校园无线局域网.doc
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1、广 东 交 通 职 业 技 术 学 院 毕业设计(论文)题目名称广东交通职业技术学院校园无线网规划与设计开题日期2011 年10 月9 日设计期限2011 年12 月9 日起2012 年4 月1 日止答辩日期2012 年4 月6 日院 系 计算机网络工程系 指导教师 黄君羡 学生姓名杨家南 梁兴华 杨建文 广东交通职业技术学院校园无线网规划与设计摘 要 无线局域网是wlan(Wireless Local Area Networks)的简称,它利用射频(Radio Frequency; RF)的技术,取代旧式布线较为麻烦的双绞铜线所构成的局域网络,使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它
2、,让用户用无线的方式连接上网络。从而实现信息随身化的较为理想的境界,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。采用无线传输媒体如无线电波、红外线等的网络。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。目前主流应用的无线网络分为GPRS手机无线网络上网和无线局域网两种方式。GPRS手机上网方式,是一种借助移动电话网络接入Internet的无线上网方式,因此只要你所在城市开通了GPRS上
3、网业务,你在任何一个角落都可以通过笔记本电脑来上网关键字:无线,局域网,校园,安全目录摘 要2一无线局域网的概述41.无线局域网的服务功能42.无线局域网建设目标53.设计原则64.无线网络的种类75.无线网络的主流协议7二无线设备类型91.无线网卡92.无线网桥103.无线天线114.无线AP115.无线宽带路由器12三网络系统设计121.校园网络拓扑设计122.无线校园网IP规划143.校园有线网络地址分配方案144.校园无线网络地址分配方案17四无线设备的选择201.选择AP设置点的原则282.AP位置确定283.信道规划28五网络应用系统平台设计291.网络应用服务器的配置292.FT
4、P服务器的作用与配置293.WEB服务器的作用与配置304.MAIL服务器的作用与配置305.DNS服务器的作用与配置316.DHCP服务器的作用与配置317.网络安全配置32六、设备与工程费用32参考文献:34一无线局域网的概述无线局域网(WLAN)技术于20世纪90年代逐步成熟并投入商用,既可以作传统有线网络的延伸,在某些环境也可以替代传统的有线网络。无线局域网具有以下显著特点: 简易性:WLAN网桥传输系统的安装快速简单,可极大的减少敷设管道及布线等繁琐工作; 灵活性:无线技术使得WLAN设备可以灵活的进行安装并调整位置,使无线网络达到有线网络不易覆盖的区域; 综合成本较低:一方面WLA
5、N网络减少了布线的费用,另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网技术可以更好地保护已有投资。同时,由于WLAN技术本身就是面向数据通信领域的IP传输技术,因此可直接通过百兆自适应网口和企业、学校内部Intranet相连,从体系结构上节省了协议转换器等相关设备; 扩展能力强:WLAN网桥系统支持多种拓扑结构及平滑扩容,可以十分容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统;1.无线局域网的服务功能通过无线校园网络覆盖,信号可覆盖整个学校。为广大师生提供了一个更为有效的网络互动平台,加强了学习生活的交流,同时为学生在教室内的自习提供一个方便的查询资料的网络环境。只要教师拥有一部上网本
6、,就可以很方便地把它拿到教室或实验室或室外进行教学和演示;或者可以让学生们用它来就地查阅网上资料或递交电子文档的作业等。这样的带无线网络的教学上网本可以在整个校园内移动,其网络连接都不会中断,使得整个学校都有无线网络的覆盖。同时,师生也可以通过无线局域网连接到外部网络,实现网络浏览,视频观看等活动,充分利用互联网上的资源,拓展视野。2.无线局域网建设目标总体建设目标1利用无线网络技术进一步扩展校园网的覆盖范围,使全校师生能够随时随地、方便高效地使用校园网络;2促进教学和科研发展,进一步拓展研究空间;3提升校园网络环境,提高管理水平和效率,推动学校信息化建设;覆盖部分原来没有有线网的空间4由于本
7、工程是在校园有线网的基础上加以无线扩充(即采用AP将无线网络不近接入到有线网络);具体实施目标 侧重实际应用,覆盖校园内部分区域,为教学和学习生活提供切实可用的无线网络环境; 采取通行的网络协议标准:目前无线局域网普遍采用802.11系列标准,因此校园无线局域网将主要支持802.11g(54M带宽)标准以提供可供实际应用的相对稳定的网络通讯服务,同时兼顾多种类型应用和将来的投资保护,需要同时支持801.11a,802.11b,实现双频三模技术; 全面的无线网络支撑系统(包括无线网管、无线安全,无线计费等),以避免无线设备及软件之间的不兼容性或网络管理的混乱而导致的问题; 保证网络访问的安全性;
8、 采用非独立型的无线网络结构选型; 覆盖范围要求I. 有线网络无法接入的室外场所:校园内一些场所很难实现网络有线接入,采用无线方式可以实现覆盖大范围室外空间的无线网络接入。本次建设主要包括各宿舍及教学楼附近空地等。II. 有线网络使用不便或受限的室内空间:校园内一些室内场所空间较大,会产生许多人同时接入网络的需求,采用有线的方式只能提供少量接口,不能满足要求。用无线网络覆盖来解决相当数量的移动设备同时访问网络的问题。主要包括图书馆、主楼、各教学楼等; 安全、认证、计费和管理要求要与现有的计费系统对接,实现针对用户计费、管理、控制功能; 校园无线网网络结构要求:无线接入所需布设的AP通过校园网的
9、汇聚层设备接入到校园网中,在汇聚层都提供相应的接口给无线网线,在接入层设备要在方案中进行描述。 工程布线和安装要求:I. 室内部分:定好较为开阔位置,将网线和电源线走暗线敷设到位;挂在墙上,可利用设备本身自带的安装附件进行安装;如果需要遮蔽,则需要定制非金属安装盒;如果是挂在天花板上,则根据天花板的情况而定,若天花板是非金属结构,可以固定在天花板内。安装过程中应充分考虑防盗问题。II. 室外部分:根据设备位置有两种布线方式。如果AP设备放置在楼顶,则需要走网线和电源线;如果AP设备放置在室内,天线放置在室外,则需要走天线馈线。这两种方式馈线都需走铁管,贴防水胶方式处理,安装过程中应充分考虑防盗
10、。III. 供电部分:AP的供电可采用POE方式由接入的网络设备进行供电(无需本地供电)。 产品能力要求要求:I. 产品支持AES、WEP加密等安全标准;II. 漫游切换;III. 支撑QOS能力3.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,不设计成华而不实的无线网络,也不设计成利用率低下的网络,我们以实用性的原则要求为依据,有最高的性价比的校园无线局域网络。先进性:采用当前较为流行的无线技术和先进的无线设备,保证网络能适应技术的快速发展。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
11、损失。开放性:选择的产品应具有好的互操作性和可移植性,并符合相关的国际标准和工业标准;无论发生任何变化,均能够最大可能性的开放标准。可扩充性: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;可维护性: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。4.无线网络的种类无线网络又分为三种,无线个人网、无线局域网、无线城域网。无线个人网无
12、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,ZigBee也提供了无线个人网的应用平台。无线局域网在当今各种无线局域网技术交织的战国时代,WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放,但IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。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。5.无线网络的主流协议802.11:是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。目前,3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。
13、由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。IEEE 802.11a:使用5GHz频段,传输速度54Mbps,与802.11b不兼容802.11a的传输技术为多载波调制技术。802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线联网标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带,物理层速率可达54Mb/s,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个
14、用户,每个用户可带多个用户终端。IEEE 802.11b:使用2.4GHz频段,传输速度11Mbps IEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps,比两年前刚批准的IEEE 802.11标准快5倍,扩大了无线局域网的应用领域。另外,也可根据实际情况采用5.5Mbps、2 Mbps和1 Mbps带宽,实际的工作速度在5Mb/s左右,与普通的10Base-T规格有线局域网几乎是处于同一水平。作为公司内部的设施,可以基本满足使用要求。IEEE 802.11b使用的是开放的2.4GB频段,不需要申请就可使用。既可作为对有线网络的补充,也可独立组网,从而使网络用户摆脱网线的束缚,实现真正
15、意义上的移动应用。IEEE 802.11g :使用2.4GHz频段,传输速度54Mbps,可向下兼容 802.11b在24GHz频段使用正交频分复用(OFDM)调制技术,使数据传输速率提高到20Mbit/s以上;能够与IEEE802.11的Wi-Fi系统互联互通,可共存于同一AP的网络里,从而保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑地向高速WLAN过渡,延长了IEEE80211b产品的使用寿命,降低了用户的投资。2003年7月IEEE802.11工作组批准了IEEE802.11草案,该标准成为人们关注的新焦点。目前IEEE 802.11b最常用,但IEEE 802.11g更具下一代标准
16、的实力802.11n:IEEE802.11n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802.11 g标准兼容。802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准,但采用 MIMO OFDM技术的厂商已经很多,包括DLink,Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel
17、等等,产品包括无线网卡、无线路由器等,而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。为了实现高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平,802.11任务组N(TGn)应运而生。二无线设备类型在无线局域网里,常见的设备有无线网卡、无线网桥、无线天线等。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,支持热插播,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
18、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.无线网桥从作用上来理解无线网桥,它可以用于连接两个或多个独立的网络段,这些独立的网络段通常位于不同的建筑内,相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。同时,根据协议不同,无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11G以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。无线网桥有三种工作方式,点对点,点对多点,中继连接。特别适用于城市中的远距离通讯在无高大障碍(山峰或建筑)的条件下,一对速
19、组网和野外作业的临时组网。其作用距离取决于环境和天线,现7km的点对点微波互连。一对27dbi的定向天线可以实现10km的点对点微波互连。12dbi的定向天线可以实现2km的点对点微波互连;一对只实现到链路层功能的无线网桥是透明网桥,而具有路由等网络层功能、在网络24dbi的定向天线可以实层实现异种网络互联的设备叫无线路由器,也可作为第三层网桥使用。无线网桥通常是用于室外,主要用于连接两个网络,使用无线网桥不可能只使用一个,必需两个以上,而AP可以单独使用。无线网桥功率大,传输距离远(最大可达约50km),抗干扰能力强等,不自带天线,一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。3.无线天线当计算
20、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,有常见的吸顶天线;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。4.无线AP无线AP(Access Point)即无线接入点,它是用于无线网络的无线交换机,也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点,主要用于宽带家庭
21、、大楼内部以及园区内部,典型距离覆盖几十米至上百米,目前主要技术为802.11系列。大多数无线AP还带有接入点客户端模式(AP client),可以和其它AP进行无线连接,延展网络的覆盖范围。它的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来,经过AP产品的编译,将电信号转换成为无线电信号发送出来,形成无线网的覆盖。因此,作为无线网络中重要的环节无线接入点、无线网关也就是无线AP,它的作用其实就类似于我们常用的有线网络中的集线器。在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多,所有AP通过以太网连接起来并连到独立的5.无线宽带路由器无线宽带路由器(Wireless Router)就是带有无线覆盖
22、功能的路由器,它主要应用于用户上网和无线覆盖。无线宽带路由器好比将单纯性无线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。三网络系统设计1.校园网络拓扑设计根据校园网络项目,我们应该充分考虑学校的实际情况,注重设备选型的性能价格比,采用成熟可靠的技术,为学校设计成一个技术先进、灵活可用、性能优秀、可升级扩展的校园网络。考虑到学校的中长期发展规划,在网络结
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