1、无线校园网的设计与优化第 1 页南阳理工学院毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目：无线校园网的设计与优化姓 名：唐 家 辉学 号：64202128 专 业：计算机科学与技术 系 别：计算机科学与技术系指导教师：吴 绍 兴起止日期：2006.22006.6无线校园网的设计与优化第 2 页无线校园网的设计与优化摘 要 目前，WLAN作为有线网络的补充手段，被越来越多的用户所认同和接受。然而，随着WLAN应用的不断普及， WLAN与有线网络融合过程中所遇到的问题也日益凸显。由于这两种标准都是由IEEE组织认证的，因此，架构WLAN和有线网络相融合的统一网络应该是趋势，也是受到关注的话题。通过这个融合网
2、络，用户可以将有线网络中的信息扩展性地利用到WLAN中，将WLAN的便利和有线网络已有的庞大信息结合起来，更加方便地服务于信息化的应用。全文共分为四部分：第一部分包括第一、二章，对无线校园网络的设计进行了可行性分析，并从技术上证明了该设计是可行的。第二部分是第三章，介绍了具体实现该设计的方法、流程和必须掌握的知识。第三部分是第四章，具体介绍了如何管理WLAN及其设备，同时还具体的介绍了如何去实施网络监视和控制。第四部分是第五章，主要总结了本设计的意义，并对设计的不足作了相应的描述。关键词 无线 带宽 漫游 关联无线校园网的设计与优化第 3 页The design of the wireless
3、 campus network with optimizeAbstract Currently, the WLAN conduct and actions the complement means of the wired network is approve by more and more customers and accept. However, apply along with the WLAN of continuously universal, the WLAN and wired network blend process to also highlight increasin
4、gly in the problem meet. Because these two kinds of standards all from the IEEE organization attestation of, therefore, the structure WLAN blends with wired network mutually of unify a network and should be a trend, is also the topic that is pay attention to.Pass this fusion network, the customer ca
5、n expand the information in the wired network sex land utilization use WLAN, putting together the huge information knot that the WLAN convenience have with wired network already, is serve in an information-based application more and expediently.The full text is divided into a four part cent totally:
6、A part includes the first and two chapters, carrying on a viability assessment to the design of the wireless campus network, and proved that design to be viable from the technique.The second part is chapter three, introducing a concrete realization should design of method, process and have to contro
7、l of knowledge.The third part is chapter 4, concrete introduction how manage the WLAN and its equipments, still concretely introduced in the meantime how to go to carry out the network surveillance and control.Four-part cent is chapter 5, mainly tallied up the meaning with this design, and made to c
8、orrespond to the shortage of design of description.Key words： Wireless Bandwidth roaming association无线校园网的设计与优化第 4 页目 录前 言 .51 可行性分析 61.1 无线校园网建设目标 61.2 无线传输技术 .81.2.1 FHSS.81.2.2 DSSS.81.2.3 OFDM91.2.4 MIMO.101.2.5 MIMO+OFDM111.2.6 802.11b2.4 GHz，11 Mbit/s.121.2.7 802.11a5 GHz，54 Mbit/s121.2.8 802.
9、11g2.4 GHz，54 Mbit/s.121.3 802.11b/802.11a/802.11g 技术比较 .121.4 网络设计原则 .152 无线网络设计 .152.1 无线建网技术 .152.2 无线网络拓扑 .172.3 无线设备 212.3.1 接入点（ AP） 212.3.2 无线网桥 .222.3.3 天线 .232.4 无线网络安全 .242.4.1 安全基础 252.4.2 WLAN 安全技术 282.4.3 Cisco 的完整无线安全解决方案 .313.5 站点勘查和安装 .333 无线网络管理 .363.1 全程管理 363.2 安全管理 363.3 无线电和 WLA
10、N 设备管理 373.4 计费管理 394 小 结 .39致谢语 .40参考文献 41附录 .42无线校园网的设计与优化第 5 页无线校园网的设计与优化姓名：唐家辉 学号：64202128 班级：02641前 言随着网络技术的发展和网络产品价格不断的下调，众多高校都开始搭建网络平台，组建自己的校园网络。一个校园网络的组建并不是我们想象中用几个交换机就能实现，它是一项庞大而又复杂的工程，它需要覆盖整个校园，要将校园内的计算机、服务器和其他终端设备连接起来，实现校园内部数据的流通，实现校园网络与互联网络的信息交流，并且它还要涉及到网络的安全，涉及到网络的管理。因此，一个校园网络系统的组建需要从多方
11、面进行考虑。在经历一系列改革后，为了进一步提升自身实力，很多高校都开始改建自己的校园网，大量新教学楼拔地而其，在新建设的建筑大楼中一般都布有网络线，这给校园组网带来了一定的方便。不过还有一部分老式的建筑大楼并没有布网络线，如果我们在这里也使用有线网络，不但会带来布线的麻烦，还会影响建筑大楼的美观。在一所校园内，总有一部分区域是有线网络不能涉及的范围，如果强行布置有线网，后果非常严重。所以，在上面提到的这些地方需要布置无线局域网，才能让整个校园都被网络覆盖。当然我们也不能在一所高校内全部布置无线局域网，毕竟无线局域网的数据传输速度较慢，并不适合一些高带宽业务的处理。因此，一所校园的校园网应该是一
12、个有线、无线网络的有机结合。无线校园网的设计与优化第 6 页1 可行性分析1.1 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 12Mbit/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 TKIPTemporal Key Integrity Protocol,临时密钥完整性协议、MICMessage Integrity Check,消息完整性检查和 802.11x认证等）
13、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： 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。 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。 可管理性诊断工具能够完成 WLAN内
14、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。 开放式体系结构通过遵从 IEEE 802.11a和 802.11g等标准，或者无线校园网的设计与优化第 7 页参加 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。 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
15、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。 成本客户期望每年价格都连续下降 15%到 30%的幅度，而无线的性能和安全性却逐年增加。客户不仅仅关心购买价格，还关心TCO（Total cost of ownership,总拥有成本） ，其中包括安装、管理和维护等成本。1.2 无线传输技术1.2.1 FHSSFHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum，跳频扩频)是一种利用频率捷变（frequency agility）将数据扩展到频谱的 83MHz以上的扩频技术。频率捷变是无线设备在可用的 RF频段内快速改变发送频率的一种能力。FHSS
16、 WLAN使用的频率是 2.4 GHz ISM频段中的 83 MHz。在 FHSS系统中，载波根据伪随机序列来改变频率或跳频。有时它也称为跳码。伪随机序列定义了 FHSS信道。跳码是一个频率的列表，载波以指定的时间间隔跳到该列表中的频率上。发送器使用这个跳频序列来选择它的发射频率。载波在指定的时间（称为停留时间）内保持频率不变。接着，发送器花少量的时间（称为跳时）跳到下一个频率上。当遍历了列表中的所有频率时，发送器就会重新开始并重复这个序列。接收器同步于发送器的跳频序列，使得它在正确的时间里位于正确的频率上。图 1显示了 FHSS框图。无线校园网的设计与优化第 8 页1.2.2 DSSSDSS
17、S(Direct Sequence Spread Spectrum，直序扩频)扩频是将传送信号扩展到比较宽的无线频率中的调制技术。这种技术的基本原理是运用所有信道来产生一个 860 kbit/s的快速信道，或者将信道分成很多小的部分，以产生更多的信道。但是，这些信道的速度较低，例如分成 3个信道的速率为 215 kbit/s；若分成 2个信道，则每个信道的速率为 344 kbit/s。FHSS 以重复的方式使用每个频率一小段时间，而 DSSS始终使用 22MHz宽的频率范围。信号以不同的频率被发射出。每个数据位都变成遍布频率范围的一个分片序列，或者是并行发送的码片字符串；有时它也被成为分码（c
18、hipping code） 。管制机构对所支持的不同速度规定了最小的码片速率。IEEE 802.11使用 11个码片。图 2显示了 DSSS框图。1.2.3 OFDMOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，正交频分多路复用)OFDM的工作原理是将一个高速的数据载波分成若干个低速的子载波，然后并无线校园网的设计与优化第 9 页行地发送这些子载波。每个高速载波的宽度为 20MHz，被分成 52个子信道，每个子信道的宽度为 300 kHz。OFDM 使用其中的 48个子信道来传输数据，余下的4个子信道用于错误纠正。编码的 OFDM（COFDM）
19、由于其编码方案和错误纠正，因而能够更有效地使用频谱。由于载波之间是正交的，因此频谱使用更有效，能够防止相隔较近的载波之间的干扰。OFDM 中的每个子信道都约 300 kHz宽。根据所用数据率的不同，802.11a 使用不同类型的调制技术。802.11a 标准规定所有遵从 802.11a的产品都必须支持 3种基本数据率：BPSK（每个信道编码 125 kbit/s的数据数据率可达 6000 kbit/s或 6 Mbit/s） 、QPSK（每个信道最多编码 250 kbit/s的数据，数据率可达 12 Mbit/s）和 16QAM（每个赫兹编码4位，数据率可达 24 Mbit/s） 。802.11
20、a 标准还允许厂商将调制方案扩展到超过 24 Mbit/s。通过使用 64QAM可以实现 54 Mbit/s的数据率，这种调制技术每个周期可以编码 8或 10位，因而每个 300 kHz的信道的数据率最高可达1.125 Mbit/s。总共使用了 48个这样的信道，数据率合起来为 54 Mbit/s。但每个周期编码的数据位越多，则信号越容易受到干扰和衰减的影响，最终会减少传输距离。802.11g 将 OFDM和 CCK定义为两种必需的调制技术。同时它也支持两种可选的调制技术，即 CCK-OFDM和分组二进制卷积码（PBCC） 。图 3显示了 OFDM框图。1.2.4 MIMOMIMO（Multi
21、ple-Input Multiple-Output，多入多出）技术是指在发无线校园网的设计与优化第 10 页射端和接收端，分别使用多个发射天线和接收天线。传统的通信系统是单进单出 SISO（Single-Input Single-Output）系统，基于发射分集和接收分集的多进单出 MISO（Multiple-Input Single-Output）方式、单进多出SIMO（Single-Input Multiple-Output）方式也是 MIMO的一部分。 利用 MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。 目前，MIMO 技术领域，另一个研究热点就是空时编码。常
22、见的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是，利用空间和时间上的编码，实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。 MIMO天线阵列，是一种开环的 MIMO技术，M 个发送天线，使用编码重用技术，将同样码集的每个码重复使用 M次,每个码用来调制不同的数据子流，这样在不增加码资源的基础上，提高了原始数据的传输速率。 为了分辨 M个数据子流，在接收端，需要使用多天线和空间信号处理。MIMO是一种能使 HSDPA增加容量、提高峰值速率的技术，但受限于物理信道模型，会增加射频的复杂性，是 HSDPA进一步发展的技术。 MIMO解调解扩接收机主要分 2个部分，一是空时 RAKE接收机，主要功
23、能是分离不同的扩频码扩频的信号，合并多径信号；二是 VBLAST，即对垂直空时码进行译码,分离出不同天线发送的空间叠加信号。 为充分利用 MIMO信道的容量，人们提出了不同的空时处理方案。贝尔实验室的 Foschini等人，提出了一种分层空时结构(BLAST：Bell Laboratories Layered Space-Time)，它将信源数据分成几个子数据流，独立进行编码/调制。AT&T的 Tarokh等人在发射延迟分集的基础上，正式提出了基于发射分集的空时编码。同时，Alamouti 提出了一种简单的发送分集方案，Tarokh 等把它进一步推广，提出了空时分组编码。由于它具有很低的译码复
24、杂度，因而，可以尽早应用于 WLAN中。图 4显示了 MIMO框图。无线校园网的设计与优化第 11 页1.2.5 MIMO+OFDMMIMO+OFDM技术MIMO+OFDM 技术通过在 OFDM传输系统中，采用阵列天线实现空间分集，以提高信号质量，是 OFDM与 MIMO相结合而产生的一种新技术。它采用了时间、频率和空间三种分集技术，使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加。MIMO 和 OFDM 技术在各自的领域，都发挥了巨大的作用，将二者相结合并应用到下一代无线局域网中，正在成为无线通信的一个研究热点。1.2.6 802.11b2.4 GHz，11 Mbit/s802.11b采用 2.4
25、GHz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。1.2.7 802.11a5 GHz，54 Mbit/s802.11a是应用于无线局域网的 802.11规范族中的一个规范，主要用在接无线校园网的设计与优化第 12 页入式集线器中，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 5.72
26、5GHz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。1.2.8 802.11g2.4 GHz，54 Mbit/s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
27、。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。1.3 802.11b/802.11a/802.11g 技术比较802.11b 力不从心提及 802.11b的最大缺点，想必大部分人都会对其速度略有微词。虽然11Mbps（实际值为 550600kB/s）的传输速率对大多数宽带用户的接入速度来说已经足够，但该性
28、能指标却不能满足日益增长的宽带网络的需求。即便是个人用户，目前国内不少家庭的宽带接入速度也已超过 1MB/s，无论 80211b 如何改进，它已呈现出力不从心的态势。80211a 稍逊一筹从另一个角度来看，WLAN 的应用也不仅仅是满足于客户端计算机的Internet接入。出于无线局域网“无线” 的特性，许多个人及商业用户均希望将其相应的“家庭局域网 ”和 “公司局域网”通过无线来组建，从而实现大容量数据的无线传输，此时相比有线局域网，WLAN 的速度瓶颈则更加相形见绌。再加上无线校园网的设计与优化第 13 页早期 802.11b标准的安全性问题，注定了它与主流应用的无缘。作为 802.11b
29、的继承者，802.11a 和 802.11g均具备优秀的素质。首先，它们都是经 IEEE（电子与电气工程师协会）批准的无线局域网规范，标准的确立也就意味着厂商们的认可和支持；其次，它们都拥有高达 54Mbps的传输速度（实际传输速率可达 3MB/s之多） ，非常接近传统 100M有线局域网传输速率的一半，如此一来，大容量数据传输便得到了一定的解决；最后在安全性上，802.11a和 802.11g较 802.11b也要更胜一筹。然而在目前的市场上，很少看见有基于 802.11a标准的无线网络产品。特别是随着 Intel Dothan处理器的发布，主流高端笔记本电脑上几乎清一色地配备了 Intel
30、 Pro 2200 b/g无线网卡，主流无线 AP也大多为 802.11b/g规范，是什么原因让 802.11a标准受到市场的冷落？802.11g 与 802.11a一样拥有 54Mbps的传输速率。其中 802.11a在信道可用性方面更具优势。这是因为 802.11a工作在更加宽松的 5GHz频段，拥有 12条非重叠信道。而 802.11g只有 11条（802.11b 同为 11条） ，并且只有 3条是非重叠信道（信道 1、信道 6、信道 11） 。因此 802.11g在协调邻近接入点的特性上不如 802.11a。由于 802.11a的 12条非重叠信道能给接入点提供更多的选择，因此它能有效
31、降低各信道之间的“冲突” 问题；此外， 802.11a独特的 5GHz工作频段也在抗干扰性上优于 802.11b/g，因为在日常生活中，许多电子设备都是基于 2.4GHz频段工作的，这正好与 802.11b/g的工作频段相同并产生冲突（举个例子，如果你的家中同时安装有无线局域网和无绳电话，那么当你使用无绳电话时便会发现通话效果时好时坏，这就是典型的干扰问题） ，如蓝牙设备、微波炉等。5GHz 工作频段具有 2.4GHz无法比拟的抗干扰优势，但同时也预示了802.11a的灭亡。由于频段较高，使得 802.11a的传输距离大打折扣。以往802.11b无线 AP的覆盖范围为 80100米（室内） ，
32、而 802.11a仅有 30米左右。5GHz频段的电磁波在遭遇墙壁、地板、家具等障碍物时的反射与衍射效果均不如 2.4GHz频段的电磁波好，因而造成 802.11a覆盖范围偏小的缺陷；其次，由于设计复杂，基于 802.11a标准的无线产品的成本要比 802.11b高的多。据一份市场调查显示，802.11a 产品的售价至少比 802.11b高出四倍以上，在价格无线校园网的设计与优化第 14 页敏感的前提下，它很难替代已成主流的 802.11b；最后就是 802.11a致命的兼容性问题，其独特的 5GHz频段无法与 802.11b兼容，要知道目前全球有几千万个采用 802.11b标准的无线局域网，
33、如果从现有的 802.11b网络过渡到802.11a，光是更换无线 AP的费用就十分可观，更不用提数量更为庞大的无线网卡了。尽管后来厂商们考虑到兼容性问题，将产品做成了 802.11a/b双频、甚至 802.11a/b/g三频模式，但也改变不了成本过高、802.11a 大势已去的现状，在 2002年几千万颗 Wi-Fi产品的芯片出货量中，只有不到 10万颗是基于802.11a标准。802.11g 市场展望市场对 802.11a的怀疑，让 802.11g迅速成为厂商们追捧的对象。和802.11a相比，802.11g 在提供了同样 54Mbps的高速下，采用了与 802.11b相同的 2.4GHz
34、频段，因而解决了升级后的兼容性问题。同时 802.11g也继承了802.11b覆盖范围广的优点，其价格也相对较低。当用户过渡到“g 网” 时，只需购买相应的无线 AP即可，而原有的 802.11b无线网卡则可继续使用，灵活性较802.11a要强得多。802.11a 已渐渐淡出市场，但它不会完全消失，至少在更新、更强、优点更出众的标准问世之前不会被市场完全抛弃。随着 WLAN在无线语音传输和矿山、医院等领域应用，其抗干扰性强和多信道的设计仍是 802.11b/g所望尘莫及的。因此有理由相信在未来的一段时间内，802.11a、802.11b、802.11g 可能还会三足鼎立（虽然 802.11a在
35、市场份额上可能表现未必会很理想） 。1.4 网络设计原则 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，不不设计成华而不实的网络，也不设计成利用率低下的网络，要以实用性的原则要求为依据，建设具有最低 TCO（拥有的总成本最低） 、最高性价比的 WLAN。 先进性采用先进成熟的网络概念、技术、方法与设备，既反映当今无线校园网的设计与优化第 15 页先进水平，有给未来的发展留有余地。 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。 可扩充系统是一个逐步发展的应用环境，在系统结构、产品系统、系统容量与
36、处理能力等方面必须具有升级换代的可能，这种扩充不仅能充分保护原有资源，而且具有较高的性能价格比。 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，使系统具有极高的可维护性。 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。2 无线网络设计2.1 无线建网技术无线通信中的一个基本问题是介质共享大气层。如何使两个或更多个用户访问同一个介质而不会引起冲突？此外，带宽直接受到访问介质的用户数量的影响。在有线网络中，使用快速的集线器或迁移到交换式网络可以很容易地增加带宽。而在无线网络中，增加带宽的最佳方法是增加覆盖单元
37、的数量并降低覆盖单元的覆盖范围。这样每个 AP就可以分担少量的用户。与此类似，某些厂商开发出了无线交换机 “阵列” ，它可以同时发送多个定向的波束。另一种策略是混合使用 2.4 GHz和 5GHz的设备。本次无线局域网络设计环境是整个校园，设计时使用了无线双频（2.4 GHz和 5GHz）设备阵列，极大的增加了可用带宽，同时还设计将一定面积的区域划分为一个 VLAN，整个校园将按照实际需求划分为多个 VLAN ，设计时每个 VLAN将容纳至少 30个用户。同时要求公共区域必须有网络的覆盖，基于接入点的带宽共享机制，根据无线网络设计普遍适用于 802.11a及 802.11g网络的有效经无线校园
38、网的设计与优化第 16 页验法则，是为每位用户 4Mbps带宽，可以提供与用户在有线局域网上相同的使用感受。适用于 802.11b网络的经验法则是为每为用户分配 1Mbps带宽，这可以提供类似与宽带 ADSL连接类似的用户使用感受（但 802.11b标准已经无法适应校园网络的应用需求，因此本次设计主要采用 802.11a/g标准） 。因此如果要实现每间教室 30人以上同时上网的性能需求，则要为每间教室分配至少 120M的带宽。由于电脑机房用户密度较大、信号传输环境很差，因此设计较小的蜂窝即接入点采用定向天线进行无线覆盖，仅为保证漫游需求在两房间交界处采用全向天线，接入方式上可以选择固定台式计算
39、机接入、远程接入与移动笔记本接入的方式。每台路由器大约能带动的用户上限为 32左右，因此，四台无线路由器可以充分满足一间教室 50人同时访问网络的需求，将信号功率上适当减小，具体数值需专业设备进行检测，将无线漫游及信号中继的功能完全转移到路由器及交换机上，最大限度的减少网络实验室区域内的无线辐射，同时可实现网络的轻松维护、控制与管理。在网络的灵活性设计上采用了最先进的以太网供电系统，全面的实现了工作区域的按需规划的目标。小带宽的分配可以采用配线板设计，根据需要灵活分配带宽，并冗余设计网络信息插座。根据无线局域网的工作原理，在多个子频道同时工作的情况下，为保证频道之间不相互干扰，要求两个频道的中
40、心频率间隔不能低于 25MHz 。在一个蜂窝区(Cell) 内，直序扩频技术最多可以提供 4个不重叠的频道同时工作。因此在配置时将位于每层楼楼道内的 5个无线接入逻辑点的工作子频道分别设为：1 频道、6 频道和 11频道。当用户感觉到有线网络性能下降的时候，也可以选择禁用有线连接，通过配置使用无线 USB网卡接入同时存在的无线网络。或申请在子层无线路由器的交换机端口内扩展接入无线接入点。无线局域网络使用 DMZ主机、透明代理、链路聚合、数据备份、VLAN 划分等方式进行网络容错与安全保护。无线局域网络使用扩展星型拓扑结构，支持目前和将来各种无线网络应用与网络扩展。在干扰避免上，选择蓝牙数据包类
41、型改变、频率分离、模式切换等方法解决蓝牙网络与无线局域网信号的冲突与传输频率的干扰。无线校园网的设计与优化第 17 页2.2 无线网络拓扑校园 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
42、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。下图为学校至 2005 年年底的整体网络拓扑图。无线校园网的设计与优化第 18 页WLAN 是访问层元素或者产品。WLAN 可以分为两种：建筑物内部的无线LAN 和建筑物之间的无线桥接。图 6 显示了两个建筑物之间的无线桥接。无线校园网的设计与优化第 19 页无线校园网络建设完成后，学校的网络将实现校内随时随地都可以连接校园网络。由于建成后的校园网络规模十分庞大，其网络拓扑结构也非常复杂，在这里并没有详细勾勒出每个细节，只是把校园网络的基本结构勾画出来。下图是一个校园网的基本网络拓扑：校园网的无线部分主要是
43、针对一些老式的大楼，图书馆、宿舍和会议室等不能布线的地方而设计，这一部分的网络产品主要以无线 AP 为主。下图为校园无线网络的基本拓扑。无线校园网的设计与优化第 20 页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
44、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。由于无线 AP 安置的地点一般都在高处，而且比较空旷，所以无线 AP 的防雷措施也要考虑。在大型会议室内，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。大型会议室组建无线局域网有一个特点，在大型会议室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会议室
45、内。在这里要考虑一件事情，一个大型会议室内如果召开会议，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，可在这无线校园网的设计与优化第 21 页里多增加无线 AP。相信大家清楚，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，只要将会议室内的无线AP 设置为各自不同的频道，就不会造成信号覆盖重叠。2.3 无线设备2.3.1接入点（AP）
46、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： 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
47、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。 备用该特性允许作为另一个的备份，以提供不中断的连无线校园网的设计与优化第 22 页接。 用于国际游客的 World 模式全世界不同地区的频率管
48、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，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。2.3.2 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
49、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图 2 点对多点无线网桥解决方案 无线校园网的设计与优化第 23 页2.3.3天线天线为无线系统带来了个特性： 增益它是一个功率增加的度量标准。它指天线在指定方向上发射功率的集中程度。任何天线的增益在本质上都是对天线将辐射的 RF 能量集中于特定方向的一种度量。根据选用的参考点的不同，测定增益的方法也不相同。 方向它是指发射模式的形态。 极化它是实际发射 RF 能量的天线上分子的物理排列方向。它是无线信号传播的物理现象。它指的是电磁波在空间移动时所形成的电场的排列方向。其基本的准则如下：(1)对于
