無線Mesh網(wǎng)絡技術在校園無線網(wǎng)絡建設中的應用

郭　可

（秦皇島職業(yè)技術學院，河北　秦皇島　066100）

?

無線Mesh網(wǎng)絡技術在校園無線網(wǎng)絡建設中的應用

郭可

（秦皇島職業(yè)技術學院，河北秦皇島066100）

摘要：在人們的生活中無線互聯(lián)局域網(wǎng)發(fā)展越來越快，在范圍比較大的區(qū)域要使用WLAN進行無線網(wǎng)絡全覆蓋具有一定的局限性。無線Mesh網(wǎng)絡是一種新型的無線網(wǎng)絡，覆蓋范圍大，容量大，效率高。在校園網(wǎng)的無線網(wǎng)絡建設中無線Mesh網(wǎng)絡發(fā)揮著重要的作用。文章對無線Mesh網(wǎng)絡技術進行分析，并對無線Mesh網(wǎng)絡技術在校園無線網(wǎng)絡建設中的應用進行研究。

關鍵詞：無線Mesh網(wǎng)絡；無線局域網(wǎng)；WLAN ；覆蓋式；校園無線網(wǎng)

隨著中國教育現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，在學校中教學和科研水平提升很快，一些社團活動，學生交流會不斷增多。在教學樓、學生公寓等場所，無線網(wǎng)絡的覆蓋可以幫助學生們更好的使用筆記本、3G手機登移動互聯(lián)設備進行學習和交流，無線網(wǎng)絡的建設是校園網(wǎng)絡建設重點。有線網(wǎng)絡在布線施工的時候受到地理環(huán)境的制約很大，施工比較復雜，成本比較高，而且在校園內(nèi)不能達到網(wǎng)絡的全覆蓋，無線網(wǎng)絡是有線網(wǎng)絡的擴展，有線網(wǎng)絡不能覆蓋的地方，我們可以通過無線網(wǎng)絡為用戶提供網(wǎng)絡接入點。在校園網(wǎng)絡的建設中要采用新的網(wǎng)絡技術，才能夠使校園網(wǎng)更好地滿足學生們的需要。

許多學校建設的都是傳統(tǒng)的校園網(wǎng)，傳統(tǒng)校園網(wǎng)的鋪設主要都是有線網(wǎng)絡，網(wǎng)絡運行比較穩(wěn)定，為學生們提供了學習和娛樂的保障，但是在校園的體育場、草地等地方，沒有鋪設有線網(wǎng)絡，這樣學生們就不能接入互聯(lián)網(wǎng)。學校的校園網(wǎng)存在一定的盲點，不能滿足學生們在任何地點都可以上網(wǎng)的需求。為了滿足學生們在校園內(nèi)上網(wǎng)的需求，把無線網(wǎng)絡引入到校園的建設中來，把有線網(wǎng)絡的固定上網(wǎng)方式轉(zhuǎn)換成無線網(wǎng)絡的移動上網(wǎng)方式，我們提出了無線Mesh網(wǎng)絡技術，無線Mesh網(wǎng)絡技術是無線網(wǎng)絡的新的技術，無線Mesh網(wǎng)絡地理區(qū)域覆蓋范圍大，效率高，是一種全新的無線網(wǎng)絡技術。無線Mesh網(wǎng)絡技術在數(shù)據(jù)傳輸上支持點對多點和多點對多點傳輸方式，無線Mesh網(wǎng)絡技術改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡接入方式，克服了傳統(tǒng)校園網(wǎng)建設中的弊端，解決了無線網(wǎng)絡全覆蓋局限性的問題，支持無線網(wǎng)絡多點的信息接收方式。

1　無線Mesh網(wǎng)絡技術

1.1無線Mesh網(wǎng)絡技術綜述

在無線網(wǎng)絡局域網(wǎng)中，我們把無線Mesh網(wǎng)絡也叫做無線網(wǎng)狀網(wǎng)，無線Mesh網(wǎng)絡技術和其他的移動網(wǎng)絡技術可以很好的結合，無線Mesh網(wǎng)絡技術可以提高地理區(qū)域覆蓋范圍和提升網(wǎng)絡寬帶容量，信息在無線Mesh網(wǎng)絡傳輸過程中的穩(wěn)定性高，在無線網(wǎng)絡技術的應用中具有很大的發(fā)展前景。傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡的拓撲結構大多是點對多點的星型網(wǎng)絡拓撲結構，拓撲結構圖如圖1所示 ，在傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡星型拓撲圖中可以看出，所有的終端的節(jié)點要進行數(shù)據(jù)通信，必須經(jīng)過中心節(jié)點才能夠進行數(shù)據(jù)交換。

圖1 星型拓撲圖

圖2 點對點拓撲結構圖

無線Mesh網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲結構是點對點的，如圖2所示，在點對點網(wǎng)絡拓撲圖中可以看出全功能點彼此構成了一個網(wǎng)狀結構，全功能點之間的通信互相之間就可以完成，不必通過共同的中心節(jié)點。

綜合以上分析，無線Mesh網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲結構可以彌補傳統(tǒng)星型網(wǎng)絡拓撲結構中擴展性差和安裝維護難度大等問題。無線Mesh網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲結構把星型拓撲結構和網(wǎng)狀拓撲結構結合在一起，在網(wǎng)絡的性能上提高了很多。在無線Mesh網(wǎng)絡的點對點網(wǎng)絡拓撲結構中，在節(jié)點上加入路由表實現(xiàn)路由功能，無線Mesh網(wǎng)絡技術采用對等網(wǎng)絡結構，節(jié)點在對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的時候可以與其相鄰的節(jié)點之間進行轉(zhuǎn)發(fā)，可以說無線Mesh網(wǎng)絡是自己可以管理自己的網(wǎng)絡。

1.2無線Mesh網(wǎng)絡基本結構

無線Mesh網(wǎng)絡主要有3種基本結構分別是：骨干網(wǎng)型Mesh結構、客戶端型Mesh結構和混合型Mesh結構。

1.2.1骨干網(wǎng)型Mesh結構

骨干網(wǎng)型Mesh結構的主干網(wǎng)由多個路由器組成，遵守IEEE802.11國際標準化協(xié)議，可以實現(xiàn)自動配置和自動修復的功能。Mesh結構由多個Mesh路由器構成，彼此的連接時點對點跳轉(zhuǎn)連接。Mesh路由器和有線網(wǎng)絡連接實現(xiàn)對internet網(wǎng)的訪問，客戶端與Mesh路由器相連，接入骨干網(wǎng)，與Internet連接，使內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)可以互相訪問。骨干網(wǎng)型Mesh結構支持客戶端和路由器之間的無縫切換，采用不同無線網(wǎng)絡技術的客戶端與骨干網(wǎng)相連，可以通過連接以太網(wǎng)接口的基站來實現(xiàn)接入。

1.2.2客戶端型Mesh結構

在客戶端型Mesh結構中，具有相同無線網(wǎng)絡技術的客戶端不采用傳統(tǒng)的access point方式連接而是彼此之間相互連接構成，采用點對點的連接方式。在客戶端型Mesh結構中沒有中心節(jié)點，客戶端相鄰節(jié)點直接通信，不相鄰節(jié)點之間通過跳轉(zhuǎn)實現(xiàn)通信，客戶端型具有路由功能，可以自動進行配置，缺點是移動性小。

1.2.3混合型Mesh結構

混合型Mesh結構是把骨干網(wǎng)型Mesh結構和客戶端型Mesh結構結合到一起形成的結構。在混合型Mesh結構中具有Mesh結構的骨干網(wǎng)，客戶端和路由器之間以及客戶端之間形成Mesh結構。混合型Mesh結構功能多，對客戶端要求較高?；旌闲蚆esh結構如圖3所示。

圖3　混合型無線Mesh網(wǎng)絡結構

1.3無線Mesh網(wǎng)絡關鍵技術特點

無線Mesh網(wǎng)絡采用的技術有MAC協(xié)議、路由協(xié)議、信道分配等。MAC協(xié)議是為了保證網(wǎng)絡和資源共享的公平性，對網(wǎng)絡中的站點占有信道的問題進行管理。路由協(xié)議是無線Mesh網(wǎng)絡組成的重要技術，在路由上對傳輸?shù)男畔⑦M行共享，路由協(xié)議包括內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議和外部網(wǎng)關協(xié)議。信道分配在移動通信網(wǎng)絡中時重要的無線資源管理方式，信道分配分為動態(tài)和隨機兩種信道分配方式，動態(tài)信道分配對信道資源進行分配和配置是根據(jù)信道通過量的參數(shù)，隨機信道分配為通信傳輸設備選擇最佳的信道的方式是采用多普勒計算，在隨機的條件下采用通信系統(tǒng)的碼分復用技術。

2　無線Mesh網(wǎng)絡技術在校園無線網(wǎng)絡建設中的應用

2.1應用需求

學生在校園的學習和生活都離不開網(wǎng)絡，在校園的傳統(tǒng)網(wǎng)絡建設中，有線網(wǎng)絡的覆蓋范圍有局限性，有一些地方不能進行網(wǎng)絡覆蓋，滿足不了學生上網(wǎng)的需求，在學校的體育場和公用綠地等區(qū)域不允許鋪設有線網(wǎng)絡設施，影響學生上網(wǎng)的質(zhì)量。有線網(wǎng)絡的建設需要鋪設線纜，施工費用大，無線網(wǎng)絡避免了鋪設大范圍線纜工程，網(wǎng)絡安全性也得到了保證，在施工中節(jié)省人力、物力，所以要對學校內(nèi)進行無線Mesh網(wǎng)絡覆蓋，保證無線Mesh網(wǎng)絡滿足學生上網(wǎng)的要求。無線Mesh網(wǎng)絡技術具有網(wǎng)絡拓展性強、覆蓋范圍廣、抗干擾性強和建設成本低等優(yōu)點，滿足校園網(wǎng)絡的高效率、低成本的網(wǎng)絡建設需要。在校園網(wǎng)中建設無線VoIP網(wǎng)絡，通過移動設備在內(nèi)部零話費進行通信。在校園內(nèi)通過無線網(wǎng)絡安裝監(jiān)控，保證校園內(nèi)全天候安全監(jiān)控。無線Mesh網(wǎng)絡技術保證校園無線網(wǎng)絡全覆蓋。

2.2建設難點

在學生活動比較集中的地方需要優(yōu)質(zhì)的高效率的無線網(wǎng)絡服務，比如公寓、食堂等學生活動密度大的區(qū)域。對無線網(wǎng)絡的安全性也是一個重要的問題，在校園內(nèi)進行上網(wǎng)認證實名制，一個學生一個賬號，建立上網(wǎng)計費系統(tǒng)，保證上網(wǎng)安全。

2.3解決方案

根據(jù)區(qū)域的特點，在室內(nèi)可以使用無線Mesh路由器，對接入點的安裝實現(xiàn)大面積覆蓋。在體育館和食堂等地方可以采用安裝AP或者WIFE熱點的方式實現(xiàn)無線網(wǎng)絡覆蓋，對學生活動比較少的區(qū)域使用AP的宏方式，對使用量大的區(qū)域使用AP的室外方式。校園無線Mesh網(wǎng)絡拓撲圖如圖4所示。

圖4　校園無線Mesh網(wǎng)絡拓撲圖

3　結語

無線Mesh網(wǎng)絡吞吐量大、覆蓋范圍廣、網(wǎng)絡穩(wěn)定性和安全性高、建設施工費用低。無線Mesh網(wǎng)絡技術符合校園無線網(wǎng)建設的需要，滿足學生和老師的上網(wǎng)需求，是校園網(wǎng)絡現(xiàn)代化建設的新的技術。無線Mesh網(wǎng)絡技術的發(fā)展必將促進校園網(wǎng)絡建設更好的發(fā)展。

［參考文獻］

［1］紀威.基于WLAN技術在校園網(wǎng)絡建設中的應用［C］//第二十六屆中國（天津）2012IT、網(wǎng)絡、信息技術、電子、儀器儀表創(chuàng)新學術會議論文集，2012.

［2］羅奇.無線Mesh網(wǎng)絡技術在高校校園中的應用［J］.硅谷，2012（6）：146-147.

［3］郭靖.無線Mesh網(wǎng)構建無線城市［J］.通信世界，2008（32）：1007.

The Application of Mesh Network Technology in the Construction of the Campus Wireless Network

Guo Ke
(Qinhuangdao Institute of Technology, Qinhuangdao066100, China)

Abstract：The development of the wireless LAN in the life of people more and more quickly, in a larger area for a complete coverage of the wireless network using WLAN has some limitations. Wireless Mesh network is a new type of wireless networks, large coverage, large capacity, high effciency. Wireless Mesh network in campus network wireless network construction play an important role. In this paper， the wireless Mesh network technology are analyzed, and the wireless Mesh network technology application in the construction of campus wireless network for research.

Key words：wireless mesh network; wireless local area network(lan); wlan; overlay; the campus wireless network

作者簡介：郭可（1980-），男，河北秦皇島，本科，助教；研究方向：計算機網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫技術。