無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

施游

摘要：該文講述了無(wú)線校園網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)原則和規(guī)劃設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：無(wú)線；數(shù)字化校園；網(wǎng)絡(luò)管理；網(wǎng)絡(luò)安全；網(wǎng)絡(luò)覆蓋

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）03-0057-02

Design and Implementation of Wireless Campus Network

SHI You

（Hunan Normal University， Changsha 410006， China）

Abstract： The paper describes the networking purpose， networking principle and the planning and design of the wireless campus network.

Key words： wireless； Digital campus network； network management； network safety； network coverage

通過(guò)多年建設(shè)，湖南師范大學(xué)已建成了包含辦公、教學(xué)、科研、圖書(shū)館、師生宿舍在內(nèi)的、較為完善的有線網(wǎng)絡(luò)。顯而易見(jiàn)，有線網(wǎng)絡(luò)只能提供用戶固定的、有限的網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)。隨著湖南師范大學(xué)數(shù)字校園建設(shè)的深入、隨著各類(lèi)智能終端爆炸性的增長(zhǎng)，各類(lèi)教學(xué)、科研、管理和服務(wù)等各項(xiàng)業(yè)務(wù)均強(qiáng)烈提出了建設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的要求。

1 建設(shè)目標(biāo)

湖南師范大學(xué)無(wú)線網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)是：

1）采用當(dāng)今較為成熟、可靠的無(wú)線網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)安全、穩(wěn)定、可管、可控的無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)。

2）在湖南師范大學(xué)教學(xué)區(qū)、辦公區(qū)，提供高速、便捷、優(yōu)質(zhì)的互聯(lián)網(wǎng)無(wú)線接入服務(wù)。

3）建成后的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能無(wú)縫覆蓋所建設(shè)的校園區(qū)域，與現(xiàn)有有線校園網(wǎng)絡(luò)并行工作，并相互成為接入手段的備份。

2 建設(shè)內(nèi)容

湖南師范大學(xué)無(wú)線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)內(nèi)容主要包以下幾個(gè)方面：

1）建設(shè)一張無(wú)縫的、覆蓋湖南師范大學(xué)主校區(qū)的，包含公共教學(xué)、活動(dòng)區(qū)域、公共場(chǎng)館的無(wú)線網(wǎng)。

2）建議采用當(dāng)前較為成熟的高速以太網(wǎng)與802.11n無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；充分利用現(xiàn)有的有線骨干網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)立建設(shè)無(wú)線的接入與匯聚網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)一張相對(duì)獨(dú)立的，無(wú)縫覆蓋的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。支持目前主流的、各種形式的終端、手機(jī)、pad、筆記本等設(shè)備，滿足各類(lèi)群體工作、學(xué)習(xí)和生活的互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)需求。

3）建設(shè)一整套較為完善的無(wú)線網(wǎng)安全防護(hù)體系。采用目前較為成熟、可靠的無(wú)線通信加密技術(shù)，構(gòu)建無(wú)線校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)防護(hù)體系；與湖南師范大學(xué)現(xiàn)有的srun接入認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線終端準(zhǔn)入控制和實(shí)名制身份認(rèn)證；能實(shí)現(xiàn)全面的入網(wǎng)終端安全管控和行為審計(jì)。

4）能與現(xiàn)有的湖南師范大學(xué)數(shù)字校園系統(tǒng)、校園門(mén)戶進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)通用賬號(hào)統(tǒng)一認(rèn)證、能實(shí)施靈活的計(jì)費(fèi)策略，能極大地滿足各類(lèi)查詢(xún)的需要。

3 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)原則

湖南師范大學(xué)無(wú)線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所遵循的技術(shù)原則如下所示：

1）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)覆蓋教學(xué)場(chǎng)所、辦公場(chǎng)所、公共場(chǎng)所、體育場(chǎng)館等；一期建設(shè)只涉及校本部的無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，積極啟動(dòng)二、三期無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

2）無(wú)縫覆蓋樓棟內(nèi)、教學(xué)樓密集區(qū)應(yīng)該覆蓋樓棟周邊的公共區(qū)域，比如馬路、草坪等。真正做到密集區(qū)無(wú)線信號(hào)無(wú)所不在。

3）充分考慮接入后，用戶使用網(wǎng)絡(luò)流暢，確保人員密集區(qū)域的無(wú)線接入。

4）充分考慮兼容性，確保當(dāng)前市面上的較為流行的筆記本、pad、智能手機(jī)、智能終端等設(shè)備能接入到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

5）對(duì)接湖南師范大學(xué)數(shù)字校園系統(tǒng)，用戶能用一卡通賬號(hào)進(jìn)行身份認(rèn)證，能方便應(yīng)用各類(lèi)上網(wǎng)策略與計(jì)費(fèi)策略。

6）無(wú)線覆蓋公共教學(xué)區(qū)，應(yīng)該滿足大教室2個(gè)AP、小教室1個(gè)AP的部署方式（其中1個(gè)AP能提供不少于30人的無(wú)線接入）。

7）全面支持802.11g、802.11n標(biāo)準(zhǔn)。

8）專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，在接入層、匯聚層完全與有線網(wǎng)絡(luò)隔離，互為備份，兩張網(wǎng)絡(luò)僅在核心層進(jìn)行物理融合。

4 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案

湖南師范大學(xué)無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案主要考慮無(wú)線承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、AC無(wú)線控制器部署、認(rèn)證與計(jì)費(fèi)設(shè)計(jì)、漫游方式選擇等方面。

1）無(wú)線承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，在接入層和匯聚層完全與有線網(wǎng)絡(luò)隔離，僅在核心層進(jìn)行物理融合。最終實(shí)現(xiàn)千兆POE無(wú)線交換接入，萬(wàn)兆無(wú)線主干的架構(gòu)。

●無(wú)線網(wǎng)核心部分主要功能是完成無(wú)線網(wǎng)整網(wǎng)業(yè)務(wù)的流量轉(zhuǎn)發(fā)；

●無(wú)線網(wǎng)匯聚部分主要功能是匯集各教學(xué)樓棟或教學(xué)區(qū)的接入層設(shè)備，若干相鄰教學(xué)區(qū)可以采用單臺(tái)多口交換機(jī)作為匯聚設(shè)備，匯聚設(shè)備采用2條萬(wàn)兆光纖鏈路上聯(lián)至核心節(jié)點(diǎn)。

●無(wú)線網(wǎng)接入部分主要采用基于千兆POE的8口、24口、48口接入層交換機(jī)。接入層交換機(jī)需具備安全防御能力、用戶管理能力，能有效防止和控制病毒傳播和網(wǎng)絡(luò)攻擊，能控制非法用戶接入并使用網(wǎng)絡(luò)。接入層交換機(jī)通過(guò)千兆光纖鏈路與接入層交換機(jī)互連，構(gòu)建高速的數(shù)據(jù)交換通道。

2）AC無(wú)線控制器部署

無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)考慮采用兩臺(tái)無(wú)線控制器，實(shí)現(xiàn)控制的1+1冗余。當(dāng)某一臺(tái)AC控制器出現(xiàn)故障時(shí)，能實(shí)現(xiàn)100ms內(nèi)的切換。切換不能影響語(yǔ)音或視頻業(yè)務(wù)。雙AC控制器能實(shí)現(xiàn)智能的 AP 負(fù)載分擔(dān)；支持智能切換信道；支持 IPv4/IPv6 雙棧；支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的二、三層漫游。

3）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證與計(jì)費(fèi)

隨著湖南師范大學(xué)信息化步伐的加快，有線網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等都已基本完善，但當(dāng)用戶需要登錄業(yè)務(wù)系統(tǒng)時(shí)，至少進(jìn)行兩次認(rèn)證（網(wǎng)絡(luò)層認(rèn)證，業(yè)務(wù)層認(rèn)證），需要保留多個(gè)用戶名和密碼，非常繁瑣。無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)無(wú)線、有線、業(yè)務(wù)三個(gè)方面的認(rèn)證集成，能做到一套賬號(hào)密碼，一次認(rèn)證的認(rèn)證方式。

4）漫游方式

無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)采用漫游切換控制技術(shù)，漫游方案采用無(wú)線控制器為核心，由AC控制器統(tǒng)一管理AP接入用戶的會(huì)話。這樣當(dāng)用戶或者移動(dòng)終端移動(dòng)到某一AP時(shí)，用戶的相關(guān)信息，系統(tǒng)的授權(quán)，都能通過(guò)AC控制器實(shí)現(xiàn)所轄區(qū)域內(nèi)的快速交換。這樣就能實(shí)現(xiàn)隨時(shí)保持用戶會(huì)話完整性、可靠移動(dòng)性，從而達(dá)到無(wú)縫漫游的目的。方案要求各個(gè)AP間的切換，時(shí)間控制在0ms-50ms之內(nèi)，漫游切換丟包率控制在0.5%以下。

5 覆蓋類(lèi)型選擇

經(jīng)過(guò)信息統(tǒng)計(jì)，湖南師范大學(xué)無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)可以分為幾種：

1）行政、辦公區(qū)域無(wú)線覆蓋：行政、辦公樓無(wú)線區(qū)域用戶不太密集，墻體等干擾不大，不太需要考慮墻體穿越的問(wèn)題。因此，可以選用室內(nèi)面板AP的方式做信號(hào)覆蓋。

2）教學(xué)區(qū)域無(wú)線覆蓋：教學(xué)區(qū)域的特點(diǎn)是接入用戶密度高、并且無(wú)線信號(hào)覆蓋要求高。這種情況下，將AP部署在走廊，即會(huì)產(chǎn)生AP間的干擾，也會(huì)因?yàn)榻尤胗脩舳喽档虯P性能。因此，這個(gè)區(qū)域采用AP部署在教室內(nèi)的方式。

3）其他樓棟空間覆蓋：對(duì)于量子樓、保衛(wèi)中心等環(huán)境，可以選擇部署放裝式AP在走廊。

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