课程设计---无线局域网在校园网中的应用与发展.doc

西安科技大学课程设计(论文)报告题 目 论述现代网络技术 及其在校园网络中的研究和应用 院、系(部) 管理学院 专业及班级 工程管理1001 姓 名 汶杏杏 指 导教 师 崔海文 日 期 2012 年6月 无线局域网在校园网中的应用与发展1、Abstract 本学期学习了计算机网络及应用这门课，课时很少，很快就学完了，通过对这门课程的学习，使我对计算机网络的体系结构及网络技术的应用有了一定的了解。随着现代科学技术的不断发展，计网机络技术得到了不断地更新与发展，特别是无线局域网作为一种新兴网络通信技术，在很多领域得到了广泛的应用，诸如移动办公、无线通信、移动通信、校园学习等领域。下面通过我对无线局域网的了解与上网查询，对无线局域网在校园网络中的应用与发展做简单的介绍。2、Introduction 无线局域网的基本概念无线局域网络(Wireless Local AreaNetworks；缩写为 WLAN)就是采用无线通讯技术代替传统有线电缆，提供传统有线局域网功能的网络。无线局域网是一种相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio Frequency；RF)技术，取代旧式的由双绞铜线所构成的有线局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户通过它，达到随时随地共享网络信息的理想境界。无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络的不足，以达到网络延伸的目的，下列情形可能需要无线局域网络：无固定工作场所的使用者；有线局域网络架设受环境限制；作为有线局域网络的备用系统。无线局域网与有线局域网相比较，具有很多的优越性。例如，无线网安装、维护都比较简单，成本较低，扩充能力强。而有线网在进行铺设电缆或是检查电缆是否断线时，是非常烦琐的，而且也不容易在短时间内找出问题所在。另外，应用环境会不断的更新与发展，原有的网络可能要重新布局，需要重新安装网络线路，尤其是陈旧的大楼，重新配线的工程费用会很高。因此，架设无线局域网络就成为最佳的解决方案。无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入点(Access Point，AP，亦译作网络桥接器)、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现，以无线网卡最为普遍，使用最多。不过，无线网络产品通常是一机多用。例如，几乎所有无线网络产品都自含无线发射/接收功能，有的无线路由器覆盖了无线网桥的功能，一些无线Modem 经适当组合可以形成无线集线器(Hub)，具有组合灵活、多样化等特点。与有线网络一样，无线局域网同样也需要传送介质。但它不是使用双绞线或者光纤，而是红外(IR)或者射频(RF)波段，以后者使用居多。红外线局域网采用小于 1m 波长的红外线作为传输媒体，有较强的方向性，受太阳光的干扰大；支持12Mbps 数据速率，适于近距离通信。而采用射频作为媒体，覆盖范围大，发射功率较自然背景的噪声低，基本避免了信号的偷听和窃取，使通信非常安全。这其中，无线局域网一般普遍采用扩频微波技术，主要是由于如下因素：第一，它使用的频段有三个，L频段(902MHz928MHz)、S 频段(2.4GHz2.4835GHz)、C 频段(5.725GHz5.85GHz)。大多数产品使用S 频段， 这个频段也叫ISM(Industry Science Medical)即工业科学医疗频段，该频段在美国不受FCC(美国联邦通信委员会)的限制，属于工业自由辐射频段。第二，采用扩频技术，特别是直接序列扩频调制方法具有抗干扰抗噪声能力、抗衰落能力，隐蔽性、保密性强，不干扰同频的系统等性能特点，具有很高的可用性。无线网通信协议通常采用 IEEE802.3 和802.11，802.3 用于点对点方式，802.11 用于一点对多点方式。无线局域网的拓扑结构可分为两类：无中心拓扑(对等式拓扑)和有中心拓扑。无中心拓扑的网络要求网中任意两点均可直接通信。采用这种结构的网络一般使用公用广播信道，而信道接入控制(MAC)协议多采用载波监测多址接入(CSMA)类型的多址接入协议。有中心拓扑结构中则要求一个无线站点充当中心站，所有站点对网络的访问均由中心站控制。二者的拓扑结构如图所示。对于不同局域网的应用环境与需求，无线局域网可采取不同的网络结构来实现互连。网桥连接型：不同的局域网之间互连时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。基站接入型：当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互连的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。Hub 接入型：利用无线Hub 可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub 组网方式相类似的优点。在该结构基础上的无线局域网，可采用类似于交换型以太网的工作方式要求Hub 具有简单的网内交换功能。 无中心结构：要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC 层采用CSMA 类型的多址接入协议。 举例来说，某单位总部的一座大楼内已建成一条有线局域网，在总部大楼外有七个分部需要与大楼内的有线网相连。总部大楼外的七个分部，至总部最远距离15km，最近3km，其中有两个在一栋建筑物内已建成一个有线局域网，各分部一般拥有2 至4 台工作站。这种情况下采用无线局域网比较适合。由于使用射频进行工作，要求两个通信点的天线之间最好没有物体遮挡，但由于大楼处于繁华地带，因此选择一个楼层较高的分部作为无线局域网的中心站点。在中心站点上接入一个无线接入点，其它各分部通过接入一个站适配器与中心站点进行通信，分部大楼内的有线局域网则通过接入一个无线网桥与中心站点的无线接入点进行通信。这样各分部与总部所有站点对无线局域网的访问均通过中心站点的控制来实现，它们共享中心站点无线接入点的3M 带宽。无线路由当下已经成为校园网连接的主导方式，学校的师生们更方便快捷的从中获取信息和资源。而在会议室、实验室、图书馆、各种公共场所和广场等场合，需要多人同时上网的时候，有线网络节点成了无法解决的难题。无线网络的不受地域环境等影响和可移动通信的优点使得问题得以解决。由于无线局域网技术和无线产品的成熟，无线网络已经被越来越多的用户接受，在教育培训领域，越来越多的计算机网络系统设计师将无线网络吸纳成为一个必不可少的环节，不论是网络内部各个信息点的设计与分布，还是校内本部与分部的联网，无线产品均有惊人的用武之地。无线网络的引入，使无线多媒体教学，无线网络教学有了更大的发挥空间。校园网在内部的架设上涉及面很广，不论对于室内还是室外，对校园网的环境都会有所影响，这一点在多校区、多建筑的高校中表现非常明显。校方要拿出一套周密的建设方案。现在的高校中有许多高校已经布置了有线网络，但随着社会的发展，各高校已经不仅仅满足于有线校园网教学了。1、现代化的教学需求。现在各高校大力发展网络教学与网络实验，许多课程都要通过网络的形式来展现。同学们希望在校园的各个角落都可以享受到网络带来的便捷。使得无线网络走上了舞台。2、端口下的数量限制。一般在学生的宿舍、办公室、会议室都无法布置太多的信息点，而随着对网络资源的大量需求，有线网络所带来的种种不便使得无线网应运而生，仅仅1个信息点便可同时开放数百个端口并不受地形、环境的限制。3、移动办公。随着笔记本电脑的普及，各师生对对移动办公的需求也越来越高，如网络会议、视频会议、模拟实验、学术探讨。无线网与有线网相比它的特点与优势：无线网络可以更加有效的完善有线网络，快速解决有线网络不能实现的通信问题。无线校园网是计算机网络与无线通信技术结合的产物。它不受电缆的限制，并且可移动、可满足各类便携设备入网的要求，实现计算机无线网的接入、图文传输、电子邮件收发、网络教学、移动办公等多种功能。无线校园网具有的灵活性满足了师生们在特定区域内实现移动办公学习的需求，更适合图书馆，教学楼、自习室等空间内人员存在的移动用户多、不宜布设线缆的场所的上网需求，从而弥补了有线网络在以上方面的不足之处。无线网络系统的组成，无线网络系统利用天线发送信息。通过转接器接受信息。经过一条输出线将用户计算机和公共网络连接在一起。1、无线中心接入点。基本模式的主设备中负责无线信号的发射和终端的互连。无线中心接入点可以是无线AP，也可以是无线路由器。它是AP与宽带路由器相结合的产品。可以借助无线路由器的功能，将终端分配到一个子网下，这样子网下的设备交换数据便容易的多。2、终端信号接收点。无线信号的接收设备，在用户的PC上安装后，可以实现用户间的无线连接，并连接至终端接入点。根据应用的不同又分为无线局域网卡、无线上网卡以及蓝牙适配器等。无线网络设备都有自带的无线接收天线。因为无线设备本身的天线都有一定距离的限制，当超出这个限制的距离，就要通过这些外接天线来增强无线信号，达到延伸传输距离刚好的目的。相信随着现代科学技术的不断发展，无线网络技术在校园网中的应用将会更加广泛，同时它的各项技术也会被开发完善。3、Our Work我校学生大多一般使用的都是有线网校园翼讯，有少一部分人使用校内网，无论哪种网就目前的情况来看，网速不够快，不能满足学生全部的需求，特别是校内网。有时在宿舍上网几个人同时都上时，网速就特别的慢，打个网页都会卡半天。当然更重要不是网速问题，而是我们能上网的区域太少，我们要上网就只能在宿舍或图书馆，图书馆机子较少，不能供每个同学同时使用，宿舍有时候学习很不方便，如果学校使用无线网络技术覆盖整个校园区域，那么我们学生上网学习就会很方便，可以随时随地。校园提供网络服务主要就是供学生学习，所以校园网络的建立应该本着为学生提供方便的原则，无线网络既方便了学生学习也为学校节省了资金，所以学校应该在校园中在有线网络的基础上发展无线网络技术。4、Experiments随着无线局域网这个新生技术的不断发展，它的技术被得到了更好的完善，它拥有的有线网络所不具备的优势，当然有线网这个传统的网络技术也有它特有的优势。比如在网速方面有线网更优于无线网，而有线网它的移动性强可拓展性强，如在机场、饭店、商场等地，只要用户拥有一台移动数据终端，立刻可以接入本地的局域网络，甚至通过它联Internet。一些特殊的情况下，人们需要在某一范围内移动工作，如施工现场、实地勘测、库房管理、公安值勤等，这种情况下只有使用无线才能实现移动办公。有线网需要在每个工作地点布设信息点，资源浪费巨大。有线网的布线设置很复杂，在特殊场合很不方便，而且存在一定的安全隐患，同样的情况换成无线网只需安装一些AP（Access Point）无线接入点即可工作，省时省力，花费投资少。所以从一定程度上看无线网络技术在成本及安全方面更优于有线网，所以作为校园网无线网被完善及应用时不可避免的趋势。如在我校建立一个完善的无线局域网，在有线网络的基础上，对每个AP接入的点就近布线到设备间。通过楼宇内汇聚层和核心层交换机相连接，实现了和校园网络的对接。AP设置的地点要结合我校的实际环境，实际状况和用户的需求来设置。覆盖区域随着需求不断地增大，相信随着无线网络投入试用，师生们普遍的反映会很良好，未来无线网将是对西安科技大学校园中的各个教室、绿地、操场以及休息室进行无线网络覆盖。让校园网更好更多的为师生服务。5、Conclusion无线局域网以高灵活性、易操作性和方便管理等优势，战胜有限网络节点的限制达到多人同时上网，突破了端口的限制，方便在校师生随时随地获取信息，以提升学校信息化水平。此外，无线网络的引入，进一步为无线多媒体提供应用平台，从而将教育信息化建设推向新一高点，从而使各校学术交流更加的方便灵活。相信在不久的将来，无线网络技术一定会成为校园网络中最亮丽的组成部分。期待无线网络技术在西安科技大学完善使用的那一天。6、References鲁丁宁.长安大学.【期刊】商业文化（下半月），2011.1025杜选；高明峰. 集宁师专计算机系; 乌盟教研室 内蒙古集宁; 内蒙古集宁.【期刊】集宁师专学报，2004.09307、Others很感谢崔老师为我们教这门课，同时也感谢崔老师为我们提供了这次写网络技术在校园网中的应用的报告的机会，正因为有这次写报告的机会，才让我更加深入的了解了各种网络技术，尤其是无线网络技术。随着社会科学的不断发展，无线网络技术以其更加便捷及安全的优势，被得到了很快的发展。无线网作为一种新型网络技术，在很短的时间内被快速发展，说明它确实有它自己的优势，而校园网络，它为广大师生提供很好的信息获取平台，从而提升了学校的教学质量。当今社会是信息化的社会，各