安徽工程大学无线网优化方案设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业安徽工程大学无线网优化方案设计一、学校概述安徽工程大学（Anhui Polytechnic University），以工为主的省属多科性和安徽省重点建设院校，坐落在国家级开放城市。学校办学始于1935年由创设的安徽私立内思高级工校，先后经历芜湖电机制造学校（原属于国家第一机械工业部）、芜湖机械学校、合肥工业大学教学点、安徽机电学院、安徽工程科技学院等办学阶段，2010年更名为安徽工程大学，1996年通过原国家教委本科教学合格评价，2007年在教育部本科教学工作水平评估中

2、获得优秀等级，国家首批卓越农林人才教育培养计划改革试点高校。高等学校和网络的关系十分密切，网络最初是在校园里进行实验并获得成功的，许多网络新技术也是首先在校园网中获得成功，进而才推向社会的。校园网是学校发展的重要基础设施，是提高学校教学和科研水平不可缺少的支撑环境。高速的无线校园网，是高校当前信息化基础建设的一个新方向。随着无线技术的进步，教育需求和资源的变化、发展，无线系统正逐渐成为发达国家教育机构、院校或部门的重要组成部分。在部分院校中已经成为某些学科主要的教学平台。我国无线校园网络的建设较国外起步较晚，但发展仍然相当迅速。目前，我国151的高校已建有无线校园网，362的高校计划建设无线校

3、园网。安徽工程大学校园结构俯瞰图二、需求分析：无线校园网，就是通过无线局域网技术，在校园中建立的无缝无线通讯网络，使校园的每个角落都处于网络中，形成真正意义上的校园网。目前学校已拥有的有线网络，只能提供固定的信息点，无法满足学校师生随时随地共享教育网络资源的需要。无线校园网正是顺应了教育信息化建设的前进步伐，蓬勃发展起来的。无线校园网最大的特点是具有高度的空间自由性和灵活性；可以避免大规模铺设网线和固定设备投入，有效减少网建费用，缩短建设周期；无线网带宽很宽，适合进行大量双向和多向的多媒体信息传输。校园内部铺设网络的工程涉及面很广，无论在室内还是室外，对校园环境产生不少影响，从投资、施工周期、

4、网络维护、升级等方面着手，学校需要一套更好的网络方案。随着学校的发展，无线网络不能满足要求。当前校园无线网存在的问题： （1）、覆盖方面目前WLAN网络工作频段是运行在2.4GHz，这样的高频信号对于无线覆盖来讲穿透能力较差，相对传统的2/3G网络，覆盖能力较弱，受环境的影响较大，覆盖效果较差。（2）、干扰方面根据IEEE802.11b及国家相关标准的规定，WLAN工作频段为2.4GHz2.4835GHz，其中共有13个子信道，这13个子信道是互相重叠的，只有三个频点是相互之间没有重叠，可以同时使用的，就是一般的1、6、11信道。因此，在分配信道时，应尽量错开分配这三个频点，使重叠区域的信号不

5、受同频干扰。在分配信道时，还需考虑已有的AP采用的信道，同样应注意避免同频干扰问题。WLAN网络使用的2.4GHz频段在我国是公共频段，其它非WLAN网络的设备如微波炉、无绳电话、蓝牙设备及其它无线LAN设备均会对WLAN网络产生频率干扰。 （3）、容量方面根据运营商设计规范“802.11n标准AP，在接入用户带宽512kbps情况下，单AP并发支持用户按照1520用户考虑”，由于覆盖区是大数据业务流量的区域，目前容量存在一定不足。（4）、安全问题随着高校无线局域网的推广使用，,WLAN网络信息系统所面临的安全问题也发生了很大的变化。对WLAN来说,其安全性主要体现在访问控制和数据加密两个方面

6、。可以说,所有有线网络存在的安全威胁和隐患都同样存在。同时，任何不可信的无线设备可以在信号覆盖范围内进行网络接入的尝试也一定程度上暴露了网络的存在。同时，外部人员可以通过无线网络绕过防火墙,对学校内部数据非法存取；内部教师和学生可以私自设置无线网卡，使用例如P2P等方式与外界通信，大量占据可用带宽。三、网络分析1.系统设计原则 1）统一性网络要统一规划，分步实施，便于网络管理。2）完整性整个网络的系统功能、数据安全、网络管理等方面应有充分的保证。)实用性当今世界计算机和通信技术处于高速发展阶段，新的技术和新的产品不断的出现，但是一些新的技术和设备往往存在不成熟和不完善等问题，需要在使用过程中不

7、断的完善，但给用户带来的问题将是：系统不稳定、不可靠，存在安全隐患，而且造成了大量不必要的资金浪费，运行和维护费用大大增加。所以本系统在充分满足系统应用需求的前提下，应采用先进的、成熟的、实用性强的技术和产品，不盲目的追求设备的高档、技术的超前。以免造成不必要的资金浪费，从而使系统具有较强的实用性。) 可靠性与有效性网络系统作为其他应用系统的基础，如发生系统瘫痪，其造成的损失是难以估量的，因此系统必须可靠地连续运行，即系统设计必须从系统结构、设计方案、设备选择、厂商的技术服务与维修响应能力、设备备件供应能力等方面考虑，使故障发生的可能性尽可能少，影响面尽可能小.它应该能实现内部办公事务和外部事

8、务处理的整合.) 适应性用户信息网站应采用大型关系数据库,模块化等先进成熟的技术方法,在给用户提供了极大的灵活性的同时,也有效地保证了系统的可靠性.）可扩展性由于计算机和通信技术的不断发展，用户的需求也在随着时间的推移不断的发生变化，以及由于应用软件种类和业务数量的增加，功能的强化，系统软件的升级将对主机和网络系统提出更高的要求，网络构造应具有高度的扩展性,以降低系统扩充的投入成本,并满足信息技术高速发展的需要.能适应2-3年内的业务增长和突发性事件的需要,确保各级系统的可扩充性和先进性,并注意设备的冗余设计以及网络的负载均衡.）安全性信息安全是企业信息网实施的第一要素,网络系统不但要能够实现

9、功能,更重要的是要稳定安全. 因此,应采取如下技术以增强网络的安全性:设备的安全性应用级的安全性网络级的安全性数据级的安全性2、具体分析网络为了实现对Internet的高速访问学校向中国电信申请了500Mb的光纤接入，因此我们选择室外单模光纤通过核心路由器直连电信机房。本网络通过NAT方式实现内部用户对互联网的快速流畅的访问。校园网络采用典型的星型结构，网络中心位于学校实训中心大楼，路由器采用高性能多WAN的锐捷RSR-08路由器连接到外网，通过锐捷RSR-08防火墙接入到核心层交换机上。核心层交换机采用低延迟，具备高速存储转发功能的华为QuidwayS8512交换机，网络中心通过1000M室

10、外多模光纤连接到教学楼，宿舍楼等汇聚点，汇聚层采用快速以太网技术，快速存储转发性能，高速流量汇聚及监控的华为S9003交换机，楼层间，各部门间采用华为S5700-24TR型号交换机接入。每层设有无线AP点，通过无线信号连接电脑。核心层是所有数据流经的网络层次，为整个网络提供Internet的接入与本地Intranet内数据交换，核心层采用三层网络设备，包括高性能，高可用性的路由器，三层交换机，防火墙、服务器等设备构成高性能的网络基础平台。路由器通过OSPF协议，动态路由协议，PPP协议等相关技术来实现网络的安全高速通信。 核心层交换机通过与锐捷RSR-08型号的高安全性企业防火墙相连后再通过锐

11、捷RSR-08路由器连接到外网，对外服务器直接连接防火墙以提高整个Intranet的高安全性，防范黑客及非授权用户利用系统安全漏洞等非法手段对内部网络的恶意入侵和攻击，保护内网数据和服务器的的安全性。与核心层交换机相连的服务器群中有FTP服务器，OA服务器，数据库服务器，打印服务器，DNS服务器，DHCP服务器。由于贵公司部门数据储备量大，对安全级别要求较高，故采用磁盘阵列技术，通过添加备用SQL服务器与磁盘DB串联接到核心层交换机上实现。有效的防止数据的丢失，损坏，以及安全，实现数据的高存储。汇聚层通过对数据的快速转发，满足楼层和部门交换机到到核心层的正常通性，严格控制和最大限度提供了通信流

12、量。通过Spanning协议（生成树协议），Trunk技术实现各部门及各个节点通信的权限和优先级别。接入层直接连接到各楼层AP点，各个节点的PC机上，通过Vlan的划分，Trunk的设置等技术，使整个网络的正常运行。四、网络配置设计1）覆盖开阔区域草坪、足球场、篮球场等不再是网络的终点站，连接了放大器和天线的AP完全可以将无线信号覆盖到校园的每个角落，整个校园的每一寸土地都可以上网是一个巨大的教学空无线AP的工作拓扑图2）无线中继点蜂窝技术中，每个AP与有线网络相连，学校中的学术报告厅阶梯教室等，面积较大，这时需要采用无线中继的方式进行网络接力，只要将两个AP互联，接收前一AP的信号，形成新的

13、覆盖区域，从而达到覆盖的目的 多个AP之间形成无线中继拓扑图3）微蜂窝覆盖及漫游对于教学楼、宿舍等场所，用蜂窝覆盖最简洁，每个AP的发射功率有严格控制，室内的AP受建筑物影响，单个AP不能覆盖整个区域。由于IEEE802.11b规定AP的多频道工作模式，因此合理分布AP就会覆盖整个区域，无线终端设备将自动检测信号的强度，建立最高质量的无线链路。 微蜂窝覆盖图形安徽工程大学学校无线校园网拓扑图此图中路由器连接外网，运用防火墙的保护作用，防止病毒的侵扰。再有核心交换机，汇聚交换机，接入交换机把网络送入到所需的地方，最后通过无线AP把无线信号散播出去，但是无线AP的覆盖范围有限，在上面加上放大器和大

14、增益的无线天线扩大覆盖范围。再通过无线中继技术，蜂窝覆盖技术等使整个校园都有无线信号。4）VLAN和IP划分部门电脑数量VLAN名VLAN 号VLAN IPIP网段IP范围5栋教学楼100Teaching1031/25230/252栋教学楼100Teaching2032/25230/254栋教学楼150Teacher1041/25230/256栋教学楼150Teacher2042/25230/25教务处20zwc051/25230/25西图书馆50library052/25230/25学生处30Xgb053/25230/25就业中心25Jiuye054/25230/25

15、食堂超市20shitiang055/25.230/25院办20Yuanban 056/25.230/25宿舍男15600Student1011012013/25/25/25230/25230/25230/25宿舍男611600Student2014015016/25/25/25230/25230/25230/25宿舍男1116600Student3017018019/25/25/25230/25230/25230/25宿舍女18600Student4021022023/25/25/25230/25230/25230/25浴室600Student5024025026/25/25/25230/25

16、230/25230/25新就业指导中心600Student6027028029/25/25/25230/25230/25230/255）设备类型和信息点设备名称厂名型号参数数量单价总价）室外无线APAruba-AR70传输功率:-20dBm/100mW;运行模式:23,33Multiple-In,Multiple-Out(MIMO);内置天线;天线增益:2.4GHz-2.5GHz/3.2 dBi、5.150GHz-5.875GHz/5.2dBi15000室内无线APD-Link-Dwl-3200AP室内100米、室外500米1个自适应LAN10/100M 2.4GHz-2.4835GHz 80

17、2.11b 11M DSSS:DBPSK、DQPSK、CCK,802.11g 54M OFDM:BP1200室外无线天线D-LinkSNT24-0400增益4dBi的全向2.4GHz。150室内无线天线D-LinkSNT24-0800增益8dBi的全向2.4GHz。150接入层交换机华为S5700-24TP-SI-AC24口100兆交换机，可上标准机架，可网管，与汇聚层交换机为同一品牌支持同一管理软件4000 汇聚层交换机华为S930324口100兆交换机，1个1000兆多模光纤口，可网管30000核心交换机华为QuiduayS85121个1000兆多模光纤口，68个100兆光纤口三层交换机1

18、8万电源长城ATX-350250w,8cm的风扇200服务器IBM xSeries 235 8671 L1CXeon2.8G/512M/36.4G/48*CD/10-100-1000M/1530000防火墙WLMBWLMB-1000 LX企业级 吞吐量1.4G30万合计五、网络建设软件设备名称单价（元）数量总价（元）瑞星杀毒软件网络版5001500综合网络管理软件7001700正版WindowsXP系统安装软件8001800多媒体系统软件4001400正版Microsoft Office办公软件20012002600（元）学校信息点楼栋房间数信息点数4栋教学楼六层60间60个6栋教学楼四层40

19、间40个学生处校团委楼四层24间30个宿舍16六层120间120个宿舍711六层84间84个宿舍1118六层120间120个宿舍19六层120间120个浴室七层140间140个新就业指导中心七层140间140个就业中心二层10个教务处一层2个院办二层4个图书馆四层15个教师宿舍1四层40个教师宿舍2五层60个六、设计优化方案1）优化目标通过合理的网络优化手段，对现网已交维的WLAN网络进行专业化的优化，排除现网中存在的故障与潜在的问题，使得各项指标都能达到高效网络的标准，提供给WLAN用户一个易接入、高性能、高可靠性无线接入网络服务，从而提高用户满意度。（1）、无线网络的优化使无线接入设备能覆

20、盖所有期望覆盖的区域，区域中的信号强度能够符合接收的要求，并具有足够承担预期负载的能力；（2）、运营级的无线宽带网络需要关注与用户体验相关的各项指标，如Portal推送成功率、认证成功率等，这些指标是否能够达到要求也是一个优化重点；（3）、运维系统的各项指标需要能够达到要求，这对于运维的有效性非常重要。2）优化内容和场景（1）、优化内容：网优工作包含产品部署优化和配置优化两个方面。部署优化一般设计到变更施工方案、增减设备、调整天线等工程动作，而产品优化则通过一些命令配置、开启产品特定功能，实现网络性能的提升。 前者需要较大的工作量、成本和优化周期，一般不如后者代价更小；推荐优先采用配置优化，如

21、仍无法解决问题，再考虑部署优化。 前者适用于一般的无线产品，后者适用于功能较完善的WLAN产品（需要AC支持丰富的功能特性）。常见的无线网络问题如下图所示（2）、优化场景：根据AP布放方式，WLAN系统无线环境可以分为：室内直接布放（室内放装型）、室内分布合路布放（室内分布型）、室外布放（室外型）。3）优化原则由于在做网络规划时一般已经考虑到实际场景的用户需求，因此在进行无线优化时首先需要根据实际场景的运营情况考虑是否与规划出现偏差，另外一方面就是需要根据用户的反馈制定优化计划。在考虑优化计划时需要遵循以下原则：AP的覆盖区域中不存在弱区保持适度的AP间的重叠区域。第一条原则是保证所有的区域信

22、号强度都能符合或高于验收规范的要求，第二条原则是要在不影响用户体验的情况下尽可能减少所需的AP数量。1.充分利用现有WLAN相关设备。2.尽量不改变现有WLAN网络的物理构架。3.覆盖优先考虑4.保证覆盖的前提下通过调整AP相关参数或者物理位置降低同频干扰情况。5.在会议室等一些用户相对集中的场所考虑容量和干扰的相互平衡。4）配置优化1、信道干扰问题描述：信道分布不合理，在部分区域存在同频干扰情况。原因分析：缺少无线施工图纸与AP部署的一一对应关系图，无法对信号进行更完善的信道优化。解决办法：（1）获取智分的布线图纸，准确判断radio1、2所覆盖的房间。（2）获取准确的物理部署图上放装AP的

23、点位信息。（3）根据上述2个点位图，采用1、6、11方式对AP的信道进行调整。（4）保证信号覆盖情况下，对信号放射强度进行调整以减少同频干扰。2、智分配置问题描述：智分AP采用1分8方式部署，但使用双流配置。原因分析：实施时错误配置，将导致所有1分8智分的无线体验下降。解决办法：修订所有智分AP的配置为单流模式。3、二层隔离问题描述：对于没有二层互访的网络需配置该功能原因分析：由于无线用户的流动性和不确定性，在某些场合（特别是在公共场合），用户间无互访需求。而WLAN网络中，来自无线客户端的广播/组播报文会向WLAN中所有终端发送，极大的占用了空口资源。二层隔离功能开启后，来自无线客户端的广播

24、/组播报文只会向有线网络发送一份，而不会再向其他无线客户端发送，可以极大地减少无线空口流量，从而提高WiFi网络的整体性能和应用感受 。 解决办法：Ruijie(config)# wids Ruijie(config-wids)# user-isolation ap enable 4、用户限速问题描述：用户网络中，如果个别用户通过WLAN使用网络工具下载，从而达到很高的流量，进而直接消耗了当前空口资源，造成其他无线用户访问网络慢、ping抖动丢包等问题。原因分析：基于无线用户限速可以适当的控制突发性大流量对无线网络的影响，有利于网络稳定。我司支持基于用户的上下行流量限速，包括智能限速，避免个别

25、用户独占大量带宽。解决办法：Ruijie(config)# wlan-config 1 Ruijie(config-wlan)# wlan-based per-user-limit down-streams average-data-rate 380 burst-data-rate 600 5、禁用低速问题描述：根据现场使用抓包网卡分析，发现低速率报文占用信道的比重很大，AP与STA之间发送的报文若使用较低速率时，整个WLAN网络数据传输性能就会严重下降。原因分析：当AP下存在一个协商速率较高的用户，和一个协商速率较低的用户，则因为两个用户抢占空口的机会是相等的，高速率用户每次快速发完自己的数

26、据后都要等待低速用户慢慢的的发完它属于它的那一次机会想要发的数据才能继续发包，此时相当于高速率用户的发包速率也被拉低了，整体发包速率自然也被大幅拉低。因此，因尽量避免WLAN环境当中出现低速率用户。解决办法：将1、2、5.5、6、9Mbps速率禁用，抑制低速率用户占用空口时间，从而降低其对空口性能的影响，保证整理空口性能最优。4.5场景优化（1）、室内分布型WLAN优化目前很多高档写字楼已经进行了移动通信的室内分布系统建设，在引入WLAN时可以考虑采用共用室分系统的建设方式；另外，没有室分系统的楼宇在规划建设室内分布系统时可以将WLAN信号一同考虑。如图所示，将WLAN的无线射频信号通过合路器

27、馈入室内分布系统，各频段信号共用天馈进行覆盖。由于WLAN设备输出信号强度较小，一般采用后端合路，使AP尽量接近天线。共用室内分布系统的优点在于可以充分利用原有资源，工程量较小，经济快捷。另一方面，应注意WLAN使用与原有系统不同的频段，需更换支持2.4GHz的元器件；需重新进行链路预算。共用室内分布系统时天线点位可能不是最优的；且由于使用的AP较少，网络容量较低。（2）、室外型WLAN优化采用室外型覆盖方式建设速度快，网络维护简单，投资少见效快。但应注意下面几方面问题：1.室外WLAN信号和室内WLAN信号之间的干扰；2.WLAN为共享带宽，无法保障单个用户的带宽；3.室内WLAN信号的覆盖

28、效果。室外型AP一般多为大功率设备，并使用高增益室外天线。对于室外的WLAN信号主要存在的问题有：干扰信号大、信号场强不足、出现信号盲点、移动漫游用户漫游失败等问题，优化工作也围绕此几种问题进行改进。室外型的WLAN环境比较复杂，由于室外阻挡物比室内少很多，因此同频干扰的问题比较严重。普遍处理同频干扰的办法一般为降低同频设备的发射功率，使减少其同频信号交叠区域，但这样不是一个最好的解决办法。在一个相对较大的环境中，部署的AP比较多时，频率的复用程度非常高。如果减少其设备的重叠区域，又会导致用户漫游失败、信号强度过弱等情况的发生。因此既要保持信号的场强又要减少同频干扰的重叠区域，必须要对室外区域

29、进行分区域覆盖，使用定向天线可以解决以上的问题。对于室外WLAN优化合理调整定向天线的仰角可以有效消除天线底下“阴影效应”信号盲区的问题。另外，使用多面定向天线可以解决覆盖区域分区、减少全向天线不必要的反射、汇聚电磁波能量、补充覆盖盲点的最有效办法。在对室外AP进行天线角度优化时，应把天线的水平半功率角控制在主要的覆盖区域，而两个同频天线如需要产生重叠区域应该尽量把重叠区域调整为天线水平半功率角以外，这样可以减少同频AP间的带宽复用问题，也清晰区分了AP的分管区域，减少用户漫游时的频繁切换。4.6安全性管理优化（1）、使用新技术提高安全性Wi-Fi Protected Access(WPA,W

30、i2Fi保护访问)是Wi2Fi联盟提出的一种新的安全方式,以取代安全性不足的WEP。WPA采用了基于动态密钥的生成方法及多级密钥管理机制,方便了WLAN的管理和维护。WPA由认证、加密和数据完整性校验三个部分组成。1.认证。WPA的认证分为两种:第一种采用802.1x/EAP(ExtensibleAuthenticationProtocol)的方式,用户提供认证所需的凭证,如用户名密码,通过特定的用户认证服务器来实现。另一种为WPA预共享密钥方式,要求在每个无线局域网节点(AP、STA等)预先输入一个密钥,只要密钥吻合就可以获得无线局域网的访问权。2.加密。WPA采用TKIP(Temporal

31、 Key Integrity Protocol,临时密钥完整性协议)为加密引入了新的机制,它使用一种密钥构架和管理方法,通过由认证服务器动态生成、分发密钥来取代单个静态密钥,把密钥首部长度从24位增加到128位等方法增强安全性。而且,TKIP利用了802.1x/EAP构架。认证服务器在接受了用户身份后,使用802.1x产生一个唯一的主密钥处理会话。3、消息完整性校验。除了保留802.11的CRC校验外,WPA为每个数据分组又增加了一个8个字节的消息完整性校验值,以防止攻击者截获、篡改及重发数据报文。（2）、加强日常安全管理布置AP的时候要在校园区域以外进行检查,防止AP的覆盖范围超出校园区域。

32、禁止教职员工和学生私自安装AP,通过便携机配置无线网卡和无线扫描软件可以进行扫描。如果网卡支持修改属性需要密码功能,要开启该功能,防止网卡属性被修改。制定无线网络管理规定,规定教职员工和学生不得把网络设置信息告诉学校外部人员,禁止设置P2P的Ad hoc网络结构,对网络管理人员进行安全知识培训。发现未授权AP的出现,应定期开展AP搜寻,主动找寻并移除这些AP有助于增强网络之安全性。定期检查AP的设定参数以确定未被改变而成为安全漏洞。某些WLAN Gateway,或某些硬件或软件都有自动的Rogue AP侦测功能,可大大简化工作负担。新建校园网络可以参考市面已有的技术:如VPN、防火墙、IDS、

33、以及802.1x/EAP等标准,大方向上应先决定使用企业级AP或WLAN Gateway。七、校园网络管理和安全 网络管理不但需要先进，实用的技术支持手段，对大型网络而言，更需要合理有效的组织体系和规章制度。管理方案1 配置管理借助数据库系统，管理主要网络设备和服务器的配置信息，通信和网络拓扑结构，用户名，电子邮件地址，口令字等重要网管信息。2失效管理失效管理是网络正常运行至关重要的一个部分，目的是保证网络正常运行，尽量减少故障发生的频度，消除故障产生的隐患，并及时修复已出现的故障。3性能管理对接入网络和IP地址的流量及流速进行定时采样记录。能够指明网络流量的高峰和瓶颈所在，能够按业务，地区。

34、时间统计流量，根据流量统计安排镜像操作时间。4安全管理通过对网络的全面了解，按照安全策略的要求及风险分析的结果，整个网络措施应按系统体系建立。具体的安全控制系统有以下几个方面组成：物理安全，网络安全，信息安全。 物理安全管理环境安全：对系统所在环境的安全保护，如区域保护和灾难保护。设备安全：主要包括设备的防盗，防毁，防电磁信息辐射泄漏，防止线路截获，抗电磁干扰及电源保护等媒体安全：包括媒体数据的安全及媒体本身的安全。 网络安全管理网络安全系统（主机，服务器）安全反病毒系统安全检测入侵检测审计分析网络运行安全备份与恢复应急，灾难恢复局域网，子网安全访问控制（防火墙）网络安全检测网络反病毒由于在网络环境下，计算机病毒有不可估量的威胁性和破坏力，依次计算机病毒的防范是网络安全性建设中的重要的一环。网络反病毒技术包括预防病毒，检测病毒和消毒三中技术：*预防病毒技术：它通过自身常驻系统内存，优先获得系统的控制权，监视和判断系统中是否有病毒存在，进而阻止计算机病毒进入计算机系统和对系统进行破坏。这类技术有：加密可