【正文】 相關(guān)電子技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，無線通信技術(shù)也經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的階段，WLAN技術(shù)等多種無線網(wǎng)絡技術(shù)均取得了令人矚目的成就。此外，摩托羅拉公司在2003年10月獲得專利“在Ad Hoc網(wǎng)格網(wǎng)絡中提高服務效率的方法和設備”，其中涉及在WMN中增強業(yè)務有效性的通信系統(tǒng)與設備。2004年4月，該公司獲得專利“無線端到端Ad Hoc網(wǎng)絡路由中對IP地址到MAC地址映射及所存在網(wǎng)關(guān)的自動配置和發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)和方法”。[7]　　與WMN相關(guān)的專利技術(shù)目前主要掌握在一些美國公司及研究機構(gòu)手中，例如Mesh Networks公司2002年6月獲得專利“為端到端和端到基礎(chǔ)設施的通信網(wǎng)絡提供無線業(yè)務消息存儲轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)和方法”。[5]近10來，包括移動Ad Hoc網(wǎng)絡和WMN在內(nèi)的許多研究，已經(jīng)取得了眾多成果，主要有以下方面：1) 路由協(xié)議的研究，協(xié)議的核心是適應網(wǎng)絡無中心控制和網(wǎng)絡時變的特征；2) 媒體接入控制（MAC）協(xié)議的研究，主要是解決隱藏終端和提高接入能力等問題，如MACA協(xié)議、控制信道和數(shù)據(jù)信道分裂的雙信道方案和基于定向天線的MAC協(xié)議等；3) 在網(wǎng)絡連接性方面的研究，主要的背景是無線傳感器網(wǎng)絡，探討問題的核心是節(jié)點密度與分布問題；4) 在多播/組播協(xié)議、TCP協(xié)議、地址和帶寬等網(wǎng)絡資源分配、功率（節(jié)能）控制、安全性問題、分布式算法、QoS等方面有一些研究成果，但各部分的數(shù)量相對較少；5) 一些針對WMN的協(xié)議和系統(tǒng)仿真與實驗研究有了一些新的結(jié)果。2004年1月， Working Group正式專門成立了MESH研究組（Mesh Study Group），同年3月又成立了MESH任務組（Mesh Task Group），由此WMN技術(shù)邁上了廣泛標準化道路。為了實現(xiàn)使用戶能夠在任何時間、任何地點均能實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的目標，要求傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡由有線向無線、由固定向移動、由單一業(yè)務向多媒體發(fā)展，由此無線網(wǎng)絡技術(shù)得到了快速的發(fā)展。傳統(tǒng)校園網(wǎng)還存在著諸多“網(wǎng)絡盲點”，比如在圖書館自習室、演播廳、體育場等許多不宜網(wǎng)絡布線的場館設施如何聯(lián)網(wǎng)以及如何突破網(wǎng)絡節(jié)點限制等。我校建校10年以來，校園網(wǎng)的組建已趨于穩(wěn)定而高效，成為校園生活不可缺少的一部分，是教師和學生獲取資源和信息的主要途徑之一，它把學校中的學生、院系和社交、學術(shù)、業(yè)務活動的行政人員緊密地聯(lián)系在一起。改進校園網(wǎng)現(xiàn)有的管理模式已經(jīng)迫在眉睫，必須提供一個新的環(huán)境來滿足用戶的需求。因為一個優(yōu)秀的無線網(wǎng)絡教學平臺不僅能夠有效促進信息的獲取、提升教學質(zhì)量以及吸引優(yōu)秀生源還能對學校的教學模式、教學理念及教學管理產(chǎn)生深遠的影響。關(guān)鍵字：IEEE； 無線Mesh網(wǎng)絡；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 無線網(wǎng)絡發(fā)展及現(xiàn)狀 6 無線網(wǎng)絡應用及研究 6 無線網(wǎng)絡專利技術(shù) 7 無線網(wǎng)絡應用系統(tǒng)集成 7 本論文研究內(nèi)容 7第2章 無線MESH網(wǎng)絡技術(shù) 8 傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡技術(shù) 8 8 其他標準 9 無線MESH網(wǎng)絡技術(shù) 10 11 11 無線MESH網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 13 無線MESH網(wǎng)絡拓展性 15 無線MESH網(wǎng)絡路由技術(shù) 15 MESH網(wǎng)絡與其它無線網(wǎng)絡區(qū)別 17第3章 校園無線網(wǎng)絡需求分析 19 校園無線網(wǎng)絡的應用需求分析 19 校園無線網(wǎng)絡設計思路 21第4章 校園無線MESH網(wǎng)絡部署及管理 24 24 現(xiàn)有校園網(wǎng)絡技術(shù) 24 校園無線MESH網(wǎng)絡 25 26 校園無線MESH網(wǎng)絡管理 32 32 校園無線MESH網(wǎng)絡設備管理 33 34 35第5章 模擬實驗 37 實驗內(nèi)容 37 實驗工具 37 實驗過程 37 實驗總結(jié) 44總結(jié)與展望 45致謝 46參考文獻 47第1章 緒論當今社會信息技術(shù)尤其是網(wǎng)絡通信技術(shù)發(fā)展迅猛，相比于傳統(tǒng)的有線互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，基于無線網(wǎng)絡環(huán)境的應用給予了教師和學生一種新的工作和學習方式。 本文在分析對比傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡技術(shù)和MESH網(wǎng)絡技術(shù)后，針對現(xiàn)有校園網(wǎng)絡提出了一個基于MESH技術(shù)并結(jié)合了校園有線骨干網(wǎng)絡優(yōu)化措施的設計方案，并針對本網(wǎng)絡設計提出了相關(guān)的管理、安全及計費方案。基于MESH技術(shù)的校園無線網(wǎng)絡設計方案摘要：近年來無線網(wǎng)絡發(fā)展迅猛，但現(xiàn)有技術(shù)帶寬容量低、WLAN接入點(AP)的覆蓋范圍有限等缺點阻礙了人們對無線網(wǎng)絡的需求擴展。作為“最后一公里”寬帶無線接入非常重要的技術(shù)之一，無線Mesh網(wǎng)絡(WMN)作為一種新型大容量、高速率的分布式無線寬帶網(wǎng)絡，它擁有可改善無線網(wǎng)絡的性能，提高網(wǎng)絡的覆蓋范圍以及易于管理等特點。在方案的基礎(chǔ)上做出了簡易的測試。而如何有效的結(jié)合有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡以滿足學生和老師日益增長的在學習、娛樂和工作上對于網(wǎng)絡的需要和依賴，組建基于數(shù)字化、交互式的無線網(wǎng)絡教學平臺已經(jīng)成為我們必須面對和解決的問題。隨著國力提升，在綜合大學的教學科研水平不斷提高，學術(shù)交流活動、學生社團活動的日益增多的背景下，在體育場、綜合教學樓、學生教師公寓、圖書館、自習室、行政樓、公共綠地甚至食堂等公共開放性場所提供網(wǎng)絡接入環(huán)境的需求也越來越強烈，而隨著移動終端設備諸如智能手機、平板電腦、筆記本電腦逐漸普及，傳統(tǒng)的布線建設受環(huán)境影響，周期長、費用高、施工難度大等諸多問題在的在特定的場所也顯得更加突出。為此，眾多學校啟動了無線校園網(wǎng)計劃，旨在建成高速度、廣覆蓋、易管理和安全可靠的校園無線網(wǎng)絡，滿足校園網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的要求，進一步提升學校的綜合實力，為師生帶來前所未有的無線體驗。然而經(jīng)過行業(yè)多年技術(shù)的改進和提升，學校目前穩(wěn)定的有線網(wǎng)絡也逐漸顯示其擴展性等方面的不足，例如維護復雜，很多教學樓、圖書館網(wǎng)絡端口數(shù)量有限，寢室內(nèi)區(qū)域?qū)W生宿舍一般只留有2個的固定有線端口，不能滿足日益增長上網(wǎng)的需求從而出現(xiàn)了一個寢室要買12個集線器的情況；有些建筑物具有一定的歷史意義，不適合鉆孔布線；西科大主校區(qū)分東西新老校區(qū)，若鋪設線路成本費用較大等。這些情況成為了和師生日益對校園網(wǎng)依賴性增長、對隨時隨地與互聯(lián)網(wǎng)相連的這樣的新需求的矛盾體現(xiàn)。無線網(wǎng)絡以其易接入、易部署和高寬帶的優(yōu)勢，可以突破有線網(wǎng)絡節(jié)點限制，大大地增加了校園網(wǎng)絡信息點，為師生提供多樣的信息獲取途徑，提升學校的信息化水平，為教育信息化平臺提供了新的平臺。另外，、（DSRC）也開始探索如何通過網(wǎng)格嵌入式設備來改進其現(xiàn)有技術(shù)。在短距離Ad Hoc網(wǎng)絡的構(gòu)建上，最近一些學者正在研究藍牙散射網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)。該專利提出了一種實現(xiàn)不在彼此傳輸范圍內(nèi)的移動節(jié)點和無線基礎(chǔ)設施部件間進行無線通信的系統(tǒng)和方法，基本思想是利用了中間移動節(jié)點所具有的存儲轉(zhuǎn)發(fā)信息的能力。該專利的主要思想是采用一個Hash函數(shù)將IP地址變換為一個6字節(jié)的MAC地址，并附加在路由廣播中主動傳輸給其他節(jié)點。另外在2002年3月Caly公司獲得專利“網(wǎng)格無線網(wǎng)絡中包數(shù)據(jù)通信協(xié)議”，其中主要涉及網(wǎng)格無線網(wǎng)絡節(jié)點之間包數(shù)據(jù)的通信方法。行業(yè)界認為未來的4G系統(tǒng)網(wǎng)絡是各種不同網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的集成，其中包括未來的蜂窩移動通信網(wǎng)絡、衛(wèi)星網(wǎng)絡、公共電話交換網(wǎng)絡、WLAN網(wǎng)絡等，這些網(wǎng)絡均集成到因特網(wǎng)骨干網(wǎng)或通過WMN集成到因特網(wǎng)中，有此WMN可看作“因特網(wǎng)的無線版”，該技術(shù)將是未來無線通信領(lǐng)域重大技術(shù)革新。第2章 無線MESH網(wǎng)絡技術(shù)隨著人們對網(wǎng)絡通信需求的不斷提高，人們希望不論何時、何地、與何人都能夠進行快速、準確的通信，為了提高工作效率，并且克服現(xiàn)有通信系統(tǒng)的缺點，達到通信的“無所不在”，最近，業(yè)界提出了一種新型的寬帶無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)無線MESH網(wǎng)絡(Wireless Mesh Network)。它是一種高容量高速率的分布式網(wǎng)絡，被認作為一種可以解決“最后一公里”瓶頸問題的新型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。WMN技術(shù)作為一項能夠?qū)崿F(xiàn)靈活組網(wǎng)的技術(shù)以及它本身的諸多優(yōu)勢必將給無線寬帶領(lǐng)域帶來重大變。 作為無線局域網(wǎng)協(xié)議族中最成熟的IEEE802．1lb主要是工作在2．4GHz頻段，頻段范圍為2．4—2．483GHz，物理層的調(diào)制方式為CCK(補碼鍵控)的DSSS。這就意味著802．1lb設備在噪聲的條件下將以比正常速率11Mbps更低的速率，如1Mbps、2Mbps、5．5Mbps等多種速率進行傳輸。IEEE802．1la擴充了標準的物理層，規(guī)定該層使用5GHz的頻帶，頻段范圍為：5．15—5．25．25—5．35及5．725—5．825GHz，采用OFDM(正交頻分復用)來傳輸數(shù)據(jù)，其物理層的吞吐量分別為1123454Mbps。[1]另外IEEE在2002年初新推出的試驗型802．1lg技術(shù)，采用的調(diào)制方式有兩種，包括IEEE802．1la中采用的OFDM(正交頻分復用)與IEEE802．1lb中采用的CCK(補碼鍵控)。802．1lg不但能夠兼容802．11b，保護現(xiàn)有的設備投資，而且還可以達到54Mbit/s的速率。目前正在制訂中的標準有：802．1li：MAC層安全性增強規(guī)范(2004年6月24日已獲批準)；802．1lh：動態(tài)頻道選擇和發(fā)射功率控制；802．1le：MAC層增強一服務質(zhì)量保證(QoS)；802．1ln：下一代無線新標準，該標準希望將無線局域網(wǎng)的傳輸速度增加至100Mbps以上。2)接入點(Access Point，AP):。當然，AP也有其它一些功能，但橋接是其主要功能。在協(xié)議中定義了幾種不同的物理層。移動站是具有無線網(wǎng)絡接口的設備，典型的有筆記本電腦和手持計算機。[2] 其他標準，由HomeRF工作組開發(fā)，是在家庭區(qū)域范圍內(nèi)的任何地方，在PC和用戶電子設備之間實現(xiàn)無線數(shù)字通信的開放性工業(yè)標準。由于流媒體采用了帶有優(yōu)先權(quán)的重發(fā)機制并規(guī)定了較高的優(yōu)先級，這樣就確保了實時播放流媒體所需的帶寬、低干擾、低誤碼，從而降低了語音數(shù)據(jù)的成本。調(diào)制方式為恒定包絡的FSK調(diào)制，分為2FSK與4FSK兩種，采用調(diào)頻調(diào)制可以有效地抑制無線環(huán)境下的干擾和衰落。在新的HomeRF ，采用了寬帶調(diào)頻技術(shù)（WBFH）來增加跳頻帶寬，由原來的1MHz跳頻信道增加到3MHz、5MHz，跳頻的速率也增加到75跳/秒，數(shù)據(jù)峰值達到10Mbps。沿用類似于以太網(wǎng)技術(shù)中的沖突檢測的載波偵聽多址技術(shù)（CSMA/CD）。HiperLAN主要針對即實時視頻服務。除了IEEE，歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）也在針對歐洲市場，制訂名為“HiperLAN”的無線接入標準。藍牙技術(shù)則用于提供低價、強壯的、大容量的語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。作為“最后一公里”寬帶無線接入非常重要的技術(shù)之一，無線Mesh網(wǎng)絡(WMN)作為一種新型大容量、高速率的分布式無線寬帶網(wǎng)絡，它擁有可以和多種無線網(wǎng)絡系統(tǒng)，如無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線個域網(wǎng)(WPAN)以及無線城域網(wǎng)(WMAN)等相結(jié)合，改善無線網(wǎng)絡的性能，提高網(wǎng)絡的覆蓋范圍以及易于管理等特點。目前，WMN標準已經(jīng)出現(xiàn)在IEEE 、預示著這門技術(shù)將在將來得到廣泛的運用。總的來說，其特性包括：1） 覆蓋廣；2） 可靠性強；3） 自配置能力優(yōu)秀；4） 建設與維護簡便；5） 投資靈活，風險下降；無線Mesh網(wǎng)絡技術(shù)正在世界范圍內(nèi)得到