無線網絡在校園網中的設計和應用

李　鋼

[摘要]隨著無線網絡技術的不斷成熟和成本的不斷降低，無線網絡已經開始走進校園，成為校園網中不可取代的一部分。涉及一套覆蓋教學樓、實驗室、辦公區、圖書館和宿舍的無線校園網，詳細分析每部分子網的構成。

[關鍵詞]無線網絡 校園網 子網 AP設計

中圖分類號：TN92文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0510070－01

一、無線校園網的組成

無線校園網主要由無線數字校園網、移動教學平臺、終端及其它配套組網設備構成。

（一）無線數字校園網。無線數字校園網是無線移動數字校園網的支撐，提供校內無線覆蓋、漫游、寬帶數據接入等功能。

1．AS（鑒權服務器）。AS的功能相當于無線數字校園網與GSM/GPRS

網絡之間的互聯網關，完成寬帶網絡與移動原有的GSM網絡之間的適配功能；2．AC（接入控制器）。AC作為無線數字校園網匯聚層的用戶業務接入設備，提供了功能強大的用戶管理和業務控制功能；3．LAN switch。LAN switch，提供邊緣用戶的接入、匯聚功能；4．AP(access point），無線接入點。AP相當于以太網的集線器，使裝有無線網卡的PC或移動設備可以通過AP共享有線局域網絡甚至廣域網絡的資源，室外覆蓋300m左右；室外AP可達600m甚至千米以上；5．AAA Server（鑒權、認證、計費）。AAA服務器采用RADIUS（遠端認證撥號接入服務）協議，主要完成認證、授權和計費的功能。

（二）移動教學平臺。移動教學平臺是無線移動數字校園網的教學支撐平臺，提供無線數字校園網與GSM網之間的安全隔離、用戶的訪問控制、安全保密等功能。

1．安全隔離設備。安全隔離設備實現GSM網與無線數字校園網之間的安全隔離，保障內外網之間數據的安全交換；2．無線應用服務器。無線應用服務器是系統中最重要的一個組成部分，它主要實現端到端數據加密、遠程終端和用戶的訪問控制、通用數據訪問操作的功能；3．安全加密服務器。安全加密服務器是在平臺中進行密鑰管理和數據包加、解密服務的專用設備，通過硬件加密卡來提供加密服務；4．系統配置和管理工具。通用配置工具用來定義每個數據庫系統和終端所需數據之間的各種邏輯轉換關系，從而實現平臺與各種應用系統之間無縫連接；5．DB。各種教學、管理數據庫服務器。

（三）公用數字移動通信網。公用數字移動通信網是一個公網，借助其可實現無線數字校園網業務擴充，如話音、短信業務等。

二、無線數字校園網的網絡設計

無線數字校園網建設應該充分考慮學校的實際情況，注重設備選型的性價比，采用成熟可靠的技術，為學校設計一個技術先進、靈活可用、性能優秀、可兼容及升級擴展的校園網絡。

按功能劃分，可分為教學子網、實驗室子網、辦公子網、圖書館子網、宿舍區及后勤子網、室外覆蓋區子網等。按網絡結構模型進行劃分，可分為核心層、匯聚層和接入層。

（一）核心層設計。核心層是網絡的核心和骨干，它要求可靠性高、吞吐量大、路由轉發能力強，一般采用大容量智能型可網管3層交換機。核心層包括移動教學平臺及AS設備等。

（二）匯聚層設計。匯聚層由匯聚層交換機和AC組成。主要完成無線用戶業務的分發、匯聚，提供用戶管理、業務控制、網絡安全及認證計費等功能。匯聚層交換機一般選用2層交換設備，其端口數目根據每個匯聚子網的接入層交換機個數來確定。端口類型由連接線纜的類型來確定，其入口與接入層交換機相連，使用電端口，出口與AC相連，使用光端口。

（三）接入層設計。接入層由AP、接入層交換機和用戶終端構成，接入層的主要功能是完成用戶流量的接入和隔離。用戶終端通過無線網卡和無線接入點AP完成用戶接入。接入層可采用配置較低的設備，但要具備較強的執行網絡策略的能力。AP的使用數量根據覆蓋區域的覆蓋環境、用戶數量等條件確定。

三、無線數字校園網網規與覆蓋設計

（一）AP的配置原則。1．AP安裝位置盡量高一些，確保其覆蓋范圍足夠大，提升整體通信性能；2．將每個AP產生的無線覆蓋區域進行少量交叉重疊，確保全網能夠實現無縫鏈接；3．AP帶寬是其所覆蓋用戶共享的，為確保網絡通信速度不受影響，要控制好接入用戶數，保證每個用戶都能獲得足夠的傳輸帶寬；4．控制好AP的安裝位置，使其信號盡量不要穿越墻壁；5．因采用蜂窩覆蓋方式，AP覆蓋邊緣地區會交叉重疊，AP需要合理配置信道以減少相互干擾。

（二）教學子網無線覆蓋設計。在教學過程中，大量傳送的是文本、圖像和部分視頻等數據，對速度要求較高，所以設計時推薦有線接入與無線接入相結合的方式。設計以單個AP小面積覆蓋，多個AP整合交叉覆蓋形成大面積覆蓋區域，每個AP都獨立接到接入交換機上，以保證有效帶寬更寬。根據人數大教室可設置2～4個AP，小教室可設置1～2個AP，每層的AP接到各層接入交換機上，各層接入交換機再匯聚到每棟樓的匯聚層交換機上。

（三）實驗室子網無線覆蓋設計。建立無線網絡實驗室，將提供充分的網絡連接的靈活性，可解決隨著新設備的不斷增加而改造實驗室、頻繁調整網絡信息點的問題。對數據流量要求高的實驗室可多配置AP，對要求低的實驗室可少配置AP，每層的AP接到各層接入交換機上。

（四）辦公子網無線覆蓋設計。辦公子網主要面向學校的各級領導以及各職能部門，辦公計算機所實現的功能主要是對網絡數據的查詢、修改、添加、刪除等操作。采用高靈敏度、穿透能力強的無線AP產品，配合分離式吸頂天線，以一個AP配合一個天線或多個天線，采用樓道安裝AP覆蓋方式以完成室內區域的完全覆蓋，每層樓的AP數量與樓的形狀有關。

（五）圖書館子網無線覆蓋設計。以單個AP小面積覆蓋，多個AP整合交叉覆蓋形成大面積室內覆蓋區域，每個AP都獨立接到接入交換機上，保證有效帶寬更寬。這樣就可以減少布線的麻煩，對于來閱讀的同學可以輕松的無線上網。每個圖書室AP根據人數決定，一般1～2個AP就可滿足要求。

（六）宿舍區及后勤子網無線覆蓋設計。宿舍區子網面對學生，采用樓道安裝AP覆蓋方式就可滿足要求，每層樓的AP數量與樓的形狀有關。學生可以直接瀏覽學校發布的信息及查閱一些電子文檔，也可以在宿舍接收教師的遠程教學。后勤子網主要為食堂提供售飯一卡通計費系統等，采用室內安裝AP覆蓋方式可滿足要求。

無線移動數字校園網不但在技術方面對教學進行支持，而且因這種支持可深入到教學的核心部分，它將引發許多新的教學和管理模式，如移動教室系統、移動校園安全管理、移動新生入學系統等。

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