18校园无线局域网的设计方案

内容摘要校园网已经成为校园生活的重要组成部分，成为教师和学生获取资源和信息的主要途径之一。目前多数校园网均是建立在有线网络基础之上，随着信息技术的飞速发展，“随时随地获取信息”已成为广大师生们的新需求。但是，传统的有线校园网存在着诸多“网络盲点”，比如在图书馆、大型会议室、体育馆等许多不宜网络布线的场馆设施如何联网？在教室、实验室等场合如何突破网络节点限制、实现多人同时上网的问题？随着无线技术的迅速发展，无线技术在各行各业得到广泛的应用。从应用需求方面考虑，无线网络很适合学校的一些不易于网络布线的场所应用。本文介绍了校园无线局域网的应用需求，以及校园无线局域网的设计思路。对校园无线局域网作出了物理和逻辑上的设计。该设计方案既考虑了无线技术本身的特点，同时也考虑了校园网的应用和日后的升级需求。是一个可以灵活部署、易于扩展、高性价比的校园无线局域网设计。关键词无线技术局域网IEEE802.11校园网目录第一章WLAN在校园的应用概述...............................................................1第二章校园网WLAN应用需求..................................................................1第三章校园网WLAN设计思想..................................................................33.1校园网WLAN设计原则..........................................33.2校园网WLAN设计思想..........................................4第四章校园网WLAN建设方案..................................................................44.1物理设计.....................................................44.2有线部分物理独立组网.........................................64.3无线覆盖方案.................................................74.3.1覆盖区域...............................................74.3.2设计指标、原则及覆盖方式...............................74.3.3室内覆盖...............................................84.3.4室外覆盖..............................................114.4逻辑设计....................................................144.4.1SSID和VLAN...........................................144.4.2地址和路由............................................164.4.2.1无线用户接入地址和路由规划...............................................164.4.2.2无线网络地址和路由规划.......................................................164.4.2.3IPv6规划考虑..........................................................................174.4.2.4认证和计费...............................................................................19第五章解决方案的设计亮点..................................................................205.1高性能的IPv6和IPv4无线接入................................205.2基于个人用户的运营管理......................................205.3支持数据、语音等多种业务，有其它智能业务扩展能力............205.4满足校园特点的安全和可靠性..................................215.5满足生产、运营网络要求的运维和管理..........................215.6支持用户全网漫游............................................215.7灵活部署、易于扩展、高性价比................................22校园无线局域网的设计方案1第一章WLAN在校园的应用概述校园网已经成为校园生活的重要组成部分，成为教师和学生获取资源和信息的主要途径之一，它把学校中的学生、院系和社交、学术、业务活动的行政人员紧密地联系在一起，在高校教育中的作用与地位日益显著。经过这些年有线网络建设、运行、维护，从实践结果来看，由于目前网络是“有线”的，所以在有些应用领域会出现困难。例如，很多高校只是在部分区域接通了网络，而不能顾及所有区域，布置了网线的教室、图书馆数量有限；有些高校经费比较紧张，很难投入较大的财力来铺设光缆；有些高校的建筑物具有一定的历史意义，不适合钻孔布线；有些高校由多个校区组成，校区之间联网成本较高，等等。随着信息技术的飞速发展，教师和学生对高校校园网的依赖性相当之高，“随时随地获取信息”已成为广大师生们的新需求。但是，传统的有线校园网存在着诸多“网络盲点”，比如在图书馆、大型会议室、体育馆等许多不宜网络布线的场馆设施如何联网？在教室、实验室等场合如何突破网络节点限制、实现多人同时上网的问题？从应用需求方面考虑，无线网络很适合学校的一些不易于网络布线的场所应用。现在如何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？想象一下，当学生们放完暑假返回校园，惊奇地发现自己的笔记本电脑在学校任何地方都可以上网时的那份欣喜若狂……现在这已经是一些学校的现实。第二章校园网WLAN应用需求高性能的IPv6和IPv4无线接入中国下一代互联网项目（CNGI）正在顺利展开，基于纯IPv6的骨干网在CERNET已经建设完成并可以提供接入服务。现在建设高校无线网络，除了要考虑对现有IPv4网络终端的无线接入，满足当前高校师生对无线网络的需求外；又要支持高性能的IPv6的用户接入，以适应网络发展趋势，并保护网络投资。校园无线局域网的设计方案2基于个人用户的运营管理无线网络系统需要支持运营管理功能，能够根据单个用户实现用户管理，包括：认证、计费、安全控制、QoS控制等。支持数据、语音等多种业务，有其它智能业务扩展能力校园无线网络在支持数据转发的同时，应该是真正为语音业务优化的无线设计，包括一体化的IP电话解决方案，通过新技术延长客户端待机时间，实现室内外语音不中断的安全漫游。为学校提供内部话音的无缝覆盖，以提高学校办公效率和教学质量。为保证无线话音的质量，要求无线网络具有良好的QoS控制机制，包括无线话音呼叫控制等手段。无线网络还应该支持其他智能业务的扩展，如支持精准的无线物理定位、无线视频等。满足校园特点的安全和可靠性校园无线网的目标是建设一个收费的、可运营网络，这样的定位对可靠性、安全、加密和非授权用户的控制提出了更明确的要求：支持精确的无线入侵、射频干扰、非法AP定位和隔离。冗余的中央服务控制保证校园复杂接入环境的安全无线接入。独特的访客隔离机制，保证跨校园漫游用户与校园网用户的隔离。同时支持端到端的网络可靠性保证技术。满足生产、运营网络要求的运维和管理校园无线网络规模大、环境复杂，因此无线网络系统应该支持高效的运营网络级的管理功能，方便未来无线网络的运维管理。室内、室外、Mesh系统一体化控制：所有AP均工作在同一Controller群组(cluster)管理下，可在全网范围内实现无缝漫游、设备定位、自动射频管理和安全控制。可分级的一体化网络管理系统：有线、无线网络管理相结合，集中与分布式管理相结合，为运营维护提供高效率和低成本。支持用户全网漫游校园无线局域网的设计方案3校园无线网络应支持用户全网快速、安全、无缝漫游，保证用户在园区移动过程中可以保证IP地址不变、网络连接不间断、应用会话不间断，从而保证用户网络应用在移动中的不间断性。灵活部署、易于扩展、高性价比为方便校园网络的部署和未来维护的方便性，校园无线网络应具有灵活部署、易于扩展的特性，支持无线接入点的即插即用功能。当然，校园无线网络要具有良好的性价比。第三章校园网WLAN设计思想3.1校园网WLAN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，建设具有最低的TCO（拥有的总成本最低），有最高的性价比的校园无线局域网络。先进性：采用先进成熟的网络概念、技术、方法与设备，反映当今先进水平，又给未来的发展留有余地；充分采用目前国际、国内流行和成熟的技术，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。校园无线局域网的设计方案43.2校园网WLAN设计思想建议校园网WLAN采用思科公司集中管理架构下的“瘦AP”无线网络架构，以保证无线网络可管理性、安全性、QoS、无缝漫游等功能需求，尤其是方便未来的运维管理。建议网络部署应该结合高校的实际情况，采用室内、室外多种无线接入方式相结合的方式，以满足高校楼宇多、广场多的特点。如在必要的时候采用室外MeshWLAN技术通过无线回传技术解决有线网络传输距离的合布线难度的问题。同时由于采用室内、外多种无线接入手段在满足无线覆盖的前提下，可以节省无线接入点的数量，从而提高无线网络的性价比。校园无线网络在满足现有网络应用的同时，保证对未来网络技术和应用的支持，如IPv6、无线话音、无线视频、组播等技术的支持，以满足高校教学和科研的要求。为满足高校网络的安全性，建议校园无线网络采用独立的有线网络系统实现无线接入点的互联，同时本次无线网络在满足用户接入安全认证、加密的同时，支持无线射频的安全防护功能。第四章校园网WLAN建设方案4.1物理设计在目前的校园网环境下，借助于Cisco的瘦AP架构（专业叫法为“轻量型AP”模式），可以在现有校园有线网络的基础上建立逻辑独立的无线网络。由于前端的无线AP运行在LWAPP模式，通常模式下所有无线数据及控制流量均交由无线控制器来处理（在特殊应用场合可以通过Cisco提供的H-REAP功能将某些SSID的流量终结在本地VLAN），因此借用现有校园网的交换机/路由器组成集中控制管理的“覆盖式”（Overlay）无线网络，是比