無線有序

文/本刊記者 張彤

無線有序

文/本刊記者 張彤

無線網(wǎng)絡作為校園信息化基礎(chǔ)設施之一，將得到全面發(fā)展，并涌現(xiàn)更多創(chuàng)新性教育應用和服務，推動信息化應用理念和應用模式的轉(zhuǎn)變。

數(shù)字化校園建設的深入，使得今天的校園網(wǎng)絡呈現(xiàn)出兩個主要的發(fā)展趨勢：寬帶化和移動化。而802.11n標準的正式頒布，使得無線兼具移動與寬帶網(wǎng)絡的雙重優(yōu)勢。不久的將來，在高校的信息化建設中，無線網(wǎng)絡必將和有線網(wǎng)絡“平分秋色”。

隨著筆記本、上網(wǎng)本、智能手機、iPad等移動終端種類的不斷增加，其靈活、便攜的特點，越來越強大的功能，以及不斷降低的成本，加速其在校園中的被使用率，從而對無線網(wǎng)絡在校園教學、學習、辦公、公共場所甚至虛擬社區(qū)中的普遍應用提出更高的要求。

應用激發(fā)“新趨勢”

據(jù)統(tǒng)計，目前幾乎所有筆記本電腦、上網(wǎng)本與智能手機等移動互聯(lián)設備，都開始內(nèi)建Wi-Fi芯片。據(jù)市場調(diào)研報告稱，2010年802.11n出貨量已超越802.11b/g產(chǎn)品，專家們普遍認為，未來符合11n標準的無線新產(chǎn)品將成為市場的主流。在這個技術(shù)大背景下，教育技術(shù)創(chuàng)新的應用環(huán)境也成為一股強大的助推力量。視頻公開課、在線社區(qū)學習等現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，加速教學創(chuàng)新與無線網(wǎng)絡技術(shù)的結(jié)合，無線網(wǎng)絡的移動性和兼容性加強師生的教學互動，教學效率得到很大提高。

教師和學生無論在宿舍、教室、圖書館、實驗室，還是戶外、草坪，都有移動上網(wǎng)的需求。同時，在高校中，由于經(jīng)常舉辦各種學術(shù)講座和會議，對于校外參會代表們來說，也迫切需要“不被限制地”接入網(wǎng)絡。

今天，幾乎全部的211/985高校都部署無線校園網(wǎng)，其中一半以上實現(xiàn)無線校園全網(wǎng)覆蓋。信息無處不在，接入隨時隨地，日益龐大的信息流量和隨需的教育資源獲取需求，正在催生一個更自由的校園無線環(huán)境。

從連接到覆蓋，無線網(wǎng)絡技術(shù)正在改變校園網(wǎng)的存在與應用模式。隨時、隨地、隨需地共享網(wǎng)絡資源，對多樣化終端和多元化、多媒體應用的支持，更好的協(xié)同性以及更高的品質(zhì)與可管理性，成為無線校園網(wǎng)發(fā)展過程中亟待解決的新問題，也將是下一步無線校園網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的熱點和趨勢。

圖1 高校無線校園網(wǎng)發(fā)展階段

無線校園“階段”演進

縱觀整個高校無線校園網(wǎng)的發(fā)展歷程，可以分為三個階段，如圖1所示。

填補空白階段

無線校園網(wǎng)在建設初期處于初步被接受狀態(tài)。這時期，無線網(wǎng)是有線網(wǎng)絡的補充，人們關(guān)心的是無線校園網(wǎng)的“有無”：是否需要建設無線校園網(wǎng)、無線在校園中的信號覆蓋能力、傳輸速度、障礙物穿透能力等核心問題。

技術(shù)驅(qū)動階段

當高校普遍建成無線校園網(wǎng)之后，無線技術(shù)的應用與發(fā)展就成為用戶關(guān)注的焦點。胖AP、瘦AP、無線全網(wǎng)覆蓋、統(tǒng)一認證/計費、基于身份的安全、基于數(shù)據(jù)流的QoS、基于帶寬的均衡等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。技術(shù)帶動發(fā)展是這個階段的顯著特點。

業(yè)務驅(qū)動階段

今天，802.11n技術(shù)的出現(xiàn)與普及使無線網(wǎng)絡進入到寬帶傳輸?shù)碾A段，在這一背景下，無線校園網(wǎng)開始從技術(shù)驅(qū)動向“以應用為王”的業(yè)務驅(qū)動“變軌”。首先，網(wǎng)絡課件、視頻公開課、社區(qū)化學習等新的學習形式不斷出現(xiàn)，學生需要隨時通過網(wǎng)絡訪問學習資源，而不再局限于特定的物理地點。其次，在運營方面，高校希望有效地管理重要的資產(chǎn)和資源，但是往往因為設備丟失或缺乏對設備所在位置的了解與有效管理，提高了管理成本。最后，因為無法在校園的室外環(huán)境中提供全方位的無線網(wǎng)絡連接，影響了學生的學習體驗。因此，如何創(chuàng)建一個可以滿足所有用戶當前和未來需求的、健全的端到端網(wǎng)絡，成為下一代無線校園網(wǎng)建設的關(guān)鍵。

無線網(wǎng)絡技術(shù)通過與校園各項應用的充分融合，開始逐步走向成熟，使用者更加關(guān)注的是高校原有的業(yè)務和資源如何利用無線網(wǎng)絡進行整合、協(xié)調(diào)。無線校園網(wǎng)的信息安全、高度可管理和服務功能成為新時期的建設核心。

“給力” 無線校園網(wǎng)

教育是目前采用最新無線技術(shù)最為積極的市場之一。全球35%的教育機構(gòu)已經(jīng)建立無線網(wǎng)絡。這個比例遠遠高于其他行業(yè)。下一代無線校園網(wǎng)的移動性、便利性和靈活性，使高校越來越積極地部署無線網(wǎng)絡。

通過對虛擬蜂窩技術(shù)的應用，北京師范大學的無線校園網(wǎng)具備高容量和可無縫漫游的突出優(yōu)勢。在無線校園一、二期部署無線控制器的基礎(chǔ)上，北師大無線網(wǎng)三期建設采用支持802.11n高速無線標準的解決方案，兼容現(xiàn)有的802.11b/g設備。通過Meru虛擬蜂窩技術(shù)，實現(xiàn)用戶在校園不同區(qū)域的任何一個信道上，訪問到的只有1個AP，從而保證無線網(wǎng)絡的高容量和無縫漫游；在信道設計上采取單頻部署架構(gòu)，從而實現(xiàn)無需信道規(guī)劃和現(xiàn)場勘查并最大功率覆蓋；帶寬可靠穩(wěn)定，真正意義上保證校園無線網(wǎng)高帶寬接入。

大連理工大學無線校園網(wǎng)建設強調(diào)“應需而動”的特點。校園無線網(wǎng)和有線網(wǎng)緊密無縫地結(jié)合，智能服務網(wǎng)關(guān)可以獨立于無線控制器工作，面向無線、有線用戶提供統(tǒng)一的服務，實現(xiàn)有線無線一體化。學校在每個樓宇內(nèi)配置可管理的智能交換機，為學校師生提供無線校園網(wǎng)的接入服務，每個交換機給無線網(wǎng)劃分單獨支持VLAN技術(shù)的虛擬專網(wǎng)端口，使所有的無線網(wǎng)絡運行在單獨的VLAN中，從而實現(xiàn)和有線網(wǎng)絡所訪問的區(qū)域區(qū)別。

師生在體驗無線上網(wǎng)的方便快捷后，對在校園內(nèi)能夠隨時隨地上網(wǎng)的需求越來越高，如何保障網(wǎng)絡傳輸?shù)钠焚|(zhì)、如何提升帶寬支持多元化應用、如何保障信息安全信號穩(wěn)定、如何強化管理成為考量下一步高校無線校園網(wǎng)建設和規(guī)劃成功與否的新標準。

中國人民大學網(wǎng)絡與教育技術(shù)中心主任顧濤強調(diào)：“中國人民大學無線校園網(wǎng)不僅僅作為有線網(wǎng)的補充而存在，我們在建設過程中堅持‘獨立成網(wǎng)、全面覆蓋、總體規(guī)劃、分布實施’的建設原則。”在實際的應用中，中國人民大學發(fā)現(xiàn)，要更好地實現(xiàn)無線網(wǎng)絡的應用，移動終端漫游時必須能夠平滑地從一個AP切換到另一個AP上，承載這些應用的無線網(wǎng)絡平臺必須采用集中統(tǒng)一的控制。通過與移動運營商合作建設，人大建成全覆蓋的新一代無線校園網(wǎng)絡，其中支持802.11n協(xié)議的AP點183個，覆蓋學校全部教學、辦公樓宇29棟、部分宿舍和室外空地、道路等主要休閑場所。結(jié)合學校承擔“教育科研基礎(chǔ)設施IPv6技術(shù)升級和應用示范項目”子項目的需求，人大還在部分學生宿舍樓進行純IPv6無線網(wǎng)的部署實驗，部署支持IPv6的接入點100個，使無線網(wǎng)絡的可管理性進一步提高。獨立的全網(wǎng)無線部署不但保證師生隨時隨地自由上網(wǎng)，而且在有線網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，成為一種應急措施。

“管理”出“效益”

無線校園網(wǎng)最大的發(fā)展驅(qū)動力，并非是技術(shù)的演進，而是數(shù)量越來越多、應用種類越來越復雜的便攜終端?！案鞣N智能終端的出現(xiàn)決定下一代無線網(wǎng)絡技術(shù)將在校園網(wǎng)中超前應用”，北京師范大學信息網(wǎng)絡中心王興建表示：“隨著無線智能終端的普及，校園無線網(wǎng)已經(jīng)從最初的筆記本無線上網(wǎng)為主逐漸向各種智能手持終端突飛猛進轉(zhuǎn)變。為了方便師生使用無線智能手機終端，我們先后開發(fā)iPhone、iPad以及Android等智能終端平臺的認證客戶端，增加無線上網(wǎng)終端易用性?！?/p>

確實如王興建所言，目前在高校師生中風靡的蘋果iPad平板電腦，在其各種版本中，都采用無線作為主要的網(wǎng)絡連接方式，而同樣在大學師生中使用比例很高的蘋果iPhone智能手機在初期的版本中，無線更是唯一的聯(lián)網(wǎng)方式。

然而，無線與智能終端的“匹配”并非一帆風順。日前，美國喬治·華盛頓大學宣布，該校的無線網(wǎng)絡出于安全功能的考慮將不支持iPad、iPhone和iPod Touch等移動設備在校園網(wǎng)內(nèi)的使用。普林斯頓大學也發(fā)表聲明說，由于一些故障影響該校的整個計算機系統(tǒng)，該校主動切斷20%的聯(lián)網(wǎng)設備，其中主要是通過無線校園網(wǎng)接入的便攜式設備。幾乎與此同時，康奈爾大學信息技術(shù)主管Steve Schuster在一封郵件中表示，當iPad接入該校網(wǎng)絡后，網(wǎng)絡帶寬面臨壓力。該校已經(jīng)出現(xiàn)網(wǎng)絡連接問題，正在采取措施，確保iPad不會對該校的網(wǎng)絡造成破壞性影響。

無線校園網(wǎng)最核心的價值是改善在校師生的上網(wǎng)體驗。而眾多豐富多樣的智能移動終端，是師生們首選的無線應用體驗平臺，兩者之間理應是“天作之合”。然而美國眾多的“常青藤”卻要將移動終端隔離在無線校園網(wǎng)絡之外，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，讓熱衷于推進無線網(wǎng)絡發(fā)展的高校信息化人士陷入深思。

要實現(xiàn)下一代無線校園網(wǎng)的良好體驗，無線網(wǎng)絡的架構(gòu)、安全、管理都需要綜合考慮，負載均衡、QoS、安全和管理在未來的無線校園網(wǎng)部署中需要重點關(guān)注。

負載均衡

面對來自移動設備的帶寬壓力，負載均衡是體現(xiàn)無線網(wǎng)絡“智能”的重要指標。由于受到客戶端無線網(wǎng)卡底層驅(qū)動算法機制的限制，用戶總是會連上信號最強的AP，而未考慮該AP是否能提供最佳服務。而新的智能無線管理架構(gòu)可根據(jù)周圍無線信號覆蓋情況及用戶的流量需求，動態(tài)地將用戶遷移到最適合的AP上，合理分配用戶流量，保證無線網(wǎng)絡的高效能和高可用度。

QoS

針對不同的用戶業(yè)務類型，如對網(wǎng)絡品質(zhì)要求較高的視頻和語音通信，無線安全接入技術(shù)，可以集中設置定義不同的QoS優(yōu)先級，從而為語音、視頻等對時延敏感的業(yè)務，提供更好的帶寬與傳輸質(zhì)量保證。

位置跟蹤

位置服務對于幫助教育機構(gòu)發(fā)現(xiàn)和管理高度移動的資產(chǎn)的位置具有重要意義。IT管理人員可利用無線實時定位服務，有效地監(jiān)控和分配被使用的無線設備，從而為關(guān)鍵應用提供經(jīng)濟有效、高度精確的定位解決方案。

統(tǒng)一無線漫游

無線漫游管理架構(gòu)，使用戶可以在分布在室內(nèi)和室外環(huán)境中的不同接入點之間漫游，而連接不會發(fā)生任何中斷。在室內(nèi)和室外無線漫游的能力意味著用戶可以在移動過程中始終保持無線網(wǎng)絡連接，而不需要反復登錄網(wǎng)絡或者尋找有線網(wǎng)絡接口。只要一個區(qū)域被無線基礎(chǔ)設施所覆蓋，教師和學生就可以工作、共享資源并與位于任何位置的人員保持聯(lián)系。

無線網(wǎng)絡在高校有著極大的應用前景，但其發(fā)展并不能一蹴而就。北京郵電大學信息中心主任馬嚴強調(diào)：“首先，基于目前的無線技術(shù)和校園網(wǎng)實際的應用情況，有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡在一個相對較長時間內(nèi)將互為補充；其次，在架設無線局域網(wǎng)時，要根據(jù)不同應用環(huán)境，優(yōu)化網(wǎng)絡覆蓋，比如在一些實驗室中，無線網(wǎng)絡的射頻信號可能會對實驗設備和測試環(huán)境造成嚴重干擾，在實際應用中必須予以屏蔽。因此選擇不同的無線組網(wǎng)方式和架構(gòu)技術(shù)，加強對使用環(huán)境的管理力度，就成為不可忽視的前提條件?！?/p>

在不斷變化的教育環(huán)境中，人們通過降低校園網(wǎng)接入的復雜性，提供更可管理的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡環(huán)境，讓使用者可以更自由地使用各種最新的便攜式移動終端，從任何位置接入網(wǎng)絡。未來，無線網(wǎng)絡將作為校園信息化基礎(chǔ)設施之一得到全面發(fā)展，并將涌現(xiàn)更多創(chuàng)新性教育應用和服務，推動信息化應用理念和應用模式的轉(zhuǎn)變，提升教育信息化，實現(xiàn)教育現(xiàn)代化。