【正文】 WMN可看作“因特網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)版”，該技術(shù)將是未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域重大技術(shù)革新。該專(zhuān)利的主要思想是采用一個(gè)Hash函數(shù)將IP地址變換為一個(gè)6字節(jié)的MAC地址，并附加在路由廣播中主動(dòng)傳輸給其他節(jié)點(diǎn)。在短距離Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建上，最近一些學(xué)者正在研究藍(lán)牙散射網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)以其易接入、易部署和高寬帶的優(yōu)勢(shì)，可以突破有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)限制，大大地增加了校園網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)，為師生提供多樣的信息獲取途徑，提升學(xué)校的信息化水平，為教育信息化平臺(tái)提供了新的平臺(tái)。然而經(jīng)過(guò)行業(yè)多年技術(shù)的改進(jìn)和提升，學(xué)校目前穩(wěn)定的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)也逐漸顯示其擴(kuò)展性等方面的不足，例如維護(hù)復(fù)雜，很多教學(xué)樓、圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)量有限，寢室內(nèi)區(qū)域?qū)W生宿舍一般只留有2個(gè)的固定有線(xiàn)端口，不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)上網(wǎng)的需求從而出現(xiàn)了一個(gè)寢室要買(mǎi)12個(gè)集線(xiàn)器的情況；有些建筑物具有一定的歷史意義，不適合鉆孔布線(xiàn)；西科大主校區(qū)分東西新老校區(qū)，若鋪設(shè)線(xiàn)路成本費(fèi)用較大等。隨著國(guó)力提升，在綜合大學(xué)的教學(xué)科研水平不斷提高，學(xué)術(shù)交流活動(dòng)、學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)的日益增多的背景下，在體育場(chǎng)、綜合教學(xué)樓、學(xué)生教師公寓、圖書(shū)館、自習(xí)室、行政樓、公共綠地甚至食堂等公共開(kāi)放性場(chǎng)所提供網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)境的需求也越來(lái)越強(qiáng)烈，而隨著移動(dòng)終端設(shè)備諸如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦逐漸普及，傳統(tǒng)的布線(xiàn)建設(shè)受環(huán)境影響，周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、施工難度大等諸多問(wèn)題在的在特定的場(chǎng)所也顯得更加突出。在方案的基礎(chǔ)上做出了簡(jiǎn)易的測(cè)試。基于MESH技術(shù)的校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案摘要：近年來(lái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅猛，但現(xiàn)有技術(shù)帶寬容量低、WLAN接入點(diǎn)(AP)的覆蓋范圍有限等缺點(diǎn)阻礙了人們對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的需求擴(kuò)展。關(guān)鍵字：IEEE； 無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)；校園網(wǎng)；安全管理The Design Plan for College Network Based on The Technology of Wireless Mesh Net workAbstract: In recent years, the technology of wireless network developed rapidly,but traditional technology of wireless network has its disadvantages,such as the coverage of access point is limited,which increase the cost for the construction of wireless network and limited the development of the mesh networks (WMNs) are considered a promising solution to last mile broadband access thanks to its low upfront cost, easy network maintenance, robustness, and reliable service coverage.The thesis drew up an action plan to design a college network which bined with the technology of wireless mesh network and some optimizing measures for the backbone area of the network after contrasted the traditional technology of wireless network and technology of wireless mesh network ,and drew up some measures for the safety management and last,some simple tests were done basd on the paln.Keywords: IEEE，Wireless Mesh Network ，College network，Safety Management目 錄第1章 緒論 5 課題研究背景 5 課題研究目的和意義 5 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及現(xiàn)狀 6 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及研究 6 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)利技術(shù) 7 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)集成 7 本論文研究?jī)?nèi)容 7第2章 無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 8 傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 8 8 其他標(biāo)準(zhǔn) 9 無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 10 11 11 無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 13 無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)拓展性 15 無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù) 15 MESH網(wǎng)絡(luò)與其它無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)別 17第3章 校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需求分析 19 校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求分析 19 校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路 21第4章 校園無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)部署及管理 24 24 現(xiàn)有校園網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 24 校園無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò) 25 26 校園無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)管理 32 32 校園無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理 33 34 35第5章 模擬實(shí)驗(yàn) 37 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 37 實(shí)驗(yàn)工具 37 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 37 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 44總結(jié)與展望 45致謝 46參考文獻(xiàn) 47第1章 緒論當(dāng)今社會(huì)信息技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展迅猛，相比于傳統(tǒng)的有線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的應(yīng)用給予了教師和學(xué)生一種新的工作和學(xué)習(xí)方式。改進(jìn)校園網(wǎng)現(xiàn)有的管理模式已經(jīng)迫在眉睫，必須提供一個(gè)新的環(huán)境來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。傳統(tǒng)校園網(wǎng)還存在著諸多“網(wǎng)絡(luò)盲點(diǎn)”，比如在圖書(shū)館自習(xí)室、演播廳、體育場(chǎng)等許多不宜網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)的場(chǎng)館設(shè)施如何聯(lián)網(wǎng)以及如何突破網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)限制等。2004年1月， Working Group正式專(zhuān)門(mén)成立了MESH研究組（Mesh Study Group），同年3月又成立了MESH任務(wù)組（Mesh Task Group），由此WMN技術(shù)邁上了廣泛標(biāo)準(zhǔn)化道路。[7]　　與WMN相關(guān)的專(zhuān)利技術(shù)目前主要掌握在一些美國(guó)公司及研究機(jī)構(gòu)手中，例如Mesh Networks公司2002年6月獲得專(zhuān)利“為端到端和端到基礎(chǔ)設(shè)施的通信網(wǎng)絡(luò)提供無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)消息存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)和方法”。此外，摩托羅拉公司在2003年10月獲得專(zhuān)利“在A(yíng)d Hoc網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中提高服務(wù)效率的方法和設(shè)備”，其中涉及在WMN中增強(qiáng)業(yè)務(wù)有效性的通信系統(tǒng)與設(shè)備。本文依據(jù)當(dāng)今無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀以及西南科技大學(xué)的實(shí)際情況，在重點(diǎn)研究無(wú)線(xiàn)MESH技術(shù)的前提下，提出一種綜合現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和有線(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的校園無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)，提出規(guī)劃方案以及管理方案。WMN被寫(xiě)入了IEEE相關(guān)的諸多標(biāo)準(zhǔn)中。80211b規(guī)定的是動(dòng)態(tài)速率，允許數(shù)據(jù)速率根據(jù)噪音狀況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。高端的5．8GHz頻段，由于輸出功率高，適于建筑物之間或室外環(huán)境的無(wú)線(xiàn)應(yīng)用；低端的5．2GHz和中部的5．3GHz頻段特別適合于建筑物內(nèi)的產(chǎn)品，對(duì)于5．2GHz的設(shè)備必須使用集成天線(xiàn)。802．1lg技術(shù)現(xiàn)在還沒(méi)有芯片廠(chǎng)家提供，提供成熟的大規(guī)?？缮逃卯a(chǎn)品還需一段時(shí)間，但有可能會(huì)對(duì)雙頻無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生影響。AP就負(fù)責(zé)有線(xiàn)到無(wú)線(xiàn)的網(wǎng)橋功能。4)移動(dòng)站(station):也即最終的用戶(hù)。它提供了對(duì)流媒體的支持。2FSK方式下，最大數(shù)據(jù)的傳輸速率為1Mbps；4FSK方式下，速率可達(dá)2Mbps。不過(guò)由于HomeRF技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有公開(kāi)，僅獲得了數(shù)十家公司的支持，并且在抗干擾能力等方面與其它技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比也存在不少欠缺，從而導(dǎo)致了HomeRF標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和發(fā)展前景有限，又加上市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)策略失當(dāng)、后續(xù)研發(fā)與技術(shù)升級(jí)進(jìn)展遲緩，HomeRF技術(shù)在2000年以后便走上了下坡路，2001年HomeRF的普及率降至30%，HomeRF的失敗已成定局。所制訂的主要標(biāo)準(zhǔn)有針對(duì)室內(nèi)無(wú)線(xiàn)主干系統(tǒng)的HiperLink和用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)接入的HiperLAN1和HiperLAN2。隨著無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，IEEE 802 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組正在致力于推動(dòng)WMN技術(shù)的發(fā)展，制訂相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，、。 ，主要研究為WMN定義媒體接入控制(MAC)層和物理層協(xié)議的無(wú)線(xiàn)分布式系統(tǒng)（WDS）的協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在多個(gè)AP之間通過(guò)自配置多跳的方式組網(wǎng)，提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。當(dāng)安全的Mesh鏈路建立以后，Mesh節(jié)點(diǎn)需要與其他Mesh節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)以解決競(jìng)爭(zhēng)和共享無(wú)線(xiàn)媒體的問(wèn)題，來(lái)保證該節(jié)點(diǎn)本身及其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包通過(guò)多跳的WMN有效轉(zhuǎn)發(fā)。使之具有Mesh路由器的功能，業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)發(fā)給鄰近的AP進(jìn)行的多跳傳輸。客戶(hù)端Mesh結(jié)構(gòu)中，所有設(shè)備工作在WLAN 的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)模式下，WMN通過(guò)自動(dòng)配置實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)，擺脫了以往對(duì)AP的依賴(lài)。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與周?chē)従庸?jié)點(diǎn)形成多條鏈路，并且可以選擇其中的一條鏈路，用來(lái)傳輸來(lái)自本節(jié)點(diǎn)或其他節(jié)點(diǎn)的信息。對(duì)基于無(wú)線(xiàn)Mesh結(jié)構(gòu)的WMAN來(lái)說(shuō)，用戶(hù)站(SS)間可直接或間接通信，不必通過(guò)基站(BS)中轉(zhuǎn)。減少內(nèi)部干擾可以增加頻率的再使用，提供頻譜利用率；減少外部干擾，可以減少保護(hù)頻帶。為了支持用戶(hù)的可移動(dòng)性。如果這一小組的提案得以采納，將推動(dòng)WiMAX獲得更大的發(fā)展。802. 20 填補(bǔ)了當(dāng)前802. 16 的低移動(dòng)性高數(shù)據(jù)速率與蜂窩網(wǎng)高移動(dòng)性低數(shù)據(jù)速率之間的性能空間。他擁有動(dòng)態(tài)自組織的和自配置的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)建立和維護(hù)它們之間的Mesh連接。為了進(jìn)一步提高M(jìn)esh網(wǎng)絡(luò)的靈活性，Mesh路由器通常多個(gè)使用相同無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)或者不同無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)的無(wú)線(xiàn)接口并以較低的傳輸能量實(shí)現(xiàn)相同覆蓋范圍的多跳通信。除了最常用的IEEE相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外，無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)骨干可以使用各種不同的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)。對(duì)于那些與Mesh路由器使用相同無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的傳統(tǒng)客戶(hù)端，它們可以直接與Mesh路由器通信。2) 客戶(hù)端無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)Client Meshing提供了客戶(hù)端設(shè)備之間的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。客戶(hù)端無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)通常使用一種無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的設(shè)備。而基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提供了與其他網(wǎng)絡(luò)，諸如Internet, WiFi, WiMAX、蜂窩網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等的互聯(lián)。所以，它必須呈現(xiàn)出似乎所有的MPs和MAPS直接和鏈路層相連，必須使Mesh和其他網(wǎng)絡(luò)相連時(shí)既使用2層的橋接又要使用3層的Internet網(wǎng)絡(luò)連接方式。圖b顯示了兩個(gè)無(wú)線(xiàn) 。無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心是移動(dòng)跳接式路由技術(shù)，是其能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)寬帶的根本。如果一條路徑由于硬件故障或干擾而停止工作，網(wǎng)狀網(wǎng)會(huì)自動(dòng)改變信息包的路由，使它們穿過(guò)一條替代路徑。路由協(xié)議設(shè)計(jì)的目標(biāo)是滿(mǎn)足應(yīng)用的需求，同時(shí)盡量減少系統(tǒng)的復(fù)雜度，降低開(kāi)銷(xiāo)，更有利地利用資源。在A(yíng)WR中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都持續(xù)跟蹤其與周邊節(jié)點(diǎn)的連接狀況，并敏感地發(fā)現(xiàn)斷掉的連接。在任何時(shí)刻，所有的路由都保證是不會(huì)發(fā)生環(huán)路的。2) 動(dòng)態(tài)性，自適應(yīng)性，自動(dòng)組網(wǎng)，自我恢復(fù)，對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈接質(zhì)量的變化靈活自適應(yīng)，通過(guò)考慮鏈路質(zhì)量，最大化用戶(hù)的吞吐量，保證高移動(dòng)性和大幅度提升服務(wù)能力。：1)可靠性提高在無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)中，鏈路為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，如果其中的某一條鏈路出現(xiàn)了故障，節(jié)點(diǎn)便可以自動(dòng)轉(zhuǎn)向其他可接入的鏈路，因而對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性有了很大程度的提高。3)降低成本在無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)中，大大節(jié)省了骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本，而且AP等基礎(chǔ)設(shè)備比起蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基站等設(shè)備便宜得多。WLAN可在較小的范圍內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)，、 a可達(dá)54 Mbit/s，通常情況下WLAN接入點(diǎn)的覆蓋范圍僅限于幾百米，因此如果想在大范圍內(nèi)應(yīng)用WLAN的這種高速率的服務(wù)模式，建設(shè)成本將非常高。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟可以為此提供更加高效靈活的解決方案，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，可以在校園的任何地方方便地訪(fǎng)問(wèn)校園內(nèi)外網(wǎng)，可以較少的投資獲得空前的應(yīng)用靈活性。例如：由于擴(kuò)招的影響，現(xiàn)有教室、實(shí)驗(yàn)室等方面的資源就存在相對(duì)不夠用的情況，但擴(kuò)建不僅需要時(shí)間、資金，也會(huì)影響到校園內(nèi)部的秩序，而且不可能無(wú)限制地?cái)U(kuò)建。2)移動(dòng)圖書(shū)館通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，一個(gè)連續(xù)工作，可隨時(shí)隨地更新和被查閱，并且符合使用者個(gè)人習(xí)慣的圖書(shū)館就完全成為可能了。通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式可進(jìn)一步得到突破性的改善。借助這樣的網(wǎng)絡(luò)，科研可同時(shí)在室內(nèi)外，在移動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行。當(dāng)今無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了單純追求基本連通的歷史階段，為迎合校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)包括移動(dòng)教學(xué)科研以及移動(dòng)圖書(shū)館在內(nèi)的諸多需求，在整體網(wǎng)絡(luò)連通基礎(chǔ)上需要更高要求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)內(nèi)容，主要包括高可靠性（Reliability）、安全性（Security）、可擴(kuò)展性（Scalability）等。從另一角度看，當(dāng)某種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間變得不確定時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也不可靠了。在關(guān)鍵控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上也要有冗余保證以確保不會(huì)因設(shè)備故障而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)效。采用先進(jìn)成熟的網(wǎng)絡(luò)概念、技術(shù)、方法與設(shè)備，反映當(dāng)今先進(jìn)水平，又給未來(lái)的發(fā)展留有余地；充分采用目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)流行和成熟的技術(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)能適應(yīng)技術(shù)的快速發(fā)展。主要方法可以包括如用戶(hù)認(rèn)證以及設(shè)定管理級(jí)別等。一方面由于網(wǎng)絡(luò)中斷而使業(yè)務(wù)被迫中止造成的損失會(huì)越來(lái)越大；另一方面由于越來(lái)越多的用戶(hù)連入網(wǎng)絡(luò)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理的要求提高了，以確保網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最高的效率。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)能方便地對(duì)校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)充。整個(gè)系統(tǒng)的性能將能隨著模塊數(shù)量的增加而得到相應(yīng)的增加，因此也就更能適應(yīng)不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備的要求。隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也日新月異，這些新應(yīng)用不僅意味著流量的增加，而且流量的特征發(fā)生了變化，尤其是許多新型多媒體應(yīng)用。第4章 校園無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)部署及管理 校園無(wú)線(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)規(guī)模偏大