毕业论文-安徽财贸学院校园无线局域网架构.doc

安徽财贸职业学院毕业论文安徽财贸职业学院毕业论文学号 姓名 杨 * 班级 计应1002班 指导教师 论文题目 安徽财贸学院校园无线局域网架构 安徽财贸学院校园无线局域网架构摘 要无线网络解决方案能有效缓解校园网建设中存在的传统有线网络无法解决的难题，无线网络技术具有无缝三维覆盖、可移动通讯等优点，弥补了有线网络的不足。如果校园网中采用无线接入，这一切都会发生很大的变化。 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，无论是校园内部信息点的分布设计、校园内建筑物的网络连接，还是学校本部和分部的联网，无线网络产品均有惊人的用武之地。此外，无线网络环境的引入，为崭新的无线多媒体提供了应用平台，从而将教育信息化建设带入一个崭新的天地。关键字:无线网络、校园网、无缝三维覆盖 目 录第1章 无线网络技术介绍- 1 -1.1 无线局域网简介- 1 -1.2无线局域网的发展史- 1 -1.3 无线局域网的技术分析- 2 -1.4 无线局域网的主要协议标准- 3 -1.5 网络拓扑结构- 5 -1.6 无线局域网的结构- 5 -1.7无线网络的发展前景- 5 -第2章 无线网络设备- 7 -2.1 无线网卡- 7 -2.2 无线AP- 7 -2.2.1 简介- 7 -2.2.2 AP的安装- 8 -2.3无线路由- 10 -2.4无线网桥- 11 -2.5无线天线- 11 -第3章 校园网的需求分析- 13 -3.1校园网应用需求分析- 13 -3.2无线校园网关键技术- 14 -3.3无线校园网可行性分析- 16 -第4章 校园WLAN的设计- 18 -4.1建设背景- 18 -4.2校园WLAN设计的原则- 18 -4.3校园WLAN实现的基本功能- 20 -4.4组网方案- 24 -4.4.1网络拓扑结构- 24 -4.4.2 实施方案- 26 -第5章 无线校园网的安全- 29 -5.1 WLAN的安全问题- 29 -5.1.1物理安全- 29 -5.1.2存在的威胁- 29 -总结- 32 -致谢- 33 -参考文献- 33 - 33 -第1章 无线网络技术介绍1.1 无线局域网简介WLAN是Wireless Local Area Network的缩写，指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。 无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网（Wireless local-area network，WLAN）就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。 但是，仅仅从缆线这个角度来看待无线局域网是不够的无线局域网已经重新定义了局域网。联接不仅仅是连接，“本地”的计量单位也从米延伸到了公里。基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里，它已经能够随着公司的发展而移动或变化。1.2无线局域网的发展史（1）在1971年时，夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络。这就被称ALONHNET的网络，可以算是当时早期的无线局域网(WLAN)。从这时开始，无线局域网可以说是正式诞生了。（2）1990年，IEEE正式启用了802.11项目。 IEEE 802.11(WIFI)诞生以来, 有802.11a和802.11b，802.11g，802.11e，802.11f，802.11h，802.11i，802.11j等标准指定或者酝酿。现在，为实现高宽度、高质量的WLAN服务，802.11也即将横空出世。（3）2003年以来，无线网络市场热度迅速飙升，已经成为IT市场中新的增长亮点。 （4）在美国，300多家星巴克咖啡连锁店已经为客人提供无线接入服务，今年年底这数字将变成2000。在日本，随处可见年轻人拿彩色屏幕的3G手机下载信息，拨打可视电话。在新加坡，用户通过手机、PDA或者笔记本电脑连接到UOB网络银行，可以查询他们的个人银行账户、支付账单、买卖信贷或者预定宾馆。（5）在我国，信息产业部最近发出通知：今后，无线局域网、无线宽带、蓝牙设备和交通无线电台等将共同使用5.8GHz的频段。（6）5月17日世界电信日，中国移动也宣布其GPRS网络正式投入商业运营，覆盖全国138个城市，中国移动甚至宣称，他们将从第四季度开始建设无线局域网。而中国联通大规模建设CDMA 1X网络的工作也已全面展开。一切表明，我国无线已越来越近，触手可及。1.3 无线局域网的技术分析无线局域网的基础还是传统的有线局域网, 是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB,无线访问节点(AP),无线网桥,无线网卡等设备使无线通信得以实现。与有线网络一样,无线局域网同样也需要传送介质。 只是无线局域网采用的传输媒体不是双绞线或者光纤, 而是红外线(IR),或者无线电波(RF)，微波。以无线电波（RF）使用居多。(1)红外(IR)系统红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输媒体,有较强的方向性。它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质，红外线辐射的电磁频率范围在可见光和微波之间，激光和微波激射都可以发出单色的红外线，这些是不可见的。但它们同无线电和微波一样，可以不需要空气介质就能传播。而且使用不受无线电管理部门的限制。红外信号要求视距传输。并且窃听困难。对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。红外无线lan是目前100mbit/s以上,性能价格比高的网络唯一可行的选择。（2）无线电波（RF）采用无线电波作为无线局域网的传输介质是目前应用最多的。这主要是因为无线电波的覆盖范围较广,应用较广泛。 使用扩频方式通信时, 特别是直接序列扩频调制方法因发射功率低于自然的背景噪声,具有很强的抗干扰抗噪声能力,抗衰落能力.这一方面使通信非常安全。基本避免了通信信号的偷听和窃取。具有很高的可用性。另一方面无线局域使用的频段主要是s频段(2.4GHZ-2.483GHZ)这个频段也叫:ISM(Industrial、Scientific及Medical)即工业科学医疗频段。该频段属于工业自由辐射频段,不会对人体健康造成伤害。所以无线电波成为无线局域网最常用的无线传输媒体。(3) 微波传输微波具有短的波长和很高的频率，象其它电磁波一样，微波可以通过空间进行扩散和传播，在局域网应用中，这些微波必须使用天线定向或引导才能进行传输。由于微波的频率很高，所以它能用从发射机天线到接收机天线很窄的波束准确地定向。微波技术解决了红外线技术只能在可视距离内传输的问题，所提供的带宽超过红外线和扩频通信的带宽。由于具有很高的频率，应此能承载更多的信息。1.4 无线局域网的主要协议标准 无线接入技术区别于有线接入的特点之一就是标准不统一。不同的标准有不同的应用。目前比较流行的有：IEEE802.11标准，蓝牙（BLUETOOTH）标准以及家庭网络(HOMERF)标准。（1）IEEE 802.11标准 该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范。这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。在这个标准中，提供了1Mbps和2Mbps的数据传输速率以及一些基本的信令规范和服务规范。(2) IEEE 802.11b标准 1999年9月被正式批准。该标准规定无线局域网工作频段在2.4GHz至2.4835GHz，数据传输速率达到11Mbps。该标准是对IEEE802.11的一个补充，引入CCK调制方式。在数据传输速率方面可以根据实际情况在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率间自动切换。(3) IEEE 802.11a标准1999年制定完成。该标准规定无线局域网工作频段在5.15至5.825GHz，数据传输速率达到54Mbps。802.11a采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术。(4) IEEE 802.11g标准2003年6月被正式批准。该标准可以视作对802.11b标准的提速(速率从802.11b的11Mbps提高到54Mbps)，但仍然工作在2.4G频段。802.11g采用两种调制方式，分别是802.11a的OFDM与802.11bCCK。故采用802.11g的终端可访问现有的802.11b接入点和新的802.11g接入点。(5)IEEE 802.11n 标准通过对802.11物理层和MAC层的技术改进，使得无线通信在吞吐量和可靠性方面都获得显著提高，速率可达到300Mbps，其核心技术为MIMO+OFDM。同时，802.11n可以工作在双频模式，包含2.4GHz和5GHz两个工作频段。可以与802.11a/b/g标准兼容。(6) IEEE 802.11e 标准对无线局域网MAC层协议提出改进，制定了无线局域网的QoS机制，以更好地支持多媒体数据的传输。(7) IEEE 802.11h标准 为无线局域网提供了动态频率调整功能(DFS-Dynmaic Frequency Selection)和动态功率调整功能(TPC-Transmit Power Control)。此标准时为了部分欧洲地区，让无线局域网工作在5G频段时不与雷达产生冲突而制定的。(8)IEEE 802.11i标准结合了IEEE802.11x中的用户端口身份验证和设备验证，对无线局域网MAC层进行修改与整合，定义了严格的加密格式和鉴权机制，以改善无线局域网的安全性。(9) IEEE 802.11f 标准定义了无线客户端在不同AP节点之间漫游切换时，AP节点间的信息同步和交互，由于在安全性和网络规模上有较大局限性目前已经很少使用。 (10)IEEE 802.11s 草案：为802.11工作组目前正在定义的针对无线网状网(mesh)组网模式的协议。1.5 网络拓扑结构无线局域网的扩扑结构可归结为两类：无中心或对等式（Peer to Peer）拓扑和有中心（HUB-Based）拓扑。 1.6 无线局域网的结构 无线局域网的结构分为室内和室外两种类型。无线局域网在室外主要有点对点型，点对多型，多点对点型和混合型；在室内主要有独立的无线网络和非独立的无线局域网。1.7无线网络的发展前景如今，有了无线网络，一切的烦恼都迎刃而解了。任何无线网络覆盖的区域，你只要凭借自己的上网帐户即可随时随地自由地遨游在互联网的世界里。在宿舍、在教室、在图书馆、在食堂，甚至在汽车里、在操场上，你都可以粘在网络上。所谓空中教室、空中图书馆、空中聊天室，在无线网络的世界里就是现实！无线网络的发展是伴随着计算机技术的进步走到今天的。近年来，网络技术取得了巨大的进步。一方面，速率大大提高，可达千兆级。但“接入点的固定和有限”随着“移动办公”日益强烈的需求，有线接入难以为继。同时，众多局域网的互联，使得布线遇到重重困难。无线局域网在这种情况下应运而生，它所提供的“多点接入”、“点对点中继”（即所谓的mesh技术）为用户提供了一种替代有线的高速解决方案。可以说无线网络的世纪已经到来了。正是有鉴于此，国内外众多厂家多瞄准了这一巨大商机。Aruba、Ruckus、Mortolola、 3com、Cisco、华三等知名公司一个个趋之若鹜，甚至连Microsoft最近也宣布收购一家小公司Sendit，作为无线移动访问Internet技术的研发中心，诺基亚等也跃跃欲试在其国内推广基于WAP的无线接入，一场无线网络大战已经展开。今年是无线网络迅速发展的一年。随着802.11g/b等标准的广泛应用，更大、更快、更广成为新一代无线网络的发展趋势。最受瞩目的要数802.11n标准了。和802.11g标准相比，它的信号覆盖范围提高6倍，而传输速率提高了14倍。在相当长的时间内将是802.11g和802.11n并存的局面。虽然3G的冲击力很大，但大面积应用AP组成的局域网仍将是无线网络的主流，因为3G的应用带宽是无法超越的“瓶颈”。 对于国内ISP来说，无线接入的商机正在到来，无线网络的明天一片光明。第2章 无线网络设备2.1 无线网卡无线网卡的作用类似于以太网中的网卡,作为无线网络的接口,实现与无线网络的连接.无线网卡根据接口类型的不同,主要分为三种类型,即PCMCIA无线网卡,PCI无线网卡和USB无线网卡。 PCMCIA无线网卡仅适用于笔记本电脑,支持热插拔,可以非常方便地实现移动式无线接入。 PCI接口无线网卡适用于普通的台式计算机使用.其实PCI接口的无线网卡只是在PC转接卡上插入一块普通的PC卡。 USB接口无线网卡适用于笔记本电脑和台式机,支持热插拨。不过,由于USB网卡对笔记本而言是个累赘,因此,USB网卡通常被用于台式机。2.2 无线AP2.2.1 简介无线AP（Access Point）:即无线接入点，它是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点，主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至上百米，目前主要技术为802.11系列。大多数无线AP还带有接入点客户端模式（AP client），可以和其它AP进行无线连接，延展网络的覆盖范围。 无线AP（AP，Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点（无线AP），也同样是无线路由器（含无线网关、无线网桥）等类设备的统称。 各种文章或厂家在面对无线AP时的称呼目前比较混乱，但随着无线路由器的普及，目前的情况下如没有特别的说明，我们一般还是只将所称呼的无线AP理解为单纯性无线AP，以示和无线路由器加以区分。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。 单纯性无线AP就是一个无线的交换机，仅仅是提供一个无线信号发射的功能。单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过AP产品的编译，将电信号转换成为无线电讯号发送出来，形成无线网的覆盖。根据不同的功率，其可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖，一般无线AP的最大覆盖距离可达300米。 多数单纯性无线AP本身不具备路由功能，包括DNS、DHCP、Firewall在内的服务器功能都必须有独立的路由或是计算机来完成。目前大多数的无线AP都支持多用户（30-100台电脑）接入，数据加密，多速率发送等功能，在家庭、办公室内，一个无线AP便可实现所有电脑的无线接入。 单纯性无线AP亦可对装有无线网卡的电脑做必要的控制和管理。单纯性无线AP即可以通过10BASE-T（WAN）端口与内置路由功能的ADSL MODEM或CABLE MODEM（CM）直接相连，也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器再接入有线网络。 无线AP跟无线路由器类似，按照协议标准本身来说IEEE 802.11b和IEEE 802.11g的覆盖范围是室内100米、室外300米。这个数值仅是理论值，在实际应用中，会碰到各种障碍物，其中以玻璃、木板、石膏墙对无线信号的影响最小，而混凝土墙壁和铁对无线信号的屏蔽最大。所以通常实际使用范围是：室内30米、室外100米（没有障碍物）。 因此，作为无线网络中重要的环节无线接入点、无线网关也就是无线AP（Access Point），它的作用其实就类似于我们常用的有线网络中的集线器。在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多，所有AP通过以太网连接起来并连到独立的无线局域网防火墙。2.2.2 AP的安装1、环境要求AP设备的安装环境必须满足AP工作温度与工作湿度的要求。各款AP的具体要求如下表所示。例如，WA2110-AG的工作温度范围要求为0-45，工作湿度为10%-95%。 型号参数WA1208E-GPWA2110-AGWA2210-AGWA2220-AGWA2210X-GEWA2220-AGE 工作温度0-45(无加热板)-40-45(有加热板)0-450-45%-30-55工作湿度10%-95%10%-95%10%-95%10%-95%2、 安装规范 (1)AP安装于室内时必须遵从以下原则： AP 安装位置必须符合工程设计要求，如有AP的安装位置需要变更，必须征得设计单位和建设单位的同意，并办理设计变更手续。 安装位置的井道、楼板、墙壁等不得渗水，灰尘小、且通风良好。 安装位置必须保证没有强电、强磁和强腐蚀性设备，AP应至少离开此类设备2-3米以避干扰。 安装位置温度、湿度不能超过主机工作温度、湿度的范围。 安装位置要有良好的照明条件以便于设备维护检修。 AP安装时必须牢固固定，不允许悬空放置。 AP的安装位置必须有足够的空间以便于设备散热、调试和维护。 当AP安装在弱电井内时，应做好防尘、防水和防盗等安全措施，并保持通风良好、工作环境清洁；当AP壁挂安装在大楼墙面上时，必须做好防盗措施；当AP安装在天花板上时，必须用固定架固定住，不允许悬空放置或直接扔在天花板上面，安装位置应靠近检修口，如果天花板高度高于6m，一般不宜采用天花安装方式。(2)AP安装于室外时，必须遵从以下原则： AP安装位置必须符合工程设计要求。如有AP的安装位置需要变更，必须征得设计单位和建设单位的同意，并办理设计变更手续。 室外施工场所应易于固定器件，无阻挡。 室外硬件安装所涉及的建筑墙体坚固完整。 室外设备安装必须做好防雷、防水处理。室外施工需具有附加的防雷装置，如避雷针、地桩、地网、接地排等。AP表面垂直于水平面，未接线的出线孔应用防水塞封堵，各街头处应做好严格得防水密封措施。 AP如放置于防水箱内，箱体必须固定牢固，保持垂直。箱体要保持通风以利于设备的散热。箱体可安装在楼顶墙体的内里面上，起到遮光挡雨的作用。进入防水箱的全部线缆需做防水弯，或采用下走线方式。防水箱也可抱箍固定在用于安装天线的抱杆上。2.3无线路由无线路由器：就是带有无线覆盖功能的路由器 ，它主要应用于用户上网和无线覆盖。市场上流行的无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable，动态xdsl，pptp四种接入方式，它还具有其它一些网络管理的功能，如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤等等功能。无线路由器（Wireless Router）好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品，它不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等，而且还包括了网络地址转换（NAT）功能，可支持局域网用户的网络连接共享。可实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。无线路由器可以与所有以太网接的ADSL MODEM或CABLE MODEM直接相连，也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器等局域网方式再接入。其内置有简单的虚拟拨号软件，可以存储用户名和密码拨号上网，可以实现为拨号接入Internet的ADSL、CM等提供自动拨号功能，而无需手动拨号或占用一台电脑做服务器使用。此外，无线路由器一般还具备相对更完善的安全防护功能。此外，大多数无线路由器还包括一个4个端口的交换机，可以连接n台使用有线网卡的电脑，从而实现有线和无线网络的顺利过渡。在接入速度上，目前符合11Mbps、54Mbps、108Mbps的无线路由器产品皆有。无线路由器适合于不带路由的ADSL、CM猫等用户以及带路由的ADSL、CM猫。无线路由器将多种设备合而为一，亦比较适合于初次建网的用户，其集成化的功能可以使用户只用一个设备而满足所有的有线和无线网络需求。2.4无线网桥无线网桥是为使用无线（微波）进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现lan互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离（可达20km）、高速（可达11mbps）无线组网。无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继连接。特别适用于城市中的远距离高以及是否加用双向放大器。 从作用上来理解无线网桥，它可以用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位于不同的建筑内，相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。在无高大障碍（山峰或建筑）的条件下，一对速组网和野外作业的临时组网。其作用距离取决于环境和天线，现7km的点对点微波互连。一对27dbi的定向天线可以实现10km的点对点微波互连。12dbi的定向天线可以实现2km的点对点微波互连；一对只实现到链路层功能的无线网桥是透明网桥，而具有路由等网络层功能、在网络24dbi的定向天线可以实层实现异种网络互联的设备叫无线路由器，也可作为第三层网桥使用。无线网桥通常是用于室外，主要用于连接两个网络，使用无线网桥不可能只使用一个，必需两个以上，而AP可以单独使用。无线网桥功率大，传输距离远（最大可达约50km），抗干扰能力强等，不自带天线，一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。2.5无线天线当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时，随着信号的减弱，或者传输速率明显下降，或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通讯，此时，就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益（放大）。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，达到延伸传输距离的目的。这里面要涉及到两个概念2.5.1频率范围 它是指天线工作的频段。这个参数决定了它适用于哪个无线标准的无线设备。比如802.11a标准的无线设备就需要频率范围在5GHz的天线来匹配，所以在购买天线时一定要认准这个参数对应相应的产品。2.5.2增益值 此参数表示天线功率放大倍数，数值越大表示信号的放大倍数就越大，也就是说当增益数值越大，信号越强，传输质量就越好。无线天线有多种类型，不过常见的有两种，一种是室内天线，优点是方便灵活，缺点是增益小，传输距离短；一种是室外天线。室外天线的类型比较多，一种是锅状的定向天线，一种是棒状的全向天线，室外天线的优点是传输距离远，比较适合远距离传输。1、室内无线天线 (1)全向天线室内全向天线适合于无线路由、AP这样的需要广泛覆盖信号的设备上，他可以将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况。 (2)定向天线室内定向天线适用于室内，它因为能量聚集能力最强，信号的方向指向性也极好。在使用的时候应该使得它的指向方向与接收设备的角度方位相当集中。 2 、室外无线天线(1)全向天线室外的全向天线也会将将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，要架在较高的地方，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况。(2)定向天线 室外的定向天线的能量聚集能力最强，信号的方向指向性极好。同样因为是在室外，所以也应架在较高的地方。当远程链接点数量较少，或者角度方位相当集中时，采用定向天线是最为有效的方案。(3)扇面天线扇面天线具有能量定向聚集功能，可以有效地进行水平180度、120度、90度范围内的覆盖，因此如果远程链接点在某一角度范围内比较集中时，可以采用扇面天线。(4)组合天线上述三种天线各具一定的特性，因此在实际项目中，经常会出现组合使用的情况，例如利用多幅扇面天线，或者扇面天线和定向天线相结合使用。无线天线相当于一信号放大器，主要用来解决无线网络传输中因传输距离、环境影响等造成的信号衰减。第3章 校园网的需求分析3.1校园网应用需求分析校园内部铺设网络的工程涉及面很广，无论是在室内还是在室外，均会对现有的校园环境产生不少影响，这一点在发展历史较长、校内新老建筑并举的校园内表现的尤为明显。从投资、施工周期、网络维护、升级等多个方面着眼，学校需要一整套能够多快好省建设校园网络的方案。现在大部分学校都已建有有线局域网，但是随着学校的发展，对现有的校园网提出了更多更高的要求:1. 现代化教学需求。现在学校大量开展网络化教学活动，很多课程或课件都要通过访问页面来获取。学生希望在任意时间在学校的任何地点访问课程主页和课件资源，并进行提交作业等活动。同时，师生希望能有更便利的条件访问校园网上提供的其他资源(如学校的vod 点播系统)。2. 端口数量的限制。一般来说，有线局域网中在如教室、图书馆、会议室等地方不可能布设太多信息点，随着以后学生中笔记本电脑的普及和现代化教学的普及，这些地方往往在同一时刻有大量的电脑，而目前的有线校园网没有办法使学生们在这些区域上网。而采用无线方式，在端口上连接无线接入点，不需布线就可以轻松从个端口扩展到成百上千个端口的应用。3. 分校间的连接。对于地理位置分布较远的多个校区之间的校园联网，采用无线局域网技术是最佳选择。它可以将学校内所有校区的局域网联网，实现资源共享。还有有些布线不方便的校园建筑物之间也可通过无线局域网技术实现连接。4. 移动办公。随着教职员工的移动办公设备越来越多，并且对移动办公的要求也比较高，如会议、校长办公等都适合使用无线局域网。5 .临时性活动。随着学校的办学层次的提高，学校的学术氛围也日益浓厚，对外交流日趋频繁，各种学术活动越来越多地在学校举行。除此之外，学校每年也都会举办一些其他的活动，如运动会、人才交流活动等。由于这些应用的特殊性和灵活性，有线局域网将不能满足校园网的需求。所以很有必要使用无线局域网技术对原有的有线网络进一步扩充，使校园的每个角落都处在网络中，形成真正意义上的校园网。3.2无线校园网关键技术微蜂窝覆盖及漫游 对于教学楼、会议培训、宿舍等场所，无线微蜂窝覆盖是最有效简洁的无线网络铺设方案。由于每个AP 的发射功率均有严格控制，同时，安装在室内的AP 会受建筑物本身的影响，因此单个AP 所覆盖的面积可能无法满足无线覆盖的规划，例如需要覆盖整个教学楼。由于IEEE802.11b 标准规定了AP 的多频道工作模式，因此可以采用多个AP 进行合理分布和配置，将单个覆盖区域扩大成较大的覆盖区域。在整个覆盖区域中，无线终端设备将自动检测信号的强度，建立最高质量的无线链路。微蜂窝覆盖及漫游无线中继 图3.2-1无线中继点 由于微蜂窝覆盖技术中，每个AP 需要与有线网络相连，在学校的有些环境中例如大礼堂、阶梯教室、室内体育场等，面积较大，存在着有线无法达到的范围，这时就需要采用无线中继的方式，也就是通过无线中继点来进行网络接力，进一步扩大无线网络的覆盖范围。中继点的构建，只需要将两个AP 互联，接收前一AP 的无线信号，并形成新的覆盖区域，从而达到无线信号覆盖全场的目的。覆盖开阔区域 有了无线覆盖技术，网络就不仅仅局限于室内狭小的空间，更广阔的学习空间被利用起来，草坪、操场、树阴下不再是网络的终点站，连接了放大器和天线的AP 完全可以将无线信号覆盖到校园的任何角落，每一寸土地都被利用起来，整个校园变成了一个巨大的教学空间。无线网络覆盖开阔区域 图3.2-2无线网桥 无线网络除了覆盖应用以外，无线桥接是另一项重要的应用。利用无线桥接设备，可以为两个或者多个独立的局域网络建立带宽高达11Mbps 的空中连接。对于无线链路具有很强大的管理功能，不仅具有链路质量检测、数据安全加密、带宽控制等功能，而且无线桥接网桥具有非常成功的应用经验，桥接距离从几百米到几十公里均有不同的全套方案以及配套设备。无线网桥的构成包括：IEEE802.11b 无线桥接器、2.4GHzWLAN 专用天线、信号放大器以及其他一些附件设备，例如2.4GHz 信号分配器和避雷器。从网桥的拓扑形式分类，无线网桥支持点对点方式以及单点对多点的方式。构建无线网桥 图3.2-33.3无线校园网可行性分析1.技术可行性无线传输速率从最初的12Mbit/s,到11Mbit/s直至今天的54Mbit/s。新制订的802.11n标准，其传输速率提高到108Mbit/s，甚至高达500Mbit/s。2.经济可行性随着网络产品价格的不断下调和性能的日益提高，使其性价比逐步提高。相对于有线网络，无线投入远低于有线，其一次性投入比为1：5，甚至1：7。3.操作可行性组网速度快，工程周期短 ；实施极为便利，免去布线的困难 ；网络可扩展能力强，应变性好，使用灵活。 第4章 校园WLAN的设计4.1建设背景 安徽财贸学院现有在校学生近万名，教师共400名左右。学院现有三栋教学楼、五栋宿舍楼、一栋行政楼、一栋综合楼和一栋现代图书馆，另两个食堂位于学院中心位置的零号楼。此网络的设计，为了满足广大师生能够方便快捷地使用网络，使每个师生可以在学院的任意地点上网。 建设一个满足教学和工作需要的安全可靠的无线校园网络。无线与有线的统一。本校网络已经建设了有线网络，无线网络建设必须在原有的有线网络上进行，并实现网络互联、认证计费、安全防御等方面与有线网络进行良好的兼容和互补。这就要求校园有线网络的架构不需要任何改变，只需用原有的网管、认证、计费系统就可以对无线网络进行和统一认证。所有教学楼及实验大楼，各层走廊和教室均要求信号覆盖。所有学生宿舍楼:鉴于各宿舍都有有线接通，信号要求全部覆盖；篮球场及足球场：信号要求完全覆盖。室内体育馆：信号要求完全覆盖。各建筑周围的草坪和场所：信号要求完全覆盖。楼：要求信号完全覆盖。学生食堂:要求信号完全覆盖。要求能提供1000并发用户能力。各信号输出点信号强度1015dbm；将按照2.4G工作频段2.4122.462GHz(FCC)分为channel1、channel6、channel11三个完全不干扰频段设计；要求室内容许最大覆盖距离为35100米，室外容许最大距离100400米。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能力，满足学院的多功能发展需求。现在建设高校无线网络，除了要考虑对现有IPv4网络终端的无线接入，还要支持高性能的IPv6的用户接入，以适应网络发展趋势，并保护网络。4.2校园WLAN设计的原则（1）移动性强无线局域网引入的一个特点是移动性用户可以在教室、办公室、实验室、图书馆、宿舍等之间自由移动并和网络保持联接。并且传输范围大大拓宽，最大传输可达到50km。无线网络中的终端通过无线方式进行通信，在任何地方都提供实时的信息服务，摆脱了线缆的束缚，增强了可移动性。同时，无线局域网不仅支持移动终端之间的通信，还允许无线设备接入有线网络。在有线局域网中，两个站点的距离在使用铜缆（粗缆）时被限制在500m，即使采用单模光纤也只能达到3km，而无线局域网中两个站点的距离，目前可达到50km。由于没有线缆的限制，用户可以随心所欲地增加工作站或重新配置工作站，通信范围受环境条件的限制小，拓宽了网络的传输范围。（2）灵活快捷无线局域网可以以一种独立于有线局域网络的形式存在，在需要时可以随时建立临时网络，而不依赖有线骨干网。无线局域网组网灵活，可以满足具体的应用和安装需要。系统结构可以适用于小数量用户的对等网络，也可以适用于几千名移动用户的完整基础网络。在无线局域网中增加或减少移动主机都是相当容易的，增加无线接入点就可以增大用户数量和覆盖范围，并且允许在较大范围内进行漫游。（3）传输速率高，码分多址能力强无线网络的速度可达10M，可支持200个用户连接，且易于扩展，以适应更大量的读者需求。（4）可靠性强有线网络线路由于金属接头生锈、渗水、人为地意外地切断或者网络的联接不良而造成中断，线路失效，可能破坏网络的数据交换，检查问题往往需要很长时间。而无线网络不易受自然环境、地形及灾害影响。（5）便于教学校园无线网络能提供对整个校园网用户的无线上网服务，通过无线网络师生可以在学校任何地方很方便地连入校园网，进行信息的查询，并且马上可以得到数字化的全文信息，方便地进行学习。4.3校园WLAN实现的基本功能1)移动教室只要教师拥有一部上网本，教师你就可以很方便地把它拿到教室或实验室或室外进行教学和演示；或者可以让学生们用它来就地查阅网上资料或递交电子文档的作业等。这样的带无线网络的教学上网本可以在整个校园内移动，其网络连接都不会中断，这样可以十分方便地创造“移动教室”。2)个性化的教学指导 每一个学生的学习进度可能是不一样的。使用无线网络连接的笔记本电脑，老师们可以方便地根据每一个学生的实际情况，来分别布置任务，让他们去完成。这样的教学方式非常具有针对性，容易取得好的效果。3)灵活多变的教室布局如果想要你根据一个特定的教学节目来编排座位；如果你想要在一个多媒体网络教室里增加学生，那么无线网络解决方案就能够很方便的解决这些问题。有了无线网络，无须用网线把PC机连接到每一个以太网端口，所以你在移动一台联网的PC机时跟移动一张课桌一样方便。4)科学数据的及时收集有了无线校园网，学习将变得不受约束。学生可以带着笔记本电脑去教室或者图书馆，这些场所的有线网络端口一般是不能满足所有学生的上网需求的。学生们还可以很方便地将刚刚听到的信息或得来的实验结果到网上去查找相关资料验证，而没必要等到下次去机房时再查对。5)校园无线网络的语音和视频应用 基于无线宽带网络的基础上，可以考虑其他的应用。比如VoIP，就是在无线局域网范围内，可以使用支持IEEE802.11协议的无线终端设备如手机、PDA或PocketPC等来进行语音交流。这一全IP的无线语音系统将具有巨大的应用前景。还可以利用无线网络进行室外视频的实时转播，完全摆脱有线的束缚。6)无线网络在教室中的应用 无线网络的一大特点，是人们可以携带着个人的笔记本电脑，从一地点漫游到另一个区域，不再受到线缆的拘束与羁绊。在每个教室中，老师可以携带笔记本，从讲台上来到学生面前提供讲解。来到教室听公开课的外校老师们，也可以随时接入网络，下载相关的资料，而不需要特意跑到办公区。7)会议室无线网络校方在会议室召开教研讨论会议的时候，往往需要互相传输数据，或者是接入Internet。您是否遇到过人手一条RJ45网络线，大家抢着去连接墙上或桌上的网络线插孔的情况？无论在会议室布设多少的信息点，总感觉不够用，不方便。有了WLAN，不仅使网络应用方便了，而且扩展了会议室同时接入网络的人数。即使召开大型会议，和其他学校的讲师、校长一起进行学术研讨的时候，也能够保证每个人对网络应用的需求。8)临时工作小组无线网络在休闲区进行学术研讨或者在会议室召开例会的时候，会议时间非常短暂，会议地点非常自由。当需要互相传输数据，或者是接入Internet，利用内部无线局域网随时组网，实现简单，可以直接实现互连、接入Internet查阅资料，很大程度上提高了工作的效率。9)随时随地获得资源无论是本校的老师还是学生，无论是来参观的外校的校长还是来指导工作的教育局领导，无论是室内还是户外，只要拿出PDA或者笔记本，就能使用无线网络接入学校内部的网络，下载教学资源、多媒体课件、学校相关资料以及其他一些他们需要从学校获得的资源。即使是在校园内的休息区域和餐厅，甚至很难架设有线网络的公共草坪上，都能够让人撷取网络信息，在无线局域网络涵盖范围内，皆可随处上网。10)随时随地的无线监控点 无线网络覆盖到的任意地方，可以通过放置无线摄像头来轻松实现对该区域的监控，使监控变得更为灵活，既随时随地，并且省去了费时费力的布设视频，音频，控制线等等复杂的施工。例如可以在临时布置的考场放置一个无线摄像头就实现了电子监考。在学校召开开学典礼或者重要会议的时候，透过无线摄像头随时记录下关键的时刻，之后通过剪辑就保留住了学校的历史信息。包括可对学校一些需要注意防范的热闹地点轻松实现监控，防止突发事件的发生。在财务室、校长室等关键地点的门前也可以架设无线摄像头，随时保证安全。11)学生网上查阅资料现今，随着笔记本电脑，PDA的价格日趋合理，也由于它的便携性和移动性，这些用户终端渐渐走进了学校学生的手中。无线局域网的架设，真正体现出了这些移动终端的移动性，学校篮球场，室外休息长椅，教室等任何无线覆盖到的地方，都可以通过无线网络随时随地的接入互联网，以及连入学校网上图书馆查阅资料，学校并且可以对每个终端用户群发通知信息。真正实现了现代化学校带给学生的方便灵活性。12)使用方便，节省话费的 WiFi 电话 学校的教育工作者和管理人员往往同时肩负着教学、科研、管理等多方面的工作，还需要在各个校区间奔波，而现有的电话交换系统都是基于有线结构，远远不能满足学校对移动通讯的需求。即使可以使用手机，手机高昂的费用也是困扰管理人员的一大问题。而使用基于无线系统的WiFi手机，不仅大大增加了移动性，让校长和老师们随时现身于最需要他们之处。而且节省了校内的通话费用，尤其是各分部之间的通讯费用。13)随身携带，满足办公需求的PDA随着无纸化办公的日益加强，学校的排课、申请、报销、审批等流程越来越多地在网上实现，但是基于有线结构的网络迫使学校的教育工作者和管理人员在处理这些问题时必须长时间固定在办公桌边。这与老师们繁忙的工作相矛盾。使用集成了摄像、拍照，灵活的语音和数据通讯功能的PDA，不仅可以满足学校对数据移动性的需求，而且减少了等待的时间，加快了办公流转的速度，节省了中间的环节。让校长和老师们随时可以拿出PDA处理工作，不需要先记录在纸上，再到办公室里输入电脑。还可以通过PDA实现老师之间的点对点呼叫，广播通知式的集群呼叫，语音对讲，远程监控，甚至对设备的管理，校内点餐等应用。 移动PDA对教学管理的一个应用是学生的签到管理，任课教师通过移动PDA可以扫描学生证件上的条码，通过无线或者通讯座将考勤数据及时传递给教学管理系统，这一应用可以第一时间了解学生的出勤率。14)固定资产管理 学校是固定资产大户，由于学校环境的特殊性，固定资产往往处于一种比较无序的管理状态，通过条码结合无线网络技术，我们可以为学校提供一个高效的固定资产管理机制。固定资产具有价值高，使用周期长、使用地点分散、管理难度大等特点，往往设备一购入就失去了监管和控制。 采用 MOTOROLA结合无线网络的远距离射频识别技术的固定资产管理系统可以实时地监控和管理学校的固定资产，能非常方便地清点所有的固定资产，使固定资产管理走向高科技高效率。15)人性化的移动销售点在无线网络的支持下，我们可以将零售网点移动化，在操场边或教学楼周围的空地上，移动的零售网络可以弥补校园中卖品部的不足，为师生员工提供更加人性化的服务。学生同样可以使用校园卡进行消费和结算，同时，消费数据有可以实时地进行交易结算。移动销售点不仅大大方便了师生的消费，也可以为销售点提供额外的收入。 16)高质量的数字及语音服务 使用合路技术，将WLAN信号与3G信号进行合路，使无线网络能提供更为强大的数字及语音服务。4.4组网方案4.4.1网络拓扑结构 图4.4-1实训楼图书馆1、3、5号教学楼行政楼综合楼食堂1、2、3、4、5号宿舍楼安徽财贸学院有线网络拓扑图 无线交换机楼层AP楼层无线AP分布示意图 每个AP通过线缆与交换机相连（图4.4-2）4.4.2 实施方案建筑物名称层数信息点与核心网络的距离实训楼480m行政楼36240m综合楼48250m0号楼 (食堂)312240m图书馆528190m教学楼624*3=72170m宿舍楼648*5=240400m室外区域60 不等 1）在学院的有线网络中，每栋楼都有一个汇聚层交换机与实训楼的核心交换机相连，每个AP都用过网线与自己所在楼的汇聚交换相连，从而连接到网络 。 2）实训楼：学院的网络中心，核心交换机位于其中8号楼三层。由于实训楼有线网络已经布局完善，所以其无线接入点相对较少，在每一层置放一个无线接入点于楼层的中间位置。两栋楼接入点共计8个。 3）行政楼：学院的行政中心，领导的办公地点，对无线网络的需求属于中等，在每层楼的三等分点上设置1个接入点，与楼顶上的AP相连。一共6个接入点。 4)综合楼：学院各系办所在地，在每层楼的三等分位置上设置一个接入点，与楼顶上的AP相连。接入点共计8个。 5)0号楼：食堂所在地，位于学院中心位置，流动人群较多，且无有线网络覆盖。在每层楼上四等分点上放置4个接入点，平均分布在每个四等分点上，一个有12个。 6)图书馆：学院图书信息中心，全校师生学习的地方，覆盖面积较广，只有其四楼电子阅览室有有线网络，是无线网络被使用的最多的地方。图书馆低层和5楼各有一个自修室，平时有很多学生会带着自己的笔记本电脑来学习，有着大量无线网络的使用者，所以