无线网络在校园网中的应用

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摘 要:

随着无线局域网技术和无线产品的成熟，教育需求和资源的变化、发展，无线系统正逐渐成为不少发达国家教育机构、院校或部门的重要组成部分。无线校园已经成为提升教学环境品质，提高教育资源利用率，增加教育灵活性和交流性的重要方式。

在教育培训领域，越来越多的计算机网络系统设计师将无线网络吸纳成为一个必不可少的环节，无论是校园内部信息点的分布设计、校园内建筑物的网络连接，还是学校本部和分部的联网，无线网络产品均有惊人的用武之地。此外，无线网络环境的引入，为崭新的无线多媒体提供了应用平台，从而将教育信息化建设带入一个崭新的天地。

利用无线网络和各种具备无线接收的数码设备，学生可以不受时间和空间的限制，随意分组，从而大大提高了协作学习的效率。同时通过教室外的无线环境，学生可以随时随地进入学校图书馆数据库查询所需资料，使校园网核心信息资源的复用和共享提高到了一个摆脱教育基础设施空间局限的“无限”的层次上。

本毕业设计课题将主要以校园无线网的建设来展开论证，从中可能用到各种技术资料及实施方案为设计导向，为校园无线网的建设提供理论依据和实践指导。

关键词：

无线网络 校园网 局域网 无线路由

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英文摘要（English summary）:

As wireless LAN technology and wireless products mature, changes in educational needs and resources, development, and wireless systems is becoming a lot of developed countries, educational institutions, colleges or departments of the important part. Wireless campus has become a teaching and learning environment to enhance the quality of educational resources to improve efficiency, increase the flexibility of education and communication of important ways. In the field of education and training, more and more computer network system designers to wireless networks as an essential component to absorb, whether the distribution of information points within the campus design, campus building network connection, or the school headquarters and sub- Department of networking, wireless networking products are amazing arena. In addition, the introduction of the wireless network environment for new wireless multimedia application platform provided to the education information technology into a new world. Use of wireless networks and digital devices with wireless receiver, students can be exempted from the restrictions of time and space, free group, thus greatly improving the efficiency of collaborative learning. At the same time through the wireless environment outside the classroom, students can enter the school library database queries at any time the information required to make the core of campus information resources to improve the reuse and sharing to a free education, infrastructure, space limited \

The graduation project will be mainly in the construction of the campus wireless network to expand the demonstration, from a variety of technical information may be used for the design and implementation of programs oriented to the construction of the campus wireless network to provide a theoretical basis and practical guidance.

英文关键词（English and key words）：

Campus local area network wireless network wireless router

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目录

目录................................................................ 3 一、无线网络技术介绍................................................ 4 (一)无线网络技术的基本概念....................................... 4 (二)无线网络的分类............................................... 5 (三)无线传输协议种类与其标准..................................... 6 (四)适合搭建无线网络的环境....................................... 7 二、无线网络设备.................................................... 8 (一) 无线网卡.................................................... 8 (二)无线接入点（AP）............................................. 8 (三)无线网桥..................................................... 9 (四)无线局域网接入控制器（AC）.................. 错误！未定义书签。 (五)认证服务器（AS）............................ 错误！未定义书签。 (六)无线天线.................................... 错误！未定义书签。 (七)无线路由.................................... 错误！未定义书签。 三、校园网中的无线网络............................. 错误！未定义书签。 (一) 无线校园网概述............................. 错误！未定义书签。 (二) 无线校园网建设目标......................... 错误！未定义书签。 (三) 校园网应用需求分析......................... 错误！未定义书签。 (四) 网络设计原则 ............................. 错误！未定义书签。 四、无线校园网实施方案............................. 错误！未定义书签。 (一) 室内方案................................... 错误！未定义书签。7 (二) 室外方案.................................................... 19 五、无线网络安全................................................... 21 (一) 物理安全.................................................... 21 (二) 逻辑安全.................................................... 21 结 束.............................................. 错误！未定义书签。 致 谢.............................................. 错误！未定义书签。 参考文献........................................... 错误！未定义书签。

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第1章 无线网络技术介绍

目前局域网中互联的传输介质往往是有线介质，这些有线介质在某些特定的场合均存在一定的问题。例如拨号线的传输速率较低，租用专线的租金较高，双绞线、同轴电缆等则存在铺设费用高、施工周期长、移动困难等问题。

与此相对应，无线网络技术已相当成熟，现在已经广泛应用于医疗、教育、军事领域。现在，高速无线网络的传输速率已达到11M或者22M，完全能满足一般的网络传输要求，包括传输文字、声音、图像等，甚至可以进行声音和图像并发的传输。无线网络的最大传输距离也达到几十公里，甚至更远。而且随着无线网络的应用领域越来越广，其的价格也是一般单位所能接受的，只需一次性投资，省去了许多后顾之忧。可以说现在的无线网络在性能、距离、价格上完全可以和有线网相媲美，甚至在某些方面超过有线网络。

1.1无线网络技术基本概念

WLAN是Wireless Local Area Network的缩写，指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。

无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网（Wireless local-area network，WLAN）就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。

但是，仅仅从缆线这个角度来看待无线局域网是不够的——无线局域网已经重新定义了局域网。联接不仅仅是连接，“本地”的计量单位也从米延伸到了公里。基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里，它已经能够随着公司的发展而移动或变化。

1.2无线网络的分类

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无线网络主要有无线个人网、无线区域网、无线城域网组成。

1.2.1 无线个人网

无线个人网(WPAN)是在小范围内相互连接数个装置所形成的无线网络，通常是个人可及的范围内。例如蓝牙连接耳机及膝上电脑，蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。蓝牙技术并不是理想的WLAN技术，因为它面向的是移动设备间的小范围连接，因而本质上说它是一种代替线缆的技术。它可以用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案，穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。蓝牙力图做到：必须像线缆一样安全；降到和线缆一样的成本；可以同时连接移动用户的众多设备，形成微微网（piconet）；支持不同微微网间的互连，形成scatternet；支持高速率；支持不同的数据类型；满足低功耗、致密性的要求，以便嵌入小型移动设备；最后，该技术必须具备全球通用性，以方便用户徜徉于世界的各个角落。

1.2.2 无线区域网

无线区域网(Wireless Regional Area Network，简称WRAN)基于认知无线电技术，IEEE802.22定义了适用于WRAN系统的空中接口。WRAN系统工作在47MHz～910MHz高频段/超高频段的电视频带内的，由于已经有用户(如电视用户) 占用了这个频段，因此802.22设备必须要探测出使用相同频率的系统以避免干扰。

1.2.3 无线城域网

无线城域网是连接数个无线局域网的无线网络型式。它推出是为了满足日益增长的宽带无线接入(BWA)市场需求。虽然多年来 802.11ｘ技术一直与许多其他专有技术一起被用于BWA，并获得很大成功，但是WLAN的总体设计及其提供的特点并不能很好地适用于室外的BWA应用。当其用于室外时，在带宽和用户数方面将受到限制，同时还存在着通信距离等其他一些问题。

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1.3 无线传输技术协议种类及其标准

目前常用的无线网络标准主要有美国IEEE（电机电子工程师协会，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）所制定的802.11标准（包括802.11a 、802.11b 及802.11g等标准）。

1.3.1 IEEE 802.11a

802.11a是应用于无线局域网的802.11规范族中的一个规范，主要用在接入式集线器

中，为无线ATM系统提供规范。使用802.11a规范的网络运行于无线频率在5.725GHz到5.850GHz之间的环境下。这个规范使用正交频分复用技术，这种技术尤其适合应用于办公室局域网。在802.11a规范中，数据速率可以达到54Mb/s，在干扰方面，它要优于802.11b规范，这是因为802.11a提供更多的可用信道，并且802.11b的使用频率和各种各样的家用器具及医疗设备的使用频率是共享的。

1.3.2 IEEE 802.11b

802.11b采用2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mb/s，无须直线传播。动态速率转换当射频情况变差时，可将数据传输速率降低为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。使用范围 支持的范围是在室外为300米，在办公环境中最长为100米。802.11b使用与以太网类似的连接协议和数据包确认，来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。

1.3.3 EEE 802.11g

随着无线IEEE 802.11标准开始深入人心，各IC制造商开始寻求为以太网平台提供更为快速的协议和配置。而蓝牙产品和无线局域网（802.11b）产品的逐步应用，解决两种技术之间的干扰问题显得日益重要。为此，IEEE成立了无线LAN任务工作组，专门从事无线局域网802.11g标准的制定，力图解决这一问题。802.11g其实是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4GHz频率下提供每秒11Mbit/s数据传输率，也符合802.11a标准在5GHz频率下提供54 Mbit/s数据传输率。

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1.3.4 IEEE 802.11n

802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上，最高速率可达320Mbps，成为802.11b、802.11a、802.11g之后的另一场重头戏。和以往地802.11标准不同，802.11n协议为双频工作模式（包含2.4GHz和5GHz两个工作频段）。这样11n保障了与以往的802.11a b, g标准兼容。

目前IEEE 802.11b最常用，但IEEE 802.11g更具下一代标准的实力，802.11n也在快速发展中。

1.4 适合搭建无线网络的环境

无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络之不足，以达到网络延伸之目的，现在有线局域网技术已经发展得比较完善，但是什么情形需要使用无线局域网呢？因为无线局域网无线的特性具有常规网络无可比拟的优点。下面就是无线局域网大显身手的几种场合。

1 .接入网络信息系统：电子邮件、文件传输和终端仿真。

2 .难以布线的环境：老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。

3 .频繁变化的环境：频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商，以及野外勘测、试验、军事、公安和银行等。

4 .使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。

5 .用于远距离信息的传输：如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输；公安交通管理部门进行交通管理等。

6 .专门工程或高峰时间所需的暂时局域网：学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方；利用无线局域网进行信息的交流；零售商、空运和航运公司高峰时间所需的额外工作站等。

7 .流动工作者可得到信息的区域：需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者。

8 .办公室和家庭办公室（SOHO）用户，以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。

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第2章 无线网络设备

组成无线局域网络的设备有无线网卡（Wireless LAN Card）、无线接入点(AP)、无线网桥、接入控制器（AC）、认证服务器（AS）。此外还包括天线、POE 供电设备、适配器等等。 其中常见的设备有无线网卡、无线网桥、无线天线等。

2.1 无线网卡

无线网卡的作用类似于以太网中的网卡，作为无线局域网的接口，实现与无线局域网的连接。无线网卡根据接口类型的不同，主要分为三种类型，即PCMCIA无线网卡、PCI无线网卡和USB无线网卡。

PCMCIA无线网卡仅适用于笔记本电脑，支持热插拔，可以非常方便地实现移动无线接入。

PCI无线网卡适用于普通的台式计算机使用。其实PCI无线网卡只是在PCI转接卡上插入一块普通的PCMCIA卡。

USB接口无线网卡适用于笔记本和台式机，支持热插拔，如果网卡外置有无线天线，那么，USB接口就是一个比较好的选择。

2.2 接入点（AP）

AP充当无线网络用户的中心通信点，它可以连接有线和无线网络。在有多个AP的情况下，多个AP可以被配置成允许无线用户在AP之间漫游而不会被中断。AP还可以充当一个无线转发器，或者是无线网络的一个扩展点。

网络管理员可以通过命令行和WEB界面来控制和配置AP。也可以使用诸如简单网络管理协议（SNMP）的传统协议进行管理。根据天线的安装方式而定，选用各种类型的天线可以不同程度地增加覆盖范围和速率。AP可以是单频的，例如Cisco 1100AP；也可能是双频的，如Cisco 1200AP。

AP的重要特性包括如下：

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集成的网络管理——使用现有的网络管理来支持接口级的SNMP和系统日志是一

个基本要求。此外，Web或命令行管理也是必需的。根据网络管理架构的不同，Cisco发现协议（CDP）可能会提供一些附加的管理信息。

系统安全——可能需要限制一些用户访问AP管理系统。因此，必须支持加密和

有线等效加密（WEP）或动态WEP。此外，还需要支持802.1x以提供认证。

过滤——需要协议过滤器来防止或允许通过ＡＰ使用特定的协议。此外，还需要

对单播和组播包的转发与过滤进行控制。

固件——固件应该是可以升级的，并且应该支持复制和恢复配置。 备用——该特性允许ＡＰ作为另一个ＡＰ的备份，以提供不中断的连接。 用于国际游客的World模式——全世界不同地区的频率管制略有不同。这个功能

允许来自日本的游客在一个客户端设备上使用World模式，以便关联到美国的一个ＡＰ，并自动切换到正确的区域设置。

负载平衡——这个特性根据用户数、比特误差率、可用无线带宽和信号强度等因

素，将客户端设备自动定向到能够提供最佳网络连接的ＡＰ。

2.3 无线网桥

无线网桥的设计目的是连接两个或者多个网络（通常位于不同的建筑物中），它可以为数据密集型视距内应用提供很高的数据传输速率和出色的吞吐率。可以连接各种难以布线的场所、不相邻的楼层、分支机构、校园或者企业园区网络、临时性网络和仓库。它们可以针对点对点或者点对多点应用进行设置，从而让多个场所可以共享单一、高速的互联网连接。为了提供灵活的功能，网桥还可以设置为一个接入点。

无线网桥之间的高速连接能够提供比E1/T1线路高几倍的吞吐量，而成本只是后者的一小部分--从而使得用户无须使用价格昂贵的专线或者难以安装的光纤电缆。因为网桥不会带来重复性费用，所以用户可以通过节约专线费用，迅速地收回前期的硬件投资。这款无线网桥可以将分散的建筑物连接到一个单一的LAN中，即使它们之间被高速公路、铁路、河流等障碍物隔开，无法铺设铜缆或者光纤电缆也是如此。

图1 点对点无线网桥解决方案

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图1 点对点

图2 点对多点无线网桥解决方案

图2 点对多

2.4 无线局域网接入控制器（AC）

无线局域网接入控制器（AC）是为用户实现安全、易管理、高可靠性的无线局域网必不可少的核心设备。与现有的交换机、防火墙、认证服务器以及其他网络架构无缝集成，主要用于对域内的多个AP进行统一安全管理，全面的无线网络控制器，可以解决无线数据传输、认证、系统隔离等无线网络中的安全问题。

无线接入控制器需要能够提供完善的认证方式，除提供标准的802.1x认证外还应提供Web认证，通过DHCP＋WEB方式，在用户打开网页的时候自动弹出认证页面。同时，与认证服务器配合，提供灵活多样的计费和用户管理，支持多种计费方式，如包月制、预付费、按时长计费、按流量计费等。提供多种营运模式，可以和现有的移动网络以及固定网络计费系统整合，最大限度的保护用户现有投资。

2.5 认证服务器（AS）

提供与 WLAN 无线接入区域之间的IP认证和计费信息接口。 AS 、 AC、AP 之间使

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用标准的RADIUS 协议传送认证、鉴权和计费信息。AS能支持多个AC和AP ，即能够同时满足大范围的WLAN接入需求。

2.6无线天线

当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时，随着信号的减弱，或者传输速率明显下降，或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通讯，此时，就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益（放大）。

无线设备本身的天线都有一定距离的限制，当超出这个限制的距离，就要通过这些外接天线来增强无线信号，达到延伸传输距离的目的。这里面要涉及到两个概念

1.频率范围

它是指天线工作的频段。这个参数决定了它适用于哪个无线标准的无线设备。比如802.11a标准的无线设备就需要频率范围在5GHz的天线来匹配，所以在购买天线时一定要认准这个参数对应相应的产品。

2.增益值

此参数表示天线功率放大倍数，数值越大表示信号的放大倍数就越大，也就是说当增益数值越大，信号越强，传输质量就越好。

无线天线有多种类型，不过常见的有两种，一种是室内天线，优点是方便灵活，缺点是增益小，传输距离短；一种是室外天线。室外天线的类型比较多，一种是锅状的定向天线，一种是棒状的全向天线，室外天线的优点是传输距离远，比较适合远距离传输。

2.6.1 室内无线天线

1、全向天线

室内全向天线适合于无线路由、AP这样的需要广泛覆盖信号的设备上，他可以将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况。

2、定向天线

室内定向天线适用于室内，它因为能量聚集能力最强，信号的方向指向性也极好。在使用的时候应该使得它的指向方向与接收设备的角度方位相当集中。

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2.6.2 室外无线天线

1、全向天线

室外的全向天线也会将将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，要架在较高的地方，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况。

2、定向天线

室外的定向天线的能量聚集能力最强，信号的方向指向性极好。同样因为是在室外，所以也应架在较高的地方。当远程链接点数量较少，或者角度方位相当集中时，采用定向天线是最为有效的方案。

3、扇面天线

扇面天线具有能量定向聚集功能，可以有效地进行水平180度、120度、90度范围内的覆盖，因此如果远程链接点在某一角度范围内比较集中时，可以采用扇面天线。

4、组合天线

上述三种天线各具一定的特性，因此在实际项目中，经常会出现组合使用的情况，例如利用多幅扇面天线，或者扇面天线和定向天线相结合使用。

无线天线相当于一信号放大器，主要用来解决无线网络传输中因传输距离、环境影响等造成的信号衰减。

2.7 无线路由

无线路由器：就是带有无线覆盖功能的路由器，它主要应用于用户上网和无线覆盖。市场上流行的无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable，动态xdsl，pptp四种接入方式，它还具有其它一些网络管理的功能，如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤等等功能。

无线路由器（Wireless Router）好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品，它不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等，而且还包括了网络地址转换（NAT）功能，可支持局域网用户的网络连接共享。可实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。

无线路由器可以与所有以太网接的ADSL MODEM或CABLE MODEM直接相连，也可以在

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使用时通过交换机/集线器、宽带路由器等局域网方式再接入。其内置有简单的虚拟拨号软件，可以存储用户名和密码拨号上网，可以实现为拨号接入Internet的ADSL、CM等提供自动拨号功能，而无需手动拨号或占用一台电脑做服务器使用。此外，无线路由器一般还具备相对更完善的安全防护功能。

此外，大多数无线路由器还包括一个4个端口的交换机，可以连接n台使用有线网卡的电脑，从而实现有线和无线网络的顺利过渡。

在接入速度上，目前符合11Mbps、54Mbps、108Mbps的无线路由器产品皆有。 无线路由器适合于不带路由的ADSL、CM猫等用户以及带路由的ADSL、CM猫。无线路由器将多种设备合而为一，亦比较适合于初次建网的用户，其集成化的功能可以使用户只用一个设备而满足所有的有线和无线网络需求。

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第3章 校园网中的无线网络

3.1 无线校园网概述

无线校园网，就是通过无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）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在网络中，形成真正意义上的校园网。

目前绝大多数学校已拥有的有线网络，只能提供固定而有限的网络信息点，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的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，有效地削减了网络建设费用，极大地缩短了建设周期；无线局域网带宽很宽，适合进行大量双向和多向的多媒体信息传输。

目前教育网用户非常期待实现的许多需求，如网络信息点流动的需求、难以布线区域网络建设的需要、利用网络提高教学效率的需要、以及信息化建设中降低成本和保护投资的要求等，通过无线校园网的建设，都可以找到解决的基础和途径。

3.2 无线校园网建设目标

随着802.11系列标准的推出，从技术上来讲无线网络已经逐步成熟了。无线传输速率从最初的1～2Mbit/s，到11Mbit/s直至今天的54Mbit/s。而且有理由相信今后无线传输速率还会进一步提高。

对于一般用户而言，当前的无线性能与有线连接的性能已无明显差异。使用128比特加密和其他可选安全机制（例如TKIP[Temporal Key Integrity Protocol,临时密钥完整性协议]、MIC[Message Integrity Check,消息完整性检查]和802.11x认证等）来增加安全，上述安全措施已经降低了人们对不恰当的保密和控制的畏惧。同时覆盖距离更长的AP增加了解决方案的可行性。

对于一个设计优良的WLAN校园网络，必须具备如下要求：

①高可用性——通过系统冗余和适当的覆盖区域设计，WLAN解决方案能够达到高可

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用性。系统冗余包括在各个频率使用冗余的AP；适当的覆盖区域设计包括漫游、信号强度减弱时的自动速率协商、适当的天线选择，以及通过使用中继器将覆盖区域扩展到不能使用AP的区域。

②可扩展性——通过在每个覆盖区域使用多个AP（使用不同的频率），WLAN解决方案就能够实现可扩展性。此外，AP也可以根据预期来执行负载均衡。

③可管理性——诊断工具能够完成WLAN内的大部分管理工作。通过业界标准的API（包括SNMP和WEB方式），或者通过主流的企业管理解决方案，例如Cisco公司的WLSE（Wireless LAN Solution Engine,无线局域网解决方案引擎）、Wavelink和Airwave等公司的产品，用户应当能够管理WLAN设备。

④开放式体系结构——通过遵从IEEE 802.11a和802.11g等标准，或者参加Wi-Fi联盟等互操作性协会，或者获得美国FCC的认证，WLAN的开放性都能够得到保证。

⑤安全性——如果需要在空气中传送数据分组，那么对它们进行加密是基本的要求。对于大型安装的情况，WLAN解决方案不仅需要集中的用户认证，还需要集中管理密钥。

3.3 校园网应用需求分析

校园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，均会对现有的校园环境产生不少影响，这一点在发展历史较长、校内新老建筑并举的校园内表现的尤为明显。从投资、施工周期、网络维护、升级等多个方面着眼，学校需要一整套能够多快好省建设校园网络的方案。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，对现有的校园网提出了更多更高的要求:

1. 现代化教学需求。现在学校大量开展网络化教学活动，很多课程或课件都要通过访问页面来获取。学生希望在任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。

2. 端口数量的限制。一般来说，有线局域网中在如教室、图书馆、会议室等地方不可能布设太多信息点，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，而目前的有线校园网没有办法使学生们在这些区域上网。而采用无线方式，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。

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3. 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园联网，采用无线局域网技术是最佳选择。它可以将学校内所有校区的局域网联网，实现资源共享。还有有些布线不方便的校园建筑物之间也可通过无线局域网技术实现连接。

4. 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、校长办公等都适合使用无线局域网。

5 .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浓厚，对外交流日趋频繁，各种学术活动越来越多地在学校举行。除此之外，学校每年也都会举办一些其他的活动，如运动会、人才交流活动等。由于这些应用的特殊性和灵活性，有线局域网将不能满足校园网的需求。所以很有必要使用无线局域网技术对原有的有线网络进一步扩充，使校园的每个角落都处在网络中，形成真正意义上的校园网。

3.4 网络设计原则

1.实用性

遵循面向应用，注重实效，急用先上，逐步完善的原则；充分保护已有投资，已实用性原则为依据，建设具有最低TCO（拥有总成本最低、最高性价比）的WLAN。

2.先进性

采用先进成熟的网络概念、技术、方法与设备，既反映当今先进水平，又给未来的发展留有余地。

3.可靠性

系统必须可靠运行，主要的、关键的设备应有冗余，一旦系统某些部分出现故障，应能很快恢复工作，并且不能造成任何损失。

4.可扩充

系统是一个逐步发展的应用环境，必须具有升级换代的功能。 5.可维护

系统具有良好的网络管理、网络监控、故障分析和处理能力 6.安全性

必须具有高度的保密机制，灵活方便的权限设定和控制机制，以使系统具有多种手段来防备各种形式的非法侵入和机密信息的泄露。

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第四章 无线校园网实施方案

校园WLAN的目标就是形成具有充分移动性的访问系统。WLAN允许用户从未布线的户外访问信息，如从食堂、偏僻的研究室、教室甚至运动场中进行访问。但是不应该认为WLAN取代了有线网络，相反，它们是为现有网络添加功能的一种途径。

遍布校园的无线部署可以为那些难于达到的或者临时场所提供网络连接，否则，这些地方就会完全不被考虑。校园WLAN的一个最大好处就是人们可以坐在公共场合一起工作，同时轻松地进行网络连接。在许多资源有限的教学机构中，这种方式可以减少对固定有线计算机的争用。

校园网络拓扑分为有线和无线两个部分，无线是在有线的基础上进行设计实施的。

4.1 室内方案

室内无线局域网主要针对不方便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，无线校园网络整体解决方案如图3所示。

图3 无线校园网整体方案

4.1.1 不同楼层布设方案

图4为不同楼层布设方案基本拓扑。

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图4不同楼层布设方案基本拓扑

在无线部分采用了多个无线AP来实现无线局域网的组建，上图是校园网内不同楼层布设无线局域网的基本拓扑图，从这个拓扑结构中反映出无线局域网分为两层，一层是连接有线网络的无线AP，另外一层是大楼内分布的无线AP。这两层的无线AP通过内部集成的桥接功能，实现它们的无线互连。连接有线网络的这个无线AP最好安置在离需要组建无线局域网的大楼附近，并且中间最好没有建筑物阻挡，相隔距离也不要超过300米，这样才能让无线AP性能得到发挥，最大限度节约成本投入。而需要组建无线局域网的大楼内每一层楼布置了一个无线AP，以目前无线AP的性能而言，基本上能够将信号覆盖到一层楼的每一个角落，这样，一个无线局域网的基本结构就形成了。

4.1.2 大型建筑解决方案

在大型建筑内，由于室内空间比较大，没有墙壁阻挡，在这里布置的无线AP不用像在大楼中那样用多个无线AP来实现无线网络信号的覆盖。大型建筑组建无线局域网有一个特点，在大型建筑周围一般都有有线网络的接入点，可使用网线实现接入点与无线AP的连接，然后将无线AP置于会议室内，就可将信号覆盖到整个建筑内。在这里要考虑一件事情，一个大型建筑内如果召开会议，其笔记本数量肯定不会少，而无线AP在通常情况下能够连接20多台无线接入终端，如果无线接入终端数量过多，将严重影响网络性能，为了不影响网络性能实现更多的无线接入终端接入无线局域网中，可在这里多增加无线AP。如果多个无线AP在同一个地方使用，信号覆盖肯定会重叠，造成对网络性能的影

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无线网络在校园网中的应用

响。要解决这一问题，就必需将无线AP上的频段进行设置，无线AP一般都提供了11个频道，只要将建筑内的无线AP设置为各自不同的频道，就不会造成信号覆盖重叠。

图5大型建筑解决方案拓扑

4.2 室外方案

覆盖室外环境也是大学无线网络较多的一个应用。例如覆盖广场、操场、花园、以及室外大型活动等应急的室外网络接入需求。

4.2.1 楼宇间的连接

校园内的两幢建筑物或者分校之间不方便布线，则 可采用室外 无线桥接方式。所谓“无线桥接”是指通过无线的方式，点对点，或点对多点的连接两个建筑物的网络，通过一个已经布设有线网络的建筑和一个还未布设有线网络的建筑物之间的无线桥接，实现后者接入校园网络。如：某栋楼距离学校主体区域较远，如果通过布光纤的方式连接，成本太大，则可以选择无线桥接的方式，成本抵，容易操作。

4.2.2 开阔区域的覆盖

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无线网络在校园网中的应用

无线AP通过连接放大器和天线完全可以将无线信号覆盖到校园的任何角落。选用室外无线AP，通过天线或者放大器聚集无线信号，使无线覆盖范围更大、更远，穿透能力更强。

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无线网络在校园网中的应用

第五章 无线网络安全

当一个无线局域网组建成功后，最应该关心的还是无线局域网的安全问题。这里所说的安全不是指互联网中黑客带来的威胁，而是无线局域网内数据传输的安全，用户接入访问无线局域网的安全。

5.1 物理安全

在物理安全的管理上除应满足常规的机房安全管理外还需要对设备进行防雷击、信号屏蔽保护等现代信息技术保护。为防止蓝牙设备产生的网络对无线局域网络造成影响，在网络实验室内必须严格禁止蓝牙设备的开启，同时将无线网络接入点放置在金属盒中屏蔽，将天线外置，减少电磁辐射和干扰对关键无线网络设备内部电子器件的损伤。同时应尽可能的减少天线的发射功率，降低用户长时间使用无线网络受到的辐射的影响程度。

5.2 逻辑安全

无线局域网内数据是通过无线链路进行数据传输，有一些非法用户通过截获无线链路中的数据给无线局域网用户带来损失。要解决这一问题，无线局域网必须考虑的安全因素有三个：信息保密、身份验证和访问控制。为了保障无线局域网的安全，主要有以下几种技术：

5.2.1 物理地址(MAC)过滤

每个无线工作站的无线网卡都有唯一的物理地址，类似以太网物理地址。可以在AP中建立允许访问的MAC地址列表，如果AP数量太多，还可以实现所有AP统一的无线网卡MAC地址列表，现在的AP也支持无线网卡MAC地址的集中Radius认证。这种方法要求MAC地址列表必需随时更新，可扩展性差。

5.2.2 服务集标识符(SSID)匹配

对AP设置不同的SSID，无线工作站必须出示正确的SSID才能访问AP，这样就可以允许不同的用户群组接入，并区别限制对资源的访问。

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无线网络在校园网中的应用

5.2.3 有线等效保密(WEP)

有线等效保密协议是由802.11标准定义的，用于在无线局域网中保护链路层数据。WEP使用40位钥匙，采用RSA开发的RC4对称加密算法，在链路层加密数据。WEP加密采用静态的保密密钥，各无线工作站使用相同的密钥访问无线网络。WEP也提供认证功能，当加密机制功能启用，客户端要尝试连接上AP时，AP会发出一个Challenge Packet给客户端，客户端再利用共享密钥将此值加密后送回存取点以进行认证比对，如果正确无误，才能获准存取网络的资源。40位WEP具有很好的互操作性，所有通过Wi-Fi 组织认证的产品都可以实现WEP互操作。现在的WEP也一般支持128位的钥匙，能够提供更高等级的安全加密。

5.2.4 虚拟专用网络(VPN)

VPN(virtual private networking)是指在一个公共的IP网络平台上通过隧道以及加密技术保证专用数据的网络安全性，它主要采用DES、3DES以及AES等技术来保障数据传输的安全。

5.2.5 Wi-Fi保护访问(WPA)

WPA(wi-fi protected access)技术是在2003年正式提出并推行的的一项无线局域网安全技术，将成为代替WEP的无线。 WPA是IEEE 802.11i的一个子集，其核心就是IEEE 802.1x和TKIP(temporal key integrity protocol) 。新一代的加密技术TKIP与WEP一样基于RC4加密算法，且对现有的WEP进行了改进，在现有的WEP加密引擎中增加了密钥细分(每发一个包重新生成一个新的密钥)、消息完整性检查(MIC)、具有序列功能的初始向量、密钥生成和定期更新功能等4种算法，极大地提高了加密安全强度。另外WPA增加了为无线客户端和无线AP提供认证的IEEE 802.1x的RADIUS机制。

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结束语

结 束 语

随着社会经济和教育事业的高速发展，校园无线网络的建设是其中必不可少的一项部署。校园无线网络也是开放教育的一项基础设施，是提高教学，科研和管理水平不可缺少的支撑环境，也是衡量学校教学水平，管理水平的重要标志。校园网络已经成为一种不可代替的获得资源的重要手段，是一个蕴藏着丰富知识的宝藏。在校园网络各区域分别布设无线局域网络以后，教师和学生就可以在这些区域漫游使用，大大增强了网络覆盖能力，更好地为教学服务，对整合教育资源，改变教育模式，提高学校的信息化水平有这巨大的作用，为实现数字化校园建设打好基础。因此，可以说校园无线网络的建设势在必行。

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结束语

致 谢

本毕业设计是在我的导师XX老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。赵艳老师在学业上给我了我精心的指导在此谨向赵艳老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!

最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！

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结束语

参考文献

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