高校校园网无线网络设计分析

    

    摘 要：在信息化建设中，各大高校都建成以光纤和铜缆为通信介质的有线校园网。随着移动互联网的兴起，无线网络的需求也越来越迫切，建立一个有线网络为基础，无线网络为拓展的高校校园网，也成为各大高校近年来的建设任务。文章以广西水利电力职业技术学院为例，对高校校园网无线网络设计进行了研究，为校园用户提供安全的无线接入。

    关键词：校园网；无线网络；设计

    互联网的快速发展，使得越来越多的大学生利用校园网进行信息交流，网络已经成为在校大学生学习、生活和娱乐的重要平台。近年来，移动互联网的迅猛发展，也使得更多的大学生利用手机、平板电脑、笔记本进行信息的交流，无线终端的数量快速增加，传统的有线网络已经不能满足需求，因此建设一个强大的无线网络也成为大势所趋。

    1 传统有线网络存在的局限性

    1.1 信息点数量不足

    传统的有线网络，需要有足够的信息点，才能给用户提供网络接入，对于一些学生数量比较多且密集的场所，例如图书馆、教学楼、学生宿舍等，如果没有预留足够的信息点，则很多学生无法接入网络。在早期建成的学生宿舍中，由于预留的网络信息点不足，学生自行采购了交换机，在宿舍内通过交换机拓展端口的方法，满足宿舍成员的接入，但是导致宿舍网线错综复杂，不易管理。

    1.2 网络无法拓展

    在大学校园的开阔位置，例如操场、草坪、学术报告厅等空旷地点，由于没有信息点，学生只能使用运营商的流量接入网络，传统的有线网络扩展性不强，无法体验到校园网方便快捷的优势。

    1.3 无线路由多，信号干扰严重

    移动互联网的兴起和无线终端的普及，使得很多师生都在办公室和学生宿舍自行购买了无线路由器，架设无线局域网，满足个人使用需要。无线路由器的数量增加了，设置之间的信号干扰也随之而生，且无法进行网络用户的有效管理。

    2 无线局域网的特点

    2.1 组网方便

    与传统的有线网络相比，无线网络不需要再挖墙凿洞，预埋线管，敷设电缆，只需要在特定的位置布放无线访问接入点（Access Point，AP），就可以实现无线网络的覆盖，组网方便快捷[1]。

    2.2 施工速度快，工程周期短成本低

    传统的有线网络，因为需要综合布线，预埋信息点，周期长且成本高，无线网络只需要把无线AP就近接入到校园网的交换机中，大大提升了施工速度，周期短且成本低。

    2.3 无线速度快，可扩展性强

    无线网络技术发展正慢慢趋于成熟，支持802.11n标准的无线网络设备传输速率已达到300 Mbps，且随着技术的发展，无线网络的传输速率也在不断地提高，当某一场所的无线用户数量增多时，只需要增加AP数量或者更换更高级别的AP，就可以实现无线网络的无缝升级，扩展能力强。

    2.4 灵活性高，移动性强

    师生只要在无线覆盖的地方均可使用校园网，不再担心是否有信息点，在体育场、大草坪、报告厅快速接入网络不再是梦想，且使用无线网络的时候，不管位置如何移動，无线网络的漫游技术仍然可以可靠快速地使用网络，灵活性高，移动性强[2]。

    3 无线网络拓扑设计

    大多数高校均建立了千兆、万兆骨干的有线校园网，无线网络的建设应该是有线网络的有力补充，在设计中要遵循开放性、实用性、先进性的原则，统一规划，分步实施，无线网络与有线网络并存，相互补充，既发挥了有线校园网高速可靠的优势，也体现了无线网络灵活方便的特点，避免了投资的浪费。

    以广西水利电力职业技术学院校园网建设为例，在一期校园网工程建设中，已经建立了万兆骨干，千兆到桌面的高校校园网网络。在二期的校园网建设中，考虑到实现无线网络的校园覆盖，使得图书馆、实验室、教学楼、运动场等校园环境中师生均可快速便捷地接入无线网络，满足信息化教学的需求。

    设计目标：可实现数据业务及语音业务的同时进行，并要确保语音业务的实时性；可方便地集中管理，有线和无线网络采用统一的认证和计费系统无缝互联，实现运营；系统具有方便、成熟的扩展性，良好的网络管理、网络监控、故障分析和处理能力，使系统具有极高的可维护性；建设无线网不要更改原有网络的规划和配置；无线系统具有较高的安全性，可以对无线的入侵和威胁作出有效的反应和防护；采用国际统一标准，以拥有广泛的支持厂商，无线网络厂商与原有有线网络厂商设备兼容性高。

    该校校园网络采用星型网络结构，网络中心位于学校图书馆大楼，通过出口网关设备连接到Internet，核心层交换机采用低延迟，具备高速存储转发功能，为下一代园区网核心而专门设计开发的敏捷交换机华为S12708交换机，网络中心通过万兆光缆连接到各教学楼、实训楼、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Quidway S9306交换机，楼层间、各部门间采用华为S5700-24TR型号交换机接入，每层楼除了一期工程有线信息点的安装外，二期网络建设在每一房间均布放无线AP点，实现无线信号覆盖[3]。

    核心层是所有数据流经的网络层次，为整个网络提供Internet的接入与本地局域网内数据交换，核心层采用3层网络设备，无线网络的核心无线控制器AC也连接到核心交换机，接入层直接连接到各楼层AP点，通过Vlan的划分，Trunk设置、信道划分等技术，使整个网络正常运行。校园网无线网络拓扑如图1所示。

    核心无线控制器AC采用锐捷的RG-WS6816高性能无线控制器，各楼层采用锐捷的RG-AP720-I放装型无线AP。RG-WS6816高性能无线控制器是锐捷网络推出的面向下一代高速无线网络的无线控制器产品，可突破3层网络保持与AP的通信，部署在网络中，无需改动网络架构和硬件设备，就可以提供无缝的安全无线网络控制。无线接入点RG-AP720-I是锐捷网络推出的搭载灵动天线、支持802.11ac Wave2最新技术标准的AP产品，通过扩展“AP卫星”，可实现用户数、性能翻倍提升，整机最大达到2.4 Gbps，支持壁挂、吸顶安装方式，可安全方便地安装于墙壁、天花板等各种位置，通过以太网供电模式，方便部署在校园网环境中。

    AP的位置部署应该根据实际的场景和需求进行初步选择，然后再通过实地测量进行调整。尽可能做到AP覆盖区域之间无间隙，保证所有区域都能覆盖；AP之间重叠区域最小，尽可能减少所需AP的数量；AP的布放应考虑无线网络安全的因素，信道的安全和单元大小；应先对用户密度高的区域进行AP布置，然后再布置用户密度低的区域； 在用户密度高的区域，应在一定区域内降低AP无线信号的发射功率，则可放置更多AP，以在保证吞吐量的基础上接入更多用户，这样才能保证更多的用户访问网络。相互覆盖区域的AP不能采用同一频道，否则会造成AP在信号传输时相互干扰，从而降低AP的工作效率。为了最大限度地利用频带资源，可选取3个互不重合的频道作为整个系统的工作频段。

    4 结语

    广西水利电力职业技术学院的无线校园网是在原有的有线校园网基础上构建，一体化无线校园网既融合了有线网络和无线网络，还通过统一的硬件平台、统一的网络管理、统一的用户管理、统一的应用安全，为校园用户提供安全的无线接入。无线网络与有线网之间形成负载分担和冗余备份，大大提升了校园网服务的品质，提升学院的品牌形象。

    [参考文献]

    [1]宋鹏.基于瘦AP组网方式的高校无线校园网的研究与设计[D].长沙：湖南大学，2013.

    [2]钟文基.数字化校园网的设计与实现[J].电脑知识与技术，2015（3）：82-83.

    [3]高春阳，白亮，孙平.高校无线校园网建设研究[J].电脑知识与技术，2013（35）：7913-7914.