的802.11b规范。IEEE802.11g的54Mbps高数据吞吐量比802.11b快出5倍,将改善已有的应用性能,使高带宽数据应用成为可能。802.11g产品能够在同一个网络中与802.11b产品分离运用。

(4)IEEE802.11n

IEEE802.11n将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps。与以往的802.11规范不同,802.11n协议为双频工作形式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。这样11n保证了以往的802.11a、b、g规范兼容。另外,天线技术及传输技术使无线局域网的传输间隔大大增加,能够到达几公里(并且可以保证100Mbps的传输速度)。

2校园无线网络应用与优势

无线局域网以其灵敏布设、高带宽和无线接人的优势,能够打破有线网络节点限制、完成多人同时上网的问题,大大地增加了校园网络信息点,便当在校师生获取信息,进一步提升学校的信息化程度。

2.1无线局域网的优点

(1)装置维护便当无线局域网的装置简单,无需破墙、掘地、穿线架管,这样防止对建筑物及周边环境影响,减少网络布线工作量,普通只需装置一个或多个接入点AP设备,就可建成掩盖整个建筑或地域的局域网络。一旦发作事故,不用寻觅损坏道路,只需检查信号发送端与接纳端的信号能否正常即可。

(2)易于扩展

无线局域网技术有对等形式、中心形式、中继组网形式等多种配置方式,可以依据需求灵敏选择。

(3)经济节约

由于有线网络短少灵敏性,这就请求网络规划者尽可能地思索将来开展的需求,这就常常招致预设大量应用律较低的信息点。而一旦网络的开展超出了设计规划,又要破费较多费用停止网络改造。而无线局域网能够防止或减少以上状况的发作。

(4)运用灵敏在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后,在无线网的信号掩盖区域内任何一个位置都能够接入网络。

(5)传输速率高

无线局域网技术可以提供高速数据带宽,其中IEEE802.11g能提供的数据传输速率如今曾经可以到达54Mbit/s。能够满足用户上网的实践需求。

2.2无线校园网的网络应用

(1)电子网络课堂教学。能够经过无线网络停止教学,拓展了学问空间。

(2)挪动教学。上课不用再汇集于教室,突破了空间的限制,拓展了地域空间。

(3)随时互动辅导。师生不用在课堂上直接对话,拓展了教学空间。

(4)科研与教学。校园师生能够随时、随地地从网上获取学术信息,获取无限的网络资源。

(5)无线多媒体业务。无线活动教室;虚拟理想的学习环境;无线视频监控;校园语音电话及网上视频点播。

3校园无线网络的规划与设计

3.1网络需求剖析

本文所讨论的无线校园网的规划是以江阴职业技术学院为对象,本学院地处江阴市南郊,占地500亩。校园内共有大小建筑27幢,师生员工9000余人,天文环境简单,思索满足以下几个方面的需求:

(1)建立一个满足教学和工作需求的平安牢靠的无线校园网络;

(2)无线与有线的统一:高校网络普通曾经建立了有线网络,无线网络建立必需在原有的有线网络上停止,并完成网络互联、认证计费、平安防御等方面与有线网络停止良好的兼容和互补。这就请求校园有线网络的架构不需求任何改动,只需用原有的网管、认证、计费系统就能够对无线网络停止管理和统一认证。

(3)一切教学楼及实训实验大楼:各层走廊和教室均请求信号掩盖;一切学生宿舍楼:鉴于各宿舍都有有线接通,尽量掩盖各宿舍(不做请求);篮球场及足球场:信号请求完整掩盖;室内体育馆:信号请求完整掩盖;各建筑四周的草坪和场所:信号请求完整掩盖;行政楼:请求信号完整掩盖;学生食堂:请求信号完整掩盖;教员宿舍楼:请求信号完整掩盖;请求能提供1000并发用户才能;

(4)各信号输出点信号强度10-15dbm;将依照2.4G工作频段2.412～2.462GHz(FCC)分为channel1、channel6、channel11三个完整不干扰频段设计;请求室内允许最大掩盖间隔为35—100米,室外允许最大间隔100—400米。

(5)校园无线网络在支持数据转发的同时支持数据、语音等多种业务,网络应该具有其它智能业务扩展的才能,满足学院的多功用开展需求;

6)如今建立高校无线网络,除了要思索对现有IPv4网络终端的无线接入,还要支持高性能的IPv6的用户接入,以顺应网络开展趋向,并维护网络投资。

3.2无线校园网的设计

3.2.1校园无线网络拓扑构造设计

关于部分无线网络,主要采用的是以AP或者无线交流机等为中心结点的星型构造,其目的是为了满足多用户的需求。而假如建立全局无线校园网,可将网络划分为中心层、散布层、接入层停止设计,在整体上普通采用以树型和星型混合的拓扑构造。

3.2.2校园无线网络物理构造设计

本校曾经建成了“千兆主干,百兆交流到桌面”,信息点掩盖教学、办公、图书和实验等大楼主要局部的校园网,在目前的校园网环境下,借助于轻型AP形式架构,能够在现有校园有线网络的根底上树立逻辑独立的无线网络。

通常形式下一切无线数据及控制流量均交由无线控制器来处置,所以我们采用现有校园网的交流机/路由器组成集中控制管理的“掩盖式”(Overlay)无线网络设计,如图1所示。

修正现有校园网交流机的VLAN参数设置、路由设置,使得AP尽量不与普通有线网络设备混合在同一个VLAN中,防止有线设备的异常流量阻断AP和无线控制器之间的通讯;将衔接在同一交流机端口下的一切AP放置在一个受维护的VLAN中,设计时统一分配给这些AP静态IP地址,以便于管理;采用中心交流机搭配无线控制模块的方式,进一步减小AP和无线控制器的AP-Manager之间端到端环回延迟,保证AP可以顺利衔接在现有的校园网接入交流机上。3.2.3无线校园网的构建办法

校园无线网络构建的两种办法。第一,阀值法。经过调整AP的阀值设置,控制AP接入掩盖范围,从而在相同掩盖面积条件下,经过增加AP数量,进步系统容量。第二种,频率复用。学校人群主要由管理人员、教员、科研人员和大量学生构成,以上人群工作和学习生活散布在以下区域:图书馆、教学楼、办公楼、实验研讨楼、学生宿舍、运动场以及各类休闲场地(草坪广场等)。

因而,在同一掩盖范围内的多个AP应用802.11g规则的13个可用信道中互相干扰最小信道1、6、11三个信道停止设计,客户端无线网卡依据各AP信号强度,选择不同信道工作,从而进步系统容量。

3.2.4室内网络组建

室内的范围主要包括一切的教室、实验室、办公室等,在这些场所中主要需求处理两大问题,即AP的掩盖范围和AP的容量问题。由于AP是经过微波来停止数据传输的,室内要思索的首要问题就是信号掩盖的问题。由于办公室、教室、实验室被各种墙面分割,这对信号的衰减影响很大,因而在室内构建无线局域网时必需对建筑物的信号强度停止细致测试。在合理地剖析各个AP的容量与掩盖面后,还需思索信号衰减要素,恰当地增加AP个数来减少数据盲区。室内组建简图见图2。

两个AP的放置要保证AP掩盖区域无间隙并且AP堆叠区域最小。相邻AP工作在不同频道,以1、6、11三个频道完成全方位的掩盖。依据经历值,当相邻AP设定相同频点时,请求距离25米以上;当相邻AP设定相邻频点时,请求AP距离16米以上;当AP设定相隔频点时,请求距离12米以上。

关于房间多、用户数量不多但散布较分散的楼宇,如教学楼等,用户主要为学生、教员,因而应用肯定会比拟频繁,由于楼长、墙体构造厚、房间多等特性,所以在该环境下掩盖AP装置在楼道内,经过内置天线掩盖楼道两侧房间,微波经过房间的门窗传输到室内,完成了比拟细腻的掩盖环境,AP经过有线接入到楼层交流机。

3.2.5室外无线网络组建

室外设备的AP运用数量根本也遵照室内的条件,但室外AP的放置和设计又有它本人的特性。由于室外环境的特殊性和不肯定性,我们放置的设备必需是在密封盒内的,天线布置应该增加避雷器避免雷击,不提供本地供电的场所选用远程供电设备。我们经过室外无线接入点外接增益天线的方式掩盖室外区域,表现掩盖范围最大化的掩盖准绳来保证无线用户需求。

从整体上对学院室外局部停止规划,经过室外建立WLAN射频基站对室外和室内用户停止无线掩盖。室外射频基站由室外型AP、外接天线(全向、扇区)以及配套避雷设备组成。依据复杂的室外建筑构造,外接天线的选择愈加尤为重要。选择天线型号时应依据现场环境思索增益、程度波束宽度、垂直波束宽度、极化方式、视觉效果(尺寸、外形、重量)等要素。

学校体育场、足球场、教学楼宇间公共区域等,普通是学校需求完成无线掩盖的室外公共区域。依据需掩盖的室外区域的实践状况,能够设计树立多个无线掩盖基站,采用堆叠穿插无线掩盖的方式,完成区域的无缝无线掩盖。选用室外型无线路由器,在空阔中央,信号传输距能够到达300M~600M左右,视空间大小能够运用多个,或者运用室外无线AP,配合室外大夹角定向天线,胜利完成系统设计目的。简单设计如图3所示。

4无线校园网的网络平安设计

当一个无线局域网组建胜利后,用户最关怀的是无线局域网的平安问题。为了保证网络平安,我们能够从以下几个方面思索:

(1)用户接入认证控制:原有线校园网络曾经部署了用户认证系统,建成后的无线网络必需完整交融进该认证系统中。

(2)基于用户的访问战略:不同的用户可能有不同的上网行为,包括HTTP、FTP、语音等,针对不同的应用,应加以配置不同的行为控制权限,保证不同用户的网络互访的平安性。

(3)受维护的无线数据传输:无线网络平安事情常常会发作在数据传输阶段。因而,建成的无线网络必需可以满足合法的无线用户与无线接入点数据传输的平安性,以及无线接入点与上行网络之间数据传输的平安性。

5完毕语

校园网络曾经成为一种不可替代的取得资源的重要手腕。在校园网各区域分别布设无线局域网络以后,教员和学生就能够在这些区域遨游运用,大大加强网络掩盖才能,更好地为教学效劳,对整合教育资源,改动教学形式,进步学校的信息化程度有着宏大的作用,为完成数字化校园建立打好根底。