無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)在校園網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

楊紹文

（大理白族自治州財(cái)貿(mào)學(xué)校，云南 大理 671003）

0 引言

信息傳輸?shù)姆绞綇臅?shū)信傳輸發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)傳輸。網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方式跨越了時(shí)間和空間上的阻礙。師生無(wú)論是與家人通信還是處理工作，通過(guò)局域網(wǎng)都變得高效便捷。校園網(wǎng)的基本要求應(yīng)該包括大容量、高速率的數(shù)據(jù)傳輸。在無(wú)線校園局域網(wǎng)沒(méi)有出現(xiàn)之前，有線校園局域網(wǎng)絡(luò)一直承擔(dān)著學(xué)校網(wǎng)絡(luò)連接的重要職責(zé)。但由于其在網(wǎng)絡(luò)連接中出現(xiàn)了很多不實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)特征，無(wú)線校園局域網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化了有線校園局域網(wǎng)絡(luò)。從校園網(wǎng)實(shí)用性的角度出發(fā)，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)在校園網(wǎng)中擁有無(wú)可比擬的特點(diǎn)，無(wú)線局域網(wǎng)能很好地滿足校園活動(dòng)要求［1-3］。

1 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)

無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)可以無(wú)視空間的約束，凡在覆蓋空間內(nèi)都可以接入網(wǎng)絡(luò)，擁有很強(qiáng)的靈活性。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)不僅配置方式種類(lèi)繁多，而且能提供有線局域網(wǎng)無(wú)法提供的服務(wù)，如“漫游”等。在校園服務(wù)中，學(xué)校的未來(lái)發(fā)展規(guī)劃帶有不確定性，這就需要預(yù)先設(shè)定很多利用率不高的信息點(diǎn)，但網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有可能不遵循原有的規(guī)劃路線，如此就需要支付額外的費(fèi)用進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。若采用無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，可以降低上述情況發(fā)生的概率。有線局域網(wǎng)絡(luò)如果出現(xiàn)斷線故障，特別是線路故障，往往不易找到源頭，排除故障需花費(fèi)很大的代價(jià)。相反，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)可很輕松地排查故障，找出網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)的源頭，快速恢復(fù)原有網(wǎng)絡(luò)連接。無(wú)線局域網(wǎng)還具有更快的傳輸速度，不限于單用戶使用，擴(kuò)展能力強(qiáng)［4-5］。

2 校園網(wǎng)的基本功能

校園網(wǎng)為師生提供免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，在學(xué)生首次登錄校園網(wǎng)時(shí)需要完成校園網(wǎng)的注冊(cè)。校園網(wǎng)的密碼和賬戶是由學(xué)校規(guī)定的，學(xué)生在注冊(cè)完成后可修改賬號(hào)的密碼，增強(qiáng)賬號(hào)安全性。校園網(wǎng)是為師生提供多功能教學(xué)、多功能辦公的多媒體寬帶網(wǎng)絡(luò)。首先，校園網(wǎng)能夠維持整個(gè)校園系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)校園網(wǎng)的使用，學(xué)生可訪問(wèn)只能通過(guò)校園網(wǎng)訪問(wèn)的網(wǎng)站，享受獨(dú)有資源。其次，校園網(wǎng)提供線上教學(xué)的功能，運(yùn)用線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式，讓教師傳播知識(shí)。使用校園網(wǎng)不僅可以高速直接訪問(wèn)眾多國(guó)際知名學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)資源，還可以快速訪問(wèn)目前全國(guó)各大名校豐富的教育資源［4］。

3 校園網(wǎng)中無(wú)線局域網(wǎng)的使用

從當(dāng)前校園網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用狀況來(lái)看，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于校園內(nèi)部辦公。如今的高科技設(shè)備一般都需要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的支持，如手機(jī)、PDA、筆記本等。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)主要有兩種使用方式：樓宇內(nèi)和樓宇間［1］。

3.1 樓宇內(nèi)的無(wú)線連接方式

樓宇內(nèi)的無(wú)線連接方式有以下幾種：第一種為完全對(duì)等無(wú)線連接。這種網(wǎng)絡(luò)方式在不準(zhǔn)備建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普通用戶中應(yīng)用更為廣泛，如具備臨時(shí)連接性質(zhì)的小型商務(wù)活動(dòng)。對(duì)于處在完全對(duì)等無(wú)線連接方式下的無(wú)線節(jié)點(diǎn)局域網(wǎng)絡(luò)，需要單獨(dú)連線接入具有總控制和轉(zhuǎn)接口等功能的無(wú)線接入通信設(shè)備，并且所有無(wú)線節(jié)點(diǎn)都可以完全對(duì)等地進(jìn)行通信，這也是最為直白的無(wú)線節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)格式。但它仍然有一些小的缺點(diǎn)，因?yàn)閮蓚€(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)間的距離較長(zhǎng)，各自的節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信網(wǎng)卡的射頻發(fā)射與連續(xù)接收通信功率被嚴(yán)格限制。這類(lèi)局域網(wǎng)絡(luò)對(duì)能夠直接相連的無(wú)線節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)也有一些限制，不能實(shí)現(xiàn)單個(gè)與多個(gè)相互傳輸數(shù)據(jù)，也不可多對(duì)多同時(shí)傳輸。第二種為網(wǎng)絡(luò)接入控制方式。這種接入方式比較適用于一些網(wǎng)絡(luò)布線不易或網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備使用率不高的學(xué)校場(chǎng)所，如學(xué)校的臨時(shí)會(huì)議廳等。接入解決方式可以歸類(lèi)為用戶能夠自行實(shí)施的接入方案，但能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，挑選接入方法，有單AP方法和多AP方法。單AP轉(zhuǎn)接方法是以一個(gè)星型無(wú)線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，所有無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都由一個(gè)AP節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接，單一的AP轉(zhuǎn)接方式不僅可以獨(dú)立采取，還能與整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫相連。航運(yùn)業(yè)大樓等覆蓋范圍較廣的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，因?yàn)閷?duì)AP節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍要有一定約束，節(jié)點(diǎn)之間移速過(guò)快有可能不會(huì)影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的正常在線運(yùn)行，因此需要考慮使用多AP網(wǎng)絡(luò)接入方法。多AP網(wǎng)絡(luò)接入辦法是單層多AP網(wǎng)絡(luò)接入的一種拓展，通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)主干網(wǎng)與各個(gè)區(qū)的AP節(jié)點(diǎn)相連，保障全部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可以正常實(shí)現(xiàn)該地區(qū)內(nèi)無(wú)線漫游。在使用多AP網(wǎng)絡(luò)接入辦法方式的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該把整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量囊括在內(nèi)，保證無(wú)縫相連，這種經(jīng)常變動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠維持網(wǎng)絡(luò)全天候正常在線。在網(wǎng)絡(luò)密度比較大的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)該考慮使用更多的網(wǎng)絡(luò)容量，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)確預(yù)算區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，并且在制定網(wǎng)絡(luò)速度的目標(biāo)后確立AP數(shù)目。在布局AP時(shí)，還應(yīng)該將外部環(huán)境考慮在內(nèi)，安裝者在考察過(guò)實(shí)際情況后確定AP場(chǎng)所。在臨時(shí)場(chǎng)所建立的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，接入點(diǎn)應(yīng)該位于天花板上，以保障信號(hào)源的穩(wěn)定，降低信號(hào)源受外界干擾的概率［2］。

3.2 樓宇間無(wú)線連接

在公寓樓宇間，無(wú)線通信局域網(wǎng)絡(luò)連接可以使用室外網(wǎng)橋無(wú)線連接方法，主要用途是通過(guò)使用兩個(gè)無(wú)線通信設(shè)備相對(duì)點(diǎn)相連來(lái)直接實(shí)現(xiàn)其相對(duì)點(diǎn)無(wú)線連接，無(wú)線局域網(wǎng)獨(dú)占信道，所以適用于相距較遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)相連。當(dāng)一個(gè)校園內(nèi)的無(wú)線局域網(wǎng)不一定適合室外布線時(shí)，室外網(wǎng)絡(luò)連接式網(wǎng)橋的設(shè)計(jì)方法可被采納。室外網(wǎng)橋?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)和局域網(wǎng)的室外連接應(yīng)用提供了多種多樣的室外連接實(shí)現(xiàn)方式，可以被廣泛應(yīng)用在不同學(xué)校以及校區(qū)相距較遠(yuǎn)的建筑室外網(wǎng)絡(luò)連接。

4 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必要性

無(wú)線局域網(wǎng)在教育事業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。如今，大多數(shù)學(xué)校把無(wú)線局域網(wǎng)作為有線局域網(wǎng)的拓展，在校園建設(shè)中使用無(wú)線局域網(wǎng)作為校園網(wǎng)，使之成為校園網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的重要部分，發(fā)揮了網(wǎng)線局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。將無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)正確地應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)配置中，彌補(bǔ)了各校存在已久的不足。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)能與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行平滑的連接，即插即用，可以被迅速地應(yīng)用于有線網(wǎng)絡(luò)布局中。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)不需要像有線局域網(wǎng)絡(luò)一樣花費(fèi)巨額占用費(fèi)，也不需要占據(jù)過(guò)多的空間，易于布局。相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)不用過(guò)多鋪設(shè)有線信息點(diǎn)，以較小的代價(jià)獲取校園網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的便利［6］。

4.1 校園無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)是伴隨著靈活性與便利性的新型網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)首次投用使用的時(shí)間應(yīng)為二戰(zhàn)時(shí)期，美軍使用無(wú)線電信號(hào)來(lái)傳輸信息，后來(lái)成為21世紀(jì)信息浪潮中發(fā)展最迅猛的科技應(yīng)該追溯到1997年IEEE8022.11標(biāo)準(zhǔn)發(fā)表等關(guān)鍵事件發(fā)生后。1999年9月，802.11bc技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正式開(kāi)始發(fā)布后，掀起了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的“浪潮”，也為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)的物理層和mamac物理層建設(shè)提供了統(tǒng)一的技術(shù)指標(biāo)，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)在校園網(wǎng)建設(shè)中打開(kāi)了市場(chǎng)。

科技的進(jìn)步為無(wú)線局域網(wǎng)在校園網(wǎng)中的建設(shè)指明了前進(jìn)方向。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)在校園網(wǎng)建設(shè)中承擔(dān)了更多的職責(zé)，為教學(xué)管理、科研工作、教學(xué)評(píng)價(jià)提供了極大的便利。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)可以為使用者帶來(lái)無(wú)限生機(jī)與活力，是為師生提供信息學(xué)習(xí)、知識(shí)發(fā)布、信息學(xué)習(xí)的一個(gè)重要平臺(tái)。

4.2 校園無(wú)線局域網(wǎng)的使用環(huán)境

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入局域網(wǎng)由無(wú)線模擬聯(lián)絡(luò)接入網(wǎng)卡和一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)端口接入點(diǎn)(AP）共同連接構(gòu)成。從廣義上來(lái)說(shuō)，WLAN是指不再需要任何網(wǎng)線就可以直接發(fā)送和傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)。只要通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)直接安裝模擬無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入路由器或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口器的AP，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端機(jī)上直接安裝無(wú)線模擬聯(lián)絡(luò)接入網(wǎng)卡，就可以輕松松地連接無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。從模擬無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)定義可以看出，要成功組建一個(gè)模擬無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入局域網(wǎng)，需要的無(wú)線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備一般是無(wú)線模擬聯(lián)絡(luò)接入網(wǎng)卡和一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入路由器。隨著無(wú)線局域網(wǎng)在校園中的普及，師生可以在工科樓、理科樓、圖書(shū)館、辦公樓以及戶外隨時(shí)隨地使用無(wú)線局域網(wǎng)，學(xué)生學(xué)習(xí)和教師處理工作更加得心應(yīng)手。無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展主要表現(xiàn)為更快的傳輸速度、更便捷的互動(dòng)以及多重安全性等方面。靈敏度更高的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)在社會(huì)生產(chǎn)生活中能大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，縮短社會(huì)必要?jiǎng)趧?dòng)時(shí)間，提高勞動(dòng)速率，為校園注入了新的活力。

4.3 常用用戶身份認(rèn)證解決方案

在校園無(wú)線局域網(wǎng)的連接中，需要用戶輸入正確的賬號(hào)和密碼方能使用，其目的就是實(shí)現(xiàn)用戶身份認(rèn)證。一方面，用戶身份認(rèn)證排除了外來(lái)用戶的干擾；另一方面，用戶在使用無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)時(shí)避免了接入點(diǎn)被外來(lái)用戶占用，校園師生連不上網(wǎng)的尷尬局面。用戶身份認(rèn)證的方式有很多，包括PPPOE認(rèn)證、WEB/Portal認(rèn)證與IEEE802.1x認(rèn)證。這3種認(rèn)證方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，也有其他認(rèn)證方式無(wú)可代替的作用。

4.3.1 PPPOE認(rèn)證

PPPOE認(rèn)證方式是身份認(rèn)證的領(lǐng)先者。BNAS通過(guò)PPP進(jìn)行連接，PPP是一種十分成熟的技術(shù)，功能強(qiáng)大，便捷好用，可改善用戶的體驗(yàn)。

4.3.2 IEEE 802.1x認(rèn)證

IEEE 802.1x協(xié)議可以提供身份認(rèn)證、用戶授權(quán)等功能，讓以太網(wǎng)在校園網(wǎng)建設(shè)中展現(xiàn)自身能力。802.1x協(xié)議基于C/S架構(gòu)，能接入網(wǎng)絡(luò)的只有經(jīng)過(guò)授權(quán)的使用者。認(rèn)證消息沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理之前，EAPOL搭建了數(shù)據(jù)與端口之間的橋梁。認(rèn)證信息核實(shí)完成后，用戶才能連接無(wú)線校園局域網(wǎng)，保障網(wǎng)絡(luò)安全。其協(xié)議核心內(nèi)容有3點(diǎn)。第一點(diǎn)是規(guī)定提供具有認(rèn)證者的信息通信協(xié)議。第二點(diǎn)是明確規(guī)定具有認(rèn)證者與其服務(wù)器之間的通信協(xié)議。第三點(diǎn)是明確規(guī)定根據(jù)通信協(xié)議之間交換的信息結(jié)果以及信息質(zhì)量來(lái)確定控制者與認(rèn)證者間的端口傳輸狀態(tài)。

5 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)例

在實(shí)際應(yīng)用中，需要連接無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的人數(shù)不固定，但如果確定了每天達(dá)到高潮時(shí)的總?cè)藬?shù)，則可以有計(jì)劃地布局，確保接入點(diǎn)使用量足夠。某校工科樓內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)固定，但仍然有一些數(shù)量龐大的年輕人群占用，而且這些用戶家中自帶的智能手機(jī)或者電腦較多，導(dǎo)致有線局域網(wǎng)供不應(yīng)求，所以該校在建樓之初還保留了無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足用戶需要。使用無(wú)線主機(jī)接入基站方式，接入基站節(jié)點(diǎn)為無(wú)線接入基站。每臺(tái)無(wú)線AP主機(jī)可同時(shí)供20人使用，結(jié)合實(shí)際使用情況，管內(nèi)每層只需鋪設(shè)4個(gè)無(wú)線接入基站節(jié)點(diǎn)即可充分滿足使用需求，充分展現(xiàn)了無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，讓樓內(nèi)師生都可感受到校園網(wǎng)的方便之處。

6 校園網(wǎng)中無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的要求

無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的學(xué)校，對(duì)校園網(wǎng)建設(shè)都提出了很多要求，例如：(1）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有高安全性、高效性。學(xué)校的教育系統(tǒng)與其他系統(tǒng)有所不同，若是學(xué)校的校園網(wǎng)安全性不高，則可能導(dǎo)致漏題、學(xué)生私自修改答案等后果，給教育公平性帶來(lái)一系列挑戰(zhàn)。(2）校園網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)該把管理放在第一位。在接入校園網(wǎng)時(shí)對(duì)每個(gè)連接者做身份驗(yàn)證，在帶寬上做限制，保障校園網(wǎng)的服務(wù)讓使用人員滿意。(3）校園網(wǎng)能夠處理不同的業(yè)務(wù)，旨在實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的共享網(wǎng)絡(luò)化。市場(chǎng)上出現(xiàn)了種類(lèi)繁多的辦公應(yīng)用軟件，校園網(wǎng)必須能夠支撐這些軟件的運(yùn)轉(zhuǎn)，推動(dòng)校園網(wǎng)絡(luò)辦公的發(fā)展。(4）校園網(wǎng)的開(kāi)放性和包容能力要足夠強(qiáng)，校園網(wǎng)是根據(jù)用戶需求和對(duì)未來(lái)用戶人數(shù)的預(yù)計(jì)建設(shè)而成的，并據(jù)此進(jìn)行校園網(wǎng)的升級(jí)換代。因此，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和相關(guān)規(guī)則，大幅度減少對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)框架和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的調(diào)整。此外，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)如果能夠優(yōu)化，就可以提供更多的功能。例如：(1）節(jié)點(diǎn)間穩(wěn)定，高效傳輸。(2）設(shè)備的日常維護(hù)，這也是一個(gè)難點(diǎn)，設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)年代失修、線路老化等問(wèn)題。(3）優(yōu)化校園網(wǎng)，提高辦公、管理效率、科研能力。只有更新?lián)Q代，才能處理好日新月異的信息數(shù)據(jù)。校園無(wú)線局域網(wǎng)具有防御性強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)。從國(guó)內(nèi)高校校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)情況來(lái)看，高效安全的網(wǎng)絡(luò)是基石，海量應(yīng)用為核心，一系列網(wǎng)絡(luò)規(guī)定制度是保障。目前，校園無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步穩(wěn)定擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也在逐步改善?？傮w來(lái)說(shuō)，隨著無(wú)線局域網(wǎng)的發(fā)展，高校原本的局域網(wǎng)絡(luò)隊(duì)伍中慢慢出現(xiàn)了無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的身影。

7 結(jié)語(yǔ)

科技的進(jìn)步與發(fā)展在為校園生活提供便利的同時(shí)，也為校園生活的豐富多彩提供了有力保障?，F(xiàn)階段，個(gè)人筆記本電腦與智能手機(jī)的使用頻率大幅提升，也正因如此，無(wú)線移動(dòng)局域網(wǎng)絡(luò)成為一種適應(yīng)信息時(shí)代快速發(fā)展的新型技術(shù)產(chǎn)物，可以被當(dāng)作有線專(zhuān)用局域網(wǎng)絡(luò)的一種拓展。盡管無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)仍然有很多缺點(diǎn)，但在當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展下，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)勢(shì)不可擋。無(wú)線移動(dòng)局域網(wǎng)絡(luò)與有線移動(dòng)局域網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系主要是互相促進(jìn)、技術(shù)互補(bǔ)，兩者不可分割。