毕业论文 无线网络.doc

安安徽徽机机电电职职业业技技术术学学院院 毕毕业业设设计计说说明明书书 无线校园网方案规划设计 系 部 信息工程系 专 业 计算机网络技术 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2011 2012 学年第一学期 内容摘要内容摘要 摘要内容摘要内容 在信息迅猛发展的今天 国内所有高校均实现了有线网络的建设 但是随着教 学设施的完善 笔记本的普及和无线互联技术的出现 越来越多的便携式计算机终 端被带进了教室 越来越多的学生也开始拥有了带有无线网卡的计算机终端 校园网络规模不断扩大 网络应用不断增加 网络已经成为老师和学生获得信 息的主要手段之一 校园网络的规模从以前的几百用户迅速扩充到几千用户甚至几 万用户 越来越多的校园网络应用开始部署 网络变得前所未有的重要 近年来 教师和学生对高校校园网的依赖性越来越高 随时随地获取信息已经 成为广大师生最迫切的需求 由于无线网络可以迅速 方便地部署到任何环境之中 所以 将无线网络应用到校园网络之中会更方便于教师的教学和学生的学习 使学 生 教师和管理人员无论在室内还是室外都可以介入网络 创建移动的无线教室 在校园中应用无线网络 还可以在每次的需求成本发生变化时 为教室和实验室重 新布线节约时间和成本 而使用无线网络 无论是在教学楼 办公楼 学生宿舍或者其他校区都可以实现 全方位的无线上网 这是无线网络在校园中的发展趋势 关键字 关键字 无线网 网络 校园 校园网 方便 目录目录 内容摘要内容摘要 2 摘要内容 2 关键字 2 目录目录 3 引言引言 4 第一章第一章 无线网络的的概念无线网络的的概念 5 第二章第二章 无线校园网络的分析无线校园网络的分析 6 2 1 设计原则 6 2 1 1实用性 6 2 1 2先进性 6 2 1 3可靠性 6 2 1 4可扩充 6 2 1 5可维护 6 2 1 6安全性 6 2 2 无线网络协议标准 7 2 2 1 IEEE 802 11a 7 2 2 2 IEEE 802 11b 7 2 2 3 IEEE 802 11g 7 2 2 4 IEEE 802 11n 8 2 3 实施原理 8 第三章第三章 无线校园网络的实施方案无线校园网络的实施方案 9 第四章第四章 无线网络安全无线网络安全 10 引言引言 随着计算机的普及 校园信息化的完善和无线便利 使得无线网络变得越来越 重要 教师和学生对高校校园网的依赖越来越高 随时随地获取信息已成为广大师 生们的新需求 但是 传统的有线校园网存在着诸多 网络盲点 细心观察不难发 现传统有线网络容易出现以下问题 1 校内公共网络设施有限 而且使用频繁 人们为了上网不得不在这些地点之间 奔波 2 计算机设备较多 其中 笔记本数目也在逐步增加 在这种情况下 全部用 有线网连接终端设施 从布线到使用都会极不方便 3 有的教室主体结构是大开间布局 地面和墙壁已经施工完毕 若进行网络应 用改造 埋设缆线工作量巨大 而且学生上课时的位置不是很固定 导致信息点的 放置也不能确定 这样 构建一个有线局域网络就会面对各种不便 4 高校通常会有几个在地理分布上并不集中的分校区 用有线光缆连接校园网 工程复杂 成本极高 这就需要我们在现有网络的基础上充分扩展和利用无线网络来解决 第一章第一章 无线网络的的概念无线网络的的概念 无线网络 也就是利用无线电波而非线缆来实现与计算机设备位置无关的网络 数据传送的系统 是现代数据通信系统发展的一大方向 目前 无线网络发展迅速 无线技术也越来越先进和完善 无线网络已经在众多领域得到很好的发挥和运用 包括制造 医疗 教育 企业等都有无线网络很好的案例存在 目前 无线网络标准按照通讯距离的不同分为 WAN WLAN PAN 比较主流的无 线技术有蓝牙 3G HomeRF WI FI WIMAX GPRS CDMA UWB 等 其中 WI FI 运 用最为广泛 其运用主要在 WLAN MESH 领域 无线局域网 wirelessLAN 是一种灵活的数据传输系统 它是从有线网络系统 WireNetworkSystem 自然延伸出来的一种新技术 使用无线射频 RF 技术越空收发 数据 减少使用电缆连接 因此无线网络系统既可达到建设计算机网络系统的目的 又可让设备自由安排和搬动 在很多环境 例如校园或者企业内 无线网络一般会 作为己存在的有线网络的最终连接方式的一个补充 帮助一些计算机客户端通过无 线手段访问建筑物以外或者远在校园内某处的丰富资源 第二章第二章 无线校园网络的分析无线校园网络的分析 2 12 1 设计原则设计原则 2 1 1 实用性 遵循面向应用 注重实效 急用先上 逐步完善的原则 充分保护已有投资 已实用性原则为依据 建设具有最低 TCO 拥有总成本最低 最高性价比 的 WLAN 2 1 2 先进性 采用先进成熟的网络概念 技术 方法与设备 既反映当今先进水平 又给未 来的发展留有余地 2 1 3 可靠性 系统必须可靠运行 主要的 关键的设备应有冗余 一旦系统某些部分出现故 障 应能很快恢复工作 并且不能造成任何损失 2 1 4 可扩充 系统是一个逐步发展的应用环境 必须具有升级换代的功能 2 1 5 可维护 系统具有良好的网络管理 网络监控 故障分析和处理能力 2 1 6 安全性 必须具有高度的保密机制 灵活方便的权限设定和控制机制 以使系统具有多 种手段来防备各种形式的非法侵入和机密信息的泄露 2 22 2 无线网络协议标准无线网络协议标准 2 2 1 IEEE 802 11a 802 11a 是 802 11 原始标准的一个修订标准 于 1999 年获得批准 802 11a 标准采用了与原始标准相同的核心协议 工作频率为 5GHz 使用 52 个正交频分多 路复用副载波 最大原始数据传输率为 54Mb s 这达到了现实网络中等吞吐量 20Mb s 的要求 如果需要的话 数据率可降为 48 36 24 18 12 9 或者 6Mb s 802 11a 拥有 12 条不相互重叠的频道 8 条用于室内 4 条用于点对点传输 它不能与 802 11b 进行互操作 除非使用了对两种标准都采用的设备 由于 2 4GHz 频带已经被到处使用 采用 5GHz 的频带让 802 11a 具有更少冲 突的优点 然而 高载波频率也带来了负面效果 802 11a 几乎被限制在直线范围内 使用 这导致必须使用更多的接入点 同样还意味着 802 11a 不能传播得像 802 11b 那么远 因为它更容易被吸收 2 2 2 IEEE 802 11b IEEE 802 11b 是无线局域网的一个标准 其载波的频率为 2 4GHz 传送速度 为 11Mbit s IEEE 802 11b 是所有无线局域网标准中最著名 也是普及最广的标准 它有时也被错误地标为 Wi Fi 实际上 Wi Fi 是无线局域网联盟 WLANA 的一个 商标 该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作 与标准本身实际上没有 关系 在 2 4 GHz ISM 频段共有 14 个频宽为 22MHz 的频道可供使用 IEEE 802 11b 的后继标准是 IEEE 802 11g 其传送速度为 54Mbit s 2 2 3 IEEE 802 11g 为了解决 IEEE802 11a 与 802 11b 的产品因为频段与物理层调制方式不同 而无法互通的问题 IEEE 又在 2001 年 11 月批准了新的 802 11g 标准 802 11g 既适应传统的 802 11b 标准 在 2 4GHz 频率下提供每秒 11Mbps 的传输速率 也符合 802 11a 标准 在 5GHz 频率下提供 54Mbps 的传输速率 802 11g 中规定 的调制方式包括 802 11a 中采用的 OFDM 与 802 11b 中采用的 CCK 通过规定 两种调制方式 既达到了用 2 4GHz 频段实现 802 11a54Mbps 的数据传送速度 也确保了与 802 11b 产品的兼容 2 2 4 IEEE 802 11n 802 11n 计划将 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 成为 802 11b 802 11a 802 11g 之后的另 一场重头戏 和以往地 802 11 标准不同 802 11n 协议为双频工作模式 包含 2 4GHz 和 5GHz 两个工作频段 这样 11n 保障了与以往的 802 11a b g 标准兼容 2 32 3 实施原理实施原理 对于无线局域网来说 一方面要考虑无线网络的覆盖问题 另一方面也要考虑 无线网络安全对网络管理提出的挑战 校园局域网一般具有较大的规模 不是无线 产品的简单组合 而是一种整体的校园网络系统 考虑到日后扩展的需要 校园无 线局域网系统应尽量保证高吞吐量 安全的移动性以及与有线网络的无缝结合 无 线网络的容量需求 为满足无线网络的容量需求 校园无线网络在网络规划时首先 需要考虑 AP 无线接入点 蜂窝直径内的用户数量与应用内容 用户数量和应用内 容是推动带宽需求增长的主要因素 由无线网络的特点决定 用户对带宽的需求越 高 要求信号质量越好 从而减小了无线信号的覆盖范围 要计算网络的容量 首 先需要确定在覆盖区域和这个区域中的客户机数量 从而计算出这个区域提供服务 所需的总带宽 然后在保证网络带宽的前提下 计算提供足够的覆盖所需要的 AP 数 量 无线网络的覆盖范围 一般情况下 AP 的通信范围室内被限定在 50 100 米左右 室外被限定在 100 600 米左右 无线局域网用户往往被束缚于局部空间内 一旦超 越信号覆盖范围 那么就会失去与网络的连接 无法继续进行通信 针对这种状况 采用多 AP 微蜂窝无线覆盖可以得到很好的解决 实施微蜂窝覆 盖 首先要建立包含多个访问点的无线网络 将要提供服务的范围划分为若干个基 本服务区 每个区域由一个访问点以及与其关联的无线客户端构成 无线客户端与 访问点关联采用 AP 的基本服务区标示符 BSSID 内部设备都使用同一个频道通 信 相邻蜂窝选择不同的频道 每个接入点分别与有线网络相连 从而形成以有线 网络为主干的多接入点的无线网络 这样可以有效地扩大无线网络覆盖面积 达到 在较大活动空间无线漫游的目的 与移动电话的蜂窝系统十分类似 系统允许一个用户在不同的接入点覆盖区域 内任意漫游 随着位置的变