無線網(wǎng)絡(luò)在校園網(wǎng)中的設(shè)計和應(yīng)用

李　鋼

[摘要]隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟和成本的不斷降低，無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始走進校園，成為校園網(wǎng)中不可取代的一部分。涉及一套覆蓋教學(xué)樓、實驗室、辦公區(qū)、圖書館和宿舍的無線校園網(wǎng)，詳細分析每部分子網(wǎng)的構(gòu)成。

[關(guān)鍵詞]無線網(wǎng)絡(luò) 校園網(wǎng) 子網(wǎng) AP設(shè)計

中圖分類號：TN92文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0510070－01

一、無線校園網(wǎng)的組成

無線校園網(wǎng)主要由無線數(shù)字校園網(wǎng)、移動教學(xué)平臺、終端及其它配套組網(wǎng)設(shè)備構(gòu)成。

（一）無線數(shù)字校園網(wǎng)。無線數(shù)字校園網(wǎng)是無線移動數(shù)字校園網(wǎng)的支撐，提供校內(nèi)無線覆蓋、漫游、寬帶數(shù)據(jù)接入等功能。

1．AS（鑒權(quán)服務(wù)器）。AS的功能相當于無線數(shù)字校園網(wǎng)與GSM/GPRS

網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)網(wǎng)關(guān)，完成寬帶網(wǎng)絡(luò)與移動原有的GSM網(wǎng)絡(luò)之間的適配功能；2．AC（接入控制器）。AC作為無線數(shù)字校園網(wǎng)匯聚層的用戶業(yè)務(wù)接入設(shè)備，提供了功能強大的用戶管理和業(yè)務(wù)控制功能；3．LAN switch。LAN switch，提供邊緣用戶的接入、匯聚功能；4．AP(access point），無線接入點。AP相當于以太網(wǎng)的集線器，使裝有無線網(wǎng)卡的PC或移動設(shè)備可以通過AP共享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，室外覆蓋300m左右；室外AP可達600m甚至千米以上；5．AAA Server（鑒權(quán)、認證、計費）。AAA服務(wù)器采用RADIUS（遠端認證撥號接入服務(wù)）協(xié)議，主要完成認證、授權(quán)和計費的功能。

（二）移動教學(xué)平臺。移動教學(xué)平臺是無線移動數(shù)字校園網(wǎng)的教學(xué)支撐平臺，提供無線數(shù)字校園網(wǎng)與GSM網(wǎng)之間的安全隔離、用戶的訪問控制、安全保密等功能。

1．安全隔離設(shè)備。安全隔離設(shè)備實現(xiàn)GSM網(wǎng)與無線數(shù)字校園網(wǎng)之間的安全隔離，保障內(nèi)外網(wǎng)之間數(shù)據(jù)的安全交換；2．無線應(yīng)用服務(wù)器。無線應(yīng)用服務(wù)器是系統(tǒng)中最重要的一個組成部分，它主要實現(xiàn)端到端數(shù)據(jù)加密、遠程終端和用戶的訪問控制、通用數(shù)據(jù)訪問操作的功能；3．安全加密服務(wù)器。安全加密服務(wù)器是在平臺中進行密鑰管理和數(shù)據(jù)包加、解密服務(wù)的專用設(shè)備，通過硬件加密卡來提供加密服務(wù)；4．系統(tǒng)配置和管理工具。通用配置工具用來定義每個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和終端所需數(shù)據(jù)之間的各種邏輯轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而實現(xiàn)平臺與各種應(yīng)用系統(tǒng)之間無縫連接；5．DB。各種教學(xué)、管理數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

（三）公用數(shù)字移動通信網(wǎng)。公用數(shù)字移動通信網(wǎng)是一個公網(wǎng)，借助其可實現(xiàn)無線數(shù)字校園網(wǎng)業(yè)務(wù)擴充，如話音、短信業(yè)務(wù)等。

二、無線數(shù)字校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

無線數(shù)字校園網(wǎng)建設(shè)應(yīng)該充分考慮學(xué)校的實際情況，注重設(shè)備選型的性價比，采用成熟可靠的技術(shù)，為學(xué)校設(shè)計一個技術(shù)先進、靈活可用、性能優(yōu)秀、可兼容及升級擴展的校園網(wǎng)絡(luò)。

按功能劃分，可分為教學(xué)子網(wǎng)、實驗室子網(wǎng)、辦公子網(wǎng)、圖書館子網(wǎng)、宿舍區(qū)及后勤子網(wǎng)、室外覆蓋區(qū)子網(wǎng)等。按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型進行劃分，可分為核心層、匯聚層和接入層。

（一）核心層設(shè)計。核心層是網(wǎng)絡(luò)的核心和骨干，它要求可靠性高、吞吐量大、路由轉(zhuǎn)發(fā)能力強，一般采用大容量智能型可網(wǎng)管3層交換機。核心層包括移動教學(xué)平臺及AS設(shè)備等。

（二）匯聚層設(shè)計。匯聚層由匯聚層交換機和AC組成。主要完成無線用戶業(yè)務(wù)的分發(fā)、匯聚，提供用戶管理、業(yè)務(wù)控制、網(wǎng)絡(luò)安全及認證計費等功能。匯聚層交換機一般選用2層交換設(shè)備，其端口數(shù)目根據(jù)每個匯聚子網(wǎng)的接入層交換機個數(shù)來確定。端口類型由連接線纜的類型來確定，其入口與接入層交換機相連，使用電端口，出口與AC相連，使用光端口。

（三）接入層設(shè)計。接入層由AP、接入層交換機和用戶終端構(gòu)成，接入層的主要功能是完成用戶流量的接入和隔離。用戶終端通過無線網(wǎng)卡和無線接入點AP完成用戶接入。接入層可采用配置較低的設(shè)備，但要具備較強的執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)策略的能力。AP的使用數(shù)量根據(jù)覆蓋區(qū)域的覆蓋環(huán)境、用戶數(shù)量等條件確定。

三、無線數(shù)字校園網(wǎng)網(wǎng)規(guī)與覆蓋設(shè)計

（一）AP的配置原則。1．AP安裝位置盡量高一些，確保其覆蓋范圍足夠大，提升整體通信性能；2．將每個AP產(chǎn)生的無線覆蓋區(qū)域進行少量交叉重疊，確保全網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)無縫鏈接；3．AP帶寬是其所覆蓋用戶共享的，為確保網(wǎng)絡(luò)通信速度不受影響，要控制好接入用戶數(shù)，保證每個用戶都能獲得足夠的傳輸帶寬；4．控制好AP的安裝位置，使其信號盡量不要穿越墻壁；5．因采用蜂窩覆蓋方式，AP覆蓋邊緣地區(qū)會交叉重疊，AP需要合理配置信道以減少相互干擾。

（二）教學(xué)子網(wǎng)無線覆蓋設(shè)計。在教學(xué)過程中，大量傳送的是文本、圖像和部分視頻等數(shù)據(jù)，對速度要求較高，所以設(shè)計時推薦有線接入與無線接入相結(jié)合的方式。設(shè)計以單個AP小面積覆蓋，多個AP整合交叉覆蓋形成大面積覆蓋區(qū)域，每個AP都獨立接到接入交換機上，以保證有效帶寬更寬。根據(jù)人數(shù)大教室可設(shè)置2～4個AP，小教室可設(shè)置1～2個AP，每層的AP接到各層接入交換機上，各層接入交換機再匯聚到每棟樓的匯聚層交換機上。

（三）實驗室子網(wǎng)無線覆蓋設(shè)計。建立無線網(wǎng)絡(luò)實驗室，將提供充分的網(wǎng)絡(luò)連接的靈活性，可解決隨著新設(shè)備的不斷增加而改造實驗室、頻繁調(diào)整網(wǎng)絡(luò)信息點的問題。對數(shù)據(jù)流量要求高的實驗室可多配置AP，對要求低的實驗室可少配置AP，每層的AP接到各層接入交換機上。

（四）辦公子網(wǎng)無線覆蓋設(shè)計。辦公子網(wǎng)主要面向?qū)W校的各級領(lǐng)導(dǎo)以及各職能部門，辦公計算機所實現(xiàn)的功能主要是對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的查詢、修改、添加、刪除等操作。采用高靈敏度、穿透能力強的無線AP產(chǎn)品，配合分離式吸頂天線，以一個AP配合一個天線或多個天線，采用樓道安裝AP覆蓋方式以完成室內(nèi)區(qū)域的完全覆蓋，每層樓的AP數(shù)量與樓的形狀有關(guān)。

（五）圖書館子網(wǎng)無線覆蓋設(shè)計。以單個AP小面積覆蓋，多個AP整合交叉覆蓋形成大面積室內(nèi)覆蓋區(qū)域，每個AP都獨立接到接入交換機上，保證有效帶寬更寬。這樣就可以減少布線的麻煩，對于來閱讀的同學(xué)可以輕松的無線上網(wǎng)。每個圖書室AP根據(jù)人數(shù)決定，一般1～2個AP就可滿足要求。

（六）宿舍區(qū)及后勤子網(wǎng)無線覆蓋設(shè)計。宿舍區(qū)子網(wǎng)面對學(xué)生，采用樓道安裝AP覆蓋方式就可滿足要求，每層樓的AP數(shù)量與樓的形狀有關(guān)。學(xué)生可以直接瀏覽學(xué)校發(fā)布的信息及查閱一些電子文檔，也可以在宿舍接收教師的遠程教學(xué)。后勤子網(wǎng)主要為食堂提供售飯一卡通計費系統(tǒng)等，采用室內(nèi)安裝AP覆蓋方式可滿足要求。

無線移動數(shù)字校園網(wǎng)不但在技術(shù)方面對教學(xué)進行支持，而且因這種支持可深入到教學(xué)的核心部分，它將引發(fā)許多新的教學(xué)和管理模式，如移動教室系統(tǒng)、移動校園安全管理、移動新生入學(xué)系統(tǒng)等。

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