校园无线网络的规划与设计

湖南软件职业学院 无线校园网规划与设计 姓名： 专业： 学号： 指导老师： 目录摘要.1一、无线局域网络的定义与特点.2 1.1无线局域网的定义.2 1.2无线局域网的特点.2 1.3无线局域网的需求分析.4二、无线校园网络的接入方式.102.1、无线网卡.112.2、无线接点与无线网桥.112.3、无线天线发射与接收.112.4、无线局域网接入控制器（ AC ）与认证服务器（ AS ）.12三、构建无线校园网络的基础架构.123.1规划拓扑结构.123.2规划网络层次.13 3.3汇聚层和接入层设计.13 3.4主干网设计.14四、 构建校园无线局域网的方案.174.1、WLAN网络规划流程.174.2、调研及勘查.184.3覆盖设计.18五、信息化的实现，无线网络拓宽了校园网络的应用.22六、网络通信与信息的安全.23七、无线校园网络的实施方案.25八、无线校园网络实施步骤与应用.27总结.29参考文献.30致谢.31 摘 要 随着现代教育技术的应用手段的更新，校园网络的地位在学校教育教学中越来越重要，无线网络技术的不断成熟和普及，拓宽了有线校园网络的应用空间，无线网络解决方案更能满足校园网络的师生要求，并且拥有传统网络所不能比拟的易扩容性和移动性，已经逐渐成为众多网络建设的最佳方案选择。在校园中安装无线接入点，学校师生教职员工可以很方便接入校园网络，为工作、学习带来方便和提高了效率，也提高了教学效果。本文就湖南软件职业学院无线校园网络建设提供了一些技术性参考和设计意见。一、无线局域网络的定义与特点 1.1无线局域网络的定义 无线局域网络WLAN (Wireless Local Area Networks)是利用射频（RF）技术在空气中发送和接受数据，无需线缆介质，是一个相当便利的数据传输系统。它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，使用无线信道来接入网络，为通信的移动化，个人化和多媒体应用提供了传输实现手段，并成为宽带接入网络的有效方案。无线网络取代了传统介质构成局域网络，提供有线局域网络的所有功能。无线局域网的数据传输速率现已经能够稳定达到11MB/S，最新协议可以将无线传输的速度提高到54MB/S，传输距离可以达到20KM以上。但根据目前的技术情况，无线局域网络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和追求。 目前，与有线局域网相比较，无线局域网具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点。无线局域网除能传输语音信息外，还能顺利地进行图形、图像及数字影像等多种媒体的传输。而且随着ATM无线局域网的投入使用，其数据传输率将达到20M25Mbps，可更好地满足用户的需求。1.2无线局域网络的特点1) 、组网速度快、工程周期短，开发、运营成本低 在网络建设当中，网络布线的施工一般情况下是施工周期最长、对周边环境影响最大的。在施工程时，往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优点就是减少了繁杂的网络布线的工作量，一般只要安放一个或多个接入点AP（Access Point无线Hub）设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络，减少了对布线的需求和与布线相关的一些开支，还可以为用户提供灵活性更高、移动性更强、扩充性更方便的方式。2)、使用灵活，具有高移动性无线局域网络，通信范围不受环境条件的限制，拓宽了网络的传输范围。在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息的限制。无线局域网可以使用网络设备的位置选择变得更为容易，只要无线网的信号覆盖区域内，任何一个位置都可以接入网络。3)、扩展能力强，管理方便在已有无线网络的基础上，只需通过增加AP(无线接入点)及相应的软件设置即可对现有网络进行有效扩展。同时，相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，一般的计算机教师和工作人员都可以胜任网络的管理工作。4)、抗干扰性强，安全性能高无线局域网采用特定的带宽频率传输信号，减少了外界信号的干扰，增强传输代码的可靠性，减少误码和错码的出现提高了抗干扰性。另外，无线局域网以空气为介质，传输的信号可跨越很宽的频段，数据不容易被窃取，保证了网络传输的安全性，同时无线局域网采取网络隔离及网络认证措施；无线局域网设置有严密的用户口令及认证措施，防止非法用户入侵；同时，无线局域网设置附加的第三方数据加密方案，即使信号被盗听也难以理解其中的内容。对于有线局域网中的诸多安全问题，在无线局域网中基本上可以避免。5)、受自然环境、地形及灾害影响小。无线网络由于本身特点，可根据客户需求灵活定制网络环境，覆盖范围大，几乎不受地理环境制约。1.3需求分析1.3.1 建设背景在信息迅猛发展的今天，国内所有高校均实现了有线校园的建设。但随着教学设施的完善，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。教师和学生对高校校园网的依赖性相当之高，“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”，比如在图书馆、食堂等许多不宜网络布线的场馆设施如何联网？在教室、实验室等场合如何突破网络节点限制、实现多人同时上网的问题？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。就湖南软件职业学校的现状进行了分析和探讨。决定对学校无线校园网的规划设计做一套合理的方案。 软件学院平面图1.3.2 学校建设无线网络的目标总体建设目标是以现有宿舍区和教学区内网络为依托，利用无线网络技术，改善教学区信息网络建设基础设施的环境，解决何时何地都能上网问题，进一步扩大教学区网络的使用范围，使师生们在任何时间、任何地点都能方便高效地使用信息网络。（1）在学校实行无线覆盖。在校园中，你是不可能做到每一个角落都一定可以网线到位的。而随着校园信息化的发展，势必要求把网络延伸到校园的每一个角落，比如阶梯教室、体育场馆、会议厅、图书馆阅览室、办公楼内扩容、家属区上网，这些地方都无法采用有线网络来完成，只有WLAN可以解决这些问题。（2）在学校能漫游。用户在移动中，需要时刻保持与网内不同无线接入点的稳定连接以实现漫游。室外无线接入点RG-P-780支持标准漫游协议，实现跨区域的无缝漫游，并自动寻找最佳信号质量的无线接入点建立连接。（3）方便管理，迅速排错。对设备的管理是网络管理的重要部分。建成后的校园无线网络中，所有网络设备应当遵循统一的、标准的管理协议和兼容性，并满足集中、统一管理的功能需要，使得网络中心管理人员可以在网管工作站随时观察每一台网络设备的工作状态。1.3.3具体实施目标侧重实际应用，覆盖校园内大部分区域，为教学和学习生活提供切实可用的无线网络环境；采取通行的网络协议标准：目前无线局域网普遍采用802.11系列标准，因此校园无线局域网将主要支持802.11g（54M带宽）标准以提供可供实际应用的相对稳定的网络通讯服务，同时兼顾多种类型应用和将来的投资保护，需要同时支持801.11a，802.11b，实现双频三模技术。但是为了长远利益着想我们的无线设备将采用支持802.11n标准（300M带宽）的设备为以后的升级预留空间。全面的无线网络支撑系统（包括无线网管、无线安全等），以避免无线设备及软件之间的不兼容性或网络管理的混乱而导致的问题；保证网络访问的安全性；采用非独立型的无线网络结构选型（即：有线无线结合）。A、覆盖范围要求有线网络无法接入的室外场所：校园内一些场所很难实现网络有线接入，采用无线方式可以实现覆盖大范围室外空间的无线网络接入。本次建设主要包括图书馆前后空地、食堂、学生宿舍（学生教室外学习的主要地方）。有线网络使用不便或受限的室内空间：校园内一些室内场所空间较大，会产生许多人同时接入网络的需求，采用有线的方式只能提供少量接口，不能满足要求。用无线网络覆盖来解决相当数量的移动设备同时访问网络的问题。主要包括图书馆、行政楼、学生餐厅、教学楼、宿舍等。B、安全、认证、和管理要求实现针对用户管理、认证、控制功能；C、校园无线网网络结构要求无线接入所需布设的无线路由器通过校园网的汇聚层设备接入到校园网中，在汇聚层都提供相应的接口给无线网。D、工程布线和安装要求室内部分：定好较为开阔位置，将网线走暗线铺设到位，无线路由器可利用设备本身自带的安装附件进行安装；如果需要遮蔽，则需要定制非金属安装盒；如果是挂在天花板上，则根据天花板的情况而定，若天花板是非金属结构，可以固定在天花板内。安装过程中应充分考虑防盗问题。室外部分：根据设备位置有两种布线方式。如果无线路由器设备放置在楼顶，则需要走网线和电源线；如果无线路由器设备放置在室内，天线放置在室外，则需要走天线馈线。这两种方式馈线都需走铁管，贴防水胶方式处理，安装过程中应充分考虑防盗。供电部分：无线路由器的供电可采用POE方式由接入的网络设备进行供电（无需本地供电）。E、产品能力要求产品支持AES、WEP加密等安全标准、漫游切换、支撑QOS能力1.4校园无线网在教育中的发展与应用1.4.1 教学网络通过校园无线网络覆盖机房、多媒体教室等。为广大师生提供了一个更为有效的网络互动平台，加强了学习生活的交流，同时为学生在教室内的自习提供一个方便的查询资料的网络环境。1.4.2 图书馆网络通过无线校园网覆盖整个图书馆内所有的区域，教师和学生可以很方便地利用无线网络查阅到网络上的相关资料和浏览数字图书。行政办公网络通过无线校园网覆盖学校的各系、院办公楼和行政办公区，通过对办公区域提供无线网络，提高了各职能部门的效率，满足了教职员工的在线查询能力，大大提高了各职能部门的服务质量。1.4.3 教工、学生宿舍网络在教工宿舍和学生宿舍提供了无线局域网无线覆盖，满足了教工和学生临时上网的要求。1.4.4 无线应急网络在出现需要突发性大规模网络服务要求的场合，提供临时性的无线网络服务，满足用户对网络的需求。校园信息化建设一直是高质量、高效率教学办公的保障，随着802.11g无线局域网技术和无线产品的成熟，无线网络的应用将会为网络化学习、教学开创新的应用模式； 利用无线网络实现校内信息的发布、共享、传递，推进教学及管理信息化，拓展学生的知识面。而有线网络只能提供师生们固定的、有限的网络信息点，随着时代的进步，笔记本电脑的普及，师生们希望不仅仅是在实验室才能将他们的计算机连上网络，而在校园的草坪上、宿舍区、图书馆等任何一个角落都能将他们的笔记本电脑随时随地、随心所欲的联入校园网或Internet、不愿再受有线的束缚。WLAN技术的出现，学校采用无线组建校园网，学生们不仅可以在宿舍和实验室固定的地方上网 ，还可以在课堂上、图书馆等许多地方很方便的接入，甚至根据自己的合理时间安排，在学校宽阔空旷的花园草坪上上网查阅学习资料。在考试前夕更可以减少机房、电子阅览室等可以有线上网园区的压力，改进学校的学习环境，提高了学生的学习效率与成绩。所以，对于学校来说，一方面教学的互动性增强了，另一方面，教学的信息量大大增加了；在课堂上，学生不再仅仅是被动的听者，也是互动教育的参与者，学生可以用自己的资料来参与教学，同时这些数据可随时共享，在课堂上现场做演示，并允许老师和同学们共享文件。回到宿舍，学生也不再为找网络接口而发愁，躺在宿舍的床上既可用笔记本无线上网，享受最前沿科技带来的便捷和乐趣，周末期间可在多个宿舍之间自由共享文件进行学习探讨、学术交流、音乐视频点播等自由娱乐。二、无线校园网络的接入方式 局域网组建规划是多学科知识的综合，涉及系统工程学、通信技术、网络技术、安全技术、软件工程等领域。如图2-1： 图2-1无线局域网（WLAN）技术大致有蓝牙（Bluetooth）、IEEE 802.11 系列、HiperLAN、HomeRF技术等。目前得到广泛应用的较成熟的技术是IEEE 802.11 系列：分为有IEEE 802.11b、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。其中，IEEE 802.11b支持11Mbps共享接入速度，采用2.4GHz ISM频段；IEEE 802.11b 技术，它采用了5GHz频段，其速率高达成54Mbps；而IEEE 802.11g是一种混合标准，它即能适应IEEE 802.11b标准，又符合IEEE 802.11a标准，但技术不是很成熟。综合目前技术情况考虑，IEEE 802.11b无论是传输距离还是传输速率都占有优势，因此，大部分无线校园网可选择IEEE 802.11b标准。 无线局域网的组成包括无线网卡、无线接入点（Access Point，简称AP）和无线天线，以及接入控制器AC和认证服务器AS。无线局域网利用常规的局域网（如10/100/1000M以太网）及其互联设备（路由器、交换机）构成骨干支撑网。利用无线接入点（AP）来支持移动终端（MT）的移动和漫游。配有无线网卡的台式PC机、笔记本电脑或其他设备就可以与无线网络连接起来。 2.1、无线网卡对于客户端，无线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，主要有三种类型：PCMCIA无线网卡、PCI无线网卡和USB无线网卡。1）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。2）PCI接口无线网卡适用于普通的台式计算机使用。3）USB接口无线网卡适用于笔记本电脑和台式机，支持热插拔。这种类型的网卡一般外置有天线，拆卸方便，是一种非常好的选择。2.2、无线接点与无线网桥无线接入点AP（Access Point）的作用是完成WLAN和LAN之间的桥接。其作用类似于以太网中的集线器。当网络中增加一个无线AP之后，即可成倍扩展网络覆盖直径。根据产品特性，一个AP可以支持的接入计算机的数量相关很大，一般产品可供接入的计算机数目是30-40台，最多可以支持到100台左右。由于无线AP基本上都拥有一个以太网接口，可以很方便与有线网络实现无缝连接。许多无线AP还拥有代理服务器和路由功能，借助于ADSL或Cable Modem等连接，从而实现Internet接入共享。无线网桥（ Bridge ）是在以太网之间提供高速、远距离（ 30Km 以内）的连接。一般用于连接两个或多个 LAN （每个 LAN 位于不同建筑物内），适合高吞吐量的应用，以及有线难以铺设的场所和环境。2.3、无线天线发射与接收WLAN工作站也可漫游（Roaming）在不同的AP之间。AP的覆盖理论上可达到约250m左右，在半开放性空间，或有间隔的区域，也只能达到30-50m左右。由于微波是直线传播，所以微波都是小角度穿透几面墙体，墙体将减弱信号，如果墙体为钢筋混凝土，信号则会更弱。所以，在实际情况下，都要加装外接增益天线（天线主要有全向和指向天线），对所接收或发送的信号进行增益，使距离到达更远、信号更强。2.4、无线局域网接入控制器（ AC ）与认证服务器（ AS ）无线局域网接入控制器（AC）是 WLAN 和 IP 骨干网和外部网络之间的接口网关。在非 802.1x 的 WLAN 中， AC 负责发起认证请求，监视用户实时使用情况并采集计费信息送入 AS 中进行计费。 认证服务器（ AS ）提供与 WLAN 无线接入区域之间的 IP 认证和计费信息接口。 AS 、 AC 、 AP 之间使用标准的 RADIUS 协议传送认证、鉴权和计费信息。 AS 能支持多个 AC 和 AP ，即能够同时满足大范围的 WLAN 接入需求。三、构建无线校园网络的基础架构 设计原则：无线覆盖设计将遵循按照信号范围最大化原则，在全校全面覆盖的前提下，重点选择部分区域进行更加细腻的覆盖。并且，保证无线网络稳定性并与绝大多数主流无线网卡兼容，同时兼顾考虑网络扩容，为今后网络扩容做好预留。3.1规划拓扑结构拓扑结构 中小型、小型局域网一般可采用星型结构 ；大中型局域网络考虑链路传输的可靠性，可采用冗余结构。 考虑因素 1）地理环境2）传输介质与距离 3）可靠性 如图2-7 星型 星型冗余 图2-73.2规划网络层次 局域网分层是按照网络规模划分为三个层次：(1)核心层(2)汇聚层 (3)接入层 如图2-8： 如图2-8 (4)中小型、小型局域网一般可采用核心/接入层 ；(5)大型、大中型局域网络一般可采用核心/汇聚/接入层 。3.3汇聚层和接入层设计 汇聚层:存在与否，取决于网络规模的大小。当建筑楼内信息点较多（比如，大于22个点）超出一台交换机的端口密度，而不得不增加交换机扩充端口时，就需要有汇聚交换机。交换机间如果采用级连方式，即将一组固定端口交换机上联到一台背板带宽和性能较好的汇聚交换机上，再由汇聚交换机上联到主干网的核心交换机。如果采用多台交换机堆叠方式扩充端口密度，其中一台交换机上联，则网络中就只有接入接入层:即直接信息点，通过此信息点将网络资源设备（PC等）接入网络。汇聚层采用级连还是堆叠，要看网络信息点的分布情况。 汇聚层、接入层:一般采用100Base-TX快速交换式以太网，采用10/100Mbps自适应交换到桌面，传输介质是超五类或五类双绞线。要根据应用需求可选择支持12个光端口模块 .3.4主干网设计 主干网技术的选择，要根据以上需求分析中用户网络规模大小、网上传输信息的种类和用户可投入的资金等因素来考虑。主干网用来连接建筑楼宇和服务器群，可能会容纳网络上5080%的信息流，是网络大动脉。连接建筑群的主干网一般以光缆作传输介质，典型的主干网技术主要有100Mbps-FX以太网、1000Mbps SX/LX以太网等。3.5局域网设计 你是否有这样的愿望？在校园的任何一个角落，无论在操场上，草坪上或者教室，办公室，亦或教职工小区或者学生宿舍区。只要有一台笔记本电脑（或者台式机），一块无线网卡您便可以轻松实现宽带上网，查阅自己需要的资料，欣赏网上精彩的电影。这一切在以前也许只是一个梦想，必须通过烦琐的综合布线来实现。而现在，随着无线网络的发展，一切都问题都迎任而解，通过无线方式接入，可以彻底摆脱有线的束缚，轻松实现无线宽带接入互联网，并且价格已不再昂贵。并且已经在我国知名学府，如北京大学，南开大学率先投入使用。无线网络是由无线网卡、无线集线器、无线交换机、计算机及其它相关设备组成，利用无线微波信道作为传输介质的计算机网络，简称为WLAN(无线局域网)。无线局域网的网络速度与以太网相当。一个AP (Access Point,也称无线集线器)最大可支持200多个用户的接入。WLAN的数据传输率目前最高可达11Mbps，传输距离可远至1.5公里，它可以与现有的有线连网和谐地结合起来，不仅传输距离远，而且使网上的计算机也具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的移动办公网络的连接问题。 大家可以想象一下，当学生们惊奇地发现自己的笔记本电脑在学校任何角落都可以上网时的那份兴奋劲现在这一切的实现都不是梦了。无线局域网设计 无线网络，网络无限。1. 对等方式 图12. 接入方式 图23. 中继方式 图3图1无线对等局域网 图2 无线网中继连接 图3 以AP为中心的星型结构 建成的无线网络的性能：将建成的无线校园覆盖网络，能够达到如下要求：1最高带宽为11M，单片网卡下载速率最高可达400K，远远超过了ADSL和拨号上网；2单个AP覆盖半径为1.5公里，能覆盖整个校园；增加若干分中心以后，可以覆盖更大的范围，并且能完全屏蔽盲区；3四层网络密码和入网MAC地址设备号认证，可有效控制上网计算机，管理十分方便；4利用校园现有的网络基础设施，免除学校挖沟布线的麻烦，节约学校投资；可在学校操场、演播厅等任意地方畅游网络；5节省用户投资：每户只需一块无线网卡（USB无线网卡或PCMCIA笔记本无线网卡），即可共享单位的Internet出口。3.6通信设备的选型1.通信设备选型基本原则 2.品牌选择 扩展性考虑 “量体裁衣”策略 性价比高、质量可靠的原则 3. 核心交换机选型要求高性能，高速率便于升级和扩展 , 高可靠性 强大的网络控制能力，提供QoS和网络安全，以持RADIUS、TACACS+等认证机制 良好的可管理性，支持通用网管协议，如SNMP、RMON、RMON2等 4. 汇聚和接入层交换机选型要求灵活性 高性能 在满足技术性能要求的基础上，最好价格便宜，使用方便，即插即用，配置简单具备一定的网络服务质量和控制能力以及端到端的QoS（服务质量）如果用于跨地区企业分支部门通过公网进行远程上联的交换机，还应支持虚拟专网VPN标准协议。支持多级别网络管理。5. 远程接入与访问设备选型要求。四、构建校园无线局域网的方案4.1、WLAN网络规划流程WLAN网络规划流程可以分为以下几个步骤：调研及勘查、覆盖设计、频率规划、容量规划、网络优化几个步骤。通过调研了解客户需求，明确网络覆盖目标、应用背景，分析用户对象群及数量、业务特征等；并对WLAN覆盖现场进行勘查，获得现场环境参数、传输及点位等资源情况。在此基础上制定合理的WLAN网络规划总体原则和策略。覆盖设计阶段首先确定WLAN网络的覆盖方式，即采用室内还是室外覆盖方式、单独建设还是与移动通信网络合路等。确定覆盖方式之后根据现场环境参数进行链路预算，在此基础上初步确定AP点位及数量。在有条件情况下，进行WLAN仿真，预测规划效果，并根据仿真结果进行调整，直到各项参数达到目标值。 覆盖设计之后根据前面确定的AP点位及数量进行合理频率规划，规避频率干扰，力求将干扰降到最小。若频点始终无法合理规划，需重新调整AP的点位及数量。 然后根据用户需求进行容量规划。容量规划与频率规划是相互关联又相互制约的，提升容量将增大干扰，降低干扰又会减少网络容量，容量规划的目的就是找到容量和干扰整体最优的结合点。最后，在WLAN网络建成之后，进行实际的测试，做相应的优化调整，使网络性能达到最优。当然，WLAN网络规划的这几个步骤之间是相互关联、不可分割的，进行实际规划设计时应综合考虑这几方面，这样才能减少网络规划往复次数，并使最终的WLAN网络性能接近最优。4.2、调研及勘查前期调研和规划是网络规划的基础，是获得规划输入参数的过程。调研阶段需与运营商进行良好沟通，以确定准确的覆盖目标、网络设计容量以及网络的预期质量。由于WLAN信号在空间衰减较快，且WLAN多应用于室内环境，建筑结构、房屋材质对WLAN信号的影响很大，需进行现场的勘查，为WLAN的规划、仿真做好前期准备。另外，WLAN使用的是非授权频段，前期勘查的另一目的是确认附近是否有干扰源，是否需要与其他运营商或企业商议频率问题或采取其它干扰规避措施。4.3覆盖设计4.3.1覆盖方式WLAN网络大体可以分为下面两种场景、4类覆盖方式。（1）室内覆盖：单独建设方式、共用室内分布系统建设方式；（2）室外覆盖：室外型AP覆盖方式、Mesh型网络覆盖方式。4.3.2室内单独建设方式这是目前最简单、应用最广的WLAN建设方式。如图1为某办公楼WLAN网络点位图。 图1 某办公楼WLAN网络点位图 采取单独建设方式时，主要根据WLAN的覆盖和容量需求在相应的位置布放，并将走线长度控制在允许范围内。随后的链路预算只需计算空间损耗即可。 一般来说，单独布放点位选择比较灵活，基本可以使用适合WLAN覆盖的最佳点位；并且由于使用了较多的AP，可以获得较大的网络容量。4.3.3共用室内分布系统建设方式目前很多高档写字楼已经进行了移动通信的室内分布系统建设，在引入WLAN时可以考虑采用共用室分系统的建设方式；另外，没有室分系统的楼宇在规划建设室内分布系统时可以将WLAN信号一同考虑。如图2所示，将WLAN的无线射频信号通过合路器馈入室内分布系统，各频段信号共用天馈进行覆盖。 图2 室内型由于WLAN设备输出信号强度较小，一般采用后端合路，使AP尽量接近天线。共用室内分布系统的优点在于可以充分利用原有资源，工程量较小，经济快捷。另一方面，应注意WLAN使用与原有系统不同的频段，需更换支持2.4GHz的元器件；需重新进行链路预算。共用室内分布系统时天线点位可能不是最优的；且由于使用的AP较少，网络容量较低。4.3.4室外型AP覆盖方式对于居民楼、校园等以覆盖需求为主的地区，可以使用室外型AP进行覆盖。如图3所示，AP置于建筑物顶端或外墙，使用室外型AP和高增益天线，对室内进行覆盖。 图3 室外型采用室外型覆盖方式建设速度快，网络维护简单，投资少见效快。但应注意下面几方面问题。（1）室外WLAN信号和室内WLAN信号之间的干扰；（2）WLAN为共享带宽，无法保障单个用户的带宽；（3）室内WLAN信号的覆盖效果。4.3.5Mesh型网络覆盖方式对于室外较大面积（如城市、校园等）的WLAN覆盖可以采用Mesh型网络覆盖。如图4所示，Mesh技术采用网状网结构，通过若干个基于无线互联的AP群对目标区域进行覆盖，并将数据回传至有线IP骨干网。五、校园网络建设对信息化的实现，无线网络拓宽了校园网络的应用近几年，随着我国校园信息化的开展，各教育机构根据实际情况，都建起了一定规模的计算机校园网络，信息化如雨后春笋般全面铺开，校园网的优势越来越明显，效果越来越显著，部分地区已经建起了城域网达到了互联互通的程度（广州、南海、顺德、中山、东莞、珠海等珠三角地区都已经建起了教育城域网）。校园网的建设为管理提供了有效的手段；为教育提供了电子化教学平台；为资源提供了共享的便利；为学校提供了对外的窗口。 根据近几年来校园网络建设情况分析，由电缆或光缆构成的局域网有其本质的缺陷：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各站点不可移动。特别是当要把相距数公里到数十公里距离的远程站点接入网络时，或把这样距离的两个局域网相连时，当采用电话线路做传输媒介时，有速率低、误码率高和线路可靠性差的问题；而敷设专用通讯线路时，有布线施工难度大，费用多、耗时长等不足。这些问题都不同程度的制约着正在迅速扩大的联网需求。解决这一难题且有效和快速的方法是采用无线网络技术。无线校园网络建设对于提升我国信息化水平具有重要意义，对学校、教师以及学生来说，具有广泛和现实的意义，将对教育、社会和国家产生深远的影响： 1） 对学生来讲有着重要的意义： 每个学生都能平等地掌握和拥有获取网络资源和信息的资格； 促进学生参与教学的互动性，丰富课程的教学资源； 可以方便开展以学生为中心的教学模式，提升网络应用的协作方式； 实现教与学的相互性，方便学生开展学习，沟通、讨论和协作； 提升学生自身能力，丰富层面，运用网络增强就业的竞争能力。2）无线校园网对教师也起着重要的意义： 有效地提高教师的业务能力，提升教育教学的能力和沟通能力； 促进教师提高运用现代教育信息技术的操作技能技巧； 全面改善教师的工作环境，从繁重的教学工作任务解脱，办公环境不局限在一个固定地点； 实时高效方便开展远程教育。3）无线网络对学校的意义： 提高学校宣传效应，提高学校知名度和竞争力； 推动学校教育改革，促进办学需求，减少教学环节的运营成本； 推进学校信息化、网络化、现代化的建设； 促进教学标准化，提高对教学的管理能力，提升教学质量。六、 网络通信与信息的安全学校对无线网络的要求集中在：价格低廉，安装快捷，具有移动性和易用性，支持快速增长的用户需求，同时具备安全性。 什么是计算机安全?计算机安全是指保护数据处理系统而采取的技术的和管理的安全措施，保护计算机硬件、软件和数据不会因偶尔或故意的原因而遭到破坏、更改和泄密。针对无线校园网的设计需求，无线校园网不仅要满足性能、价格等各种要求，还提供了便利性，是有保护、可管理、且增强无线网络安全的网络。 第一，网络必须体现简单方便。 当用户试图连接到网络时，无线网络自动分析用户的网络配置，并提供连接，使用户直接连到网络而无需安装特殊的软件并更改自己的网络设置。同时，网络必须完全兼容所有的电脑设备，不需要更改就能接入。第二，网络必须考虑安全性。1、所有常规有线网络存在的安全威胁和隐患都存在。2、外部人员可以通过无线网络绕过防火墙，对内部网络进行非授权存取。3、无线网络传输的信息没有加密或者加密很弱，易被窃取、窜改和插入。4、内部信息点可以设置无线网卡为P2P模式与外部员工连接。5、无线网络的安全产品相对较少，技术相对比较新。第三，网络应该体现可管理性和可运营性。无线校园网管理起来很方便。对技术人员的要求不是很高，一般经过数天的培训都可以胜任。网络的管理系统十分人性化，只需要花几分钟的时间便可以监控和管理整个无线网络的每一个 AP 和 无线用户的情况。根据本校本单位的实际情况，适当收费减轻学校的资金负担，应该是体现在网络的先进性和运营性。通过AC和AS可以权监网络计费系统。 对于不同的局域网的应用环境与需求，无线局域网可采取不同的网络拓扑结构来实现互连：1、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。2、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。3、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。4、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。七、无线校园网络的实施方案根据无线网络的特点，依照学校本身环境的结构和特点，线网络的实施可应用在两大方面：其中一是室内教学环境；另外一个是室外校园环境。无线网络可以原有的有线校园网基础扩建，也可直接进行分步实施进行完全无线链接。1、室内环境的无线网络实现在室内部署WLAN的第一步是要确定AP的数量和位置。也就是要将多个AP形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖，各覆盖区域之间无缝连接。所有AP通过双绞线与有线骨干网络相连，形成以有线网络为基础，无线覆盖为延伸的大面积服务区域。所有无线终端通过就近的AP接入网络，访问整个网络资源。 覆盖区的间隙会导致在这些区域内无法连通。安装人员可以通过地点调查来确定AP的位置和数量。地点调查可以权衡实际环境（如教室的面积等）和用户需求，考虑到教学环境对网络带宽、网络速度的要求，这包括覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等。多个AP通过线缆连接在有线网络上，使无线终端能够访问网络的各个部分。 通常情况下，一个AP最多可以支持多达80台计算机的接入，当然，数量为2030台时工作站的工作状态最佳，AP的典型室内覆盖范围是30100m。根据教室和会议厅的大小，可配置1个或多个无线接入点。 无线局域网在室外主要有以下几种结构：点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型:1) 点对点型该类型常用于固定的要联网的两个位置之间，是无线联网的常用方式，使用这种联网方式建成的网络，优点是传输距离远，传输速率高，受外界环境影响较小。2) 点对多点型该类型常用于有一个中心点，多个远端点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单；其次，由于中心使用了全向天线，设备调试相对容易。该种网络的缺点也是因为使用了全向天线，波束的全向扩散使得功率大大衰减，网络传输速率低，对于较远距离的远端点，网络的可靠性不能得到保证。3) 混合型这种类型适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点，还有建筑物或山脉阻挡的点。在组建这种网络时，综合使用上述几种类型的网络方式，对于远距离的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式，有阻挡的点采用中继方式。2、室外环境的无线网络实现1）设备的选择：AP、无线全向天线、无线定向天线。 全向天线：在所有水平方位上信号的发射和接收都相等。 定向天线：在一个方向上发射和接收大部分的信号。 2）室外考虑因素 与教室、会议室不同的是，在校园区室外配置无线接入点要复杂一些，要把各自成一个局域网而又有一定距离的各栋楼房连接起来。在网络的每一端接入AP，并在距离远或信号弱地方，同时外接高增益天线，这样就可以实现几公里以内的两个网段之间的互联了。 根据实际情况，校园无线网络应用的实现通常出现在以下这几个方面。1、办公室：教师利用便携式电脑准备讲课稿；2、课堂/教室：教师利用笔记本电脑演示课件，学生利用终端访问课件或校园网络信息资源；3、宿舍：学生课外访问学习参考资源；访问Internet,学习更多知识；4、草坪绿地：户外环境实现轻松学习；5、会议培训室：利用笔记本参加会议交流；6、阅览室：利用笔记本访问特有资源教学楼无线覆盖。7、 计算机实验室：可以采用有线或无线的连接。八、无线校园网络实施步骤与应用构建无线校园网络是一个有序有理有据的过程，首先要做好网络的调查、研究和策划，做好方案和设备的购买，以及工程的施工、安装等，还要做好各方面的评估、测评、调试、应用等步骤。无线校园网络建设的工期与校园规模以及无线网络建设密度相关。1、 网络环境分析根据需要建设的校园网实际场地情况和项目需求，了解现有网络情况、设备配置、网络管理、应用类型等，建立无线覆盖或者无线网桥构建方案。2、 现场效果测试，定位网络设备的性能根据环境分析得出的结论，进行现场效果测试。通过特定的辅助工具，检测无线覆盖范围、信号强度、网络通讯质量以确定AP的最佳安装位置，还可以调整天线的高度和角度，达到最优的无线网络性能。3、 网络建设的实施在通过效果测试以后，进行设备选型，根据实际情况选择相应的AP、放大器、天线以及其他的辅助设备进行无线校园网络的构建。4、网络工程项目评估和测评网络建设完成后，在各种环境中进行测试，以确定无线网络的流量、稳定性、不同区域的带宽、桥接性能等要素，对项目进行评估、检测。对无线局域网的校园应用主要从以下三大方面考虑： 一）提供基本的网络数据传输，达到资源共享的目的 可以将室外的教学楼、图书馆、学生宿舍等建筑物通过无线网桥（ bridge ）加以桥接，并且对室内的内的体育场、会议室、草坪等应用场合使用无线局域网方式（ WLAN ）加以无线覆盖。无线信号覆盖到校园的任何角落，整个校园变成了一个巨大的教学空间。 二）通过无线网络建立校园内的安全监控网络 现在很多学校都在安防上投入巨资，但往往效果不尽人意。维护和管理要花大量时间和人力。安全监控网络要求网络稳定性高、视频信号传输清晰、网络安全性好。利用无线传输的优势可以完全避免有线方式带来的种种限制，隐蔽性好、见效快，而且监控点的位置可以根据需要随时做出调整，设备可以重复使用。为师生提供良好的工作、研究和学习的环境。 三）利用无线网络进行远程教育的开展可利用网络的共享特性，在网络中心建立相关的资源网站，开展课程远程点播和实时教学点播。采用网络认证的方法可以进行学校的学分制课程网络选修。从而节约资源、减轻教师的压力，从而提高学校的教学管理能力。四）利用无线网络技术为学校管理和校务管理供了电子人力资源很多学校利用无线网络技术都建立了“一卡通”设备擦卡，方便了师生各方面的消费和管理，如图书管理、收费处理、考勤管理等应用。 总 结 综上所述，面对校园网络的需求，随着无线设备技术的日趋成熟，人们逐渐对无线局域网的认识，价格也不断下降，很多学校都建立了自己的公共机房和局域网络，并尝试无线网的探索和应用。以及INTEL的“迅驰”移动技术在笔记本电脑的大量普及。无线网络技术的应用会越来越多被人们认可并应用到实际学习生活中。 从校园网的组建方案、可以选用的网络技术、对网络设备的介绍和选择及安全解决方案等多方面的论述，使我们对校园网建设工程有了一个比较深入的了解，它的所用到的各种技术是多方面的，即有网络技术，也有管理制度等各个方面的知识。网络技术的发展是永无止境的，在前进的过程中必将有更多的知识需要我们去学习与研究，并能将其应用到实际的网络建设之中。 参考文献1汤小丹，王侃雅，汤子瀛，哲凤屏.计算机网络技术及其应用.电子科技大学出版社出版，19962张基温.现代计算机网络教程.北京：人民邮电出版社，20023肖德宝.计算机网络.武汉：华中科技大学出版社，20024佟震亚，于雪丽等. 现代计算机网络教程.北京：电子工业出版社，19995杨芙清.现代商业与自动化.信息与电脑，19946郭亮，张辉，李伟琴.网络管理技术的现状与展望.中国计算机报，19957张淞芝编译.管理信息系统的企业网络.中国计算机报，19958吴功宜等. 计算机网络教程.北京：电子工业出版社，20079胡道元.计算机局域网.北京：清华大学出版社，199410安淑芝.网络互连设备使用技术教程.北京：清华大学出版社，200811(美)James F.Kurose等.计算机网络.陈明等译.北京：机械工业出版社，200512（美）Behrouz A.Foruzan和Sophia Chung Fegan.TCP/IP协议族.谢希仁译.北京：清华大学出版社，200113Andrew S.Tanenbaum.计算机网络.熊桂喜等译.北京：清华大学出版社，1998致 谢 在本次论文设计过程中，夏西平老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！30