高校學(xué)生宿舍純無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與管理

摘 要：本文從高校學(xué)生宿舍網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與管理突出問題入手，簡要分析了802.11n的技術(shù)特點，結(jié)合高校實際，進(jìn)一步明確了純無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的原則與需求，提出了學(xué)生宿舍完全摒棄有線接入，全部采用802.11n為基礎(chǔ)的純無線網(wǎng)絡(luò)的解決方案，并通過實際運行證明該方案是切實可行的，有較好的復(fù)制和推廣價值。

關(guān)鍵詞：學(xué)生宿舍；802.11n；WLAN

中圖分類號：TN925.93

隨著個人計算機(jī)硬件和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，移動上網(wǎng)要求也隨之上升。伴隨著WLAN（Wireless Local Area Network，無線局域網(wǎng)）技術(shù)的逐漸走向成熟和無線產(chǎn)品線的延伸，無線網(wǎng)絡(luò)不再只是有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，完全可以獨當(dāng)一面。

1 802.11n技術(shù)特點

目前WLAN的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有使用5.8GHZ頻段的802.11a協(xié)議，使用2.4GHZ頻段的802.11b/g協(xié)議和采用雙頻工作模式（包含2.4GHz和5GHz兩個工作頻段）的802.11n協(xié)議。802.11n最大傳輸范圍可達(dá)到幾十公里，具有以下幾大特點：一是具有高移動性；二是抗干擾性強(qiáng)；三是無線網(wǎng)絡(luò)的易擴(kuò)展性好；四是組網(wǎng)速度快、工程周期短；五是開發(fā)運營成本低。

2 存在問題及需求

目前高校學(xué)生宿舍網(wǎng)，不管是新建還是改建，它們的建設(shè)模式基本相同，都是以有線網(wǎng)絡(luò)為主，無線網(wǎng)絡(luò)為輔。為了容納數(shù)量眾多的網(wǎng)線，都無一例外的在走廊上安裝寬大而笨重的金屬橋架，影響美觀和采光；多數(shù)院校每間宿舍分布1-2個有線網(wǎng)絡(luò)接口，只有少數(shù)院校新建宿舍每人一個有線接口。

從管理的角度出發(fā)，我們發(fā)現(xiàn)安裝有線網(wǎng)絡(luò)的宿舍因?qū)W生亂接網(wǎng)線導(dǎo)致的混亂屢禁不止；有線信息插座因亂接線，暴力接線導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)故障時有發(fā)生；學(xué)生在宿舍間流動感覺網(wǎng)線接口的不足。另外，凡是開通有線網(wǎng)絡(luò)的學(xué)生均有私自接無線路由器的可能，這些私自接入的無線路由器因與原來的WLAN設(shè)備頻率重疊，必然會影響到原宿舍WLAN的正常運行。

3 解決方案

本方案使用成熟且易于集中管理的瘦AP（Access Point）接入技術(shù)，達(dá)到整個學(xué)生宿舍的網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋和集中控制。所謂的瘦AP也稱無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)關(guān)。此無線設(shè)備的傳輸機(jī)制相當(dāng)于有線網(wǎng)絡(luò)中的集線器，在無線局域網(wǎng)中不停地接收和傳送數(shù)據(jù)；任何一臺裝有無線網(wǎng)卡的終端均可通過AP來分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源。

3.1 方案設(shè)計要求：①根據(jù)學(xué)院學(xué)生宿舍的實際和一個AP最佳接入能力，要求每個AP最多覆蓋4間學(xué)生宿舍。②采用802.11n技術(shù)，兼容802.11b/g，對每個終端接入服務(wù)要進(jìn)行限速，以平衡802.11n和802.11b/g設(shè)備之間的訪問流量差異，確保每個設(shè)備不低于2M的交換流量。③設(shè)計過程中，做到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰合理，精心控制頻道和功率分配，盡可能防止相互之間可能產(chǎn)生的干擾。設(shè)備配置可靠、管理界面良好、易于操作和維護(hù)。天饋系統(tǒng)同時滿足2G，3G移動網(wǎng)絡(luò)的整合要求。④整個無線網(wǎng)絡(luò)采用瘦AP技術(shù)，各AP直接接入到無線網(wǎng)絡(luò)控制器，距離較遠(yuǎn)的AP采用POE遠(yuǎn)程供電模式，簡化線路布置。各個接入點通過有線網(wǎng)絡(luò)與匯聚交換機(jī)連接，匯聚交換機(jī)通過光纖與中心機(jī)房核心交換機(jī)連接，滿足對Internet和校園數(shù)據(jù)資源的快速訪問。⑤學(xué)生在宿舍通過無線形式上網(wǎng)時可以自由的切換Internet和校園網(wǎng)的訪問。匯聚層接入認(rèn)證服務(wù)器和Radius計費服務(wù)器。接入用戶在訪問因特網(wǎng)時進(jìn)行強(qiáng)制Web身份認(rèn)證，只有通過認(rèn)證的用戶才進(jìn)行Internet訪問。⑥整個WLAN必須給校方安排管理接口，以便于隨時接受校方的監(jiān)管。

3.2 方案實施。整個宿舍WLAN系統(tǒng)架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 WLAN系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D

在網(wǎng)絡(luò)中心安裝一臺AC2400作為AP的集中管理器；一臺S9306交換機(jī)作為核心匯聚交換機(jī)，通過光纖接入寬帶接入服務(wù)器（BAS，Broadband Access Server）。學(xué)生公寓安裝POE交換機(jī)，AP。交換機(jī)分別安裝在的不同樓層的弱電井；每層樓都有AP，包括合路AP和放裝AP。合路AP分別裝在每棟樓的每層樓的弱電井，放裝AP安裝在宿舍里。每間公寓采用1個定向天線伸入宿舍內(nèi)部并隱藏在壁柜中，宿舍門廳采用吊頂?shù)娜蛱炀€。主要設(shè)備使用情況如表1所示。

表1 學(xué)生公寓WLAN系統(tǒng)主要設(shè)備使用表

名稱型號

核心交換機(jī)華為S9306

接入?yún)R聚交換機(jī)華為S2326

無線控制器AC京信Mase Link AC2400

無線接入點AP京信Mase Link AP2400-IFU

3.3 主要性能參數(shù)和測試結(jié)果

方案完成后，設(shè)備進(jìn)行了主要的性能測試，結(jié)果如表2所示。

表2 學(xué)生公寓WLAN性能測試結(jié)果表

性能參數(shù)測試結(jié)果

無線網(wǎng)卡最低接收電平>-75dBm

無線信號信噪比（S/N）>20dB

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐率>20Mb

數(shù)據(jù)接受誤幀率（FER）<10-5

AP最大輸出功率500mW

最大無線用戶數(shù)>9000個

每AP并發(fā)接入用戶數(shù)≤30個

方案中涉及的一個AP最多4間的要求是基本合理的，事實上，4個4人間，每人一臺筆記本，學(xué)生上網(wǎng)滿意，基本不出現(xiàn)競爭斷網(wǎng)現(xiàn)象；若4個6人間，每人一臺筆記本電腦，學(xué)生上網(wǎng)基本滿意，偶爾出現(xiàn)競爭斷網(wǎng)現(xiàn)象。由于沒有有線接口，學(xué)生自帶無線路由器現(xiàn)象很少發(fā)生。因此設(shè)計良好的802.11n無線網(wǎng)絡(luò)完全可以在學(xué)生宿舍區(qū)代替有線網(wǎng)絡(luò)。

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作者簡介：李斌（1982-），男，湖南衡陽人，碩士，網(wǎng)絡(luò)工程師，講師，主要研究方向：計算機(jī)工程與應(yīng)用，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信。

作者單位：湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南衡陽 421001