無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用分析

劉日堯

（遼寧師范大學(xué)海華學(xué)院，遼寧 沈陽110000）

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸走進人們的生活，尤其是在高校中的應(yīng)用比較廣泛。而校園網(wǎng)絡(luò)是為了滿足師生的各種需求，將各種網(wǎng)絡(luò)科學(xué)進行融合和綜合，形成的一種比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，由于校園對于網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高，無線網(wǎng)絡(luò)就為校園提供了更多的便捷，補充和完善有線網(wǎng)絡(luò)的不足，有效的滿足了師生的需求，為校園提供了優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

1 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

1.1 無線局域網(wǎng)的概念

無線局域網(wǎng)是由計算機技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一種新的技術(shù)，它的網(wǎng)絡(luò)訪問形式是通過無線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。它可以在普通局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過無線Hub、無線網(wǎng)橋、無線Modem或者無線網(wǎng)卡等來實現(xiàn)，目前比較常用的是無線網(wǎng)卡。無線局域網(wǎng)中經(jīng)常使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制定的802.11標(biāo)準(zhǔn)，它包括802.11a、802.11b、802.11g和IEEE802.11n，另外經(jīng)常采用的標(biāo)準(zhǔn)還有藍牙、HiperLAN以及HomeRF等。其中802.11g是在2003年發(fā)布的，與802.11b相比，傳輸速度更加快，可達到54M，覆蓋范圍也更加廣，而且可以與802.11b兼容，因此，802.11g的應(yīng)用范圍更加廣泛，目前已經(jīng)被普遍認可并投入使用，而且在通信速度上可以充分滿足語音、數(shù)據(jù)以及圖像傳輸?shù)男枨蟆?/p>

1.2 無線局域網(wǎng)的組成

目前使用的802.11g標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)主要由無線網(wǎng)卡、無線接入點、計算機以及相關(guān)設(shè)備構(gòu)成，將這個無線局域網(wǎng)系統(tǒng)分割成各個小的單元，每一個單元叫做基本服務(wù)組，即BSS。一個無線局域網(wǎng)可以由一個單元構(gòu)成，也可以由多個單元構(gòu)成，但是通常情況下，是包含多個單元的，其中，無線接入點，即AP主要是將WLAN與LAN連接起來，從而實現(xiàn)各個單元的無縫連接。當(dāng)無線局域網(wǎng)中的每個單元通過AP與有線骨干網(wǎng)連接在一起的時候，也就是將所有的基本服務(wù)組組合起來，就形成了擴展服務(wù)組，即ESS，目前的ESS的覆蓋范圍比較廣，可達到幾千米。

1.3 無線局域網(wǎng)的傳輸原理

目前使用的無線局域網(wǎng)的傳輸模式主要由兩種，即紅外線方式和無線電波方式。由于紅外線不受無線電波的影響，因此它的應(yīng)用范圍比較廣，但是當(dāng)傳輸距離增大時，傳輸質(zhì)量會明顯下降，而且遇到非透明物質(zhì)時，穿透性也比較差。而無線電波的發(fā)射端主要是通過擴展頻譜的方式或者窄帶調(diào)制的方式將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成電磁波信號進行發(fā)射，接收端接收到電磁波信號后再轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號，這樣就完成了信號的發(fā)射與接收?，F(xiàn)在最常使用的一種方式就是通過無線網(wǎng)卡將信號發(fā)送到無線交換機，然后通過無線交換機轉(zhuǎn)換信號之后傳送到目標(biāo)客服端的無線網(wǎng)卡上，接收到電磁波信號之后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這樣就實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)的通訊功能。

2 無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢

2.1 移動性強

與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)擺脫了線纜的束縛，可以隨時隨地接收到信息服務(wù)，這樣就顯示出其移動性的優(yōu)勢。另外，有線網(wǎng)絡(luò)由于線纜的限制，兩個站點的距離最多只能達到500米，即使現(xiàn)在的科技比較發(fā)達，開始使用光纖接入站點，但是最遠也只能達到3千米，而無線網(wǎng)絡(luò)在這方面具有很大的優(yōu)勢，由于沒有線纜的束縛，可以隨時隨地建立站點或者重新配置站點，兩個站點間的距離可達到50千米。這樣就擺脫了很多環(huán)境條件的限制，大大的拓展了網(wǎng)絡(luò)了傳輸范圍。

2.2 安裝便捷

在有線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，最耗費時間，也是最影響周圍環(huán)境的就是對網(wǎng)絡(luò)布線的施工，整個過程比較繁瑣，需要挖地破墻、穿線架管。而無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)就便捷了很多，省去了繁瑣的網(wǎng)絡(luò)布線的施工，只需要安裝一個接入點設(shè)備，就能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，保證網(wǎng)絡(luò)的暢通。

2.3 靈活性高

與有線網(wǎng)絡(luò)不同，無線局域網(wǎng)是以一種獨立的形式存在的，它不依賴于線纜，可以在需要的時候隨時建立，也可以在不需要的時候隨時拆卸，使用起來更加的靈活便捷。無線局域網(wǎng)可以應(yīng)用到小數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)模式中，比如家中使用的無線局域網(wǎng)，當(dāng)然，也可以應(yīng)用到幾千個用戶的完整基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中。只要增加或減少接入點的數(shù)量，就可以改變用戶的使用量以及網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，可以根據(jù)用戶的需求，隨時變更，具有很高的靈活性。

2.4 維護成本較低

在進行無線網(wǎng)搭建的時候，耗費的資金要多一些，比有線網(wǎng)的搭建費用高百分之三十左右。但是搭建成功之后，在后期的維護過程中，消耗的資金要比有線網(wǎng)的維護少大約百分之五十的費用。這樣來看，無線網(wǎng)耗費的總的費用要少于有線網(wǎng)。而且我們目前所處的環(huán)境會經(jīng)常發(fā)生變更和移動，這樣無線網(wǎng)就更加便捷，長遠的投資效益也更加高。無線網(wǎng)的后期維護工作也比較簡單，一般的工作人員都能夠勝任。當(dāng)辦公室的環(huán)境改變的時候，無線網(wǎng)隨之變更也比較容易，與有線網(wǎng)絡(luò)相比，設(shè)備的利用率更高。

3 無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式

目前使用的無線網(wǎng)絡(luò)的基本運作模式有兩種，包括點到點模式和主從模式。點到點模式主要是指無線網(wǎng)卡之間的通信，而主從模式中的工作站是與中心天線或接入點直接連接的，主要由接入點負責(zé)無線工作的管理和連接工作。在實際的應(yīng)用中，無線網(wǎng)的接入方式包括對等方式、接入方式和中繼方式等。而將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到校園網(wǎng)的建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)具體情況進行具體的分析，選擇最靈活的接入方式。

3.1 接入方式

采用這種接入方式的網(wǎng)絡(luò)是以接入點AP為中心的，所有的終端通信都是通過AP進行轉(zhuǎn)接的，這樣建立的網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于AP在內(nèi)部建立一個橋連接表將所有終端連接起來。當(dāng)需要進行信號轉(zhuǎn)接的時候，AP就進行橋連接表的查詢，然后進行轉(zhuǎn)接。這種接入方式就相當(dāng)于一個中心點同時負責(zé)周圍好幾個分支點，主要是以AP為中心的，而且也可以通過AP進行拓展，這種方式有利于近距離內(nèi)多個局域網(wǎng)的互聯(lián)。

由于學(xué)校中存在古建筑物或者露天區(qū)域等一些比較難布線的環(huán)境，另外，會議室、報告廳、圖書館等地需要聯(lián)網(wǎng)，但是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用率又不高，因此，在這些地方建立無線局域網(wǎng)是非常適用的，而且采用接入方式是一種經(jīng)濟的聯(lián)網(wǎng)方案，尤其在那些自然條件受限制的地方，接入方式非常適用。

3.2 對等方式

對等方式與接入方式不同，不需要以接入設(shè)備AP為中心，進行網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，所有的基站之間都能相互對等的進行通信。在這種網(wǎng)絡(luò)模式下，每個基站都會自動的對網(wǎng)絡(luò)進行初始化，然后將所有的基站建立成一個局域網(wǎng)，多個基站可以同時發(fā)送消息。但是對等方式的網(wǎng)絡(luò)模式不支持TCP/IP協(xié)議，只能采用NetBEUI協(xié)議，因此，在校園網(wǎng)的組建中，這種模式只適用于有線網(wǎng)無法覆蓋的地方和一些臨時的網(wǎng)絡(luò)會所，比如說學(xué)校中臨時開一個會議，需要聯(lián)網(wǎng)，就可以采用這種模式。對于一些要求穩(wěn)定、且需要TCP/IP協(xié)議支持的網(wǎng)絡(luò)，這種方式不適用。

3.3 中繼方式

中繼方式是在接入方式的基礎(chǔ)上，建立兩個無線設(shè)備之間的點對點連接，它比較適合兩個遠距離局域網(wǎng)之間的連接，在增加定向天線之后，傳輸距離可達50千米。在這樣的網(wǎng)絡(luò)模式下，兩個局域網(wǎng)之間具有無線網(wǎng)橋，通過無線網(wǎng)橋，可以實現(xiàn)局域網(wǎng)之間的通信，無線網(wǎng)橋可以進行網(wǎng)絡(luò)路由的選擇，還可以進行協(xié)議的轉(zhuǎn)換。另外，實現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)模式的組網(wǎng)模式也是多種多樣的。這種方式特別適用于高校中兩個遠距離校區(qū)之間局域網(wǎng)的聯(lián)通，是一種較為經(jīng)濟的方案。

4 校園無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

進行校園網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，就是要利用先進的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將無線網(wǎng)絡(luò)逐步覆蓋校園的每一個角落，作為有效網(wǎng)絡(luò)的有效補充與完善，為學(xué)校教學(xué)、師生學(xué)習(xí)與科研提供更加便捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

4.1 校園無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計的原則

在校園網(wǎng)的設(shè)計中，一定要充分考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性，設(shè)置多層次的網(wǎng)絡(luò)安全保護措施，可以進行身份鑒別、訪問限制以及保密設(shè)置等多種操作，充分保證校園網(wǎng)絡(luò)的安全性，防止黑客的攻擊。另外，校園無線網(wǎng)要保證對每一個接入網(wǎng)點和每一位用戶都能進行科學(xué)的管理，做好無線網(wǎng)絡(luò)的維護工作。它還可以可以上網(wǎng)時間或者使用流量的方式進行計費，保證每一位用戶繳費的便捷，也能夠查詢自己的上網(wǎng)記錄。在無線網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展中，校園無線網(wǎng)可以隨時進行系統(tǒng)的升級和擴充，為發(fā)展無線語音、無線視頻會議等的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

4.2 校園無線網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)

在構(gòu)建校園無線網(wǎng)的時候，要充分考慮與原有的有線網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用系統(tǒng)等能夠充分的融合，可以與原有的用戶安全認證、用戶管理等做到總體的整合。在建設(shè)無線校園網(wǎng)時，涉及的主要系統(tǒng)和設(shè)備包括無線接入設(shè)備（AP）、無線網(wǎng)絡(luò)控制器（AC）、無線網(wǎng)絡(luò)認證服務(wù)器（AS）。通過這些設(shè)備就能夠接入無線網(wǎng)絡(luò)并對所有的接入的AP用戶進行管理，另外，還能夠所有接入校園無線網(wǎng)絡(luò)的用戶進行認證鑒權(quán)。

在校園內(nèi)進行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的時候，采用的是在熱點區(qū)域蜂窩狀信號覆蓋的方式，然后通過AP將無線網(wǎng)絡(luò)劃分到每一個VLAN中。由于校園無線網(wǎng)覆蓋的范圍比較廣，因此，如果只采用一個VLAN，會對網(wǎng)絡(luò)的性能造成嚴重的影響，因此可以根據(jù)無線局域網(wǎng)覆蓋的區(qū)域以及用戶的使用數(shù)量，采用無線網(wǎng)絡(luò)控制器將網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)都由一個網(wǎng)絡(luò)控制器進行控制，從而達到用戶分流的作用。另外，為了實現(xiàn)與有線網(wǎng)絡(luò)計費系統(tǒng)的有效結(jié)合，可以安裝無線網(wǎng)絡(luò)認證服務(wù)器與校園網(wǎng)的用戶計費系統(tǒng)進行有效對接。

4.3 校園無線網(wǎng)絡(luò)在戶外公共區(qū)域的應(yīng)用

校園內(nèi)存在很多的戶外公共區(qū)域，在公共區(qū)域布線是比較困難的，因此，選擇無線網(wǎng)的建立是比較經(jīng)濟實用的一種方案。校園內(nèi)，比較教學(xué)樓、實驗樓、食堂等地具有相對獨立的有線網(wǎng)絡(luò)，但是它們的用戶群是不同的，容易形成“孤島”，因此，可以采用中繼方式進行接入，將這些區(qū)域進行兩兩連接。另外，對于校園中有線網(wǎng)絡(luò)不完善的地方，可以以一個有線網(wǎng)絡(luò)比較完善的地方為中心，作為數(shù)據(jù)共享的進出口，進行收發(fā)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的共享。只有安裝一個無線設(shè)備，就可以通過中心區(qū)域的AP接入點連接到校園網(wǎng)，這為教學(xué)活動、科研活動以及學(xué)校的各種活動提供了很大的便捷。

4.4 校園無線網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)的應(yīng)用

在校園中有很多開放的室內(nèi)公共區(qū)域，比如自習(xí)室、圖書館、教室等，對網(wǎng)絡(luò)的使用量也比較多，雖然這些區(qū)域都具有有線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋信息點，但是由于接口比較少，插接比較繁瑣，因此，需要接入無線網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)的拓展與完善。比如在圖書館中，學(xué)生比較多，網(wǎng)絡(luò)的使用量比較大，因此，可以安裝多個無線AP，分別與有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)連接，所有的通信數(shù)據(jù)通過AP進行轉(zhuǎn)接，這樣就可以使無線網(wǎng)絡(luò)分布在圖書館的每一個角落。通過AP連接，就將所有的無線站點聯(lián)系起來，建立了一個個類似“橋接表”的裝置，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的共享。

無線AP的接入，大大的增加了原有PC之間的有效距離，應(yīng)用的范圍比較廣泛。當(dāng)學(xué)校需要建立大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)時，可以增加接入點的個數(shù)，與有線網(wǎng)絡(luò)進行連接，這樣就形成了以有效網(wǎng)絡(luò)為中心，多個接入點與其相連的無線局域網(wǎng)，就增加了無線網(wǎng)覆蓋的半徑，有效的拓展了有線網(wǎng)絡(luò)。必要的時候，可以加入EP來增大無線網(wǎng)覆蓋的范圍，EP串聯(lián)在一起，可覆蓋的范圍就更加廣泛了。

4.5 校園無線網(wǎng)絡(luò)在用戶分散區(qū)域的應(yīng)用

在校園無線網(wǎng)的建立中，除了對教學(xué)樓、圖書館這些用戶比較集中的地方建立無線局域網(wǎng)，還需要對用戶數(shù)量較少，且比較分散的區(qū)域建立無線網(wǎng)絡(luò)，比如學(xué)生宿舍、教學(xué)辦公樓等。對用戶數(shù)量較少、且分散的區(qū)域，由于網(wǎng)絡(luò)的利用率不高，就可以采用接入的方式進行無線網(wǎng)絡(luò)的建立，采用無線路由器接入校園網(wǎng)，這樣不但可以滿足用戶的需求，而且比較方便快捷。對于有些需要臨時開會或者辦活動的區(qū)域，又需要臨時的網(wǎng)絡(luò)，不需要無線AP設(shè)備單獨接入，可以采用對等的方式建立一個臨時的無線局域網(wǎng)即可。比如說對于一個臨時會議室，對于各個需要進行通信的移動終端，配置相應(yīng)的無線適配器，這樣就可以使每個節(jié)點之間進行對等的通信，實現(xiàn)無線信號的互通，不但達到資源共享的目的，而且也比較方便快捷，在不需要的時候，可以隨時拆卸，是一種經(jīng)濟實用的方案。

5 總結(jié)

校園無線網(wǎng)的建立，為高校的師生帶來了巨大的便捷，不論他們在校園的哪個角落，都能夠隨時的接收郵件，上網(wǎng)查詢資料，使傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)得到了有效的擴展，為教師上課與學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了更多的便捷。當(dāng)然，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展還不是很成熟，因此，校園無線網(wǎng)的建立還不夠完善，但是隨著科技的不斷發(fā)達，校園無線網(wǎng)會獲得更大的發(fā)展，不斷的拓展校園網(wǎng)的使用范圍，提高效率。

［1］海艷.無線局域網(wǎng)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用及其安全防范[J].消費電子,2014(4).

［2］楊運濤.無線局域網(wǎng)技術(shù)在校園網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用[J].計算機安全,2014(9).