校园无线网的规划设计.doc

1绪论1.1研究背景1. 1. 2网络标准研究IEEE802.il任务组制定了 WLAN技术标准,分别为:IEEE 802.11 a-1999, IEEE802.11b-1999 和 IEEE 802.11g-2003 和 R 前近些年出来的 IEEE 802.11n-2009 和 IEEE 802.1 lacIEEE802.ila-1999的频率是在5GHz的基础上的，使用一种称为 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的调制技术调制信号，可以产 生 6Mbps, 9Mbps, 12Mbps, 18Mbps, 24Mbps, 36Mbps, 48Mbps 和 54Mbps 的数据传输速率不足之处是带宽的增加导致传输距离的缩短男外，由于协议 本身的幵销和错误修正需要消耗资源，实际的带宽可能要比声称的小的多IEEE 802.11b它运行在2.4GHz频率上并可以在该频率上划分出11〜14个频 道IEEE 802.11b 使用 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)调制信号，可以产 生 11Mbps, 5.5Mbps，2Mbps 以及 1Mbps 的传输带觉。

IEEE 802.1 lg运行在2.4GHz频率上使用不同的调制技术可以产生6Mbps, 9Mbps, 12Mbps, 18Mbps, 24Mbps, 36Mbps, 48Mbps 和 54Mbps 的传输带宽802.11n是A前运用最广泛的无线技术，可支持两个频带，即2.4GHz和 5GHz,且研宄人员对802.11n的兼容性做了多次研宂，显示运用了 802」ln标准 的产品在无线环境中较为稳定从技术上来说，802.11n采用了完全可以在硬件 平台上编程的无线电技术，如此使得802.1 In变成了一个兼容前期各个版本的纽 带，采用不同规范技术的基站完全可以互访，大大地提高了 WLAN的兼容性 802.11n的MIMO-OFDM技术是由MIMO (多入多出)和OFDM (正交频分复 用)技术相结合，将802.11a和802.11g的54Mbps的传输速率提升到丫 300Mbps, 甚至到了 600Mbps因其高效的传输速率，让可以支持无线功能的终端设备如智 能在802.1 In标准下只需下载网络拨号软件就可以通过无线网进行网络电 话，无需担心语音传输中断或者短路的问题802.11ac提供高于802.11n的更大吞吐量，它的传输速率为每秒3.47GB，远 远高于802.1 In的最大600MB的传输速率。

能很好地实现将高带宽数据发送给 许多用户，更支持多种设备的连结1. 2研究意义1. 2. 1无线网络的意义校园无线网往深远看，与局限于介质和位置的有线网相比，其可适用的范涛 更加宽泛，并且乂因其建设运营资本低、开发所需时段短，付出收益速度快，便 于后期扩展，对自然灾害影响略小，搭建网络速度快且便捷主要意义在于能更 加有效地促进教学、科研的快速发展，使所有教师和学生利用更为高科技的网络 环境来进行教学，开展科研活动，从而提高学校的教学质量和科研水平，面向未 来的高素质高科技人才提供有力的保障1. 2. 2实施目标在学校内己存在的有线网络的基础上搭建无线网络，使得整个校园网络更为 健壮与方便首先要搭建好传统的有线网络，然后再接入无线设备形成无线网络 比如学校大礼堂、大型报告厅这些建筑，就难以在空中或墙壁等随处可见的位置 布线，不仅影响美观、且影响学校的建筑风格而类似于操场、篮球场等学生较 为活跃的室外场所就需要提供用户在仅仅只需拥有一台终端设备就可以随时随 地进行上网那么要实现整个校园的无线覆盖就要在每栋建筑上都安装一个或多 个无线AP,设置成不同的信道，与接入了互联网的有线网络连接即可2无线网络相关技术就校园无线覆盖来说，可分为三种覆盖技术：共用室A网络技术、独立布点 技术、室外型无线技术。

2. 1共用室内网络技术共用室内网络技术主要是针对教室、实验室、机房这些共用式室内建筑特点 所实现的当校园的某块区域网络需求量较小且已建设好了室内分布系统的情况 下，则优先考虑釆用井用室内分布系统的方式进行WLAN建设，同时联网的用 户尽量控制在10〜20人左右为好如若同时联网的人在60人左右时，就要使用 的室内分布系统是三频WLAN组合相结合的覆盖系统合路建设示意如图2-1 所示共用室内分布系统不仅能够利用现有资木、经济快捷、建筑工作量也较小 而且可覆盖面积大2. 2独立布点技术对于独立布点技术来说，实施对象为空间范围较大、选点灵活的需要单独部 署AP点的建筑物在热点需求量巨大的地域比如学生宿舍这种用户高密度的环 境中就可以利用建立多个独立的AP点来分布覆盖，可以采用8间宿舍公用一个AP的方式，然后再选用全向吸顶式天线来笼盖重心区域当然还需考虑的就是 布放的位置耍利于后期维护和安全防盗，必要时可以采用具有防盗功能的AP美 化外罩同时，因其受用环境较大，就必须装置多个AP，每个AP可以利用双 绞线连接至交换机，之间的距离最好在100m以内，多出100米以外的话可以多 接一个交换机如若覆盖的区域不大，可以采用小功率设备的AP。

如果环境交 广阔，那么每个AP的信号传播半径可达12m，笼罩范围在450平方米左右根 据AP数量应约等于覆盖热点区域的数量这个情况，当面积超过了 450平方米， 可考虑适当增加AP数量2. 3室外型无线技术室外型无线针对类似操场体育场等较空旷的室外环境做出的AP覆盖方案 如图2-3室外型AP覆盖示意图所示采用这种覆盖方式施工快，成木投入少， 效果来的快，后期维护也方便这种情况下一般使用室外型AP和可向下倾斜的 增益天线来部署，位置要放在楼顶，对建筑物外的区域进行覆盖同时在安插过 程中，要想考虑全面，不仅只在意选择合适的位置以便覆盖范围最大化，还要顾 及到一些外在的因素，比如提供电源、自然天气灾害、还有凹传链路等问题所 以要选择高质量设备和全面可适用的设计安装方案校园无线网络如果采用2.4GHz频段的话，可以划分13个信道引入移动 通信系统的蜂窝覆盖原理来分配信道，可以有效避免信道的和互干扰，达到AP 的有效覆盖同时考虑到信道的相互干扰问题，所以在相同热点上应选用1/6/11 信道校园中的同一楼层之间或者不同楼层之间相互干扰，按照图2-4所示的方2. 4组网方式2. 4. 1 AD-HOC 模式AD-HOC模式，即对等模式，在无需AP的情况下就可进行组网，此模式将 一组无线网卡的ESSID设为相同的值来实现通讯，是较为特殊的组网方式。

AD-HOC模式只需计算机配有无线网卡即可，计算机互连上了以后，即可组建 成一个临吋性网络，共享资源2. 4. 2 Infrastructure （AP 模式）Infrastructure是组网模式中经常使用的组网方式，支持很多网络协议，比如 TCP/IP和IPX它的实现原理是将AP作为中心，其他接入进来的设备以星形拓 扑形式通过AP来转接AP可以扩展冇线网，也可以直接作为中心建立无线局 域网2. 4. 3 Bridge （桥接模式）网桥模式根据只体情况分为点对点桥接、点对多点桥接、中继这三种点对点模式主要针对两个不同位罝的网络进行连接，一般是由一对天线与一 对无线AP桥接器组合而成桥接器首先要设置成相同的频率，支持的网络标准 相同，之间的距离是有效范围，然后通过无线信号发送给AP设备接收器，那么 就可满足两个网络间的互联了点对多点桥接模式，由一个中心AP和多个其他远端AP点组成，中心AP 通过全向天线与使用定向天线的其他AP点相连设置中心AP,相同的信号、 ESSID,不同的AP名称，远端点的BSSID的MAC设罝为中心点的MAC其 网络组建成木低，维护起来也容易而且因为中心AP采用了全向天线，调试起 来也较简单。

但全向天线也存在着不好的地方，在速率传输方面，因为全向扩散 的原因，功率就会减少，这对远端点不利，距离太远可能就存在无法传输到的情 况无线中继模式，一般用在大型的空旷区域，比如仓库，码头等地方，因为场 地太过空旷无法实现布线，只能通过这种在中间建立一个AP点来中继网络的方 式但是这种模式下对AP的要求较高，需要高档的AP设备，如果主要的AP 坏了或者出现网络故障的话，那么整个无线网络都将处于无法工作状态组网最终可解释为硬件的搭配与搭建技术的结合本课题中因其所需的无线 覆盖范围教大，所以在这里选用无线网卡、无线AP、无线路由、无线控制器这 4种无线设备可以根据其覆盖范围来确定其组网方式，当建立一个小型的对等 无线网络时就只需要儿块无线网卡即可而我们课题中的这个校园无线网络需要 通过无线AP将无线网络与传统的局域网连接在一起，再通过无线控制器对全网 的AP进行控制同时要实现互联网的接入，需要无线路由的加入3校园无线网的规划设计3.1网络设计原则校园无线网的设计原则是尽可能满足整个校园网可以灵活部署、易于扩展， 支持无线接入点的即插即用还有，网络的整体性价比和长远性，保证网络稳定、 高效，充分考虑学校使用需要。

1) 灵活性：无线网拥有先进的安全的硬件配置，并且其终端采用友好的系 统界面软件，操作简单，维修方便2) 先进性：作为现在高科技网络的时代，无线网无疑是当中的佼佼荞随 着使用人群的增多也说明着它的与时倶进3) 可靠性：可以确保系统运行可靠，主要设备也应存在冗余4) 安全性原则：安全性对于网络来说一直都是薄弱的环节之一，但无线网 的安全远远没有用户传统想象中的那么脆弱，它的安全比双绞线要更好随着社 会进步，无线网的安全要求也在不断更新以满足大部分用户安全的高追求3. 2网络规划设计木课题充分考虑学校的实际情况，采用成熟可靠的技术，为学校搭建了一个 高效，稳定，安全的网络如图3-1所示，木课题主要是在有线网络的高带宽基 础上通过核心设备来接入无线设备来混合搭建校园网，提高校园网的健壮以及高 科技性在无线网络设计方面，因无线信号覆盖需求，须在整个校园安装若干台 无线信号放大接收器，从而实现全校主要区域的信号覆盖最终，可以通过无线 使用终端设备访问学校的网页以及上传下载功能在木系统中使用的配置环境是Cisco的模拟器Packet Tracer,操作比较简便, 功能也比较齐全对于初学者来说，基木的搭建、配置、故障检测等是足够的； 了。

设计者可以用此建设一个仿真网络模型，只需在软件的界面上进行拖拽将需 要的设备放入工作区，点击设备进入配置即可3. 3硬件设备选型在选择设备型号的时候，应当重点根据以下的几个方面作选型参考：Wi-Fi认证Wi-Fi认证存在的原因是确保购买的无线设备相互间能够兼容，保证设备彼 此间可以互通wi-n的全称翻译是无线保证联盟，顾名思义，只要设备上贴有 此标识就可以确定该设备是标准无线设备网络标准目前 IEEE 802.11 的主要标准是 IEEE 802.1 lb、IEEE 802.1 la、IEEE 802.1 lg、 IEEE802.11n和IEEE 802.1 lac如果设备采用的网络标准不一致就无法实现互 通比如，计算机能连通A点的无线网，而换到B点就无法连上网络了故此， 为了不带来不必要的麻烦，最好选用相同网络标准传输速率现如今网络带宽越来越高，导致传输速率也变得越来越快，也更适用于各种 类型的网络，这无疑是对用户来说是好事建议在价位差不多的情况下，购买传 输速率更高的设备但是速率的増加是依附于带宽的増加，那就需要付出更多的 花费，所以选用价格适当性能最优的产品也是需要考虑的，不过也不能盲目追求 低价位而导致速率也更低。