基于Opnet的無線園區網構建方案

郝達亮

摘 要：無線局域網（Wireless Local Area Network，簡稱WLAN）是計算機網絡與無線通信技術相結合產物，采用無線傳送方式提供有線局域網的功能，是對有線局域網的一種補充和擴展。文章基于對園區網現有網絡存在的網絡盲點，擴建成本高等問題，引入了無線校園網這個概念，并利用Opnet仿真技術設計具體實施方案，與現有網絡互補，高效實現園區網的擴建改造升級。

關鍵詞：Wlan；無線園區網；802.11x；Opnet；AP

1 緒論

如今，園區網已經成為企業的一個重要組成部分，是企業員工獲取資源和信息的主要途徑，在辦公流程中具有不可或缺的地位。

但隨著企業的發展和互聯網技術的發展，企業的園區網不能滿足現有需求，需要進行很多改造。而在改造過程中也面臨很多問題，如：有線網絡布線建設周期長、費用高、不利于移動辦公等。

而無線局域網的架設與維護容易、高速無線上網、具有較好的抗干擾性、布線靈活等特點剛好可以解決有限網絡的不足，突破有線網絡節點的限制，解決多人同時上網的問題，實現使用戶能夠在任何時間、任何地點均能實現數據通信的目標。正是基于以上原因，很多全區網在升級改造的過程中選擇無線有線相結合的方式。

本論文以某學校的園區網為例，討論無線園區網構建方法。

2 某學校園區網現狀分析

2.1 某學校的園區網拓撲結構圖

校園網以學校網絡中心機房為中心，通過光纜以星型擴展拓撲千兆下連到各大樓，以千兆、萬兆上連到教育網及Internet，這些有線網絡組成了校園網的主干網。

校園網采用“主干光纖千兆，百兆交換桌面”的三層設計思路，各骨干線路均為1000M光纖，10/100M自適應到用戶。

核心層選用高性能的核心萬兆路由交換機，對全網的數據進行高速無阻塞的交換，負責路由管理、網絡管理、網絡服務、核心數據處理等，選用銳捷RG-S8614，其高達512G的背板帶寬和286Mpps的二/三層包轉發速率可為用戶提供高性能的交換。

匯聚層在宿舍區和教學夠區選用銳捷網絡的RG-5750，RG-3512交換機為三層路由交換機，其22G的背板帶寬為用戶提供高速無阻塞的交換。在辦公區選用銳捷網絡的RG-2150交換機，提供上聯百兆，充分滿足用戶的高速接入，并支持堆疊功能、流媒體、和安全訪問控制等功能等。

接入層選用銳捷網絡的網管型交換機STAR-S1924F+和STAR-S2024M，10/100M桌面接入，并采用認證和流控等手段進行接入控制。

2.2 無線應用空間分析和需求

現有的有線網絡已經基本能夠滿足廣大師生的需求，但是只限于在有線覆蓋的范圍內，比如固定的辦公和休息地點，學校實驗室機房，圖書館電子閱覽室，老師辦公室，學生宿舍等。

但是對于學校其他的公共區域，比如在以下場所：

（1）圖書館自習區：寬敞，高大，適合無線網絡，學生，教師可以攜帶自己的筆記本電腦入館，查閱資料和記錄。

（2）會議室：干凈，整潔，不適合有線布局，在需要時候，與會者可以用筆記本電腦查閱會議信息和資料，并與演講者互動。

（3）辦公室、實驗樓：流動人員多，科研，辦公場所變化極快，有線網絡跟不上搬遷，改建速度。

（4）運動場以及各類休閑場所等一些空曠地帶，彌補有線網絡的不足之處。

3 無線組網方案選擇

3.1 技術的選擇

鑒于校園現有網絡的情況和校園網絡需求的特點，我們不采用全覆蓋的方法，而是選擇以有線網絡作為校園骨干網絡，再在需要的地方增加無線覆蓋的方案。采用IEEE802.11無線局域網技術，結合Fit AP模式+無線控制器（AC）集中的方案。

3.2 認證技術的選擇：802.11X

高校作為一個比較敏感的地點，向來得到比較多的重視。高校人員流動性大，范圍廣，信息量需求大，這都對身份認證的選擇提出了要求。

本方案本著沿用原來有線校園網認證方式簡便的原則，最后選擇了802.11X認證作為本方案的認證技術。

3.3 無線網絡設備選型

根據本次組網中主要需要無線AP、PoE交換機、無線控制器等設備。無線AP又根據需求和環境分為室內AP和室外AP。本次方案中室內無線AP選用型號為：TL-WR941N，室外的網絡覆蓋采用D-LINK公司的DAP-2590企業級無線AP，該無線AP是由D-LINK公司推出的一款針對企業級應用的無線AP，PoE交換機選用型號為：SF200E-24P，無線控制器采用cisco5500型號。

4 肇慶學院無線網絡構建方案

根據現有網絡情況，首先，我們選擇的系統方案是無線交換機加“瘦”AP的組網方式，覆蓋范圍是全校區教學，行政，公共區域。整體設計方案如圖2所示。

4.1 無線控制器的部署

由于整個網絡采取的是靜態路由協議，無線控制器應該盡可能地放置在核心層附近，所以直接將無線控制器串聯到RG8614三層交換機上。位置確定好后，RG8614三層交換機下連的無線設備的網絡連接結構如圖2右邊區域所示。

為了更好的保護無線控制機及其他設備，我們可以在三層交換機RG8614上配置一個新VLAN，專門用于核心交換機與無線控制器的互聯。同時在AC上開啟DHCP服務功能，為無線接入分配指定網段的IP地址。

4.2 無線接入點AP配合PoE交換機的部署

對于PoE交換機和AP的接入點選擇，為了降低無線網絡建設成本，這次無線網絡建設的主干鏈路還是用原來校園網的有線光纖主干，AP的接入根據不同的場所選擇不同的接入點，這樣做的目的是為了減少無線AP接入有線校園網絡所消耗的網絡布線的長度，降低建設成本。

有兩種接入方式，如圖書館，圖書館是人流密集地，而且自習區學生人數一整天都是處于爆滿狀態，接入的需求相當大，所以AP先接入PoE交換機，然后直接把新增的PoE交換機接入到匯聚層RG35-12交換機上。

而在離匯聚層交換機比較遠的廣場上，因為網絡拉線距離問題還有這些地方的對網絡的需求彈性比較大，則選擇直接將新增的PoE交換機接入到有線接入層交換機上。具體如圖2左邊區域所示。

不論瘦AP還是胖AP都是要通過上連交換機實現網絡互聯。為解決AP的供電問題，交換機一般都要支持遠程供電（即PoE交換機）。對于原來校內的交換機不支持PoE功能的，我們將新增帶有PoE功能的交換機，用以連接AP設備，主要是考慮這樣可以省去AP需要額外供電的麻煩，而且PoE功能可以提供遠程重啟，在AP吊死的情況下，可以通過對PoE功能的控制使AP快速重啟，提高了維護工作的效率。

5 方案仿真驗證

方案設計完成后，需要用最簡單的方式驗證方案的可行性，OPNET是一個網絡仿真技術軟件包，它能夠準確的分析復雜網絡的性能和行為，被廣泛應用于網絡前期方案設計和研究中。

根據以上設計，我們利用OPNET提供的網絡組件建立各關鍵位置的網絡仿真。主要仿真對象為匯聚交換機RG_3512、圖書館P0E交換機、匯聚層3512互聯鏈路仿真、無線接入AP與P0E接入交換機互聯鏈路、圖書館無線接入AP。限于篇幅本論文以整個無線網絡（Wireless lan）global變量仿真結果為例說明。

從圖3中可以看出，隨著仿真時間的增長，在校園無線網的數據吞吐量基本維持在15，000，000bit/sec時，網絡的延遲卻有不斷變大的趨勢，說明此時網絡是處于了重負載的狀態，擁塞大，存在網絡不穩定等問題。

6 結束語

通過整個仿真結果分析知道，伴隨無線的接入，當無線接入流量過大時，局部的網絡數據包傳遞的延遲會變的很大，主要的問題不是在設備互聯鏈路上，而是伴隨著流量的接入增多，原來的服務器需要優化升級，或者增加服務器臺數，分擔處理的流量，在用戶較多的地方，比如圖書館，無線AP的個數也要增加，提高整體的網絡性能。

鑒于此，我們可以提出的優化方向，對網絡做進一步的改造，主要改造方法是在各個無線接入點增加AP個數和在網絡中心增加服務器。

參考文獻

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