無線校園網路

無線校園網路的建設浪潮在全球蔓延：美國、歐洲、日本、新加坡等國家紛紛建立起無線校園網路環境。新加坡南洋科技大學 (NTU) 的無線校園網規模相當可觀，覆蓋了整個 200 公頃的校園 , 該網路採用IEEE802.11b標準，整個無線校園網路可以供21000名學生和3000名職員使用。

基本介紹

• 中文名：無線校園網路
• 外文名：WLAN 
• 時間： 2004年6月30日至7月7日
• 需求分析：網路設備可以依據用戶賬號
• 背景：無線校園網路建設浪潮在全球蔓延

簡介

無線校園網路的建設浪潮在全球蔓延：美國、歐洲、日本、新加坡等國家紛紛建立起無線校園網路環境。新加坡南洋科技大學 (NTU) 的無線校園網規模相當可觀，覆蓋了整個 200 公頃的校園 , 該網路採用IEEE802.11b標準，整個無線校園網路可以供21000名學生和3000名職員使用。

我國的無線校園網路建設步伐也緊跟著技術的發展。上海中學、北京大學，都是無線校園網路建設的典範。

無線區域網路以其靈活布設、高頻寬和無線接入的優勢，可以突破有線網路節點限制、實現多人同時上網的問題，大大地增加了校園網路信息點，方便在校師生獲取信息，進一步提升學校的信息化水平。此外，無線網路環境的引入，為嶄新的無線多媒體提供了套用平台，從而將教育信息化建設帶入一個嶄新的天地。

根據 2004 年 6 月 30 日至 7 月 7 日在http://www.edu.cn 的調查，有 18.4% 的學生表示，如果校園的大部分區域都可以無線上網，會考慮購買擁有迅馳技術，可無線上網的筆記本電腦。 WLAN 技術在校園中的無線套用有廣闊的前景，在實現與其他運營商之間的互聯互通之後，將會發揮出更強的作用。因此，在學校中建設無線校園網，倡導無線技術的套用意義重大，擁有良好前景。

無線校園網的背景

隨著現代通信技術的飛速發展，無線網路的套用也越來越廣泛，基於計算機區域網路技術的無線校園網逐漸得到了廣泛套用。無線校園網是計算機網路與無線通信技術結合的產物，它不受電纜的限制，並且可移動、可滿足各類便攜設備入網的要求，實現計算機無線網的接入、圖文傳輸、電子郵件收發、網路教學、移動辦公等多種功能.無線校園網具備的靈活性滿足了師生們在一定空曠區域內實現移動辦公學習的需求，更適用於圖書館、會議中心和學生的開放式自習室等空間大、移動用戶多、不宜布設線纜的場所，從而彌補了有線網路在提供完善數據服務方面的不足。

基於信息技術的研究成果和信息化進程加快的現狀，信息電子化交換和信息資源共享已成為當今各行各業的基本需求。各院校在大力建設有線網路的同時，也日益關注無線網路在校園的套用。

近幾年來，有線網路建設、運行和維護的實踐表明，很多學校只在部分區域接入網路，而無法顧及所有區域;學校經費緊張的現狀導致布置網線的教室、圖書館數量有限;有些具有歷史意義的學校建築物不適合鑽孔布線;擁有多個校區的學校在校區間聯網成本較高等。那么，在不宜進行網路布線的場館該如何聯網呢？在教室、實驗室等場合如何突破網路節點限制，現多人同時上網呢？這些傳統有線校園網的“網路盲點”問題，與師生員工“隨時隨地獲取信息”的新需求之間的矛盾如今將可以通過無線網路技術輕鬆解決。

無線網路技術與無線校園網的概述

2.1無線網路技術的概述

無線網路技術涵蓋的範圍很廣，既包括允許用戶建立遠距離無線連線的全球語音和數據網路，也包括為近距離無線連線進行最佳化的紅外線技術及射頻技術。通常用於無線網路的設備包括攜帶型計算機、台式計算機、手持計算機、個人數字助理(PDA)、行動電話、筆式計算機和尋呼機。無線技術用於多種實際用途。例如，手機用戶可以使用行動電話查看電子郵件。使用攜帶型計算機的旅客可以通過安裝在機場、火車站和其他公共場所的基站連線到Internet。在家中，用戶可以連線桌面設備來同步數據和傳送檔案。

2.2無線校園網的概述

無線校園網，就是通過無線區域網路（Wireless Local Area Network，簡稱WLAN）技術，在校園中建立的無縫無線通訊網路，使校園的每個角落都處在網路中，形成真正意義上的校園網。

無法滿足學校師生隨時隨地共享教育網路資源的需要。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。

需求分析

3.1用戶需求：

第一，在網路接入層，網路設備可以依據用戶賬號、VLAN號、MAC地址、IP位址、交換機連線埠、交換機IP確定用戶身份，保證整個校園網的安全接入；同時，支持遠程telnet管理、mib-II及遠程開關交換機連線埠功能；此外還要求適應大量用戶並發認證及複雜的工作環境等。

第二，在網路核心層，網路設備基於交換機物理連線埠、MAC地址、IP位址、TCP/UDP連線埠號來區分同的業務流，將區分後的數據流進行不同的頻寬劃分。支持Qos技術，實現在整網中資源的智慧型分配。

第三，採用雙核心網路設計方案，核心設備支持802.1S和VRRP技術，實現鏈路冗餘備份和負載均衡，將整個校園網建設成為安全、易管理、高性能、完整冗餘和實現負載均衡的完整網路。

因此XX學院計算機網路建設，集合了校園有線，無線網路。涉及包括學生有線上網，教學樓，圖書館無線網路，辦公物業及相關部門有線，無線網路覆蓋.所以如何提供高效，穩定，不間斷網路接入是至關重要的。同時要根據各個部門的要求，合理的設定網路訪問許可權.由於校園安防及監控系統都需要使用校園內部區域網路，那么用戶對網路設備的可靠性，網路運行的穩定性都有極高的要求。

考慮怎樣高效、經濟、安全地構建XX學院計算機網路，選擇怎樣的設備與解決方案，在滿足各項套用的基礎上儘可能的構建高性價比的校園網路環境.XX學院經過多方比較.最終選擇了萬兆三層交換產品及高性能108M無線網路覆蓋解決方案，搭建了一套靈活易用、經濟高效的博物館網路基礎架構。

3.2市場需求：

校園無線網路項目主要是為了幫助校方提高教育工作者和管理人員的工作效率，滿足學校教學、科研、管理、服務中的移動套用需求，從而提高學校教研的水平和質量。

學校為學生提供了先進的教學設施.校園有線計算機網路已經建成，所有教室、辦公室、實驗室實現校內資源共享、校內實現網路辦公、多媒體與網路教學，並與網際網路連通實現寬頻上網。

然而網路線纜天生的限制，造成了許多使用者的不便，限制了校區域網路絡的套用。同傳統的有線網路相比，無線區域網路與生俱來的機動性、方便性、靈活性、低成本等優勢是不言而喻的。

方案設計

4.1詳細設計

作為校園無線網，需要連線多少個節點，怎樣利用網路設備使得分布在不同地理位置的節點連線到一個統一的網路中來，怎樣使得整個網路中的節點相互連通，這些問題僅僅是校園網需要解決問題中的一部分。

考慮在此校園網路工程建設中，針對XX學院的實際需求，主幹鏈路採用1000M光纖，接入層採用10/100M到用戶.同時，針對XX學院無線覆蓋的需求，在圖書館，教學樓，會議室，禮堂等區域採用108M高性能無線AP，實現室內及室外無線信號覆蓋。對於學校管理用戶，為了提高網路管理效率，提供網路管理軟體NMS100，極大的方便了用戶日常管理以及故障檢測。根據用戶的實際需求，校園網工程共採購美國NETGEAR公司一台三層萬兆光纖交換機GSM7328FS作為中心交換機，51台二層全網管交換機FSM726作為接入層交換機，1套網路管理軟體NMS100以及一期60台108M無線區域網路接入點WG302 AP設備。

由於校園面積廣大，各個教學樓同校園網路中心均採用光纖連線，此次網路工程，網路中心共需要20路光纖鏈路.基於高密度光纖連線的需求，XX學院選擇了美國網件GSM7328FS作為網路核心光纖接入交換機.GSM7328FS可以提供24路光纖鏈路接入，同時可以提供4路萬兆光纖接入，完全滿足XX學院的網路需求。

無線網路設備採用美國網件公司高性能108M無線AP－WG302，實現樓宇無線室內覆蓋，對應操場等開闊區域採用高增益全向天線實現無線覆蓋。Netgear WG302功能強大，支持8路虛擬Vlan功能，同一個AP下關聯的用戶，分別具備不同的網路許可權.可以有效的在人員複雜區域提供安全，高效的無線網路連線。

項目設計的特點

5.1大規模用戶接入控制能力

STAR-S2126G交換機都具有對數據包中的MAC地址高效控制和過濾功能，可以通過設定靜態MAC地址鎖、動態MAC地址鎖和MAC地址過濾等功能，達到對接入用戶的有效控制。

5.2豐富的認證功能

STAR-S2126G交換機提供了IEEE802。1x認證功能。可以通過將用戶帳號、MAC地址與連線埠的捆綁實現高效的用戶控制能力，並能根據不同的網路服務獲得相應的許可權，與RADIUS Server緊密配合，有效的確保了網路安全。

5.3完美冗餘備份和鏈路的負載均衡

整個校園網採取雙核心設計，並且網路核心STAR-S6808支持實現鏈路冗餘備份和負載均衡的必要技術802。1S和VRRP，在網路其中一條鏈路發生故障時，備份線路及時負擔網路的正常傳輸。並且兩條線路可以分擔網路的數據傳輸，達到整網的負載均衡。

5.4強可擴展性高適應性

STAR-S2126G交換機是一款支持菊花鏈堆疊的交換機，可以實現8台STAR-S2126G堆疊，共可提供192個10/100M連線埠;同時這兩款交換機經過獨特設計，具備防塵、防潮、防靜電等多種適於在樓道安裝和使用的特點，能夠適應惡劣環境的套用需求。

無線校園網的特點與優勢

6.1無線校園網的特點

無線室外路由器、無線AP和無線網卡組成了完整的無線系統，實施極為便利，免去布線的困難，節約用戶建設校園網路環境的時間、精力和財力；

SmartLan室外無線路由器適應性出色，使用中避免了網路施工造成的環境破壞，利用無線網路空中連線校園內建築物；

對於很多學校存在分校的現象予以充分考慮。產品的傳輸能力較強，穩定性好，能夠方便的連線分校與本部的校園網路，解決校園外地域網路施工的難題；

網路的應變性好，使用靈活。能夠充分配合學校舉辦的各類臨時性或者應急性活動，根據需要迅速架設後者調整網路；

無線網路產品提供了可靠的安全保證，其全部無線網路產品均支持40位WEP加密，並可擴充至256位，為無線校園網路在覆蓋區域內的全面套用提供了保障，無論是辦公，還是個人傳輸，都能夠放心套用。

6.2無線校園網的優勢

全覆蓋:以108Mbps高速無線的方式覆蓋整個校園，主要包括教學樓辦公室、會議廳、廣場綠地等，可保證被覆蓋需求的網路訪問流暢。提供數據接入業務，讓學校師生體會到無線區域網路給教師的教學和學生的學習帶來的好處。

可管理：由於校園有線網路已經建成，統一的網路管理已經投入使用，本次建成的無線網路，將可以很好的融合進現有校園管理系統中，對無線網內用戶和無線接入點/網橋進行統一管理。

安全性：充分考慮網路的安全性，原有網路系統已經具備多種安全防禦能力，建成的無線網路很好的融合進原有網路安全解決方案體系中，並根據無線網路的安全技術特徵，補充為具有多層次的安全保護措施，以滿足用戶身份鑑別、訪問控制、可稽核性和保密性等要求。

可擴充性：在校園網路規模不斷發展的情況下，無線網路可滿足在不改變主體架構與大部分設備的前提下，平滑實現升級和擴充，降低原有網路的硬體投資，並保證擴展後的系統可用性與穩定性。

與認證計費系統的融合：校園原有的認證計費系統架構已經穩定的運行，在新建成的無線網路中，作為網路接入層的有效補充，能夠完全融合進原有認證計費體系，支持今後全網對所有用戶的上網控制、認證與計費的持續運營。

多種服務的支持：基於校園級網路的未來可持續發展，採用的無線產品均具備可適應未來發展校園級無線寬頻套用（如無線語音套用、無線視頻會議套用、無線多媒體通信套用等）的需要，並提供低成本的無縫升級和前後兼容。

校園網路的無線網路套用

解決信息點流動的問題。一般來說，如教室、圖書館、會議室等地方一般是不可能布設太多信息點的，但是隨著學生中筆記本電腦的普及和現代化教學的普及，上述場所往往在同一時刻有大量的電腦，而有線校園網沒有辦法使學生們在這些區域上網。採用無線方式，在有限的信息點上連線無線接入器，就可以輕鬆從一個信息點擴展到成百上千個信息點的套用。

解決難以布線的問題。在實驗室、體育館、禮堂等地方是不宜布線的，但校園網的用戶卻有上網的需求，採用無線區域網路，可以簡化在這些區域網路實施，提供直徑近200米的無線網路覆蓋，用戶可以在無線所覆蓋的區域移動套用。

提高教學效率。教師和學生上課時，不必再往返於圖書館、辦公室、教室、宿舍，可以隨意的檢索圖書館的網上資料、伺服器的教案、寢室電腦里的作業。同時，為用戶對校園網的其他資源的套用提供了更便利的條件，提高了資源的利用率。校區間的互聯。隨著學校的擴建或合併，越來越多的學校擁有了兩個以上的校區。鋪設光纖鏈路市政不允許，租賃電桿費用昂貴，租用光纖也是一筆不小的開支。藉助無線網橋，可以實現各校區網路之間的互聯，一次投資，終身免費使用，可以節約大筆開支。

實現校園區內建築物間的高速互連。即使在在校園園區內，雖然敷設線路雖然不象在公共場所動土那般困難，但也決非易事，可以使用無線網路設備實現園區內建築物間計算機網路的高速互聯。

節約接入成本。無線接入點可以使原來的一個信息點，同時接入數十乃至數百個用戶設備，布線的投資以及維護成本大大降低。

豐富課餘生活。網路已經成為校園生活的重要組成部分，它已經把學校中的學生、院系和社交、學術、業務活動的行政人員緊密地聯繫在一起。隨著越來越多的學生擁有了筆記本電腦，只有無線網路才能滿足學生日益增長的需要，只有無線網路才能讓學生們在校園中隨時接入網際網路。在校園中，學生不光可以在教室、實驗室和宿舍上網，也可以在休息期間上網，同時在考試前夕更可以減少實驗室、圖書館等可以有線上網地區的學生上網壓力，改進學校的學習環境，提高學生的學習效率與成績。在校園網各區域分別布設無線區域網路以後，用戶可以將無線網卡直接插到筆記本電腦的PCMCIA插槽，或者通過USB適配器轉接插到台式機的USB接口上，只需簡單的設定就可以連線到校園網上，從而實現上網功能。教師或者學生就可以在這些區域漫遊使用，用戶無需任何設定就可以在整個校園內連線到校園網上，從辦公區到教學樓、從圖書館到宿舍都可以實現移動漫遊連線網際網路。

無線校園網路的發展趨勢

校園WLAN是計算機網路與無線通信技術相結合的產物，他為校園計算機有線網路連線提供了一種新的傳輸方式，並為在校師生通信的移動化、個人化和多媒體套用提供了潛在的手段。具有廣泛的市場前景。

歐洲和美國已經有部分學校實現了無線校園網，如:美國威斯康星大學、卡耐基梅隆、斯坦福法學院、Wake Forest和Drexel，在國內，郵電大學也在校園內安裝了無線接入點，為廣大學生與老師提供移動接入服務。

無線設備技術的日趨成熟，價格也不斷下降，隨著人們逐漸對無線區域網路的認識以及INTEL的“迅馳”移動技術在筆記本電腦的大量普及。無線網路技術的套用將會越來越多的被人們認可並套用到實際學習生活中。截止目前，昂科已為北京第二外國語學院、上海同濟大學、西安交通大學、武漢大學、華中科技大學、東北大學東軟信息學院等國內著名高校構建了校園無線網路。