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文檔簡介

昆明理工大學楚雄應用技術學院畢業設計(論文)【論文題目】:校園通用無線網絡規劃設計與應用方案作者學校:昆工楚院班級:計算機網絡技術101班

摘要校園網已經成為校園生活的重要組成部分,是教職員工和學生獲取資源和信息的主要途徑。它將校園里的院系、學生與從事社交、學術、業務活動的行政人員緊密地聯系在一起,在教育系統中具有重要的作用。目前,越來越多的學生擁有筆記本電腦,在教室、實驗室、圖書館、大型會議室、體育館、室外廣場等場合如何突破網絡節點限制、實現多人同時上網的問題在應用中不可避免。無線網絡解決方案能有效緩解校園網建設中存在的傳統有線網絡無法解決的難題,無線網絡技術具有無縫三維覆蓋、可移動通訊等優點,彌補了有線網絡的不足。如果校園網中采用無線接入,這一切都會發生很大的變化。由于無線局域網技術和無線產品的成熟,無線網絡已經被越來越多的用戶接受,在教育培訓領域,越來越多的計算機網絡系統設計師將無線網絡吸納成為一個必不可少的環節,無論是校園內部信息點的分布設計、校園內建筑物的網絡連接,還是學校本部和分部的聯網,無線網絡產品均有驚人的用武之地。此外,無線網絡環境的引入,為嶄新的無線多媒體提供了應用平臺,從而將教育信息化建設帶入一個嶄新的天地。本畢業設計課題將主要以校園無線網的建設來展開論證,從中可能用到各種技術資料及實施方案為設計導向,為校園無線網的建設提供理論依據和實踐指導。關鍵字:無線網絡、校園網、網絡協議、無線路由、無線AP、WLAN引言試想學生可以一邊坐在草地上,愜意的喝著飲料,一邊通過無線網絡與專家、老師進行網上討論,訪問圖書館電子資源;課堂上老師和學生可以通過手持無線設備進行自由溝通;奧運會比賽的時候,全校所有師生可實時在學校內任何地方觀看賽事直播……這樣一個美好校園網的實現,當然離不開無線網絡在校園網中的規劃設計和廣泛應用。無線局域網絡不僅可以覆蓋課堂、教室、宿舍、閱覽室等經常使用網絡的場所,除此之外,校園的草坪、樹林更是無線網絡發揮功效的場所。由于以往室外環境無法提供上網條件,因此許多教學活動受到限制,而無線校園網絡的建設恰巧彌補了這些環節的不足,把課堂延伸到易于激發學習熱情的廣闊空間上。無線網絡技術可以實現終端設備移動漫游的功能,因此,在整個校園內,同一個設備可以在任何時候、任何地方與校園網絡連接,不間斷地訪問校園網絡資源。無線網絡的特征是以一個固定的信息點為基礎,形成一個網絡覆蓋面,將校園網絡的覆蓋面滲透到校園的任何地方,因而使網絡無所不在。對于終端用戶而言,直接能夠感受到的是無線網絡帶來的便捷性。一.校園網中無線網絡規劃設計1無線校園網概述無線校園網,就是通過無線局域網(WirelessLocalAreaNetwork,簡稱WLAN)技術,在校園中建立的無縫無線通訊網絡,使校園的每個角落都處在網絡中,形成真正意義上的校園網。目前絕大多數學校已擁有的有線網絡,只能提供固定而有限的網絡信息點,無法滿足學校師生隨時隨地共享教育網絡資源的需要。無線校園網正是順應了教育信息化建設的前進步伐,蓬勃發展起來的。無線校園網最大的特點是具有的高度的空間自由性和靈活性;可以避免大規模鋪設網線和固定設備投入,有效地削減了網絡建設費用,極大地縮短了建設周期;無線局域網帶寬很寬,適合進行大量雙向和多向的多媒體信息傳輸。目前教育網用戶非常期待實現的許多需求,如網絡信息點流動的需求、難以布線區域網絡建設的需要、利用網絡提高教學效率的需要、以及信息化建設中降低成本和保護投資的要求等,通過無線校園網的建設,都可以找到解決的基礎和途徑。2校園網應用需求分析校園內部鋪設網絡的工程涉及面很廣,無論是在室內還是在室外,均會對現有的校園環境產生不少影響,這一點在發展歷史較長、校內新老建筑并舉的校園內表現的尤為明顯。從投資、施工周期、網絡維護、升級等多個方面著眼,學校需要一整套能夠多快好省建設校園網絡的方案。現在大部分學校都已建有有線局域網,但是隨著學校的發展,對現有的校園網提出了更多更高的要求:1.現代化教學需求。現在學校大量開展網絡化教學活動,很多課程或課件都要通過訪問頁面來獲取。學生希望在任意時間在學校的任何地點訪問課程主頁和課件資源,并進行提交作業等活動。同時,師生希望能有更便利的條件訪問校園網上提供的其他資源(如學校的vod點播系統)。2.端口數量的限制。一般來說,有線局域網中在如教室、圖書館、會議室等地方不可能布設太多信息點,隨著以后學生中筆記本電腦的普及和現代化教學的普及,這些地方往往在同一時刻有大量的電腦,而目前的有線校園網沒有辦法使學生們在這些區域上網。而采用無線方式,在端口上連接無線接入點,不需布線就可以輕松從—個端口擴展到成百上千個端口的應用。3.分校間的連接。對于地理位置分布較遠的多個校區之間的校園聯網,采用無線局域網技術是最佳選擇。它可以將學校內所有校區的局域網聯網,實現資源共享。還有有些布線不方便的校園建筑物之間也可通過無線局域網技術實現連接。4.移動辦公。隨著教職員工的移動辦公設備越來越多,并且對移動辦公的要求也比較高,如會議、校長辦公等都適合使用無線局域網。5.臨時性活動。隨著學校的辦學層次的提高,學校的學術氛圍也日益濃厚,對外交流日趨頻繁,各種學術活動越來越多地在學校舉行。除此之外,學校每年也都會舉辦一些其他的活動,如運動會、人才交流活動等。由于這些應用的特殊性和靈活性,有線局域網將不能滿足校園網的需求。所以很有必要使用無線局域網技術對原有的有線網絡進一步擴充,使校園的每個角落都處在網絡中,形成真正意義上的校園網。3無線校園網方案產品選擇產品品牌/型號類型神州數碼DCWL-3000AP無線AP神州數碼DCWL-4000AP無線AP可立達OrindaON2000b無線網橋可立達OrindaNB2405S功率放大器AxelwaveXA-208全向天線AxelwaveXA–114定向天線4無線校園網關鍵技術微蜂窩覆蓋及漫游對于教學樓、會議培訓、宿舍等場所,無線微蜂窩覆蓋是最有效簡潔的無線網絡鋪設方案。由于每個AP的發射功率均有嚴格控制,同時,安裝在室內的AP會受建筑物本身的影響,因此單個AP所覆蓋的面積可能無法滿足無線覆蓋的規劃,例如需要覆蓋整個教學樓。由于IEEE802.11b標準規定了AP的多頻道工作模式,因此可以采用多個AP進行合理分布和配置,將單個覆蓋區域擴大成較大的覆蓋區域。在整個覆蓋區域中,無線終端設備將自動檢測信號的強度,建立最高質量的無線鏈路。微蜂窩覆蓋及漫游無線中繼無線中繼點由于微蜂窩覆蓋技術中,每個AP需要與有線網絡相連,在學校的有些環境中例如大禮堂、階梯教室、室內體育場等,面積較大,存在著有線無法達到的范圍,這時就需要采用無線中繼的方式,也就是通過無線中繼點來進行網絡接力,進一步擴大無線網絡的覆蓋范圍。中繼點的構建,只需要將兩個AP互聯,接收前一AP的無線信號,并形成新的覆蓋區域,從而達到無線信號覆蓋全場的目的。覆蓋開闊區域有了無線覆蓋技術,網絡就不僅僅局限于室內狹小的空間,更廣闊的學習空間被利用起來,草坪、操場、樹陰下不再是網絡的終點站,連接了放大器和天線的AP完全可以將無線信號覆蓋到校園的任何角落,每一寸土地都被利用起來,整個校園變成了一個巨大的教學空間。無線網絡覆蓋開闊區域無線網橋無線網絡除了覆蓋應用以外,無線橋接是另一項重要的應用。利用無線橋接設備,可以為兩個或者多個獨立的局域網絡建立帶寬高達11Mbps的空中連接。對于無線鏈路具有很強大的管理功能,不僅具有鏈路質量檢測、數據安全加密、帶寬控制等功能,而且無線橋接網橋具有非常成功的應用經驗,橋接距離從幾百米到幾十公里均有不同的全套方案以及配套設備。無線網橋的構成包括:IEEE802.11b無線橋接器、2.4GHzWLAN專用天線、信號放大器以及其他一些附件設備,例如2.4GHz信號分配器和避雷器。從網橋的拓撲形式分類,無線網橋支持點對點方式以及單點對多點的方式。構建無線網橋5無線校園網可行性分析1).技術可行性無線傳輸速率從最初的1~2Mbit/s,到11Mbit/s直至今天的54Mbit/s。新制訂的802.11n標準,其傳輸速率提高到108Mbit/s,甚至高達500Mbit/s。2).經濟可行性隨著網絡產品價格的不斷下調和性能的日益提高,使其性價比逐步提高。相對于有線網絡,無線投入遠低于有線,其一次性投入比為1:5,甚至1:7。3).操作可行性組網速度快,工程周期短;實施極為便利,免去布線的困難;網絡可擴展能力強,應變性好,使用靈活。6網絡設計原則1).實用性遵循面向應用,注重實效,急用先上,逐步完善的原則;充分保護已有投資,已實用性原則為依據,建設具有最低TCO(擁有總成本最低、最高性價比)的WLAN。2).先進性采用先進成熟的網絡概念、技術、方法與設備,既反映當今先進水平,又給未來的發展留有余地。3).可靠性系統必須可靠運行,主要的、關鍵的設備應有冗余,一旦系統某些部分出現故障,應能很快恢復工作,并且不能造成任何損失。4).可擴充系統是一個逐步發展的應用環境,必須具有升級換代的功能。5.可維護系統具有良好的網絡管理、網絡監控、故障分析和處理能力6.安全性必須具有高度的保密機制,靈活方便的權限設定和控制機制,以使系統具有多種手段來防備各種形式的非法侵入和機密信息的泄露。7無線校園網網絡拓撲圖無線校園網拓撲圖8無線校園網實施方案室內方案室內無線局域網主要針對不方便進行大規模布線或不宜布設太多信息點的建筑,如:圖書館、辦公大樓、網絡教室、會議室和報告大廳等,無線校園網絡整體解決方案如圖。無線校園網整體方案1)、大型建筑無線網絡解決方案該方案針對難以進行全面布線的禮堂、圖書館、會議室等,用戶可以利用已經存在的有線網絡接口,輕松解決無線局域網的安裝布設。可以方便、快捷地擴展信息接入點密度,實現移動辦公。在大型建筑內,由于室內空間比較大,沒有墻壁阻擋,在這里布置的無線AP不用像在大樓中那樣用多個無線AP來實現無線網絡信號的覆蓋。大型建筑組建無線局域網有一個特點,在大型建筑周圍一般都有有線網絡的接入點,可使用網線實現接入點與無線AP的連接,然后將無線AP置于室內,就可將信號覆蓋到整個室內。在這里要考慮一件事情,一個大型會議室或者禮堂內如果召開會議,其筆記本數量肯定不會少,而無線AP在通常情況下能夠連接20多臺無線接入終端,如果無線接入終端數量過多,將嚴重影響網絡性能,為了不影響網絡性能實現更多的無線接入終端接入無線局域網中,可在這里多增加無線AP。多個無線AP在同一個地方使用,信號覆蓋一定會重疊,造成對網絡性能的影響。要解決這一問題,就必需將無線AP上的頻段進行設置,無線AP一般都提供了11個頻道,我們只要將會議室內的無線AP設置為各自不同的頻道,就不會造成信號覆蓋重疊。大型建筑解決范案2)、普通建筑無線網絡的解決方案校園中大多數場合如普通教室、宿舍、辦公室、實驗室等,可以直接將神州數碼的普通型AP接入校園網的以太網端口,作為有線網絡的補充,如下圖所示:普通建筑解決范案不同樓層網絡的布設情況如下圖所示,采用多個無線接入點(AP),每個AP可帶30個左右的用戶,AP間距可以根據各樓層的實際結構和無線節點的數量和分布情況而定。在樓道或房間中布置若干個AP,以實現上網區域都可以被無線信號完全覆蓋為標準,這樣可以承受較多用戶同時上網的要求時,而不至于使網絡堵塞或者癱瘓。AP的放置與無線客戶端盡可能視線以內為原則,可以放在天花板、墻壁等地方,這樣可以盡可能地覆蓋其中所有無線用戶區域。每個AP通過普通的五類雙絞線與交換機相連,再將校園骨干網與樓內已經布好的交換機接口相連,就可以與校園網連通。每個AP都應該有一個固定的IP地址,只做網管使用,與無線用戶端IP無關。不同樓層布設方案室外方案覆蓋室外環境也是大學無線網絡較多的一個應用。例如覆蓋廣場、操場、花園、以及室外大型活動等應急的室外網絡接入需求,利用神州數碼的企業級無線接入產品,通過配合不同種類的天線,可以實現室外廣闊范圍的無線網絡覆蓋。1).樓宇間的連接校園內的兩幢建筑物或者分校之間不方便布線,則可采用室外無線橋接方式。所謂“無線橋接”是指通過無線的方式,點對點,或點對多點的連接兩個建筑物的網絡,主要有以下兩種應用:1.通過一個已經布設有線網絡的建筑和一個還未布設有線網絡的建筑物之間的無線橋接,實現后者接入校園網絡。如:某棟樓距離學校主體區域較遠,如果通過布光纖的方式連接,成本太大,則可以選擇無線橋接的方式,成本抵,容易操作。2.在兩個都已經擁有無線網絡的建筑物之間做無線橋接,以使這兩個建筑物之間擁有第二條備份鏈路,以提高重點建筑物的網絡可靠性。2).開闊區域的覆蓋無線AP通過連接放大器和天線完全可以將無線信號覆蓋到校園的任何角落。選用室外無線AP,通過天線或者放大器聚集無線信號,使無線覆蓋范圍更大、更遠,穿透能力更強。開闊區域的覆蓋9無線校園網安全方案當一個無線局域網組建成功后,最應該關心的還是無線局域網的安全問題。這里所說的安全不是指互聯網中黑客帶來的威脅,而是無線局域網內數據傳輸的安全,用戶接入訪問無線局域網的安全。無線局域網內數據是通過無線鏈路進行數據傳輸,有一些非法用戶通過截獲無線鏈路中的數據給無線局域網用戶帶來損失,要解決這一問題,就必需使用到無線AP中的WEP加密功能,這項功能能夠對傳輸的數據進行加密,即使非法用戶獲得這些數據,也無法破譯,所以我們組建無線局域網成功后必需將這項功能開啟。用戶接入訪問安全是指一個無線局域網組建成功后,它的信號覆蓋面積大,有些非法用戶在信號覆蓋范圍內通過無線網卡連接到無線局域網中。要解決這個問題,必需使用到無線AP中的三項功能,MAC地址綁定,DHCP服務和認證功能。采用MAC地址綁定功能主要是因為每一塊網卡只有全球唯一的一個MAC地址,通過設置MAC地址綁定功能后,其他沒綁定MAC地址的終端就不能接入無線局域網;DHCP主要是為網內用戶自動分配IP地址,所有有些用戶就通過獲取IP地址進入無線局域網中,只要將DHCP功能關閉就能杜絕這類事件的發生;目前,網絡中最常用的認證方式就是802.1x端口認證技術,通過這項功能限制非法用戶訪問無線局域網。在大部分的無線AP中,提供了一種SSID功能,這項功能主要是用來區分不同的網絡,實際上這就是無線局域網的名稱,一般同一廠家的無線AP都采用同一種SSID,所以在無線局域網組建成功后最好將SSID進行重新設置。通常情況下,無線AP都是將SSID進行廣播,為了防止其他用戶搜索到SSID,最好將這項功能關閉,不過關閉之后對性能有影響,但無線局域網的安全卻得到了提高。二校園中無線網絡的應用1無線網絡的特點與優勢WLAN技術使網上的計算機具有可移動性,能快速、方便地解決有線方式不易實現的網絡信道的連通問題。WLAN利用電磁波在空氣中發送和接收數據,而無需線纜介質。與有線網絡相比,WLAN具有以下優點:1).安裝便捷:無線局域網的安裝工作簡單,它無需施工許可證,不需要布線或開挖溝槽。它的安裝時間只是安裝有線網絡時間的零頭。2).覆蓋范圍廣:在有線網絡中,網絡設備的安放位置受網絡信息點位置的限制。而無線局域網的通信范圍,不受環境條件的限制,網絡的傳輸范圍大大拓寬,最大傳輸范圍可達到幾十公里。3).經濟節約:由于有線網絡缺少靈活性,這就要求網絡規劃者盡可能地考慮未來發展的需要,所以往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網絡的發展超出了設計規劃,又要花費較多費用進行網絡改造。WLAN不受布線接點位置的限制,具有傳統局域網無法比擬的靈活性,可以避免或減少以上情況的發生。4).易于擴展:WLAN有多種配置方式,能夠根據需要靈活選擇。這樣,WLAN就能勝任從只有幾個用戶的小型網絡到上千用戶的大型網絡,并且能夠提供像“漫游”(Roaming)等有線網絡無法提供的特性。5).傳輸速率高:WLAN的數據傳輸速率現在已經能夠達到11Mbit/s,傳輸距離可遠至20km以上。應用到正交頻分復用(OFDM)技術的WLAN,甚至可以達到54Mbit/s。此外,無線局域網的抗干擾性強、網絡保密性好。對于有線局域網中的諸多安全問題,在無線局域網中基本上可以避免。而且相對于有線網絡,無線局域網的組建、配置和維護較為容易,一般計算機工作人員都可以勝任網絡的管理工作。2無線局域網拓撲結構1)點對點模式Ad-hoc(Peer-to-Peer)由無線工作站組成,用于一臺無線工作站和另一臺或多臺其他無線工作站的直接通訊,該網絡無法接入到有線網絡中,只能獨立使用。無需AP,安全由各個客戶端自行維護。2)基礎架構模式Infrastructure由無線訪問點(AP)、無線工作站(STA)以及分布式系統(DSS)構成,覆蓋的區域稱基本服務區(BSS)。無線訪問點也稱無線hub,用于在無線STA和有線網絡之間接收、緩存和轉發數據,所有的無線通訊都經過AP完成。無線訪問點通常能夠覆蓋幾十至幾百用戶,覆蓋半徑達上百米。AP可以連接到有線網絡,實現無線網絡和有線網絡的互聯。3)多AP模式是指由多個AP以及連接它們的分布式系統(DS)組成的基礎架構模式網絡,也稱為擴展服務區(ESS)。擴展服務區內的每個AP都是一個獨立的無線網絡基本服務區(BSS),所有AP共享同一個擴展服務區標示符(ESSID)。分布式系統(DS)在802.11標準中并沒有定義,但是目前大都是指以太網。相同ESSID的無線網絡間可以進行漫游,不同ESSID的無線網絡形成邏輯子網。4)無線網橋模式利用一對AP連接兩個有線或者無線局域網網段。5)無線中繼器模式

無線中繼器用來在通訊路徑的中間轉發數據,從而延伸系統的覆蓋范圍。3無線網絡通信安全由于無線局域網采用公共的電磁波作為載體,更容易受到非法用戶入侵和數據竊聽。無線局域網必須考慮的安全因素有三個:信息保密、身份驗證和訪問控制。為了保障無線局域網的安全,主要有以下幾種技術:

(1)

物理地址(MAC)過濾

每個無線工作站的無線網卡都有唯一的物理地址,類似以太網物理地址。可以在AP中建立允許訪問的MAC地址列表,如果AP數量太多,還可以實現所有AP統一的無線網卡MAC地址列表,現在的AP也支持無線網卡MAC地址的集中Radius認證。這種方法要求MAC地址列表必需隨時更新,可擴展性差。

(2)

服務集標識符(SSID)匹配

對AP設置不同的SSID,無線工作站必須出示正確的SSID才能訪問AP,這樣就可以允許不同的用戶群組接入,并區別限制對資源的訪問。

(3)

有線等效保密(WEP)

有線等效保密協議是由802.11標準定義的,用于在無線局域網中保護鏈路層數據。WEP使用40位鑰匙,采用RSA開發的RC4對稱加密算法,在鏈路層加密數據。WEP加密采用靜態的保密密鑰,各無線工作站使用相同的密鑰訪問無線網絡。WEP也提供認證功能,當加密機制功能啟用,客戶端要嘗試連接上AP時,AP會發出一個ChallengePacket給客戶端,客戶端再利用共享密鑰將此值加密后送回存取點以進行認證比對,如果正確無誤,才能獲準存取網絡的資源。40位WEP具有很好的互操作性,所有通過Wi-Fi組織認證的產品都可以實現WEP互操作。現在的WEP也一般支持128位的鑰匙,能夠提供更高等級的安全加密。

(4)

虛擬專用網絡(VPN)

VPN(virtualprivatenetworking)是指在一個公共的IP網絡平臺上通過隧道以及加密技術保證專用數據的網絡安全性,它主要采用DES、3DES以及AES等技術來保障數據傳輸的安全。

(5)

Wi-Fi保護訪問(WPA)

WPA(wi-fiprotectedaccess)技術是在2003年正式提出并推行的的一項無線局域網安全技術,將成為代替WEP的無線。WPA是IEEE802.11i的一個子集,其核心就是IEEE802.1x和TKIP(temporalkeyintegrityprotocol)。新一代的加密技術TKIP與WEP一樣基于RC4加密算法,且對現有的WEP進行了改進,在現有的WEP加密引擎中增加了密鑰細分(每發一個包重新生成一個新的密鑰)、消息完整性檢查(MIC)、具有序列功能的初始向量、密鑰生成和定期更新功能等4種算法,極大地提高了加密安全強度。另外WPA增加了為無線客戶端和無線AP提供認證的IEEE802.1x的RADIUS機制。4無線網絡的應用場合無線局域網絡絕不是用來取代有線局域網絡,而是用來彌補有線局域網絡之不足,以達到網絡延伸之目的,現在有線局域網技術已經發展得比較完善,但是什么情形需要使用無線局域網呢?因為無線局域網無線的特性具有常規網絡無可比擬的優點。下面就是無線局域網大顯身手的幾種場合。1).接入網絡信息系統:電子郵件、文件傳輸和終端仿真。

2).難以布線的環境:老建筑、布線困難或昂貴的露天區域、城市建筑群、校園和工廠。

3).頻繁變化的環境:頻繁更換工作地點和改變位置的零售商、生產商,以及野外勘測、試驗、軍事、公安和銀行等。4).使用便攜式計算機等可移動設備進行快速網絡連接。

5).用于遠距離信息的傳輸:如在林區進行火災、病蟲害等信息的傳輸;公安交通管理部門進行交通管理等。

6).專門工程或高峰時間所需的暫時局域網:學校、商業展覽、建設地點等人員流動較強的地方;利用無線局域網進行信息的交流;零售商、空運和航運公司高峰時間所需的額外工作站等。

7).流動工作者可得到信息的區域:需要在醫院、零售商店或辦公室區域流動時得到信息的醫生、護士、零售商、白領工作者。8).辦公室和家庭辦公室(SOHO)用戶,以及需要方便快捷地安裝小型網絡的用戶。三無線網絡設備1無線網卡無線網卡的作用類似于以太網中的網卡,作為無線網絡的接口,實現與無線網絡的連接.無線網卡根據接口類型的不同,主要分為三種類型,即PCMCIA無線網卡,PCI無線網卡和USB無線網卡.

PCMCIA無線網卡僅適用于筆記本電腦,支持熱插拔,可以非常方便地實現移動式無線接入.

PCI接口無線網卡適用于普通的臺式計算機使用.其實PCI接口的無線網卡只是在PC轉接卡上插入一塊普通的PC卡.

USB接口無線網卡適用于筆記本電腦和臺式機,支持熱插撥.不過,由于USB網卡對筆記本而言是個累贅,因此,USB網卡通常被用于臺式機.2無線AP無線AP(AccessPoint):即無線接入點,它是用于無線網絡的無線交換機,也是無線網絡的核心。無線AP是移動計算機用戶進入有線網絡的接入點,主要用于寬帶家庭、大樓內部以及園區內部,典型距離覆蓋幾十米至上百米,目前主要技術為802.11系列。大多數無線AP還帶有接入點客戶端模式(APclient),可以和其它AP進行無線連接,延展網絡的覆蓋范圍。

無線AP(AP,AccessPoint,無線訪問節點、會話點或存取橋接器)是一個包含很廣的名稱,它不僅包含單純性無線接入點(無線AP),也同樣是無線路由器(含無線網關、無線網橋)等類設備的統稱。各種文章或廠家在面對無線AP時的稱呼目前比較混亂,但隨著無線路由器的普及,目前的情況下如沒有特別的說明,我們一般還是只將所稱呼的無線AP理解為單純性無線AP,以示和無線路由器加以區分。它主要是提供無線工作站對有線局域網和從有線局域網對無線工作站的訪問,在訪問接入點覆蓋范圍內的無線工作站可以通過它進行相互通信。單純性無線AP就是一個無線的交換機,僅僅是提供一個無線信號發射的功能。單純性無線AP的工作原理是將網絡信號通過雙絞線傳送過來,經過AP產品的編譯,將電信號轉換成為無線電訊號發送出來,形成無線網的覆蓋。根據不同的功率,其可以實現不同程度、不同范圍的網絡覆蓋,一般無線AP的最大覆蓋距離可達300米。多數單純性無線AP本身不具備路由功能,包括DNS、DHCP、Firewall在內的服務器功能都必須有獨立的路由或是計算機來完成。目前大多數的無線AP都支持多用戶(30-100臺電腦)接入,數據加密,多速率發送等功能,在家庭、辦公室內,一個無線AP便可實現所有電腦的無線接入。單純性無線AP亦可對裝有無線網卡的電腦做必要的控制和管理。單純性無線AP即可以通過10BASE-T(WAN)端口與內置路由功能的ADSLMODEM或CABLEMODEM(CM)直接相連,也可以在使用時通過交換機/集線器、寬帶路由器再接入有線網絡。無線AP跟無線路由器類似,按照協議標準本身來說IEEE802.11b和IEEE802.11g的覆蓋范圍是室內100米、室外300米。這個數值僅是理論值,在實際應用中,會碰到各種障礙物,其中以玻璃、木板、石膏墻對無線信號的影響最小,而混凝土墻壁和鐵對無線信號的屏蔽最大。所以通常實際使用范圍是:室內30米、室外100米(沒有障礙物)。因此,作為無線網絡中重要的環節無線接入點、無線網關也就是無線AP(AccessPoint),它的作用其實就類似于我們常用的有線網絡中的集線器。在那些需要大量AP來進行大面積覆蓋的公司使用得比較多,所有AP通過以太網連接起來并連到獨立的無線局域網防火墻。3無線路由無線路由器:就是帶有無線覆蓋功能的\o"路由器"路由器,它主要應用于用戶上網和無線覆蓋。市場上流行的\o"無線路由器"無線路由器一般都支持專線xdsl/cable,動態xdsl,pptp四種接入方式,它還具有其它一些\o"網絡"網絡管理的功能,如dhcp服務、nat防火墻、mac地址過濾等等功能。在這里值得注重說的是:在校園無線網中路由器的設置時,需打開路由中的“開啟SSID無線廣播”、“開啟無線功能”、“關閉DHCP服務器”“開啟WDS”,以及設置IP地址和設置“認證類型、加密算法、psk密碼”等功能、如下圖所示:(開啟WDS后單擊掃描)無線路由器通過WDS連接就可以實現整個區域的完美覆蓋、消除盲點。無線路由器(WirelessRouter)好比將單純性無線AP和寬帶路由器合二為一的擴展型產品,它不僅具備單純性無線AP所有功能如支持DHCP客戶端、支持VPN、防火墻、支持WEP加密等等,而且還包括了網絡地址轉換(NAT)功能,可支持局域網用戶的網絡連接共享。可實現家庭無線網絡中的Internet連接共享,實現\o"ADSL"ADSL和小區寬帶的無線共享接入。

無線路由器可以與所有以太網接的ADSL\o"MODEM"MODEM或CABLEMODEM直接相連,也可以在使用時通過交換機/\o"集線器"集線器、寬帶路由器等局域網方式再接入。其內置有簡單的虛擬撥號\o"軟件"軟件,可以\o"存儲"存儲用戶名和密碼撥號上網,可以實現為撥號接入Internet的ADSL、CM等提供自動撥號功能,而無需手動撥號或占用一臺電腦做\o"服務器"服務器使用。此外,無線路由器一般還具備相對更完善的\o"安全"安全防護功能。

此外,大多數無線路由器還包括一個4個端口的交換機,可以連接n臺使用有線\o"網卡"網卡的電腦,從而實現有線和無線網絡的順利過渡。

在接入速度上,目前符合11Mbps、54Mbps、108Mbps的無線路由器產品皆有。

無線路由器適合于不帶路由的ADSL、CM貓等用戶以及帶路由的ADSL、CM貓。無線路由器將多種設備合而為一,亦比較適合于初次建網的用戶,其集成化的功能可以使用戶只用一個設備而滿足所有的有線和無線網絡需求。4無線網橋無線網橋是為使用無線(微波)進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現lan互聯的存儲轉發設備,可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離(可達20km)、高速(可達11mbps)無線組網。無線網橋有三種工作方式,點對點,點對多點,中繼連接。特別適用于城市中的遠距離高以及是否加用雙向放大器。

從作用上來理解無線網橋,它可以用于連接兩個或多個獨立的網絡段,這些獨立的網絡段通常位于不同的建筑內,相距幾百米到幾十公里。所以說它可以廣泛應用在不同建筑物間的互聯。同時,根據協議不同,無線網橋又可以分為2.4GHz頻段的802.11b或802.11以及采用5.8GHz頻段的802.11a無線網橋。

在無高大障礙(山峰或建筑)的條件下,一對速組網和野外作業的臨時組網。其作用距離取決于環境和天線,現7km的點對點微波互連。一對27dbi的定向天線可以實現10km的點對點微波互連。12dbi的定向天線可以實現2km的點對點微波互連;一對只實現到鏈路層功能的無線網橋是透明網橋,而具有路由等網絡層功能、在網絡24dbi的定向天線可以實層實現異種網絡互聯的設備叫無線路由器,也可作為第三層網橋使用。

無線網橋通常是用于室外,主要用于連接兩個網絡,使用無線網橋不可能只使用一個,必需兩個以上,而AP可以單獨使用。無線網橋功率大,傳輸距離遠(最大可達約50km),抗干擾能力強等,不自帶天線,一般配備拋物面天線實現長距離的點對點連接。5無線天線當計算機與無線AP或其他計算機相距較遠時,隨著信號的減弱,或者傳輸速率明顯下降,或者根本無法實現與AP或其他計算機之間通訊,此時,就必須借助于無線天線對所接收或發送的信號進行增益(放大)。無線設備本身的天線都有一定距離的限制,當超出這個限制的距離,就要通過這些外接天線來增強無線信號,達到延伸傳輸距離的目的。這里面要涉及到兩個概念1)、

頻率范圍

它是指天線工作的頻段。這個參數決定了它適用于哪個無線標準的無線設備。比如802.11a標準的無線設備就需要頻率范圍在5GHz的天線來匹配,所以在購買天線時一定要認準這個參數對應相應的產品。2)、

增益值

此參數表示天線功率放大倍數,數值越大表示信號的放大倍數就越大,也就是說當增益數值越大,信號越強,傳輸質量就越好。

無線天線有多種類型,不過常見的有兩種,一種是室內天線,優點是方便靈活,缺點是增益小,傳輸距離短;一種是室外天線。室外天線的類型比較多,一種是鍋狀的定向天線,一種是棒狀的全向天線,室外天線的優點是傳輸距離遠,比較適合遠距離傳輸。

一室內無線天線

1、

全向天線

室內全向天線適合于無線路由、AP這樣的需要廣泛覆蓋信號的設備上,他可以將信號均勻分布在中心點周圍360度全方位區域,適用于鏈接點距離較近,分布角度范圍大,且數量較多的情況。

2、

定向天線

室內定向天線適用于室內,它因為能量聚集能力最強,信號的方向指向性也極好。在使用的時候應該使得它的指向方向與接收設備的角度方位相當集中。

二室外無線天線

1、

全向天線

室外的全向天線也會將將信號均勻分布在中心點周圍360度全方位區域,要架在較高的地方,適用于鏈接點距離較近,分布角度范圍大,且數量較多的情況。

2、

定向天線

室外的定向天線的能量聚集能力最強,信號的方向指向性極好。同樣因為是在室外,所以也應架在較高的地方。當遠程鏈接點數量較少,或者角度方位相當集中時,采用定向天線是最為有效的方案。

3、

扇面天線

扇面天線具有能量定向聚集功能,可以有效地進行水平180度、120度、90度范圍內的覆蓋,因此如果遠程鏈接點在某一角度范圍內比較集中時,可以采用扇面天線。

4、

組合天線

上述三種天線各具一定的特性,因此在實際項目中,經常會出現組合使用的情況,例如利用多幅扇面天線,或者扇面天線和定向天線相結合使用。

無線天線相當于一信號放大器,主要用來解決無線網絡傳輸中因傳輸距離、環境影響等造成的信號衰減。總結本文設計的是校園通用無線網絡的規劃設計方案和應用方案最大的特點是:擺脫了連接網線的束縛,能夠使學習遠離教室,可以在網絡覆蓋的范圍內的任何地方上網;帶寬很寬,適合進行大量雙向和多向多媒體信息傳輸;通過無線終端與網絡連接,可以做到人手一部終端而無需進行大量的綜合布線、設備配置等工作。

無線校園網以上突出的特點,給高等教育帶來了極大的便利,其便利程度超出了以往任何時期。這些便利的條件為高校實現教育理論的實踐、進行深層次的教學改革提供了極大的潛力空間,必然引領著高校按照新的條件進行教學理念、教學方法、教學評估和教學管理等方方面面的改變,從某種程度上說,這種改變是革命性的。表面上看,無線校園網還是在技術方面對教學進行支持,但是由于這種支持可以深入到教學的核心部分,因此,必將引發高等教育教學改革的新一輪高潮。校園網是一個龐大而復雜的工程,需要根據具體的環境來組建網絡,涉及的面也比較廣,本文這套方案只是針對無線校園網絡建設提出的一種設計思路,在具體設計過程中沒有進行本文中提到的收集建筑圖紙和實地勘測的工作,因而在很多方面都只能說是一種設想,倘若要具體實施,就必須需要專業人員針對具體校園環境作出一個完整的解決方案,所以這只是一個基礎,如果要組建校園網還需要對各個地方進行改進,這樣才能節省校園網絡成本,才能最大限度發揮出校園網的性能。結束語在這篇論文的規劃設計和應用實現過程中,我得到了學校老師的悉心指導和幫助,對此,我向各位老師表達我最真誠的感謝,特別是我的指導老師,他在課題選擇、內容安排等許多方面都給了我不少非常好的意見,同時還給我在熟悉無線設備、組建無線網絡方面給了我很大的幫助,使我在分析探索的道路上少走了許多彎路,讓我的論文得以順利完成。在此我特別向您表示我的感謝和祝福,祝您工作順利,身體健康!參考文獻[1]湯金松等.無線網絡在教育系統中的應用分析[J].中國遠程教育,2003(19)60-62.[2]雷朝銓.無線網絡技術與校園網的組建[J].寧德師專學報,2003(2):116-119.[3]伍永鋒.無線局域網在高校信息化建設中的應用探討[J].福腦,2004[4]神州數碼無線校園網解決方案[5]AboveCable無線校園網構建方案基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC(8)05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正(STR)調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現HYPER

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