校园无线网络的设计方案

摘要随着IEEE802．11无线局域网技术标准的不断推出以及基于这些标准的无线产品的出现，无线局域网的应用和普及已发展到了一个新阶段，基于WLAN的无线网络构建已成为组建无线校内网的主流技术，是有线校内网网络延长的重要手段之一。本文结合某学校无线校内网建设实际状况，阐述了设计与规划校内无线局域网的原则、方法和步骤，组建了基于WLAN的校内无线网络．并对相关的设计方法进行了具体说明，为进一步的探讨供应了思路。无线局域网是当前发展较快的技术,校内是其中重要应用领域之一.无线局域网技术相对成熟,产品较多,各有特性.规划无线校内网时应依据教化特点,选择适合产品,作出覆盖和容量的协调,与有线校内网作优化集成,为学生供应高效、便利的网络接入。关键字：思科,千兆交换产品，无线校内网,解决方案书目TOC\o"1-3"\h\z\t"摘要,1,参考文献,1"摘要I1.项目背景12.项目特点13.设计原则24.需求分析24.1发呈现状24.2可行性分析34.3目标需求34.4功能需求44.5应用需求45.总体设计65.1校内各子网设计65.2校内网拓扑结构图76.无线校内网解决方案76.1当前无线校内网面临的问题76.1.1解决信息点流淌的问题86.1.2解决难以布线的问题86.1.3提高教学效率86.1.4节约成本86.2方案一86.2.1Cisco推出无线校内网方案86.2.2Cisco无线校内网方案实施细则96.2.3Cisco无线校内网的特点126.2.4方案中运用的设备136.2.5设备报价表216.3方案二226.3.1室内226.3.2室外236.4方案三25参考文献261.项目背景学校目前正加紧对信息化教化的规划和建设。开展的校内网络建设，旨在推动学校信息化建设，其最终建设目标是将建设成为一个借助信息化教化和管理手段的高水平的智能化、数字化的教学园区网络，最终完成统一软件资源平台的构建，实现统一网络管理、统一软件资源系统，并保证将来可扩展骨干网络节点互联带宽为10G，为用户供应高速接入网络，并实现网络远程教学、在线服务、教化资源共享等各种应用；利用现代信息技术从事管理、教学和科学探讨等工作。最终达到在网络方面，更好的对众多网络运用及数据资源的平安限制，同时具有高性能，高效率，不间断的服务，便利的对网络中全部设备和应用进行有效的时事限制和管理。2.项目特点●全覆盖：以802.11g模式覆盖整个校内，可保证被覆盖需求的网络访问流畅。供应数据接入业务，让学校师生体会到无线局域网给老师的教学和学生的学习带来的好处。●可管理：由于校内有线网络已经建成，统一的网络管理已经投入运用，本次建成的无线网络，将可以很好的融合进现有校内管理系统中，对无线网内用户和无线接入点/网桥进行统一管理。●平安性：充分考虑网络的平安性，原有网络系统已经具备多种平安防卫实力，建成的无线网络很好的融合进原有网络平安解决方案体系中，并依据无线网络的平安技术特征，补充为具有多层次的平安爱护措施，以满意用户身份鉴别、访问限制、可稽核性和保密性等要求。●可扩充性：在校内网络规模不断发展的状况下，无线网络可满意在不变更主体架构与大部分设备的前提下，平滑实现升级和扩充，降低原有网络的硬件投资，并保证扩展后的系统可用性与稳定性。●与认证计费系统的融合：校内原有的认证计费系统架构已经稳定的运行，在新建成的无线网络中，作为网络接入层的有效补充，能够完全融合进原有认证计费体系，支持今后全网对全部用户的上网限制、认证与计费的持续运营。●多种服务的支持：基于校内级网络的将来可持续发展，采纳的无线产品均具备可适应将来发展校内级无线宽带应用（如无线语音应用、无线视频会议应用、无线多媒体通信应用等）的须要，并供应低成本的无缝升级和前后兼容。3.设计原则校内无线网的设计原则建立在充分考虑学校运用须要的基础上，力求满意整个校内网的牢靠性、先进性、好用性、可兼容及可扩展性。

●牢靠性：保证系统牢靠运行，要害设备应有冗余；

●先进性：采纳当今国内、国际上最先进和成熟的计算机软、硬件技术，使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术和业务发展的须要；

●好用性：能够最大限度地满意实际工作的要求，是每个信息系统在建设过程中所必需考虑的一种系统性能，它是自动化系统对用户最基本的承诺；

●可兼容及可扩展性：在进行方案建设时，力求做到网络结构清晰、合理并具有扩展实力；硬件配置先进、牢靠，能够满意网络及软件运行的须要；系统软件平安、牢靠，界面友好，易于操作和维护。4.需求分析4.1发呈现状据一项调查表明，截至目前，我国已经有15.1%的高校建有无线校内网，但绝大多数都属于试验性质，并没有广泛开放给学生运用。同时有36.2%的高校安排建设无线校内网，两项合计达到了51.3%。调查同时表明，国内高校中希望购买笔记本电脑的学生达到67.2%，在这些学生中又有80％左右希望通过分期付款方式购买。笔记本校内是当代高校生的切实呼喊，无线互联网技术从上世纪90年头末发展至今，已经趋于成熟，最高速率已经达到54M，并实现了漫游认证。事实上，IBM、三星等电脑厂商每年都分两次（暑假、寒假）向高校生供应非凡实惠折扣的笔记本电脑，大大提高了部分地区高校生的电脑普及率和学习效率。目前，无线校内局域网在国内高校已经被越来越多的用户接受，北京高校、北京其次外国语学院、上海同济高校、西安交通高校、武汉高校、华中科技高校、东北高校东软信息学院等相继采纳了无线方式搭建或者补充校内网。无论是校内内部信息点的分布设计、校内内建筑物间的网络连接，还是学校本部和分部的联网，无线网络技术都能发挥作用。此外，无线网络环境的引入，也为崭新的无线多媒体供应了应用平台，将教化信息化建设引入新的天地。4.2可行性分析随着无线局域网技术和无线产品的成熟，无线网络为校内网建设提出了新的可行的思路。无线局域网标准IEEE802.11b/g/n能够与现有的计算机网络进行平滑无缝的连接，并能与现有的计算机网络和终端设备互联，与有线网络资源具有良好的兼容性和整合性。无线网络的特殊优势在于：采纳无线联网技术，具有高度的空间自由性和网络敏捷性，避开了大规模铺设网线，有效的削减了施工费用，并且建设周期很短。无线局域网产品通常与有线以太网协作运用，主要适用于便携终端应用较多的场所、范围较大而信息点分布稀疏的场所、环境恶劣或其它不适合布线的场所等，有助于简化网络结构，增加网络的扩展性和敏捷性。目前，无线校内局域网在国内已经被越来越多的用户接受，无论是校内内部信息点的分布设计、校内内建筑物间的网络连接，还是学校本部和分部的联网，无线网络技术都能发挥作用。此外，无线网络环境的引入，也为崭新的无线多媒体供应了应用平台，将教化信息化建设引入新的天地。4.3目标需求学校：优化管理体制，实现资源合理配置，节约不必要开支，投入教学、科研及校内设施；加速科研成果转化，开展对外合作、沟通；承办各种技能培训、考核，扩大知名度；开办远程教化；加强师生素养培育；老师：获得信息；提高业务水平及自身素养；进行科研及项目开发；对外学术沟通；加强与学生的沟通；便利的校内生活服务；学生：获得信息，拓宽学问面；提高专业水平，随时得到老师指导；广泛的沟通；学习与实践相结合；丰富多彩的校内生活及发挥才能的机会；便利的校内生活服务。4.4功能需求1、学院采纳1000M做骨干，100M到桌面。

2、校内网内具有WWW服务器、FTP服务器、DNS服务器、VOD点播服务器、办公OA服务器、设有基于SAN架构的磁盘阵列用于数据存储、用于供应一些培训中常用的资料下载，网络管理等。

3、校内网采纳路由器+防火墙结构进行接入，网络互联设备(交换机、路由器、线缆、及其他设置)。

4、全部试验室各自划分VLAN，各系办公室各自划分VLAN，行政办公室为一个VLAN，教室为一个VLAN，服务器组为一个VLAN。

5、做好路由器与防火墙之间的平安通信工作，防止搭线窃听，IP盗用。6、全部试验室各自划分VLAN之间不能互访，不能访问其他区域，只能上网。7、各系办公室自划分VLAN之间不能互访，不能访问行政办公VLAN，能上网，可以访问教室的VLAN。

8、网络中心设在实训楼的321和教学楼的321,

实训楼与教学楼相距100米，两楼用光纤连接。4.5应用需求校内内部铺设网络的工程涉及面很广，无论是在室内还是在室外，均会对现有的校内环境产生不少影响，这一点在发展历史较长、校内新老建筑并举的校内内表现的尤为明显。从投资、施工周期、网络维护、升级等多个方面着眼，学校须要一整套能够多快好省建设校内网络的方案。现在大部分学校都已建有有线局域网，但是随着学校的发展，对现有的校内网提出了更多更高的要求:■现代化教学需求。现在学校大量开展网络化教学活动，许多课程或课件都要通过访问页面来获得。学生希望在随意时间在学校的任何地点访问课程主页和课件资源，并进行提交作业等活动。同时，师生希望能有更便利的条件访问校内网上供应的其他资源。■端口数量的限制。一般来说，有线局域网中在如教室、图书馆、会议室等地方不行能布设太多信息点，随着以后学生中笔记本电脑的普及和现代化教学的普及，这些地方往往在同一时刻有大量的电脑，而目前的有线校内网没有方法使学生们在这些区域上网。而采纳无线方式，在端口上连接无线接入点，不需布线就可以轻松从—个端口扩展到成百上千个端口的应用。■分校间的连接。对于地理位置分布较远的多个校区之间的校内联网，采纳无线局域网技术是最佳选择。它可以将学校内全部校区的局域网联网，实现资源共享。还有有些布线不便利的校内建筑物之间也可通过无线局域网技术实现连接。■移动办公。随着教职员工的移动办公设备越来越多，并且对移动办公的要求也比较高，如会议、校长办公等都适合运用无线局域网。■临时性活动。随着学校的办学层次的提高，学校的学术氛围也日益深厚，对外沟通日趋频繁，各种学术活动越来越多地在学校实行。除此之外，学校每年也都会举办一些其他的活动，如运动会、人才沟通活动等。由于这些应用的特殊性和敏捷性，有线局域网将不能满意校内网的需求。所以很有必要运用无线局域网技术对原有的有线网络进一步扩充，使校内的每个角落都处在网络中，形成真正意义上的校内网。5.总体设计5.1校内各子网设计

(1)教学子网：校内网建网的目的之一是利用计算机网络实现多媒体教学。在教学过程中，大量传送的是文本、图像和部分视频等数据，对速度要求较高，所以设计时举荐全部教学用有线接入百兆无线设备覆盖；

(2)办公子网：办公子网主要面对学校的各级领导以及各职能部门，办公计算机所实现的功能主要是对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作。这样对无线的要求不是很高，一般的无线设备都能够运用。

(3)图书馆子网：图书馆从应用来说是一个相对独立的系统，因此设计时在图书馆设图书馆网络分中心，进行有线接入以无线设备进行覆盖，这样就可以削减布线的麻烦，相对于来阅读的同学可以轻松的无线上网。

(4)宿舍区及后勤子网：宿舍区子网即在学生宿舍内部联网，学生可以干脆阅读学校发布的信息及查阅一些电子文档，也可以在宿舍接收老师的远程教学，后勤子网主要为食堂供应售饭一卡通计费系统等，由于宿舍区覆盖范围较广，故在宿舍区设一个网络分中心，分层进行无线覆盖，然后可通过有线连接，做到无线覆盖有线连接的效果。

在设计的各子网的时侯，可以看得出无线应用的范围很大，无线设施的便利点就是扩展起来便利安装便利是用便利。这样来看校内无线网又削减了投资、还便利了治理。5.2校内网拓扑结构图6.无线校内网解决方案室内无线局域网主要针对不便利进行大规模布线或不宜布设太多信息点的建筑，如：图书馆、办公大楼、网络教室、会议室和报告大厅等，典型的无线校内网络整体解决方案如下：在校内网各区域分别布设无线局域网络以后，用户可以将无线网卡干脆插到笔记本电脑的PCMCIA插槽，或者通过USB适配器转接插到台式机的USB接口上，只需简洁的设置就可以连接到校内网上，从而实现上网功能。老师或者学生就可以在这些区域漫游运用，用户无需任何设置就可以在整个校内内连接到校内网上，从办公区到教学楼、从图书馆到宿舍都可以实现移动漫游连接互联网。6.1当前无线校内网面临的问题

6.1.1.解决信息点流淌的问题

一般来说，如教室、图书馆、会议室等地方一般是不行能布设太多信息点的，但是随着学生中笔记本电脑的普及和现代化教学的普及，上述场所往往在同一时刻有大量的电脑，而目前的有线校内网没有方法使学生们在这些区域上网。采纳无线方式，在有限的信息点上连接无线接入器，就可以轻松从一个信息点扩展到成百上千个信息点的应用。6.1.2.解决难以布线的问题

在试验室、体育馆、礼堂等地方是不宜布线的，但校内网的用户却有上网的需求，采纳无线局域网，可以简化在这些区域网络实施，供应直径近200米的无线网络覆盖，用户可以在无线所覆盖的区域移动应用。

6.1.3.提高教学效率

老师和学生上课的时候不必再来回于图书馆、办公室、教室、宿舍，采纳无线方案可以使老师和同学们在上述地方随意的检索图书馆的网上资料、服务器的教案、寝室电脑里的作业。同时，为用户对校内网的其他资源的应用供应了更便利的条件，提高了资源的利用率。

6.1.4.节约成本

AP无线接入点可以使原来的一个信息点同时接入数十乃至数百个用户设备，布线的投资以及维护成本大大降低。6.2方案一6.2.1.Cisco推出无线校内网方案目前，Cisco拥有基于802.11a、802.11b、802.11g、802.11n以及兼容三者的双频多模的全系列WLAN产品及其解决方案，为用户供应了丰富的应用选择。作为全球领先推出支持MIMO技术的无线网络方案的厂商，Cisco为用户供应了IEEE802.11b环境中进行快速无线接入的途径。同时为了提高校内无线网的平安，Cisco的WAP200、WAP200E等无线设备都可以支持802.1x认证管理；在网络实施中，可以实现基于双绞线的远程供电(POE)。综合而言，Cisco推出的无线产品采纳的全部是基于业界标准的成熟产品，旨在使学校网络具备以下功能：■与存在的有线网络环境互为补充，扩展网络运用范围；■为移动多媒体教学应用供应移动平台；■进一步便于笔记本电脑用户随时随地的运用网络；■支持个人数字助理(PDA)的网络应用；■使得校内网络的应用更为敏捷多变；■为外来的来宾供应便捷敏捷的网络接入服务。6.2.2.Cisco无线校内网方案实施细则考虑到学校无线网络可能要连接室外的信息点，以实现全面有效的网络覆盖，因此，方案中采纳的是室外无线接入设备，WAP200E室外无线AP。CiscoWAP200E是一款多功能产品，它既可担当室外无线网桥，也可胜任室外无线接入。该产品工作在2.4GHz频段，完全符合IEEE802.11g的技术标准，支持点对点桥接、点对多点桥接的工作模式。平安方面，该产品供应WEP/WPA/WPA2数据加密，具有MAC地址存取限制功能，从而为数据的稳定传输供应了平安的信息通道，确保网络平安。此外，WAP200E还易于安装、调试、管理,用户可以通过WEB进行网络管理,而且还支持SNMP，这使整个无线网络管理、维护变得更加轻松、简洁。对打算进行无线热点建设或搭建户外无线网络的用户，特殊是在技术方面相对薄弱的教化行业用户，该产品无疑是最佳的选择。在无线局域网络的连接部分，方案中采纳了WAP200无线设备。该设备既可作为无线局域网的接入器(AccessPoint)运用，也可通过桥接模式用于扩展有线网络的通信实力。产品还支持业内最新的Wi-Fi爱护接入(WPA/WPA2)平安标准支持功能，新标准结合了数字加密和网络认证功能，为校内网的数据传输供应更高级别的平安性与无线通信通道。针对运用笔记本电脑的用户，Cisco供应了多种无线网卡可供选择。如：WPC54GPCMCIA卡，以及具有USB接口的WUSB54G无线网卡。这些无线网卡可以运行在基本模式(带无线接入点的点对点网络模式)或Ad-Hoc模式(点对点无须无线接入点的网络模式)。在基本模式下，都可以通过无线AP接入有线网络。楼宇间可采纳室外网桥连接方式。这种方式是通过两个无线网桥设备点对点(PointtoPoint)链接，由于独享信道，较适合两个局域网的远距离互连，架设高增益定向天线后，可以增加传输距离，特殊是假如校内内的两幢建筑物或者分校之间不便利布线，则可采纳这种方式。在这种结构中局域网之间的通信是通过各自的无线网桥来实现的，无线网桥起到了网络路由选择和协议转换的作用。点对点桥接点对多点桥接室外网桥连接方式为我们供应了一种较为敏捷、带宽适合并且较为经济的互连方式。它适用于具有多校区的学校实现各校区间以及各建筑物之间的网络互连。随着网络的急剧增加和对业务多样性要求的提高，网络的平安性问题日益突出。由于传统认证方式对着校内网中用户数量数据包繁琐的处理造成了网络传输瓶颈，而通过增加其他网络设备来解决传输瓶颈的问题势必造成网络成本的提升，因此无法满意用户对网络平安性、高效性和低成本的要求。IEEE802.1x协议的诞生很好满意了用户在这些方面的需求。IEEE802.1x协议通过对认证方式和认证体系结构进行优化，有效地解决了传统PPPoE和Web/Portal认证方式带来的问题，消退了网络瓶颈，减轻了网络封装开销，降低了建网成本，从而成为当前校内网选型的一个热点。Cisco为用户供应量身定制的可运营校内网组网方案，充分爱护用户的投资，保障最高的性价比。校内网用户开机后首先需通过接入交换机的802.1x认证后，方可接入校内网，保证校内网较高的平安性，依据用户需求在校内网内部可以只供应接入认证功能而不供应计费，或者供应接入认证和计费功能。用户访问外网，通过外网出口RADIUS服务器进行802.1x认证，认证通过之后进行计费。6.2.3.Cisco无线校内网的特点：本方案适用于数据接入点约500个规模的中小学校内网网络。■无线室外路由器、无线AP和无线网卡组成了完整的无线系统，实施极为便利，免去布线的困难，节约用户建设校内网络环境的时间、精力和财力；■WAP200E室外无线路由器适应性精彩，运用中避开了网络施工造成的环境破坏，利用无线网络空中连接校内内建筑物；■对于许多学校存在分校的现象予以充分考虑。产品的传输实力较强，稳定性好，能够便利的连接分校与本部的校内网络，解决校内外地域网络施工的难题；■网络的应变性好，运用敏捷。能够充分协作学校举办的各类临时性或者应急性活动，依据须要快速架设后者调整网络；■Cisco无线网络产品供应了牢靠的平安保证，其全部无线网络产品均支持WPA/WPA2加密，并可扩充至256位的AES加密算法，为无线校内网络在覆盖区域内的全面应用供应了保障，无论是办公，还是个人传输，都能够放心应用。■极高的网络平安性，网络设备支持802.1X的认证，结合校内网的认证计费系统，实现了校内网极高的平安限制策略；此外，通过IP地址、MAC地址、端口、VLAN号、用户帐号等多元素的绑定，实现多种方式的用户接入访问限制，保证用户接入的平安■无线局域网的发展为校内网的建设和升级换代带来了新的选择,通过运用无线局域网技术的几种的应用方式，我们可以在校内实现网络的覆盖。对于我校在楼宇内采纳接入方式对办公室、会议室、校内广袤地进行无线网络覆盖。而对于学校两部则通过室外网桥连接方式实现网络互通。无线局域网作为一个有限局域网的补充和完善，在校内网建设中将会有更好的应用。我们在构建无线局域网时可以依据不同的需求选择不同的接入方式这将使无线局域网技术得到更好的应用。方案中运用的产品产品名称

产品描述

Catalyst4506

智能千兆可扩展三层交换机

CiscoRV082

双WAN口VPN路由器

SRW224G4

10/100M＋1000Base-T+Combo1000MSFP二层交换机

SRW224G4P

10/100M+千兆Combo上联，支持PoE供电的二层交换机

WAP200

带PoE功能的802.11g54M无线接入点

WAP200E

802.11g54M室外无线接入点

WPC54G

PCMCIA接口802.11g54M无线网卡6.2.5方案设备报价产品名称品牌型号及参数数量单位单价（元）合计（元）智能千兆可扩展三层交换机思科Catalyst45062台1600032000双WAN口VPN路由器思科CiscoRV0822台113002260010/100M＋1000Base-T+Combo1000MSFP二层交换机思科SRW224G460台340020400010/100M+千兆Combo上联，支持PoE供电的二层交换机思科SRW224G4P56台4600257600带PoE功能的802.11g54M无线接入点思科WAP200560个75042000802.11g54M室外无线接入点思科WAP200E

120个3240388800PCMCIA接口802.11g54M无线网卡思科WPC54G110个24026400单模光纤光胜GYSTY53300米0.651956.3方案二该方案在原有的有线校内网基础上构建无线校内网络，可以分为室内和室外两个部分进行。

6.3.1.室内

指原先没有安装有线网络的教室、会议室、临时移动办公室等房间。

在室内部署WLAN的第一步是要确定AP的数量和位置。也就是要将多个AP形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖，各覆盖区域之间无缝连接。全部AP通过双绞线与有线骨干网络相连，形成以有线网络为基础，无线覆盖为延长的大面积服务区域。全部无线终端通过就近的AP接入网络，访问整个网络资源。

覆盖区的间隙会导致在这些区域内无法连通。安装人员可以通过地点调查来确定AP的位置和数量。地点调查可以权衡实际环境（如教室的面积等）和用户需求，考虑到教学环境对网络带宽、网络速度的要求，这包括覆盖频率、信道运用和吞吐量需求等。多个AP通过线缆连接在有线网络上，使无线终端能够访问网络的各个部分。

通常状况下，一个AP最多可以支持多达80台计算机的接入，当然，数量为20~30台时工作站的工作状态最佳，AP的典型室内覆盖范围是30~100m。依据教室和会议厅的大小，可配置1个或多个无线接入点。

例如，可在教室中放置4台AP（请见附图），使这个教室最多可容纳80~120个无线网络用户。

6.3.2.室外

指校内操场及其他公共场所等。

（1）设备的选择：AP、无线全向天线、无线定向天线。

全向天线：在全部水平方位上信号的放射和接收都相等。

定向天线：在一个方向上放射和接收大部分的信号。

（2）室外考虑因素

与教室、会议室不同的是，在校内区室外配置无线接入点要困难一些，要把各自成一个局域网而又有肯定距离的各栋楼房连接起来。在网络的每一端接入AP，并在距离远或信号弱地方，同时外接高增益天线，这样就可以实现几公里以内的两个网段之间的互联了。

该方案中，我们在图书馆（中心机房）架设一个全向室外天线和一个室外定向天线。全向天线覆盖校内各教学楼和操场；在试验楼上架设定向天线，将信号传递给教学楼A；教学楼A上也要架设架设定向天线，将信号传递给教学楼B；在教学楼B上可架设全向天线可以覆盖草坪，同时也可以将信号传递给教学楼C。其他楼依此类推。

具体操作时，要依据实际状况（如各栋楼之间的实际距离以及障碍物等）来考虑选择设备（如设备型号、是否要加用全向、定向天线，以及增减设备数量等）。

当然，在楼房上架设无线网络设备还需加装避雷器、防潮箱等设备，以防止无线网络设备的损坏。

方案点评

只需无线网卡及一台AP，便能以无线方式协作既有的有线架构来共享网络资源。WLAN具有安装便捷、运用敏捷、易于扩展、价格便宜、辐射小等优点，能快速、便利地解决运用有线方式不易实现的网络连通问题。在平安方面，IEEE802.11b标准能供应保密机制，学校还可以同时借助一些管理策略（如只有授权用户可以访问无线设备等）和VPN（虚拟专用网）来强化平安性能6.4方案三针对办公楼、教学楼等结构较为困