校园无线局域网Word格式.docx
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灵活性:
无线技术使得WLAN设备可以灵活的进行安装并调整位置,使无线网络达到有线网络不易覆盖的区域;
综合成本较低:
一方面WLAN网络减少了布线的费用,另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网技术可以更好地保护已有投资。
同时,由于WLAN技术本身就是面向数据通信领域的IP传输技术,因此可直接通过百兆自适应网口和企业、学校内部Intranet相连,从体系结构上节省了协议转换器等相关设备;
扩展能力强:
WLAN网桥系统支持多种拓扑结构及平滑扩容,可以十分容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统;
1.无线局域网的服务功能
通过无线校园网络覆盖,信号可覆盖整个学校。
为广大师生提供了一个更为有效的网络互动平台,加强了学习生活的交流,同时为学生在教室内的自习提供一个方便的查询资料的网络环境。
只要教师拥有一部上网本,就可以很方便地把它拿到教室或实验室或室外进行教学和演示;
或者可以让学生们用它来就地查阅网上资料或递交电子文档的作业等。
这样的带无线网络的教学上网本可以在整个校园内移动,其网络连接都不会中断,使得整个学校都有无线网络的覆盖。
同时,师生也可以通过无线局域网连接到外部网络,实现网络浏览,视频观看等活动,充分利用互联网上的资源,拓展视野。
2.无线局域网建设目标
总体建设目标
1利用无线网络技术进一步扩展校园网的覆盖范围,使全校师生能够随时随地、方便高效地使用校园网络;
2促进教学和科研发展,进一步拓展研究空间;
3提升校园网络环境,提高管理水平和效率,推动学校信息化建设;
覆盖部分原来没有有线网的空间
4由于本工程是在校园有线网的基础上加以无线扩充(即采用AP将无线网络不近接入到有线网络);
具体实施目标
侧重实际应用,覆盖校园内部分区域,为教学和学习生活提供切实可用的无线网络环境;
采取通行的网络协议标准:
目前无线局域网普遍采用802.11系列标准,因此校园无线局域网将主要支持802.11g(54M带宽)标准以提供可供实际应用的相对稳定的网络通讯服务,同时兼顾多种类型应用和将来的投资保护,需要同时支持801.11a,802.11b,实现双频三模技术;
全面的无线网络支撑系统(包括无线网管、无线安全,无线计费等),以避免无线设备及软件之间的不兼容性或网络管理的混乱而导致的问题;
保证网络访问的安全性;
采用非独立型的无线网络结构选型;
覆盖范围要求
I.有线网络无法接入的室外场所:
校园内一些场所很难实现网络有线接入,采用无线方式可以实现覆盖大范围室外空间的无线网络接入。
本次建设主要包括各宿舍及教学楼附近空地等。
II.有线网络使用不便或受限的室内空间:
校园内一些室内场所空间较大,会产生许多人同时接入网络的需求,采用有线的方式只能提供少量接口,不能满足要求。
用无线网络覆盖来解决相当数量的移动设备同时访问网络的问题。
主要包括图书馆、主楼、各教学楼等;
安全、认证、计费和管理要求
要与现有的计费系统对接,实现针对用户计费、管理、控制功能;
校园无线网网络结构要求:
无线接入所需布设的AP通过校园网的汇聚层设备接入到校园网中,在汇聚层都提供相应的接口给无线网线,在接入层设备要在方案中进行描述。
工程布线和安装要求:
I.室内部分:
定好较为开阔位置,将网线和电源线走暗线敷设到位;
挂在墙上,可利用设备本身自带的安装附件进行安装;
如果需要遮蔽,则需要定制非金属安装盒;
如果是挂在天花板上,则根据天花板的情况而定,若天花板是非金属结构,可以固定在天花板内。
安装过程中应充分考虑防盗问题。
II.室外部分:
根据设备位置有两种布线方式。
如果AP设备放置在楼顶,则需要走网线和电源线;
如果AP设备放置在室内,天线放置在室外,则需要走天线馈线。
这两种方式馈线都需走铁管,贴防水胶方式处理,安装过程中应充分考虑防盗。
III.供电部分:
AP的供电可采用POE方式由接入的网络设备进行供电(无需本地供电)。
产品能力要求要求:
I.产品支持AES、WEP加密等安全标准;
II.漫游切换;
III.支撑QOS能力
3.设计原则
实用性:
遵循面向应用,注重实效,急用先上,逐步完善的原则;
充分保护已有投资,不设计成华而不实的无线网络,也不设计成利用率低下的网络,我们以实用性的原则要求为依据,有最高的性价比的校园无线局域网络。
先进性:
采用当前较为流行的无线技术和先进的无线设备,保证网络能适应技术的快速发展。
可靠性:
系统必须可靠运行,主要的、关键的设备应有冗余,一旦系统某些部分出现故障,应能很快恢复工作,并且不能造成任何损失。
开放性:
选择的产品应具有好的互操作性和可移植性,并符合相关的国际标准和工业标准;
无论发生任何变化,均能够最大可能性的开放标准。
可扩充性:
系统是一个逐步发展的应用环境,在系统结构、产品系统、系统容量与处理能力等方面必须具有升级换代的可能,这种扩充不仅能充分保护原有资源,而且具有较高的性能价格比;
可维护性:
系统具有良好的网络管理、网络监控、故障分析和处理能力,使系统具有极高的可维护性;
安全性:
必须具有高度的保密机制,灵活方便的权限设定和控制机制,以使系统具有多种手段来防备各种形式的非法侵入和机密信息的泄露。
4.无线网络的种类
无线网络又分为三种,无线个人网、无线局域网、无线城域网。
无线个人网
无线个人网(WPAN)是在小范围内相互连接数个装置所形成的无线网络,通常是个人可及的范围内。
例如蓝牙连接耳机及膝上电脑,ZigBee也提供了无线个人网的应用平台。
无线局域网
在当今各种无线局域网技术交织的战国时代,WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放,但IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。
无线城域网
无线城域网是连接数个无线局域网的无线网络型式。
5.无线网络的主流协议
802.11:
是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。
目前,3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。
由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。
IEEE802.11a:
使用5GHz频段,传输速度54Mbps,与802.11b不兼容
802.11a的传输技术为多载波调制技术。
802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线联网标准的后续标准。
它工作在5GHzU-NII频带,物理层速率可达54Mb/s,传输层可达25Mbps。
可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;
支持语音、数据、图像业务;
一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。
IEEE802.11b:
使用2.4GHz频段,传输速度11Mbps
IEEE802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps,比两年前刚批准的IEEE802.11标准快5倍,扩大了无线局域网的应用领域。
另外,也可根据实际情况采用5.5Mbps、2Mbps和1Mbps带宽,实际的工作速度在5Mb/s左右,与普通的10Base-T规格有线局域网几乎是处于同一水平。
作为公司内部的设施,可以基本满足使用要求。
IEEE802.11b使用的是开放的2.4GB频段,不需要申请就可使用。
既可作为对有线网络的补充,也可独立组网,从而使网络用户摆脱网线的束缚,实现真正意义上的移动应用。
IEEE802.11g:
使用2.4GHz频段,传输速度54Mbps,可向下兼容802.11b
在2.4GHz频段使用正交频分复用(OFDM)调制技术,使数据传输速率提高到20Mbit/s以上;
能够与IEEE802.11b的Wi-Fi系统互联互通,可共存于同一AP的网络里,从而保障了后向兼容性。
这样原有的WLAN系统可以平滑地向高速WLAN过渡,延长了IEEE802.11b产品的使用寿命,降低了用户的投资。
2003年7月IEEE802.11工作组批准了IEEE802.11g草案,该标准成为人们关注的新焦点。
目前IEEE802.11b最常用,但IEEE802.11g更具下一代标准的实力
802.11n:
IEEE802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps,成为802.11b、802.11a、802.11g之后的另一场重头戏。
和以往地802.11标准不同,802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。
这样11n保障了与以往的802.11g标准兼容。
802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准,但采用MIMOOFDM技术的厂商已经很多,包括D-Link,Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等,产品包括无线网卡、无线路由器等,而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。
为了实现高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平,802.11任务组N(TGn)应运而生。
二.无线设备类型
在无线局域网里,常见的设备有无线网卡、无线网桥、无线天线等。
1.无线网卡
无线网卡的作用类似于以太网中的网卡,作为无线局域网的接口,实现与无线局域网的连接。
无线网卡根据接口类型的不同,主要分为三种类型,即PCMCIA无线网卡、PCI无线网卡和USB无线网卡。
PCMCIA无线网卡仅适用于笔记本电脑,支持热插播,可以非常方便地实现移动无线接入。
PCI无线网卡适用于普通的台式计算机使用。
其实PCI无线网卡只是在PCI转接卡上插入一块普通的PCMCIA卡。
USB接口无线网卡适用于笔记本和台式机,支持热插拔,如果网卡外置有无线天线,那么,USB接口就是一个比较好的选择。
2.无线网桥
从作用上来理解无线网桥,它可以用于连接两个或多个独立的网络段,这些独立的网络段通常位于不同的建筑内,相距几百米到几十公里。
所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。
同时,根据协议不同,无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11G以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。
无线网桥有三种工作方式,点对点,点对多点,中继连接。
特别适用于城市中的远距离通讯.
在无高大障碍(山峰或建筑)的条件下,一对速组网和野外作业的临时组网。
其作用距离取决于环境和天线,现7km的点对点微波互连。
一对27dbi的定向天线可以实现10km的点对点微波互连。
12dbi的定向天线可以实现2km的点对点微波互连;
一对只实现到链路层功能的无线网桥是透明网桥,而具有路由等网络层功能、在网络24dbi的定向天线可以实层实现异种网络互联的设备叫无线路由器,也可作为第三层网桥使用。
无线网桥通常是用于室外,主要用于连接两个网络,使用无线网桥不可能只使用一个,必需两个以上,而AP可以单独使用。
无线网桥功率大,传输距离远(最大可达约50km),抗干扰能力强等,不自带天线,一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。
3.无线天线
当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时,随着信号的减弱,或者传输速率明显下降,或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通讯,此时,就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益(放大)。
无线天线有多种类型,不过常见的有两种,一种是室内天线,优点是方便灵活,缺点是增益小,传输距离短,有常见的吸顶天线;
一种是室外天线。
室外天线的类型比较多,一种是锅状的定向天线,一种是棒状的全向天线。
室外天线的优点是传输距离远。
比较适合远距离传输。
4.无线AP
无线AP(AccessPoint)即无线接入点,它是用于无线网络的无线交换机,也是无线网络的核心。
无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点,主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部,典型距离覆盖几十米至上百米,目前主要技术为802.11系列。
大多数无线AP还带有接入点客户端模式(APclient),可以和其它AP进行无线连接,延展网络的覆盖范围。
它的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来,经过AP产品的编译,将电信号转换成为无线电信号发送出来,形成无线网的覆盖。
因此,作为无线网络中重要的环节无线接入点、无线网关也就是无线AP,它的作用其实就类似于我们常用的有线网络中的集线器。
在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多,所有AP通过以太网连接起来并连到独立的
5.无线宽带路由器
无线宽带路由器(WirelessRouter)就是带有无线覆盖功能的路由器,它主要应用于用户上网和无线覆盖。
无线宽带路由器好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品,它不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等,而且还包括了网络地址转换(NAT)功能,可支持局域网用户的网络连接共享。
可实现家庭无线网络中的Internet连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。
三.网络系统设计
1.校园网络拓扑设计
根据校园网络项目,我们应该充分考虑学校的实际情况,注重设备选型的性能价格比,采用成熟可靠的技术,为学校设计成一个技术先进、灵活可用、性能优秀、可升级扩展的校园网络。
考虑到学校的中长期发展规划,在网络结构、网络应用、网络管理、系统性能以及远程教学等各个方面能够适应未来的发展,最大程度地保护学校的投资。
学校借助校园网的建设,可充分利用丰富的网上应用系统及教学资源,发挥网络资源共享、信息快捷、无地理限制等优势,真正把现代化管理、教育技术融入学校的日常教育与办公管理当中。
学校校园网具体功能和特点如下:
技术先进,采用千兆以太网技术,具有高带宽1000Mbps速率的主干,100Mbps到桌面,运行目前的各种应用系统绰绰有余,还可轻松应付将来一段时间内的应用要求,且易于升级和扩展,最大限度的保护用户投资;
网络设备选型为国际知名产品,性能稳定可靠、技术先进、产品系列全及完善的服务保证;
采用支持网络管理的交换设备,足不出户即可管理配置整个网络。
大学校园对于网络访问主要关注在于网络的稳定接入、高带宽容量的保证、避免射频辐射干扰、安全准入的保障、与有线网络和软件系统的协调性和兼容性。
方案规划时力求在满足以上要求的同时,尽可能的符合当今无线网络发展的方向,充分考虑了网络的可靠性、冗余能力、自愈能力。
通常情况下,一个AP最多可以支持多达80台计算机的接入,当然,数量为20~30台时工作站的工作状态最佳,AP的典型室内覆盖范围是30~100m。
根据教室和会议厅的大小,可配置1个或多个无线接入点。
我们可以在一个教室中配置4个AP,让教室可容纳100台计算机,而此时的无线信号达到比较好。
、
2.无线校园网IP规划
因为无线网络是在交院原有的有线网络上拓展开来的,所以我们所用的ip地址也和有线网络的ip地址相结合,同时IP的规划要有扩展性,所整个校园网的IP地址段为192.168.0.0子网掩码为255.255.0.0。
以IP192.168.n.254作为网关,192.168.n.255作为广播地址。
3.校园有线网络地址分配方案
根据调查所得,38号楼(原A栋)一共有8层楼,每层楼有35间宿舍,每间宿舍一共有6个人,那么A栋每层需要210个信息点,合共需要1680个信息点。
因为38栋宿舍楼每层所需要的信息点比较多,所以我们把每层楼划分为一个IP段,以便足够供应需求量。
行政楼(1号楼)有4层楼,都为行政办公室,大概需要信息点200个。
校友楼有4层楼,每层楼有4间办公室,那么校友楼合共需要大约100个信息点。
2号楼为教学楼,共有9层,每层有多媒体教室大约5间,那么2号楼合共需要大约50个信息点。
9号楼共5层,其中第5层网吧的网络,在此我们忽略不计,即9号楼有4层,每层有多媒体教室大约3间,那么9号楼合共需要大约50个信息点。
10号楼有5层,其中第5层也是网吧,我们也忽略不计,即有4层,每层平均5间,那么10号楼需要大约合共50个信息点。
因为2号楼、9号楼和10号楼相隔不远,而且需要的信息点不多,所以我把一个IP段作为这3栋教学楼的IP。
13号楼有5层,第1层是办公室,第2、3、4、5层都是学生宿舍,需然办公室的需求的信息点比较少,但是学生宿舍需求的信息点就比较多。
所以大约需要100个信息点。
14号楼有5层,而且都是教师宿舍。
我想大约需要100个信息点
3,4,5,6,7号楼共5层,每层有10间宿舍,每间宿舍住8人,每层楼大约需要400信息点,即6层楼需要大概2400个信息点。
8号楼共5层,每层10间,每间宿舍住12个人,那么大约需要600个信息点。
19,20号楼共6层,每层10间,每间宿舍住12个人,那么每栋楼需要720个信息点,2栋楼合共需要1440个信息点。
25号楼有5层,每层有10间,第1层是办公室,第2、3、4、5是学生宿舍。
因为有4层楼是学生宿舍,大约需要250个信息点,所以我划分一个网段给这栋楼。
24号楼有5层,一到四层每层大约有30间,第五层有6间,每间宿舍住4个人,那么24号楼合共大约需要504个信息点。
新图书馆因为有2个电子阅览室,需要的信息点比较多,所以我划分一个网段的IP给新图书馆。
26号楼有2层,而且全都是办公室,我想大约需要60个信息点。
有线网络的IP分配情况如下:
1、学生宿舍:
38(原A)号楼:
192.168.1.0/24……192.168.8.0/24
3号楼:
192.168.12.0/24……192.168.13.0/24
4号楼:
192.168.14.0/24……192.168.15.0/24
5号楼:
192.168.17.0/24……192.168.18.0/24
6号楼:
192.168.19.0/24……192.168.20.0/24
7号楼:
192.168.21.0/24……192.168.22.0/24
8号楼:
192.168.23.0/24……192.168.25.0/24
12号楼:
192.168.26.101/24……192.168.26.150/24
19号楼:
192.168.29.0/24……192.168.31.0/24
20号楼:
192.168.32.0/24……192.168.34.0/24
24号楼:
192.168.35.0/24……192.168.37.0/24
2、教学楼:
2号楼:
192.168.11.1/24……192.168.11.50/24
9号楼:
192.168.11.51/24……192.168.11.100/24
10号楼:
192.168.11.101/24……192.168.11.150/24
3、办公室:
1号楼:
192.168.9.1/24……192.168.9.100/24
11号楼:
192.168.26.1/24……192.168.26.100/24
14号楼:
192.168.27.1/24……192.168.27.100/24
15号楼:
192.168.27.101/24……192.168.27.200/24
26号楼:
192.168.40.1/24……192.168.40.60/24
4、新图书馆:
1-5层:
192.168.42.1/24……192.168.42.253/24
5、办公室混合学生宿舍:
13号楼:
192.168.26.151/24……192.168.26.250/24
25号楼:
192.168.38.0/24……192.168.39.0/24
4.校园无线网络地址分配方案
1号楼(旧图书馆)一共有3层,共需要100个信息点,而且又因为一个无线AP也放在这里,所以把2个网段的IP一共508个IP划分给1号楼,而1号楼有线网络的IP占用100个IP,所以此无线AP可以容纳大约408个IP。
4号楼也有一个无线AP,而4号楼用2个网段来划分有线网络的IP,因为4号楼有5层,每层有10间宿舍,每间宿舍有8个人,那么4号楼有线网络的IP需要一共400个,在全部用完IP的情况下剩下了大约80个IP可用,我们在把192.168.16.0这个网段划分给这个IP,所以一共加起来4号楼的无线AP可以接入大约330个用户。
因为14和15号楼每栋楼需要100个IP,我们为了节约IP,所以把1个网段的IP划分给这两栋楼,在全部用完IP的情况下这两栋剩下大约50个IP,又因为15号楼也有一个无线AP,所以我们也把一个网段的IP划分给15号楼的IP,因此15号楼的无线AP的IP地址加起来一共可以容纳300个用户。
26号楼是办公室,一共有2层,这2层楼大约需要60个IP,在全部用完IP的情况下26号楼剩下大约190个IP,我们也把一个网段划分给这个无线AP,因此26号楼的无线AP的IP地址加起来一共可以容纳440个用户。
最后是省教练员考试中心的无线AP,因为此AP不同其他AP的分布,所以此无线AP只有一个IP段来划分给用户。
无线AP的IP地址分配见下表(共5台AP):
楼号AP
IP地址
1号楼
192.168.9.101……192.168.9.253
192.168.10.
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