高校校園網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)分析

摘 要：在信息化建設(shè)中，各大高校都建成以光纖和銅纜為通信介質(zhì)的有線校園網(wǎng)。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的興起，無線網(wǎng)絡(luò)的需求也越來越迫切，建立一個有線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，無線網(wǎng)絡(luò)為拓展的高校校園網(wǎng)，也成為各大高校近年來的建設(shè)任務(wù)。文章以廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，對高校校園網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，為校園用戶提供安全的無線接入。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)；無線網(wǎng)絡(luò)；設(shè)計(jì)

互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，使得越來越多的大學(xué)生利用校園網(wǎng)進(jìn)行信息交流，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為在校大學(xué)生學(xué)習(xí)、生活和娛樂的重要平臺。近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，也使得更多的大學(xué)生利用手機(jī)、平板電腦、筆記本進(jìn)行信息的交流，無線終端的數(shù)量快速增加，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足需求，因此建設(shè)一個強(qiáng)大的無線網(wǎng)絡(luò)也成為大勢所趨。

1 傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)存在的局限性

1.1 信息點(diǎn)數(shù)量不足

傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)，需要有足夠的信息點(diǎn)，才能給用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入，對于一些學(xué)生數(shù)量比較多且密集的場所，例如圖書館、教學(xué)樓、學(xué)生宿舍等，如果沒有預(yù)留足夠的信息點(diǎn)，則很多學(xué)生無法接入網(wǎng)絡(luò)。在早期建成的學(xué)生宿舍中，由于預(yù)留的網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)不足，學(xué)生自行采購了交換機(jī)，在宿舍內(nèi)通過交換機(jī)拓展端口的方法，滿足宿舍成員的接入，但是導(dǎo)致宿舍網(wǎng)線錯綜復(fù)雜，不易管理。

1.2 網(wǎng)絡(luò)無法拓展

在大學(xué)校園的開闊位置，例如操場、草坪、學(xué)術(shù)報(bào)告廳等空曠地點(diǎn)，由于沒有信息點(diǎn)，學(xué)生只能使用運(yùn)營商的流量接入網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性不強(qiáng)，無法體驗(yàn)到校園網(wǎng)方便快捷的優(yōu)勢。

1.3 無線路由多，信號干擾嚴(yán)重

移動互聯(lián)網(wǎng)的興起和無線終端的普及，使得很多師生都在辦公室和學(xué)生宿舍自行購買了無線路由器，架設(shè)無線局域網(wǎng)，滿足個人使用需要。無線路由器的數(shù)量增加了，設(shè)置之間的信號干擾也隨之而生，且無法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)用戶的有效管理。

2 無線局域網(wǎng)的特點(diǎn)

2.1 組網(wǎng)方便

與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)不需要再挖墻鑿洞，預(yù)埋線管，敷設(shè)電纜，只需要在特定的位置布放無線訪問接入點(diǎn)（Access Point，AP），就可以實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，組網(wǎng)方便快捷[1]。

2.2 施工速度快，工程周期短成本低

傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樾枰C合布線，預(yù)埋信息點(diǎn)，周期長且成本高，無線網(wǎng)絡(luò)只需要把無線AP就近接入到校園網(wǎng)的交換機(jī)中，大大提升了施工速度，周期短且成本低。

2.3 無線速度快，可擴(kuò)展性強(qiáng)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展正慢慢趨于成熟，支持802.11n標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸速率已達(dá)到300 Mbps，且隨著技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率也在不斷地提高，當(dāng)某一場所的無線用戶數(shù)量增多時(shí)，只需要增加AP數(shù)量或者更換更高級別的AP，就可以實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的無縫升級，擴(kuò)展能力強(qiáng)。

2.4 靈活性高，移動性強(qiáng)

師生只要在無線覆蓋的地方均可使用校園網(wǎng)，不再擔(dān)心是否有信息點(diǎn)，在體育場、大草坪、報(bào)告廳快速接入網(wǎng)絡(luò)不再是夢想，且使用無線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，不管位置如何移動，無線網(wǎng)絡(luò)的漫游技術(shù)仍然可以可靠快速地使用網(wǎng)絡(luò)，靈活性高，移動性強(qiáng)[2]。

3 無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)

大多數(shù)高校均建立了千兆、萬兆骨干的有線校園網(wǎng)，無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)該是有線網(wǎng)絡(luò)的有力補(bǔ)充，在設(shè)計(jì)中要遵循開放性、實(shí)用性、先進(jìn)性的原則，統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施，無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)并存，相互補(bǔ)充，既發(fā)揮了有線校園網(wǎng)高速可靠的優(yōu)勢，也體現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)靈活方便的特點(diǎn)，避免了投資的浪費(fèi)。

以廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園網(wǎng)建設(shè)為例，在一期校園網(wǎng)工程建設(shè)中，已經(jīng)建立了萬兆骨干，千兆到桌面的高校校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。在二期的校園網(wǎng)建設(shè)中，考慮到實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的校園覆蓋，使得圖書館、實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)樓、運(yùn)動場等校園環(huán)境中師生均可快速便捷地接入無線網(wǎng)絡(luò)，滿足信息化教學(xué)的需求。

設(shè)計(jì)目標(biāo)：可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及語音業(yè)務(wù)的同時(shí)進(jìn)行，并要確保語音業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性；可方便地集中管理，有線和無線網(wǎng)絡(luò)采用統(tǒng)一的認(rèn)證和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)無縫互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營；系統(tǒng)具有方便、成熟的擴(kuò)展性，良好的網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障分析和處理能力，使系統(tǒng)具有極高的可維護(hù)性；建設(shè)無線網(wǎng)不要更改原有網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和配置；無線系統(tǒng)具有較高的安全性，可以對無線的入侵和威脅作出有效的反應(yīng)和防護(hù)；采用國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以擁有廣泛的支持廠商，無線網(wǎng)絡(luò)廠商與原有有線網(wǎng)絡(luò)廠商設(shè)備兼容性高。

該校校園網(wǎng)絡(luò)采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中心位于學(xué)校圖書館大樓，通過出口網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接到Internet，核心層交換機(jī)采用低延遲，具備高速存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能，為下一代園區(qū)網(wǎng)核心而專門設(shè)計(jì)開發(fā)的敏捷交換機(jī)華為S12708交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)中心通過萬兆光纜連接到各教學(xué)樓、實(shí)訓(xùn)樓、宿舍樓等匯聚點(diǎn)，匯聚層采用快速以太網(wǎng)技術(shù)，快速存儲轉(zhuǎn)發(fā)性能，高速流量匯聚及監(jiān)控的華為Quidway S9306交換機(jī)，樓層間、各部門間采用華為S5700-24TR型號交換機(jī)接入，每層樓除了一期工程有線信息點(diǎn)的安裝外，二期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在每一房間均布放無線AP點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無線信號覆蓋[3]。

核心層是所有數(shù)據(jù)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)層次，為整個網(wǎng)絡(luò)提供Internet的接入與本地局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)交換，核心層采用3層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，無線網(wǎng)絡(luò)的核心無線控制器AC也連接到核心交換機(jī)，接入層直接連接到各樓層AP點(diǎn)，通過Vlan的劃分，Trunk設(shè)置、信道劃分等技術(shù)，使整個網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。校園網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

核心無線控制器AC采用銳捷的RG-WS6816高性能無線控制器，各樓層采用銳捷的RG-AP720-I放裝型無線AP。RG-WS6816高性能無線控制器是銳捷網(wǎng)絡(luò)推出的面向下一代高速無線網(wǎng)絡(luò)的無線控制器產(chǎn)品，可突破3層網(wǎng)絡(luò)保持與AP的通信，部署在網(wǎng)絡(luò)中，無需改動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和硬件設(shè)備，就可以提供無縫的安全無線網(wǎng)絡(luò)控制。無線接入點(diǎn)RG-AP720-I是銳捷網(wǎng)絡(luò)推出的搭載靈動天線、支持802.11ac Wave2最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的AP產(chǎn)品，通過擴(kuò)展“AP衛(wèi)星”，可實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)、性能翻倍提升，整機(jī)最大達(dá)到2.4 Gbps，支持壁掛、吸頂安裝方式，可安全方便地安裝于墻壁、天花板等各種位置，通過以太網(wǎng)供電模式，方便部署在校園網(wǎng)環(huán)境中。

AP的位置部署應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的場景和需求進(jìn)行初步選擇，然后再通過實(shí)地測量進(jìn)行調(diào)整。盡可能做到AP覆蓋區(qū)域之間無間隙，保證所有區(qū)域都能覆蓋；AP之間重疊區(qū)域最小，盡可能減少所需AP的數(shù)量；AP的布放應(yīng)考慮無線網(wǎng)絡(luò)安全的因素，信道的安全和單元大??；應(yīng)先對用戶密度高的區(qū)域進(jìn)行AP布置，然后再布置用戶密度低的區(qū)域； 在用戶密度高的區(qū)域，應(yīng)在一定區(qū)域內(nèi)降低AP無線信號的發(fā)射功率，則可放置更多AP，以在保證吞吐量的基礎(chǔ)上接入更多用戶，這樣才能保證更多的用戶訪問網(wǎng)絡(luò)。相互覆蓋區(qū)域的AP不能采用同一頻道，否則會造成AP在信號傳輸時(shí)相互干擾，從而降低AP的工作效率。為了最大限度地利用頻帶資源，可選取3個互不重合的頻道作為整個系統(tǒng)的工作頻段。

4 結(jié)語

廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院的無線校園網(wǎng)是在原有的有線校園網(wǎng)基礎(chǔ)上構(gòu)建，一體化無線校園網(wǎng)既融合了有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)，還通過統(tǒng)一的硬件平臺、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理、統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的應(yīng)用安全，為校園用戶提供安全的無線接入。無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)之間形成負(fù)載分擔(dān)和冗余備份，大大提升了校園網(wǎng)服務(wù)的品質(zhì)，提升學(xué)院的品牌形象。

[參考文獻(xiàn)]

[1]宋鵬.基于瘦AP組網(wǎng)方式的高校無線校園網(wǎng)的研究與設(shè)計(jì)[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.

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[3]高春陽，白亮，孫平.高校無線校園網(wǎng)建設(shè)研究[J].電腦知識與技術(shù)，2013（35）：7913-7914.