【正文】 1 / 522 / 52 第一章 學(xué)院校園網(wǎng)絡(luò) 設(shè)計(jì) 方案 概述 學(xué)院堅(jiān)持以素質(zhì)為核心，以能力為基礎(chǔ)，以質(zhì)量求生存，以特色謀發(fā)展，以培養(yǎng) “ 高素質(zhì)、高技術(shù)、高技能、高適應(yīng) ” 的特色人才為目標(biāo)，注重對學(xué)生全面素質(zhì)和職業(yè)能力的培養(yǎng)提高。 在信息迅猛發(fā)展的今天， 學(xué)院 實(shí)現(xiàn)了有線校園的建設(shè)。但隨著 教學(xué)設(shè)施的完善，越來越多的便攜式計(jì)算機(jī)終端被帶進(jìn)了教室，越來越多的學(xué)生也開始擁有了帶有無線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)終端。教師和學(xué)生對高校校園網(wǎng)的依賴性相當(dāng)之高，“隨時(shí)隨地獲取信息”已成為廣大師生們的新需求。 但是，傳統(tǒng)的有線校園網(wǎng)存在著諸多“網(wǎng)絡(luò)盲點(diǎn)”，比如在圖書館、食堂等許多不宜網(wǎng)絡(luò)布線的場館設(shè)施如何聯(lián)網(wǎng)？在教室、實(shí)驗(yàn)室等場合如何突破網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)限制、實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)上網(wǎng)的問題？這就需要我們在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上充分?jǐn)U展和利用無線網(wǎng)絡(luò)來解決。 無線局域網(wǎng)（ WLAN）技術(shù)于 20 世紀(jì) 90 年代逐步成熟并投入商用，既可以作傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的 延伸，在某些環(huán)境也可以替代傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)具有以下顯著特點(diǎn)： 簡易性： WLAN 網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)的安裝快速簡單，可極大的減少鋪設(shè)管道及布線等繁瑣工作； 靈活性：無線技術(shù)使得 WLAN 設(shè)備可以靈活的進(jìn)行安裝并調(diào)整位置，使無線網(wǎng)絡(luò)達(dá)到有線網(wǎng)絡(luò)不易覆蓋的區(qū)域； 綜合成本較低：一方面 WLAN 網(wǎng)絡(luò)減少了布線的費(fèi)用，另一方面在需要頻繁移動(dòng)和變化的動(dòng)態(tài)環(huán)境中，無線局域網(wǎng)技術(shù)可以更好地保護(hù)已有投資。同時(shí)，由于 WLAN 技術(shù)本身就是面向數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的 IP 傳輸技術(shù)，因此可直接通過千兆自適應(yīng)網(wǎng)口和企業(yè)、學(xué)校內(nèi)部 Intra 相 連，從體系結(jié)構(gòu)上節(jié)省了協(xié)議轉(zhuǎn)換器等相關(guān)設(shè)備； 擴(kuò)展能力強(qiáng)： WLAN 網(wǎng)橋系統(tǒng)支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及平滑擴(kuò)容，可以十分容易地從小容量傳輸系統(tǒng)平滑擴(kuò)展為中等容量傳輸系統(tǒng)； 3 / 52 隨著 WLAN 技術(shù)的快速發(fā)展和不斷成熟，目前在國內(nèi)外具有較多的中大規(guī)模應(yīng)用，諸如荷蘭的阿姆斯特丹市的全城覆，向客戶提供各種業(yè)務(wù) 。 項(xiàng)目需求分析 校園 無線 網(wǎng)絡(luò) 的建設(shè)應(yīng)該滿足以下需求： （ 1） 學(xué)院 汽車大樓 自身無線辦公網(wǎng)及的需求 學(xué)院 汽車大樓 工作人員移動(dòng)辦公，工作人員通過手機(jī)、平板電腦、筆記本等無線終端在 大樓 無線覆蓋的區(qū)域及時(shí)處理工作事務(wù)，方便快捷。 有線網(wǎng)絡(luò)辦公的備份及補(bǔ)充，當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)接口不足時(shí)，可通過無線來擴(kuò)容。 教室、走廊 無線網(wǎng)絡(luò)接入， 教室、走廊 的寬帶接入統(tǒng)一由無線實(shí)現(xiàn)，減少了布線工程， 使得整個(gè)大樓 環(huán)境更美觀。 （ 2） 有線接入到一個(gè)教學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)房。 （ 3） 教學(xué)西樓光交箱 4 芯光纖到汽車樓，汽車樓交換機(jī) 4 芯光纖到體育場看臺(tái)和白馬公寓。體育場看臺(tái)有線接入到下層 4 個(gè)辦公用房，白馬學(xué)生公寓有線接入到門衛(wèi)室和超市。 （ 4）經(jīng)濟(jì)節(jié)約 由于有線網(wǎng)絡(luò)缺少靈活性，這就要求網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要，所以往往導(dǎo)致預(yù)設(shè)大量利用率較低的信息點(diǎn)。而一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超 出了設(shè)計(jì)規(guī)劃，又要花費(fèi)較多費(fèi)用進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造。 WLAN 不受布線接點(diǎn)位置的限制，具有傳統(tǒng)局域網(wǎng)無法比擬的靈活性，可以避免或減少以上情況的發(fā)生。 （ 5）傳輸速率高 WLAN 應(yīng)用最新的 IEEE 技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率甚至可以達(dá)到 300Mbit/s。實(shí)現(xiàn)學(xué)院大樓的無線覆蓋，已成為現(xiàn)代化校園的一個(gè)重要標(biāo)志。學(xué)院無線覆蓋用戶有多種需求，如網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)流動(dòng)的需求、難以布線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求、利用網(wǎng)絡(luò)提高工作效率的需求、降低成本和保護(hù)投資的需求等。這些迫切的需求都可以通過商場無線覆蓋的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)完美的解決。 （ 6）客 戶 端 行為 控制及 數(shù)據(jù)采集 4 / 52 客戶 端 在 大樓 中 上網(wǎng)行為 數(shù)據(jù)采集。提供數(shù)據(jù)接口給第三方應(yīng)用對接，分析客戶的 上網(wǎng) 行為，便于 學(xué)院 后 期功能拓展。 項(xiàng)目設(shè)計(jì) 原則 ? 移動(dòng)性 學(xué)院內(nèi)部人員可利用移動(dòng)終端（如 PDA、手機(jī)、手提電腦等 ）通過 WLAN 訪問，實(shí)現(xiàn) 老師教學(xué) 、 學(xué)員學(xué)習(xí) 、 相關(guān) 備管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控、 校園網(wǎng)絡(luò) 查閱等功能求 , 可以有效保持會(huì)話完整性及可靠移動(dòng)性的前提下實(shí)現(xiàn)無縫漫游 。 ? 多應(yīng)用支持 為獲得最大的投資回報(bào)， 學(xué)院 往往希望部署一套 WLAN 系統(tǒng)，而能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種不同的實(shí)際應(yīng)用，如允許不同用戶多種設(shè)備在全范圍的語音、數(shù)據(jù)和視頻 的無線應(yīng)用。 ? 可擴(kuò)展 WLAN 技術(shù)的發(fā)展日新月異，新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)層出不窮，所有的無線產(chǎn)品和解決方案都要為未來的升級(jí)和應(yīng)用做好準(zhǔn)備。 在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮到網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，為以后網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)的增加留有充足的余地。 ? 可管理 在網(wǎng)絡(luò)管理方面，必須具有集中管控、智能調(diào)控、負(fù)載均衡等實(shí)用功能，使所有的無線網(wǎng)絡(luò)可適應(yīng)多種環(huán)境的變化，可動(dòng)態(tài)地保證良好的應(yīng)用效果。同時(shí)還具有對 AP進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，可通過一個(gè) AC 對所有 AP 進(jìn)行配置與管理； ? 穩(wěn)定可靠性 5 / 52 無線信號(hào)傳播易受環(huán)境影響，如何實(shí)時(shí)根據(jù)環(huán)境動(dòng)態(tài)調(diào)整無 線接入點(diǎn)的信道、發(fā)射功率是設(shè)計(jì) WLAN 應(yīng)該考慮的一個(gè)重要因素。需要無線網(wǎng)絡(luò)具有智能化的無線電波自動(dòng)調(diào)控與切換能力，以確保在單個(gè) AP 發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)切換到臨近的 AP，不會(huì)影響無線接入服務(wù) 無線局域網(wǎng)的主要指標(biāo)決定了設(shè)計(jì)無線局域網(wǎng)的原則是以數(shù)目盡可能少的無線 AP來為所有網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)。用戶相對疏散區(qū)域只需要布置少數(shù)無線 AP 即可，以無線AP 覆蓋范圍最大為宜：用戶相對密集區(qū)域需要通過增加單位面積內(nèi)無線路由器數(shù)目來為用戶提供可靠服務(wù)。前者主要考慮覆蓋范圍這一因素，后者則主要考慮單位面積系統(tǒng)容量這一因素。 設(shè)計(jì)原則： 無線覆蓋設(shè)計(jì)將遵循按照信號(hào)范圍最大化原則，在全校全面覆蓋的前提下，重點(diǎn)選擇部分區(qū)域進(jìn)行更加細(xì)膩的覆蓋。并且，保證無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性并與絕大多數(shù)主流 無線網(wǎng)卡兼容，同時(shí)兼顧考慮網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，為今后網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容做好預(yù)留。 ⑴ 一般來講室內(nèi)容許最大覆蓋距離為 35~100 米，室外容許最大距離 100~150 米； ⑵ 障礙物阻擋； ⑶ 要觀測無線覆蓋周圍的障礙物確定無線路由器的數(shù)量和放置位置。 電磁波對于各種建筑材質(zhì)的穿透損耗的經(jīng)驗(yàn)值如下： A. 水泥墻 (15~25cm): 衰減 10~12dB B. 木板墻 (5~10cm): 衰減 5~6dB C. 玻璃窗 (3~5cm): 衰減 5~7dB 各種建筑材料對無線訊號(hào)的影響如下： 6 / 52 A． 當(dāng)無線路由器與終端隔一座水泥墻時(shí)，無線 AP 的可傳送覆蓋距離約剩下 5米有效距離。 B． 當(dāng)無線路由器與終端中間隔一座木板墻時(shí)， 無線 AP 的傳送距離約剩下 15米有效距離。 C． 當(dāng)無線路由器與終端中間隔一座玻璃墻時(shí)， 無線 AP 的傳送距離約剩下 15米 有效距離。 所以在安裝選點(diǎn)時(shí)，一定要注意以避開墻、柱子等 WLAN 組網(wǎng)方式 根據(jù)武漢中科創(chuàng)新園 科技 有限公司 多年來對行業(yè)的理解與分析 ，無線網(wǎng)絡(luò)建 設(shè) 建議 采用無線控制器 WAC+AP 的組網(wǎng)模式設(shè)計(jì)， 對 汽車大樓 實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋 。 整個(gè) 無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋采用先進(jìn)的無線控制器 +AP的架構(gòu)和 ：用戶或工作站通過 無線瘦 AP（ Fit AP）接入網(wǎng)絡(luò)之中，所有的無線 AP 接入交換機(jī)進(jìn)行POE 供電，由無線控制器實(shí)現(xiàn)無線 AP 的管理和控制，無線 AP 實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)的加密解密。 FitAP 組網(wǎng)方式具有組網(wǎng)靈活，業(yè)務(wù)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，瘦 AP 組網(wǎng)方案和傳統(tǒng)的胖AP 解決方案對比如下： 7 / 52 FitAP 組網(wǎng)方式 WAC 可集中管理 AP 設(shè)備、 WiFi 規(guī)則、網(wǎng)絡(luò)資源、用戶服務(wù)及 管理信息；方便企業(yè)和運(yùn)營商實(shí)時(shí)獲得用戶信息和網(wǎng)絡(luò)信息；依據(jù)這些信息，企業(yè)和運(yùn)營商可以在 WAC 上，完成全網(wǎng)范圍內(nèi)的控制和調(diào)整，這一平臺(tái)方便企業(yè)和運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)新的用戶服務(wù)管理模式，及增加新業(yè)務(wù)。 系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 8 / 52 校園網(wǎng)絡(luò) WLAN系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，按模塊和層次規(guī)劃，共分為三部分：無線 AP、POE 交換機(jī)、無線控制器。 為了滿足用戶構(gòu)建一個(gè)高速、穩(wěn)定、安全、可靠、易于管理的無線接入網(wǎng)絡(luò)的需求，本設(shè)計(jì)方案按照 FIT_AP+WAC 的結(jié)構(gòu)化無線網(wǎng)絡(luò)解決方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。整體框架基于瘦 AP 方式部署，采用 WAC（無線控制 器）對 AP 進(jìn)行集中管理、控制、配置下發(fā)，以及對接入終端的認(rèn)證、數(shù)據(jù)分布式 /集中式轉(zhuǎn)發(fā)、漫游等功能。操作和維護(hù)工作現(xiàn)在只需要在 WAC 上進(jìn)行就可以了。在這個(gè)架構(gòu)里， AP 只負(fù)責(zé)無線信號(hào)的收發(fā)，不作 MAC 層及其以上的協(xié)議層處理，所有的智能工作都由 WAC 完成 ， 基于瘦 AP+WAC 架構(gòu)方案的優(yōu)勢在于： ? 配置簡單： AP 零配置、所有的配置集中在無線控制器上完成，簡單便捷； ? 維護(hù)方便：管理、維護(hù)針對無線控制器來實(shí)現(xiàn)，不需要對每一臺(tái) AP 進(jìn)行操作； ? 易于升級(jí)：針對特性增加帶來的軟件版本升級(jí)需求，只需要對無線控制器進(jìn)行操作即可，不需 要對每一臺(tái)無線 AP 單獨(dú)升級(jí)， 軟件的升級(jí)由 AP 自動(dòng)完成。 ? 安全可控：可以集中進(jìn)行射頻及功率、信道調(diào)整，黑白名單、無線入侵檢測、安全訪問控制等功能； ? 擴(kuò)展性強(qiáng)：根據(jù)需要，可以靈活增加補(bǔ)點(diǎn) AP， 需要擴(kuò)容的話，只需要將 AP 接入網(wǎng)絡(luò)即可 。支持三層漫游，方便擴(kuò)展支持無線監(jiān)控、話音應(yīng)用等業(yè)務(wù)。 ? 網(wǎng)絡(luò)性能好：高速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，支持快速切換，數(shù)據(jù)私密性好，天然的 MAC 層加密隧道； ? 抗干擾性強(qiáng)： 可動(dòng)態(tài)分配信道，并在受干擾時(shí)切換到最優(yōu)信道 考慮到無線網(wǎng)絡(luò)中多媒體業(yè)務(wù)對帶寬大規(guī)模占用的特點(diǎn)，以及對大量的 AP 的大流量處理要求，如果采用 集中式轉(zhuǎn)發(fā)的架構(gòu)模式， WAC 很容易成為性能瓶頸。因此方案中采用分布式本地轉(zhuǎn)發(fā)模式?？刂?、管理報(bào)文通過無線控制器進(jìn)行統(tǒng)一處理，數(shù)據(jù)報(bào)文在無線 AP 上直接轉(zhuǎn)化為以太網(wǎng)格式的報(bào)文，不需要通過隧道封裝交無線控制器處理，從而解決無線控制器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能瓶頸問題。 供電方式設(shè)計(jì) 對許多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來講，當(dāng)建筑中某些區(qū)域的用途不確定