毕业论文-校园无线网络配置与建设

四川工程职业技术学院毕业综合实践报告(论文)计算机网络专业毕业论文（设计）题目无线网络组建班级13级网络工程(1)班作者学号培养单位四川工程职业技术学院指导教师日期2015年11月23日校园无线网络配置与建设摘要无线局域网(WirelessLoca1AreaNetwork，简称WLAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，采用无线传送方式提供有线局域网的功能是对有线局域网的一种补充和扩展。随着人们生活和工作方式的转变，工作学习地点的移动也越来越频繁，因此移动电话、笔记本电脑等移动设备大行其道。虽然有线局域网的普及，方便了数据的交换。但是，随着接入计算机数目的增加，布线的问题，只能提供固定而有限的网络信息点，已无法满足学校师生随时随地共享教育网络资源的需要。随着无线局域网技术的迅速发展，无线校园网络技术可以解决这些问题。为了让学生、老师能够更好的利用无线学习和办公，所以在学校建设无线网络迫在眉睫。无线无论是在企业中、还是生活中都有着高性能，先进技术，广泛等不可替代的优点，由此决定了无线具有广阔的发展前景。本文通过研究分析无线领域关键技术中的标准协议，着重研究ciscoAP和无线控制器WLC，基于IEEE802.11协议的系统设计与实现。文章中提出的无线控制器是一种新型的网络设备，用来集中化控制无线AP，是无线网络的核心。关键字：无线无线接入点AP，无线控制器WLC，WEB/WPA-PSK加密第页共20页WirelessNetworkConfigurationAndConstructionAbstractWirelesslocalareanetwork(WirelessLoca1AreaNetwork,WLAN)isthecombinationofthecomputernetworkandwirelesscommunicationtechnology,thewirelesstransmissionsystemprovidesthefunctionofthewiredLANisasupplementandextensionofwiredLAN.Aspeoplechangethewayoflifeandwork,workandstudylocationsaremoreandmoremobile,thereforemobilephones,notebookcomputers,mobiledevicessuchasispopular.However,withtheincreaseofnumberofaccesstoacomputer,wiringproblems,canonlyprovidefixedandlimitednetworkinformationpoint,alreadycannotsatisfytheschoolteachersandstudentstheneedofsharingeducationresourcesonthenetworkanytimeandanywhere.Withtherapiddevelopmentofwirelesslocalareanetwork(LAN)technology,wirelesscampusnetworktechnologycansolvetheseproblems.Inordertomakestudents,teacherscanmakebetteruseofwirelessstudyandoffice,sotheconstructionofwirelessnetworkinschoolisimminent.Wirelessbothintheenterprise,andhasahighperformance,advancedtechnology,widely,suchasanirreplaceableadvantages,whichdeterminesthewirelesshaswidedevelopmentprospects.Inthisarticle,throughanalysisofkeytechnologiesinareasofwirelessstandardprotocol,thispaperstudiestheciscoAPandwirelesscontrollerWLC,systemdesignandimplementationbasedonIEEE802.11protocol.Thewirelesscontrollerisproposedinthispaperanewkindofnetworkequipment,wirelessAPtocentralizedcontrol,isthecoreofthewirelessnetwork.KeyWords:WirelessaccesspointforwirelessAP,WirelesscontrollerWLCWEB/WPAwpa2-pskencryption目录前言 31无线网络简介 41.1无线网络的定义及标准 41.2无线网络的发展 41.3校园无线网络实施方案 52项目概述与分析 62.1项目背景 62.2设计原则 62.3需求分析 62.4需求实现 63搭建无线网络 73.1CiscoAPIOS准备 73.2CiscoAP与客户端通信 73.2.1CiscoAP无线接入点通信设计拓扑图 73.2.2CiscoAP无线接入点与客户端通信配置 84用户首次登陆验证 114.1本地WEB认证 114.2外部WEB认证 134.3连接外网 146无缝漫游与无线桥接 156.1AP无缝漫游和AP无线桥接的定义 156.2AP无缝漫游和AP无线桥接的实现 156.3AP无线中继 166.3.1定义 166.3.2模式 166.3.3无线中继模式组建网络连接 167无线放大信号 168无线网络安全 178.1WLAN面临的安全问题 178.2无线网络的安全漏洞 188.3无线网络采取的应对措施 188.4入侵检测系统 19毕业综合实践总结 19参考文献 20致谢 20前言无线网络是采用无线通用技术实现的网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传媒介质不同，利用无线技术取代网线，可以和有线网络互为备份。无线网络和有线网络的比较：(1)有线网络布线繁琐，办公室电缆线泛滥，在高度信息化的社会，办公室成为信息网络系统的末梢。在办公室内，各种网络系统共存，已经出现电缆线的"洪水"。无线网络完全不需要布线，再也不会出现到处是线缆的状况;(2)无线安装成本低，不需要布设线缆和网络本身的诸多特征，但是，他的设备成本比较高;(3)无线网络移动性非常强,在一些特殊的情况下，人员需要到一定范围内工作，比如实地勘测，施工现场等等，这种情况只有无线才能实现办公，而有限需要在每个工作地点布设信息点，资源浪费巨大;(4)有限网络扩展性较差，如遇原有布线所预留的端口不够用，增加新用户就会遇到重新布置线缆，工程繁琐、施工周期长等麻烦。,而无线网络只需要增加适配卡，如果出现瓶颈，则也只需增加一个接入点就可以实现扩充。无线路由器和无线接入点AP的比较：AP支持无线接入点，提供更丰富的功能，通过无线控制器管理，提供AP间的漫游;提供更多的交换功能支持，比如一个AP开多个SSID;类似交换机的安全功能;可以无需电源线，POE供电(通过网线供电);一般无线路由器，因为兼顾有线和无线，一般功能没有无线AP强悍;市场上流行的无线路由器一般只能支持15-20个以内的设备同时在线使用。无线网络的迅速发展，俨然成为当今世界甚至未来发展的需要，无线网络的普遍覆盖，弥补了有线网络不足的同时促进了时代的发展。

1无线网络简介1.1无线网络的定义及标准所谓无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。从专业角度讲，无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、个性化和宽带化。常见的无线网络标准有以下几种：IEEE802.11a：使用5GHz频段，传输速度54Mbps，与802.11b不兼容IEEE802.11b：使用2.4GHz频段，传输速度11MbpsIEEE802.11g：使用2.4GHz频段，传输速度主要有54Mbps、108Mbps，可向下兼容802.11b、IEEE802.11n：使用2.4GHz频段，传输速度可达300Mbps，目前标准尚为草案，但产品已层出不穷1.2无线网络的发展随着internet的快速发展，传统有限局域网已经不能满足人们的需求，于是无线局域网的应用而生，发展迅速，尽管目前无线局域网还不能独立于有线网络，但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟，正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。无线局域网技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备，人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时，无线局域网也在改变着人们的生活方式。本文分析了无线网络覆盖面及安全等问题，介绍了无线局域网的协议标准，阐述了无线局域网的体系结构，探讨了无线局域网的研究方向。1.3校园无线网络实施方案图1-1网络总体设计图2项目概述与分析2.1项目背景近些年随着计算机技术与通信技术的日渐发达,功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端得到了广泛的应用.为了实现用户在任何时期、任何地点均能实现数据通信的目标.要求传统的计算机网络由有线网络向无线网络、由固定向移动、由单一业务向多媒体发展,因此作为与有线网络的相互补充相得益彰的新型技术,无线网络发展至今日,技术已日渐成熟。校园网里面大多数都是有线的网络，在移动办公的时候很不方便，老师也只能在办公室上网，如果有什么需要移动一下位置都很不方便，为了让学生有一个很方便的上网环境，所以决定在学校建设无线网络，让学生、老师能够更好的学习和办公。本次实施的场地为四川工程职业技术学院第五教学楼5D-102室。2.2设计原则根据现有设备的局限性，有一个WLC，4个AP。我们将原有的2个胖AP升级为瘦AP，然后结合4个瘦AP和WLC，利用CAPWAP协议共同组建一个小型的局域网。为了更好的构建网络查询资料，我们加入一个交换机和无线路由器。2.3需求分析在信息迅猛发展的今天，国内高校实现了有线校园的建设。但随着教学设施的完善，越来越多的便捷式计算机终端被带进了教师，越来越多的学生也开始拥有了带有无线网卡的计算机终端。教师和学生对高校校园的依赖性相当之高。随时随地获取信息，也成为广大师生们的需求，但是，传统的有线校园网存在诸多的网络盲点，例如：教室、食堂、体育馆等不宜网络布线的场所如何实现网络连接，这就需要我们在现有网络的基础上充分扩展和利用无线网络来解决。2.4需求实现(1)实现WIFI登录验证(2)无缝漫游及桥接(3)放大信号(4)无线安全3搭建无线网络3.1CiscoAPIOS准备因原有设备无线访问接入点AP是胖AP，新购买设备是瘦AP，四个AP无法同时利用无线控制器进行管理，所以将原有胖AP进行升级为瘦AP。本次研究的课题在思科官网下载了ap1g2-k9w7-tar.default3.2CiscoAP与客户端通信思科是全球领先的互联网解决方案供应商，其CiscoAP、Cisco无线控制器连接的无线，覆盖范围广、灵活的组网方式和优秀的扩展性、集中的网络管理、强大的漫游功能支持、强大的接入好安全策略控制等性能也达到了领先的水平。3.2.1CiscoAP无线接入点通信设计拓扑图图3-1网络拓扑图3.2.2CiscoAP无线接入点与客户端通信配置在无线控制器(WLC)上的具体配置在这里我们将WLC的管理接口地址配置为/24管理接口为port1管理vlanVLAN2虚拟接口ip/24用户名：admin密码：Cisco123将pc与Switch接口fa0/22相连并修改ip地址为41/24网管为45接下来，打开浏览器输入wlc管理接口地址这样我们通过带外网管的方式就可以进入无线控制器的web管理界面了。图3-2登录管理界面为AP分配地址池，目的是让AP可以注册到WLC上(1)Switch上的配置：重启AP观察是否学到IP地址#reload进入WLCWEB管理界面观察AP是否加入：图3-3WEB管理界面观察到以上有4个IP地址，说明AP已经成功加入WLC上，在WEB界面上我们本次研究的项目是采用WPA2-PSK的加密方式。在WLCWEB界面上的配置首先我们需要建立一个动态接口，打开无线控制器的web管理页面，点击CONTROLLER>INTERFACES>NEW新建一个命名为”helloword”动态接口;其次，我们需要建立一个wlan绑定动态接口，点击WLAN>new，”satus”选择”Enabled”,“Interface/InterfaceGroup“要选我们的动态接口“helloworld”;接下来，第二层上选择WPA+WPA2开启psk模式,保存配置，我们需要在交换机上为客户端动态分配ip.vlan200#namehelloworld-vlan200#intvlan200#ipadd54#exit#ipdhcppoolHELLOWORLD_VLAN200#network#default-router54#dns-server9现在，我们的SSID已经建立成功在交换机上的配置(1)创建vlanSwitch(config)#vlan2Switch(config)#hostnameControllerSwitch(config)#vlan3Switch(config)hostnameACSSwitch(config)#vlan4Switch(config)#hostnameAPSwitch(config)#endSwitch(config)#showvlanbrief(2) 接口划分到vlan里Switch(config)#interfacefa0/24Switch(config-if)#switchmodeaccessSwitch(congif-if)#switchaccessvlan4Switch(config)#sping-treeportfastSwitch(config)#interfacefa0/23Switch(config-if)#switchtrunkencapsulationdot1qSwitch(config-if)#switchmodetrunkSwitch(config)#sping-treeportfastSwitch(config)#interfacefa0/22Switch(config-if)#switchmodeaccessSwitch(config-if)#switchaccessvlan3Switch(config)#sping-treeportfast(3) 为vlan配置ip地址Switch(congif)#vlan2Switch(config-vlan)#ipaddress54Switch(config)#vlan3Switch(config-vlan)ipaddress54Switch(config)#vlan4Switch(config-vlan)#ipaddress54启动iprouting功能#iprouting测试能否互联互通课题研究到这里客户就可以上网了…4用户首次登陆验证4.1本地WEB认证(1)下载tftpd软件将本地PC机伪装成tftpd服务器，这里我的tftp根目录是：桌面（所以后面我们就要将要上传的web页面放在桌面上）服务器地址就是我的PC机的IP地址（要保证pcping的通）如图所示：图4-1tftpd服务器配置打开WEB管理界面：图4-2上传压缩网页我们必须将要上传的web页面压缩成tar格式并改命图4-2上传压缩文件名login,点击download等待上传……,上传完成后，现在连接我们刚刚创建的SSID，就会出现我们上传的网页，如图所示：图4-3用户登录验证页面4.2外部WEB认证(1)建动态接口(2)建立WLAN绑定动态接口(第三层选择webpolice)(3)aaaserver图4-4WEB外部验证配置创建win2003server服务器最后把网页上传到服务器上就可以了4.3连接外网补充说明：本次研究的课题是使用三层交换机，连接外网(无线路由器代替外网)，外网的网关是，内网的网段是/24。为此需要在交换机上划分一个vlan，将连接路由器的接口加到划分的vlan中。(1)Switch上的配置：Switch(config)#vlan5Switch(config)#hostnamesw-interSwitch(config)#interfacevlan5Switch(config-vlan)#ipaddress32Switch(config-vlan)#noshutdownSwitch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interfacefa0/1Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan5Switch(config-if)#exitSwitch(config)#iprouteSwitch(config)#ipdefault-gatewaySwitch(config)#exit(2)配置DNS服务器Switch(config)#ipdomain-lookupSwitch(congif)#ipname-server9Switch(config)#write6无缝漫游与无线桥接6.1AP无缝漫游和AP无线桥接的定义无缝漫游：信号信号覆盖上的无缝，且客户端可以自由且及时的切换;切换时间较短，不会中断业务;实际上，漫游是在相同SSID的不同设备中加快切换速度的一种方式，会发送预先关联帧。无线桥接：无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物，无线网桥可以无缝地将相隔数十公里的局域网络连接在一起，无线网桥的应用主要有以下几种结构：点对点型、点对多点型和混合型，本次我们研究的课题使用的是点对多点额桥接模式：点对点型这种类型常用于固定的要连网的两个位置之间，是无线连网的常用方式，使用这种连网方式建成的网络，优点是传输距离远，传输速率高，受外界环境影响较小。点对多点型该类型常用于有一个中心点、多个远端点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单。网络传输速率低，对于较远距离的远端点，网络的可靠性不能得到保证。混合型这种类型适用于所建网络中有远距离的点，近距离的点，还有建筑物或山脉阻挡的点，在组建这种网络时，综合使用上述两种类型的网络连接方式。对于远距离的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式，有阻挡的点使用中继。6.2AP无缝漫游和AP无线桥接的实现无缝漫游：无线路由器SSID设置必须相同（区分大小写;无线路由器分配的地址必须属于同一网段,同一个Vlan中;无线AP必须采用相同的加密方式WEPorWPA，并设置相同登录密码;信号相互覆盖的无线路由器，必须使用不同的信道（Channel1\6\11）;5)AP之间的信号必须相互覆盖，否则会出现不能上网的盲区。因此无线AP之间的距离，应该低于无线AP的覆盖范围。无线桥接：无线mesh网络：网络无线mesh网络是一种新的无线局域网类型，由meshrouters(路由器)和meshclients(客户端)组成，其中meshrouters构成骨干网络，并和有线的internet网相连接，负责为meshclients提供多跳的无线internet连接。无线Mesh网络(无线网状网络)也称为“多跳(multi-hop)”网络。MeshAP支持三种部署方式，本次研究的项目，采用的是点对多（Multi-PointBridge）的无线桥接。在WLCWEB管理界面上，将meshap的MAC地址加入到控制的过滤列表中，配置meshap的桥接模式。6.3AP无线中继6.3.1定义无线中继模式，顾名思义，即是无线AP在网络连接中起到中继的作用，能实现信号的中继和放大，从而延伸无线网络的覆盖范围。6.3.2模式无线分布系统(WDS)通过无线在两个AP设备之间创建一个链路。此链路可以将来自一个不具有以太网连接的AP的通信量中继至另一具有以太网连接的AP。WDS最多允许在访问点之间配置四个点对点链路。一般情况，中心AP最多支持四个远端无线中继模式的AP接入。无线中继模式虽然使无线覆盖变得更容易和灵活，但是却需要高档AP支持，而且如果中心AP出了问题，则整个WLAN将瘫痪，冗余性无法保障，所以在应用中最常见的是"无线漫游模式"，而这种"中继模式"则只用在没法进行网络布线的特殊情况下，可适用于那些场地开阔、不便于铺设以太网线的场所,像大型开放式办公区域、仓库、码头等。还有就两个网络隔离太远，网络信号无法传送到，就在中间设置一个中继AP，此AP只起中继的作用。6.3.3无线中继模式组建网络连接(1)单个AP作中继器的无线网络连接对带宽要求较高的用户，可采用背靠背两个处于不同频段的桥接器工作于无线网桥模式，每个无线网桥分别连接一个天线构成桥接中继，保证高速无线链路通讯。两个背靠背的AP可以处于不同的频段，且可以同时工作于无线网桥模式，这样其功能就能得到扩大，信号在转发过程中也得到最大的发挥。把带宽及速度提高到最大，以满足高要求的用户，保证其畅通程度。(2)两个AP作中继器的无线网络连接需要连接的两个网络在距离过远或者中间有障碍物的适合，就采用中继AP来实现网络的连接。在选购AP设备的时候，需要注意一点就是不是所有的AP都支持WDS，选购的时候看清楚。同时还要看清发射功率和天线增益参数。AP发射功率单位是dbm，天线增益的单位是dbi，这两个值越高，说明无线设备的信号穿透力越强。7无线放大信号(1)AP的摆放位置(2)物理上，用易拉罐放大信号使用易拉罐后的网速测试图7-1测试前图7-2测试后8无线网络安全8.1WLAN面临的安全问题由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，电磁波能够穿过天花板、玻璃、楼层、砖、墙等物体，因此在一个无线局域网接入点(AccessPoint)所服务的区域中，任何一个无线客户端都可以接受到此接入点的电磁波信号，这样就可能包括一些恶意用户也能接收到其他无线数据信号。这样恶意用户在无线局域网中相对于在有线局域网当中，去窃听或干扰信息就来得容易得多。WLAN所面临的安全威胁主要有以下几类：(1)网络窃听:一般说来，大多数网络通信都是以明文（非加密）格式出现的，这就会使处于无线信号覆盖范围之内的攻击者可以乘机监视并破解（读取）通信。这类攻击是企业管理员面临的最大安全问题。如果没有基于加密的强有力的安全服务，数据就很容易在空气中传输时被他人读取并利用。(2)AP中间人欺骗:在没有足够的安全防范措施的情况下，是很容易受到利用非法AP进行的中间人欺骗攻击。解决这种攻击的通常做法是采用双向认证方法（即网络认证用户，同时用户也认证网络）和基于应用层的加密认证（如HTTPS＋WEB）。(3)WEP破解:现在互联网上存在一些程序，能够捕捉位于AP信号覆盖区域内的数据包，收集到足够的WEP弱密钥加密的包，并进行分析以恢复WEP密钥。(4)MAC地址欺骗:即使AP起用了MAC地址过滤，使未授权的黑客的无线网卡不能连接AP，这并不意味着能阻止黑客进行无线信号侦听。通过某些软件分析截获的数据，能够获得AP允许通信的STAMAC地址，这样黑客就能利用MAC地址伪装等手段入侵网络了。(5)DHCP导致易侵入:由于服务集标识符SSID易泄露，黑客可轻易窃取SSID，并成功与接入点建立连接。当然如果要访问网络资源，还需要配置可用的IP地址，但多数的WLAN采用的是动态主机配置协议DHCP，自动为用户分配IP，这样黑客就轻而易举的进入了网络。(6)拒绝服务攻击:这种攻击方式，不是以获取信息为目的，黑客只是想让用户无法访问网络服务，其一直不断的发送信息，是合法用户的信息一直处于等待状态，无法正常工作。8.2无线网络的安全漏洞本次研究的课题使用的保护措施为：WPA2-PSK的加密方式，端口镜像，针对WPA2-PSK的安全漏洞。号称当前最安全的WiFi认证加密标准WPA2被发现漏洞只是个时间问题，无线安全公司AirTight近日就宣布他们已经找到了WPA2安全协议的一个漏洞。目前这个漏洞被定名为“Hole196”，命名来自于IEEE802.11标准（2007年修订本）第196页描述的内容，在这一页中写有无线安全漏洞从此被埋葬不会出现。黑客可以使用这个Hole196漏洞进行中间人模式攻击，从网络内部获得授权，从而实现恶意流量数据注入、隐私内容获取、授权和开源软件权限调用等。8.3无线网络采取的应对措施(1)更改默认设置:最基本，要更改默认的管理员密码，而且如果设备支持的话，最好把管理员的用户名也一同更改。对大多数无线网络设备来说，管理员的密码可能是通用的，因此，一般情况下更改这个密码，使其他用户无法获得整个网络的管理权限。(2)更新AP的Firmware：有时，通过刷新最新版本的Firmware能够提高AP的安全性，新版本的Firmware常常修复了已知的安全漏洞，并在功能方面可能添加了一些新的安全措施。(3)屏蔽SSID广播:许多AP允许用户屏蔽SSID广播，这样可防范netstumbler的扫描，不过这也将禁止WindowsXP的用户使用其内建的无线Zero配置应用程序和其他的客户端应用程序。(4)MAC地址过滤:MAC地址过滤是通过预先在AP在写入合法的MAC地址列表，只有当客户机的MAC地址和合法MAC地址表中的地址匹配，AP才允许客户机与之通信，实现物理地址过滤。(5)使用一些应用程序对无线网络进行探测:通常情况下，我们还可以用一些软件对无线网络进行监控或探测。NetStumbler最经常使用的一种软件，是广泛应用于监测无线网络运行的工