摘要：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，“無(wú)線校園”和“筆記本校園”已成為當(dāng)前學(xué)校信息化建設(shè)中的重要組成部分。目前在校園內(nèi)采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為可能。文章探索了基于目前網(wǎng)絡(luò)已有的環(huán)境，采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合來(lái)建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)的途徑。

關(guān)鍵詞：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；有線網(wǎng)絡(luò)；校園網(wǎng)絡(luò)；教育信息化

中國(guó)分類號(hào)：TP393．1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1006-8228(2011)12-55-03

0 引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，極大地推動(dòng)了教育信息化進(jìn)程。學(xué)校在大力建設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也目益關(guān)注無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在校園的應(yīng)用。有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)的實(shí)踐表明，由于目前網(wǎng)絡(luò)是“有線”的，所以在應(yīng)用中存在一些不可避免的問(wèn)題。例如，很多學(xué)校只在部分區(qū)域接入網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)法顧及所有區(qū)域，表現(xiàn)在：學(xué)校經(jīng)費(fèi)緊張的現(xiàn)狀導(dǎo)致布置網(wǎng)線的教室、圖書(shū)館數(shù)量有限；有些具有歷史意義的建筑物不適合鉆孔布線；擁有多個(gè)校區(qū)的學(xué)校在校區(qū)間聯(lián)網(wǎng)成本較高；任何—個(gè)網(wǎng)絡(luò)線路的損壞，都需要逐級(jí)排查網(wǎng)絡(luò)線路情況，線路檢查工作量大，維護(hù)成本高等。這些傳統(tǒng)有線校園網(wǎng)的“網(wǎng)絡(luò)盲點(diǎn)”問(wèn)題，與師生員工“隨時(shí)隨地獲取信息”的新需求之間的矛盾實(shí)際上可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輕松解決。

校園網(wǎng)已經(jīng)成為校園生活的重要組成部分，是教職員工和學(xué)生獲取資源和信息的主要途徑。目前，越來(lái)越多的師生擁有筆記本電腦，在教室、實(shí)驗(yàn)室、圖書(shū)館、大型會(huì)議室、體育館、室外廣場(chǎng)等場(chǎng)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(wèn)題在應(yīng)用中不可避免。無(wú)線寬帶校園網(wǎng)作為現(xiàn)有有線校同網(wǎng)的補(bǔ)充與延伸，能夠有效解決公共區(qū)域的上網(wǎng)問(wèn)題。學(xué)校無(wú)線寬帶校園網(wǎng)將作為校園網(wǎng)的有效補(bǔ)充，提供校園內(nèi)移動(dòng)上網(wǎng)、甚至跨校漫游上網(wǎng)服務(wù)，滿足師生不斷增長(zhǎng)移動(dòng)學(xué)習(xí)、辦公的需要，大大促進(jìn)學(xué)校的信息化建設(shè)。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)解決方案能有效緩解校園網(wǎng)建設(shè)中存在的傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法解決的難題，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有無(wú)縫三維覆蓋、可移動(dòng)通訊等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了有線網(wǎng)絡(luò)的不足。校園網(wǎng)中采用無(wú)線接入，這一切都會(huì)發(fā)生很大的變化：教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)的學(xué)生可通過(guò)帶無(wú)線終端的設(shè)備輕松聯(lián)入校園網(wǎng)絡(luò)，滿足師生在線e-learning、瀏覽信息、文件傳輸和多媒體等服務(wù)；課后、周末，學(xué)生可在草坪、操場(chǎng)等休閑場(chǎng)所隨時(shí)隨地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)、視頻的點(diǎn)播；圖書(shū)管理員的工作也會(huì)變得井然有序，學(xué)生可以使用自己隨身攜帶的筆記本電腦聯(lián)入學(xué)校圖書(shū)管理系統(tǒng)，快速查找自己所需的資料、檢查所借圖書(shū)是否已到歸還期。這一切讓校園生活變得輕松而時(shí)尚，提高了學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力。

1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的原理和特點(diǎn)

無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless L0cal Area Network，WLAN)：主要指使用作用距離長(zhǎng)、帶寬大及覆蓋范圍廣的射頻(RF)技術(shù)的無(wú)線傳輸方式，取代舊式的雙絞銅線構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。WLAN在無(wú)線覆蓋的模式下室內(nèi)傳輸可達(dá)幾十米，室外傳輸可達(dá)幾百米，在無(wú)線橋接的模式下，可連接相距幾十公里的兩地。WLAN大多使用的是2．4或5．8GHz的頻率波段，該頻段是RF頻譜中非許可備保留的波段，使用該頻段無(wú)需另外申請(qǐng)。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)稱為“Wi-Fi”(Wireless Fidelity)，又稱802.11協(xié)議。它的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度高、有效距離長(zhǎng)、兼容性好。流行的筆記本電腦技術(shù)——迅馳技術(shù)就是基于Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的，使得無(wú)線上網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)。LEEE802.11協(xié)議族在協(xié)議、傳輸帶寬、傳播距離上更具有實(shí)用性，已經(jīng)獲得了廣泛的市場(chǎng)認(rèn)可度和廠商支持。該協(xié)議族主要包括802．11b(提供llMbps傳輸速度)、802．11a(提供54Mbps傳輸速度)、802．11g(提供54Mbps傳輸速度)和802．11n(提供108Mbps傳輸速度)。目前常用的為802.11b和802．11g，可滿足校園等的高速無(wú)線傳輸需求。

無(wú)線傳輸方式有兩種，一種是紅外線方式，另一種是無(wú)線電波方式。

紅外線傳輸方式是目前應(yīng)用最廣泛的一種無(wú)線網(wǎng)技術(shù)，它最大優(yōu)點(diǎn)是不受無(wú)線電波的干擾，但傳輸質(zhì)量受距離的影響非常大，并且紅外線對(duì)非透明物體的穿透性也非常差。

無(wú)線電波方式是采用擴(kuò)展頻譜方式或窄帶調(diào)制方式把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電磁波發(fā)送出去，接收端通過(guò)協(xié)議接收電磁波后再轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號(hào)傳送。常用的工作方式是在客戶端安裝一塊無(wú)線網(wǎng)卡，無(wú)線網(wǎng)卡把數(shù)字信號(hào)發(fā)送到無(wú)線交換機(jī)，無(wú)線交換機(jī)再把信號(hào)發(fā)送到目的客戶端的無(wú)線網(wǎng)卡上，目的客戶端無(wú)線網(wǎng)卡接收到電磁波后轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通訊。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點(diǎn)主要有：①信號(hào)穩(wěn)定，速度較快；②雖設(shè)備較貴，但無(wú)布線成本，安裝簡(jiǎn)單；③物理線路無(wú)，客戶端數(shù)量大，無(wú)線可以級(jí)聯(lián)，安裝AP，延長(zhǎng)通訊距離；④技術(shù)成熟，適合文字、小圖片的傳輸。

2 校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體目標(biāo)是，在現(xiàn)有的校園網(wǎng)絡(luò)和教育網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上。應(yīng)用先進(jìn)的WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)．逐步建成覆蓋校園所有區(qū)域的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。作為現(xiàn)有校園網(wǎng)的有機(jī)組成部分和延伸，為學(xué)校教學(xué)、科研和管理提供良好的服務(wù)。

2．1 校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則

(1)可管理：對(duì)每一位用戶和每個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)進(jìn)行管理。

(2)安全性：充分考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性。系統(tǒng)具有多層次的安全保護(hù)措施，以滿足用戶身份鑒別、訪問(wèn)控制、可稽核性和保密性等要求。

(3)可擴(kuò)充性：在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷發(fā)展的情況下，系統(tǒng)應(yīng)可不斷升級(jí)和擴(kuò)充，保證系統(tǒng)可用。

(4)可計(jì)費(fèi)：記錄每一個(gè)用戶的上網(wǎng)信息，以便計(jì)費(fèi)服務(wù)器通過(guò)時(shí)長(zhǎng)、流量等方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

(5)多種服務(wù)：為發(fā)展無(wú)線寬帶應(yīng)用(如無(wú)線語(yǔ)音應(yīng)用、無(wú)線視頻會(huì)議應(yīng)用、無(wú)線多媒體通信應(yīng)用等)打下基礎(chǔ)。

2．2 校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)

校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能與原來(lái)的校園有線網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用系統(tǒng)以及安全策略有機(jī)且無(wú)縫的結(jié)合在一起，從用戶安全認(rèn)證、用戶管理和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理等方面進(jìn)行總體整合。校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中主要涉及如下設(shè)備和系統(tǒng)：

(1)AP(Access Point)：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，無(wú)線網(wǎng)終端用戶通過(guò)該設(shè)備接入到網(wǎng)絡(luò)。

(2)AC(Access Control)：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器，對(duì)同一子網(wǎng)中的所有AP接入用戶進(jìn)行管理。

(3)AS(Access Server)：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證服務(wù)器，對(duì)校園無(wú)線網(wǎng)所有接入用戶進(jìn)行認(rèn)證鑒權(quán)。

通過(guò)在校園內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)域采用蜂窩狀信號(hào)覆蓋方式，以實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的無(wú)縫覆蓋。各熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)AP通過(guò)在交換機(jī)上劃分到全局的獨(dú)立的VLAN中，該VLAN在中心不做三層交換以保證用戶在未認(rèn)證之前與校園有線網(wǎng)絡(luò)之間的隔離。

考慮到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、用戶數(shù)多的特點(diǎn)，如果將全無(wú)線網(wǎng)絡(luò)都劃到一個(gè)VLAN內(nèi)，則會(huì)嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能，因此建議將全無(wú)線網(wǎng)絡(luò)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的功能區(qū)域及用戶數(shù)劃分為幾個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)分別由一臺(tái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(AccessControl)對(duì)其所轄子網(wǎng)用戶進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)廣播、用戶分流的目的。此外由于學(xué)校均存在有線網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，因此需要在每所學(xué)校使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證服務(wù)器(Access Server)與該校園網(wǎng)用戶計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接。

2．3 室內(nèi)無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)方案

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸是利用電磁波進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，因此無(wú)線信號(hào)的覆蓋及質(zhì)量極為重要?；贗EEE802．11b或IEEE802．11g協(xié)議的WLAN只有三個(gè)非重疊信道(分別是1、6、11)，這就限制了它只能在—個(gè)較小范圍內(nèi)應(yīng)用。例如，一棟樓的同一樓層內(nèi)最多放置3個(gè)AP，并且需要考慮上下相鄰兩層樓層之間AP的信道間隔問(wèn)題，此外還要考慮到同一樓層用戶數(shù)與該樓層面積的問(wèn)題。例如，某樓層主要是辦公室，大多數(shù)用戶均使用有線網(wǎng)絡(luò)，使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)最多時(shí)只有十幾人，一個(gè)AP完全可以滿足用戶上網(wǎng)的要求，但是樓層面積較大且平面不甚規(guī)則，在該樓層應(yīng)用單個(gè)AP無(wú)法完全覆蓋整個(gè)樓層，如果僅僅通過(guò)增加AP來(lái)滿足信號(hào)覆蓋要求又會(huì)導(dǎo)致信道重疊產(chǎn)生干擾的問(wèn)題。

為綜合考慮以上這些因素，建議在存在上述情況樓層使用天饋的方式，即通過(guò)饋線與外接天線的方式，實(shí)現(xiàn)大范圍無(wú)線信號(hào)覆蓋。采用天饋的優(yōu)點(diǎn)在于使用一個(gè)AP即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樓層的大范圍信號(hào)覆蓋。同時(shí)天線屬于無(wú)源設(shè)備，有著故障率低、價(jià)格低廉、維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)。在工程實(shí)施的過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。例如熱點(diǎn)地區(qū)的建筑平面結(jié)構(gòu)、用戶密集度、施工難度、成本等諸多因素，靈活采用多種無(wú)線覆蓋方式，以求實(shí)現(xiàn)最為科學(xué)、合理的覆蓋方案。

2．4 接入認(rèn)證和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

無(wú)線接入認(rèn)證和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)與校園網(wǎng)目前采用的認(rèn)證和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)完全整合，建立統(tǒng)一的認(rèn)證和計(jì)費(fèi)中心。目前各校園網(wǎng)采用的接入認(rèn)證鑒權(quán)系統(tǒng)主要有Radius技術(shù)和802．1x技術(shù)。

接入鑒權(quán)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：支持Radius、支持用戶組策略控制、支持根據(jù)Radius屬性定義用戶組、支持IEEE802．1x、支持雙重MD5加密、支持熱備份和負(fù)載均衡、支持SNMPvl／v2c、支持遠(yuǎn)程管理和系統(tǒng)升級(jí)、支持Captive WebPortal(H1TrP／HTFPS)、支持通過(guò)Web和CLI的管理方式、支持和外部服務(wù)器認(rèn)證聯(lián)動(dòng)的控制、支持防代理功能、支持單一網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)用戶兩次認(rèn)證和支持接入控制。

2．5 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)

高校各個(gè)建筑群區(qū)域距離遠(yuǎn)，在只有同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)出口的情況下，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域必須接入中心網(wǎng)絡(luò)，由中心網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)與Internet網(wǎng)的連接。完全采用有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)校園網(wǎng)，勢(shì)必會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)布線的困難，而且整個(gè)運(yùn)行維護(hù)工作量巨大。為保障校園網(wǎng)的暢通無(wú)阻，必須成立一個(gè)專業(yè)維護(hù)部門，維護(hù)人員的工作量會(huì)比較大。

為解決上述問(wèn)題，保障網(wǎng)絡(luò)的速率，應(yīng)引入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)。把無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)，既能減輕網(wǎng)絡(luò)維護(hù)部門的工作量，又能保障用戶上網(wǎng)不受影響。根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)，再結(jié)合校園網(wǎng)的區(qū)域環(huán)境，應(yīng)該在各區(qū)域之間采用有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，而速度要求不高的區(qū)域采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

對(duì)高校環(huán)境需求進(jìn)行分析，可以明確哪些場(chǎng)所采用有線網(wǎng)，哪些場(chǎng)所采用無(wú)線網(wǎng)。如：

(1)辦公區(qū)：高校日常行政辦公場(chǎng)所，需要較高速度接入Internet網(wǎng)，以提高工作效率。

(2)教學(xué)區(qū)：高校教學(xué)場(chǎng)所，使用網(wǎng)絡(luò)比較少，且對(duì)速度要求不高。

(3)生活區(qū)：學(xué)生和教室住宿場(chǎng)所，普通網(wǎng)絡(luò)速度即可滿足要求。

(4)圖書(shū)館區(qū)：該區(qū)域既保障自身圖書(shū)館日常資料維護(hù)等工作，又要提供與外界知識(shí)的交流，需要較決的網(wǎng)絡(luò)速度。

(5)計(jì)算機(jī)教學(xué)區(qū)：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)課程授課的場(chǎng)所，也經(jīng)常作為學(xué)生自學(xué)電腦知識(shí)的場(chǎng)所，設(shè)備移動(dòng)的頻率高。網(wǎng)絡(luò)速度要求不高。各區(qū)域之間網(wǎng)絡(luò)建設(shè)示意圖如圖1所示。

在這里有三點(diǎn)需要說(shuō)明，一是每個(gè)區(qū)域根據(jù)具體需求明確本區(qū)域是采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還是有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；二是有線網(wǎng)絡(luò)區(qū)域建設(shè)還是按照原有的方案；三是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的建設(shè)是網(wǎng)絡(luò)中心接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的無(wú)線交換機(jī)，樓層之間采用無(wú)線通訊。在一個(gè)樓層內(nèi)，架設(shè)多個(gè)無(wú)線AP點(diǎn)，延長(zhǎng)覆蓋范圍，每個(gè)終端設(shè)備安裝一塊無(wú)線網(wǎng)卡即可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)中心，從而接入Internet網(wǎng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

校園網(wǎng)建設(shè)的好與壞，直接影響著學(xué)校教學(xué)科研事業(yè)的發(fā)展。隨著各類學(xué)校的發(fā)展壯大，校園網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越龐大復(fù)雜，各種網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的距離越來(lái)越遠(yuǎn)。因此，構(gòu)建—個(gè)龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)必須進(jìn)行全面的規(guī)劃。日常網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一個(gè)重要指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)利用網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，對(duì)提高工作效率和減少維護(hù)工作量給予充分考慮。當(dāng)前，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將對(duì)校園信息化系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用產(chǎn)生極大的影響，校園無(wú)線網(wǎng)的建設(shè)將成為學(xué)校信息化建設(shè)的新亮點(diǎn)，將更有力地支持學(xué)校提高管理、教學(xué)和科研的信息化水平，大大擴(kuò)展用戶使用網(wǎng)絡(luò)的空間。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種非常好的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)解決手段，應(yīng)該在廣大學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中廣泛推廣和應(yīng)用。