摘要：隨著IEEE 802.11無線局域網(wǎng)技術標準的不斷推出以及基于這些標準的無線產(chǎn)品的出現(xiàn)，無線局域網(wǎng)的應用和普及已發(fā)展到了一個新階段，基于WLAN的無線網(wǎng)絡構建已成為組建無線校園網(wǎng)的主流技術，是有線校園網(wǎng)網(wǎng)絡延伸的重要手段之一。結合東北石油大學無線校園網(wǎng)建設的工程實踐，采用無線控制器＋“瘦”AP的無線網(wǎng)絡解決方案，組建了基于WLAN的校園無線網(wǎng)絡，并對相關的設計方法進行了詳細說明。經(jīng)過長期實踐應用證明，該網(wǎng)絡運行高速、穩(wěn)定。

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關鍵詞：WLAN； 無線校園網(wǎng)； AP; 無線控制器

中圖分類號：

TN71134; TP393.18

文獻標識碼：A

文章編號：1004373X(2012)13

0063

03

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收稿日期：20120220

0引言

無線局域網(wǎng)(Wireless LAN)，簡稱WLAN，經(jīng)常使用于辦公室、家庭以及機場候機廳等公共區(qū)域，甚至于大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部，典型距離覆蓋幾十米至幾百米，目前采用的技術主要是IEEE 802.n標準［12］。無線校園網(wǎng)在國內(nèi)已經(jīng)被越來越多的用戶接受，無論是校園內(nèi)部信息點的分布設計，還是校園內(nèi)建筑物間的網(wǎng)絡連接，無線網(wǎng)絡技術都能發(fā)揮出不可替代的作用［34］。此外，無線網(wǎng)絡環(huán)境的引入，也為教育信息化建設提供了應用平臺。

1無線校園網(wǎng)應用需求分析

現(xiàn)在大部分學校都已建有有線局域網(wǎng)，但是隨著學校的發(fā)展，對現(xiàn)有的校園網(wǎng)提出了更多更高的要求：

(1) 現(xiàn)代化教學需求。

現(xiàn)在學校大量開展網(wǎng)絡化教學活動，很多精品課程或課件都要通過網(wǎng)絡來獲取，學生希望在任意時間、學校的任何地點訪問網(wǎng)絡教學資源，并進行提交作業(yè)等活動［5］。

(2) 端口數(shù)量的限制。

一般來說，有線局域網(wǎng)中如教室、圖書館、會議室等地方不可能布設太多信息點，隨著學生中筆記本電腦的普及和現(xiàn)代化教學設備的普及，這些地方往往在同一時刻有大量的電腦，而目前的有線校園網(wǎng)沒有辦法使學生在這些區(qū)域上網(wǎng)，而采用無線方式，在端口上連接無線接入點，不需布線就可以輕松地從一個端口擴展到幾十甚至是幾百個端口的應用［6］。

(3) 移動辦公。

隨著教職員工的移動辦公設備越來越多，并且對移動辦公的要求也比較高，如會議、校長辦公等都適合使用無線局域網(wǎng)。

(4) 臨時性活動。

隨著學校的辦學層次的提高，學校的學術氛圍也日益濃厚，對外交流日趨頻繁，各種學術活動越來越多，除此之外，學校每年也都會舉辦一些其他的活動，如運動會、人才交流活動等。由于這些應用的特殊性和靈活性，有線局域網(wǎng)將不能滿足需求，無線局域網(wǎng)恰能很好地解決這些問題。使校園的每個角落都處在網(wǎng)絡中，形成真正意義上的校園網(wǎng)［7］。

2無線校園網(wǎng)的設計原則

校園無線網(wǎng)的設計原則建立在充分考慮學校使用需要的基礎上，力求滿足整個校園網(wǎng)的可靠性、先進性、兼容性和安全性［8］。

(1) 可靠性：保證系統(tǒng)可靠運行，關鍵設備應有冗余。

(2) 先進性：采用當今最先進和成熟的技術，使新建立的系統(tǒng)能夠最大限度地適應今后技術和業(yè)務發(fā)展的需要。

(3) 可兼容及可擴展性：在進行方案建設時，力求做到網(wǎng)絡結構清晰、合理并具有擴展能力；硬件配置先進、可靠；系統(tǒng)軟件界面友好，易于操作和維護。

(4) 安全性原則：安全性一直是網(wǎng)絡及系統(tǒng)管理的薄弱環(huán)節(jié)之一，而用戶對網(wǎng)絡安全的要求又相當高，因此安全性原則非常重要。

3無線網(wǎng)絡設備的選擇

本設計對業(yè)務主流的、性價比較高的兩個廠家的產(chǎn)品進行了分析，即國內(nèi)數(shù)據(jù)通信最大的廠家H3C和專注于教育行業(yè)的銳捷公司的產(chǎn)品，經(jīng)過綜合分析，最后確定選擇銳捷公司的技術方案。下面主要介紹有關無線控制器、無線AP和網(wǎng)管軟件的產(chǎn)品選型。

3.1無線控制器

根據(jù)需求，對銳捷萬兆無線控制器RGWS5708的技術特點進行了分析。該產(chǎn)品采用MIP64多核處理器架構，可突破3層網(wǎng)絡保持與AP 的通信，部署在任何2層或3層網(wǎng)絡結構中，無需改動任何網(wǎng)絡架構和硬件設備，從而提供無縫的安全無線網(wǎng)絡控制。RGWS5708提供了8個千兆光電復用端口和2個復用的萬兆端口，最大可支持768個無線接入點的管理。RGWS5708產(chǎn)品采用增強的安全和集群技術，通過基于身份的組網(wǎng)來提供網(wǎng)絡服務。集群中的多臺無線控制器可共享用戶數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)無線用戶在跨越整個網(wǎng)絡不同區(qū)域的過程中無縫的漫游。

3.2無線AP

RGAP220E采用了最新標準的3×3 MIMO 802.11n技術，并采用雙路硬件系統(tǒng)設計，單路射頻可以提供至少6倍于傳統(tǒng)802.11a/b/g無線網(wǎng)絡的接入帶寬。該產(chǎn)品充分考慮了無線網(wǎng)絡安全、射頻控制、移動訪問、服務質(zhì)量保證、無縫漫游等重要因素，可配合銳捷網(wǎng)絡無線控制器，完成無線用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、安全和訪問控制。該產(chǎn)品外觀呈壁掛式，可安全方便地安裝于墻壁、天花板等各種位置，提供6個RPSMA外置天線接口，支持本地供電與遠程以太網(wǎng)供電模式。

3.3無線網(wǎng)管軟件

網(wǎng)絡管理系統(tǒng)這里選用了RGSNC 智能網(wǎng)絡指揮官。該產(chǎn)品可以遠程協(xié)同維護和管理，采用非代理模式，可定義管理任務，主動收集網(wǎng)絡狀況并及時備份，做到狀態(tài)變更的及時響應，出現(xiàn)故障可及時恢復；提供美觀的網(wǎng)絡拓撲圖，出現(xiàn)帶寬、流量、鏈路等異常時，在拓撲圖上及時呈現(xiàn)。RGSNC產(chǎn)品特別內(nèi)嵌了無線網(wǎng)絡管理組件系統(tǒng)RGSNCWLAN，該管理組件依托SNC統(tǒng)一網(wǎng)絡管理平臺，實現(xiàn)了有線無線一體化管理，在系統(tǒng)全面的有線網(wǎng)絡管理的基礎上，提供無線網(wǎng)絡管理能力。

4無線網(wǎng)絡結構規(guī)劃

4.1無線校園網(wǎng)骨干層設計

該網(wǎng)絡主要以有線和無線混合的模式，充分利用有線網(wǎng)絡的高帶寬，提高網(wǎng)絡的健壯性。各個AP通過雙絞線與樓層匯聚交換機相連，再通過光纖與中心機房的核心交換機連接。根據(jù)東北石油大學的物理分布和實際網(wǎng)絡結構特點，可選用無線控制器＋“瘦”AP的無線網(wǎng)絡解決方案，整體劃一，系統(tǒng)管理，全面滿足學校的無線網(wǎng)絡應用需求，同時為今后的應用拓展(如無線WiFi電話，無線視頻組播等)做好充分的技術平臺準備。

如圖1所示，基于現(xiàn)有的有線校園網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡中心部署一臺支持同時管理700臺AP的無線控制器。無線控制器將通過光纖連接核心交換機，實現(xiàn)無線局域網(wǎng)與核心設備的互聯(lián)。根據(jù)無線網(wǎng)的覆蓋需求，設計在整個校園部署近500臺AP，實現(xiàn)全校主要場所的無線覆蓋。本次采用的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)與原有網(wǎng)絡系統(tǒng)無縫兼容，在網(wǎng)絡互聯(lián)、認證計費等方面與有線網(wǎng)絡進行良好的兼容和互補。

4.2接入點規(guī)劃

接入點規(guī)劃按照完全覆蓋的方式，目的是要使信號覆蓋到需要覆蓋區(qū)域的每一個角落。在安裝接入點時，盡量避開干擾源，戶外用戶的接入點安裝在各個樓的角上，輻射周圍所有區(qū)域，盡量避開障礙物的阻擋，所有的接入點均以蜂窩狀布局。下面以第一教學樓為例來具體說明AP的布置。

第一教學樓共5層，每層的平面結構如圖2所示。A~H座每部分安裝1個AP，兩個座之間的連接部分安裝1個AP，由于2層的文化長廊比較空曠，沒有遮擋，所以只需要安裝3個AP，所以2層共需要安裝15個AP，其他樓層每層需要安裝12個AP，共需63個AP。

5用戶安全接入認證規(guī)劃

對于大規(guī)模部署無線網(wǎng)絡的環(huán)境，最合適的入網(wǎng)認證方式就是基于Web的認證和基于802.1x的認證方式［910］。采用基于Web的認證方式，無線網(wǎng)絡的認證需要能夠與有線網(wǎng)絡相融合。無線控制器本身就能很好地支持基于Web的認證功能，其可以作為全網(wǎng)Web認證的分布式認證，針對無線用戶進行Web認證，后臺將有線網(wǎng)絡的Web認證網(wǎng)關作為Radius服務器進行聯(lián)動，就可以保證全網(wǎng)用戶有線與無線的認證賬號統(tǒng)一，而此過程中，用戶無需安裝任何客戶端產(chǎn)品，利用標準的瀏覽器即可完成上網(wǎng)登錄。

具體認證方式如圖3所示。

在匯聚交換機處接認證服務器，在服務器組里增加一臺Radius計費認證服務器，以便存儲接入用戶信息。當用戶要求訪問網(wǎng)絡時，在通過認證前都強制到認證服務器的Web頁面，要求輸入用戶名和密碼，用戶輸入帳號和密碼后，點擊登錄，認證服務器會將用戶的信息發(fā)送給Radius服務器，Radius服務器將用戶輸入的用戶名和密碼與數(shù)據(jù)庫里用戶信息進行對比，當用戶名和密碼一致時，Radius服務器會發(fā)送給認證服務器一個用戶通過確認的響應信息，認證服務器就會給該用戶打開訪問網(wǎng)絡的權限，否則關閉用戶的權限，這樣就充分保障了無線網(wǎng)絡的安全，避免非法用戶的訪問，保護數(shù)據(jù)不被非法用戶盜取，同時還可以對不同用戶的權限加以區(qū)別，限定他們訪問的權限。

6結論

本文結合東北石油大學無線校園網(wǎng)部署的工程實踐，突破傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)部署中的安全策略，通過采用“無線控制器+瘦AP”的架構進行校園網(wǎng)部署，實現(xiàn)了將密集型的無線網(wǎng)絡和安全處理功能轉(zhuǎn)移到集中的無線控制器中，AP只作為無線數(shù)據(jù)的收發(fā)設備，大大簡化了AP的管理和配置功能，甚至可以做到“零”配置。

參考文獻

［1］張圣，陳偉．基于WLAN技術的無線校園網(wǎng)組網(wǎng)研究［J］．網(wǎng)絡與應用，2005(2):2226．

［2］黃勁容.無線局域網(wǎng)在校園網(wǎng)的應用［J］．教育信息化，2005(11)：67．

［3］管孝振．高校無線局域網(wǎng)的應用分析與架構方案［J］．科技創(chuàng)新導報，2009(31)：251252．

［4］馬建峰，吳振強．無線局域網(wǎng)安全體系［M］．北京：高等教育出版社，2008．

［5］和宏林，呂曄．WLAN在無線校園網(wǎng)的應用［J］．通信世界，2010(14):5860．

［6］劉祥芝．無線局域網(wǎng)的安全方法與技術研究［D］．重慶：重慶大學，2007．

［7］夏勁偉．無線局域網(wǎng)關鍵技術研究［D］.南京：東南大學，2007．

［8］王剛．無線校園網(wǎng)的設計與實現(xiàn)［J］.安徽電子信息職業(yè)技術學院學報，2009(5)：6264．

［9］李園．無線網(wǎng)絡安全性威脅及應對措施［J］.現(xiàn)代電子技術，2007，30(5):9194．

［10］李浩，高澤華，高峰，等．IEEE 802.11無線局域網(wǎng)標準研究［J］．計算機應用，2009(5):16161620．