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無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用研究論文
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的生活，尤其是在高校中的應(yīng)用比較廣泛而校園網(wǎng)絡(luò)是為了滿足師生的各種需求，將各種網(wǎng)絡(luò)科學(xué)進(jìn)行融合和綜合，形成的一種比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)目前，由于校園對于網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高，無線網(wǎng)絡(luò)就為校園提供了更多的便捷，補(bǔ)充和完善有線網(wǎng)絡(luò)的不足，有效的滿足了師生的需求，為校園提供了優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
1無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述
1.1無線局域網(wǎng)的概念
無線局域網(wǎng)是由計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一種新的技術(shù)，它的網(wǎng)絡(luò)訪問形式是通過無線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)它可以在普通局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過無線Huh、無線網(wǎng)橋、無線Modem或者無線網(wǎng)片等來實(shí)現(xiàn)，目前比較常用的是無線網(wǎng)片無線局域網(wǎng)中經(jīng)常使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制定的802.11標(biāo)準(zhǔn)，它包括802.11a , 802.11b ,802.11g和IEEE802.11n ,另外經(jīng)常采用的標(biāo)準(zhǔn)還有藍(lán)牙、HiperLAN以及HomeRF等其中802.118是在2003年發(fā)布的，與802.11b相比，傳輸速度更加快，可達(dá)到54M ,覆蓋范圍也更加廣，而且可以與802.11g兼容，因此，802.118的應(yīng)用范圍更加廣泛，目前已經(jīng)被普遍認(rèn)可并投入使用，而且在通信速度上可以充分滿足語音、數(shù)據(jù)以及圖像傳輸?shù)男枨蟆?/p>
1.2無線局域網(wǎng)的組成
目前使用的802.118標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)主要由無線網(wǎng)片、無線接入點(diǎn)、計(jì)算機(jī)以及相關(guān)設(shè)備構(gòu)成，將這個(gè)無線局域網(wǎng)系統(tǒng)分割成各個(gè)小的單元，每一個(gè)單元叫做基本服務(wù)組，即BSS,一個(gè)無線局域網(wǎng)可以由一個(gè)單元構(gòu)成，也可以由多個(gè)單元構(gòu)成，但是通常情況下，是包含多個(gè)單元的，其中，無線接入點(diǎn)，即AP主要是將WLAN與LAN連接起來，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)單元的無縫連接當(dāng)無線局域網(wǎng)中的每個(gè)單元通過AP與有線骨干網(wǎng)連接在一起的時(shí)候，也就是將所有的基本服務(wù)組組合起來，就形成了擴(kuò)展服務(wù)組，即ESS，目前的ESS的覆蓋范偉}比較廣，可達(dá)到幾千米。
1.3無線局域網(wǎng)的傳輸原理
目前使用的無線局域網(wǎng)的傳輸模式主要由兩種，即全紅外線方式和無線電波方式由于紅外線不受無線電波的影響，因此它的應(yīng)用范偉}比較廣，但是當(dāng)傳輸距離增大時(shí)，傳輸質(zhì)量會(huì)明顯下降，而且遇到非透明物質(zhì)時(shí)，穿透性也比較差而無線電波的發(fā)射端主要是通過擴(kuò)展頻譜的方式或者窄帶調(diào)制的方式將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成電磁波信號進(jìn)行發(fā)射，接收端接收到電磁波信號后再轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號，這樣就完成了信號的發(fā)射與接收現(xiàn)在最常使用的一種方式就是通過無線網(wǎng)片將信號發(fā)送到無線交換機(jī)，然后通過無線交換機(jī)轉(zhuǎn)換信號之后傳送到目標(biāo)客服端的無線網(wǎng)片上，接收到電磁波信號之后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這樣就實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)的通訊功能。
2無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢
2.1移動(dòng)性強(qiáng)
與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)擺脫了線纜的束縛，可以隨時(shí)隨地接收到信息服務(wù)，這樣就顯示出其移動(dòng)性的優(yōu)勢另外，有線網(wǎng)絡(luò)由于線纜的限制，兩個(gè)站點(diǎn)的距離最多只能達(dá)到500米，即使現(xiàn)在的科技比較發(fā)達(dá)，開始使用光纖接入站點(diǎn)，但是最遠(yuǎn)也只能達(dá)到3千米，而無線網(wǎng)絡(luò)在這方而具有很大的優(yōu)勢，由于沒有線纜的束縛，可以隨時(shí)隨地建立站點(diǎn)或者重新配置站點(diǎn).兩個(gè)站點(diǎn)間的距離可達(dá)到50千米這樣就擺脫了很多環(huán)境條件的機(jī)制，大大的拓展了網(wǎng)絡(luò)了傳輸范圍。
2.2安裝便捷
在有線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，最耗費(fèi)時(shí)間，也是最影響周圍環(huán)境的就是對網(wǎng)絡(luò)布線的施工，整個(gè)過程比較繁瑣，需要挖地破墻、穿線架管而無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)就便捷了很多，省去了繁瑣的網(wǎng)絡(luò)布線的施工，只需要安裝一個(gè)接入點(diǎn)設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，保證網(wǎng)絡(luò)的暢通。
2.3靈活性高
與有線網(wǎng)絡(luò)不同，無線局域網(wǎng)是以一種獨(dú)立的形式存在的，它不依賴于線纜，可以在需要的時(shí)候隨時(shí)建立，也可以在不需要的時(shí)候隨時(shí)拆卸，使用起來更加的靈活便捷無線局域網(wǎng)可以應(yīng)用到小數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)模式中，比如家中使用的無線局域網(wǎng)，當(dāng)然，也可以應(yīng)用到幾千個(gè)用戶的完整基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中只要增加或減少接入點(diǎn)的數(shù)量，就可以改變用戶的使用量以及網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,可以根據(jù)用戶的需求，隨時(shí)變更，具有很高的靈活性。
2.4維護(hù)成本較低
在進(jìn)行無線網(wǎng)搭建的時(shí)候，耗費(fèi)的資金要多一些，比有線網(wǎng)的搭建費(fèi)用高百分之三十左右但是搭建成功之后，在后期的維護(hù)過程中，消耗的資金要比有線網(wǎng)的維護(hù)少大約百分之五十的費(fèi)用這樣來看，無線網(wǎng)耗費(fèi)的總的費(fèi)用要少于有線網(wǎng)，而且我們目前所處的環(huán)境會(huì)經(jīng)常發(fā)生變更和移動(dòng)，這樣無線網(wǎng)就更加便捷，長遠(yuǎn)的投資效益也更加高無線網(wǎng)的后期維護(hù)工作也比較簡單，一般的工作人員都能夠勝任當(dāng)辦公室的環(huán)境改變的時(shí)候，無線網(wǎng)隨之變更也比較容易，與有線網(wǎng)絡(luò)相比設(shè)備的利用率更高
3無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式 。
目前使用的無線網(wǎng)絡(luò)的基本運(yùn)作模式有兩種，包括點(diǎn)到點(diǎn)模式和主從模式點(diǎn)到點(diǎn)模式主要是指無線網(wǎng)片之間的通信，而主從模式中的工作站是與中心天線或接入點(diǎn)直接連接的，主要由接入點(diǎn)負(fù)責(zé)無線工作的管理和連接工作在實(shí)際的應(yīng)用中，無線網(wǎng)的接入方式包括對等方式、接入方式和中繼方式等而將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到校園網(wǎng)的建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行具體的分析，選擇最靈活的接入方式。
3.1接入方式
采用這種接入方式的網(wǎng)絡(luò)是以接入點(diǎn)AP為中心的，所有的終端通信都是通過AP進(jìn)行轉(zhuǎn)接的，這樣建立的網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于AP在內(nèi)部建立一個(gè)橋連接表將所有終端連接起來當(dāng)需要進(jìn)行信號轉(zhuǎn)接的時(shí)候，AP就進(jìn)行橋連接表的查詢，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)接這種接入方式就相當(dāng)于一個(gè)中心點(diǎn)同時(shí)負(fù)責(zé)周偉}好幾個(gè)分支點(diǎn)，主要是以AP為中心的，而且也可以通過AP進(jìn)行拓展，這種方式有利于近距離內(nèi)多個(gè)局域網(wǎng)的互聯(lián)。
由于學(xué)校中存在古建筑物或者露天區(qū)域等一些比較難布線的環(huán)境，另外，會(huì)議室、報(bào)告廳、圖書館等地需要聯(lián)網(wǎng)，但是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用率又不高，因此，在這些地方建立無線局域網(wǎng)是非常適用的，而且采用接入方式是一種經(jīng)濟(jì)的聯(lián)網(wǎng)方案，尤其在那些自然條件受機(jī)制的地方，接入方式非常適用。
3.2對等方式
對等方式與接入方式不同，不需要以接入設(shè)備AP為中心，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，所有的基站之間都能相互對等的進(jìn)行通信在這種網(wǎng)絡(luò)模式下，每個(gè)基站都會(huì)自動(dòng)的對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化，然后將所有的基站建立成一個(gè)局域網(wǎng)，多個(gè)基站可以同時(shí)發(fā)送消息但是對等方式的網(wǎng)絡(luò)模式不支持TCP/TP協(xié)議，只能采用NetRT/TIT協(xié)議_因此_在校園網(wǎng)的組建中，這種模式只適用于有線網(wǎng)無法覆蓋的地方和一些臨時(shí)的網(wǎng)絡(luò)會(huì)所，比如說學(xué)校中臨時(shí)開一個(gè)會(huì)議，需要聯(lián)網(wǎng)，就可以采用這種模式對于一些要求穩(wěn)定、且需要TCP/IP協(xié)議支持的網(wǎng)絡(luò)，這種方式不適用。
3.3中繼方式
中繼方式是在接入方式的基礎(chǔ)上，建立兩個(gè)無線設(shè)備之間的點(diǎn)對點(diǎn)連接，它比較適合兩個(gè)遠(yuǎn)距離局域網(wǎng)之間的連接，在增加定向天線之后，傳輸距離可達(dá)50千米在這樣的網(wǎng)絡(luò)模式下，兩個(gè)局域網(wǎng)之間具有無線網(wǎng)橋，通過無線網(wǎng)橋，可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)之間的通信，無線網(wǎng)橋可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由的選擇，還可以進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換另外，實(shí)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)模式的組網(wǎng)模式也是多種多樣的這種方式特別適用于高校中兩個(gè)遠(yuǎn)距離校區(qū)之間局域網(wǎng)的聯(lián)通是一種較為經(jīng)濟(jì)的方案。
4校園無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)
進(jìn)行校園網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，就是要利用先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將無線網(wǎng)絡(luò)逐步覆蓋校園的每一個(gè)角落，作為有效網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充與完善，為學(xué)校教學(xué)、師生學(xué)習(xí)與科研提供更加便捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
4.1校園無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)的原則
在校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，一定要充分考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性，設(shè)置多層次的網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)措施，可以進(jìn)行身份鑒別、訪問限制以及保密設(shè)置等多種操作，充分保證校園網(wǎng)絡(luò)的安全性，防止駭客的攻擊另外，校園無線網(wǎng)要保證對每一個(gè)接入網(wǎng)點(diǎn)和每一位用戶都能進(jìn)行科學(xué)的管理，做好無線網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)工作它還可以上網(wǎng)時(shí)間或者使用流量的方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)，保證每一位用戶繳費(fèi)的便捷，也能夠查詢自己的上網(wǎng)記錄在無線網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展中，校園無線網(wǎng)可以隨時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的升級和擴(kuò)充，為發(fā)展無線語音、無線視頻會(huì)議等的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。
4.2校園無線網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)
在構(gòu)建校園無線網(wǎng)的時(shí)候，要充分考慮與原有的有線網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用系統(tǒng)等能夠充分的融合，可以與原有的用戶安全認(rèn)證、用戶管理等做到總體的整合在建設(shè)無線校園網(wǎng)時(shí)，涉及的主要系統(tǒng)和設(shè)備包括無線接入設(shè)備(AP)、無線網(wǎng)絡(luò)控制器(AC)、無線網(wǎng)絡(luò)v證服務(wù)器(AS)通過這些設(shè)備就能夠接入無線網(wǎng)絡(luò)并對所有的接入的AP用戶進(jìn)行管理，另外，還能夠所有接入校園無線網(wǎng)絡(luò)的用戶進(jìn)行認(rèn)證鑒權(quán)。
在校園內(nèi)進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的時(shí)候，采用的是在熱點(diǎn)區(qū)域蜂窩狀信號覆蓋的方式，然后通過AP將無線網(wǎng)絡(luò)劃分到每一個(gè)VLAN中由于校園無線網(wǎng)覆蓋的范偉}比較廣，因此，如果只采用一個(gè)VLAN，會(huì)對網(wǎng)絡(luò)的性能造成嚴(yán)重的影響，因此可以根據(jù)無線局域網(wǎng)覆蓋的區(qū)域以及用戶的使用數(shù)量，采用無線網(wǎng)絡(luò)控制器將網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)都由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行控制，從而達(dá)到用戶分流的作用另外，為了實(shí)現(xiàn)與有線網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的有效結(jié)合，可以安裝無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與校園網(wǎng)的用戶計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行有效對接。
4.3校園無線網(wǎng)絡(luò)在戶外公共區(qū)域的應(yīng)用
校園內(nèi)存在很多的戶外公共區(qū)域，在公共區(qū)域布線是比較困難的，因此，選擇無線網(wǎng)的建立是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的一種方案校園內(nèi)，比較教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、食堂等地具有相對獨(dú)立的有線網(wǎng)絡(luò)，但是它們的用戶群是不同的，容易形成“孤.島”，因此，可以采用中繼方式進(jìn)行接入，將這些區(qū)域進(jìn)行兩兩連接另外_對于校園中有線網(wǎng)絡(luò)不完善的地方_可以以一個(gè)有線網(wǎng)絡(luò)比較完善的地方為中心，作為數(shù)據(jù)共享的進(jìn)出口，進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的共享只有安裝一個(gè)無線設(shè)備，就可以通過中心區(qū)域的AP接入點(diǎn)連接到校園網(wǎng)，這為教學(xué)活動(dòng)、科研活動(dòng)以及學(xué)校的各種活動(dòng)提供了很大的便捷。
4.4校園無線網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)的應(yīng)用
在校園中有很多開放的室內(nèi)公共區(qū)域，比如自習(xí)室、圖書館、教室等，對網(wǎng)絡(luò)的使用量也比較多，雖然這些區(qū)域都具有有線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋信息點(diǎn)，但是由于接口比較少，插接比較繁瑣，因此，需要接入無線網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)的拓展與完善比如在圖書館中，學(xué)生比較多，網(wǎng)絡(luò)的使用量比較大，因此，可以安裝多個(gè)無線AP，分別與有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)連接，所有的通信數(shù)據(jù)通過AP進(jìn)行轉(zhuǎn)接，這樣就可以使無線網(wǎng)絡(luò)分布在圖書館的每一個(gè)角落通過AP連接，就將所有的無線站點(diǎn)聯(lián)系起來，建立了一個(gè)個(gè)類似“橋接表”的裝置，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的共享。
無線AP的接入，大大的增加了原有PC之間的有效距離，應(yīng)用的范圍比較廣泛當(dāng)學(xué)校需要建立大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以增加接入點(diǎn)的個(gè)數(shù)，與有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，這樣就形成了以有效網(wǎng)絡(luò)為中心，多個(gè)接入點(diǎn)與其相連的無線局域網(wǎng)，就增加了無線網(wǎng)覆蓋的半徑，有效的拓展了有線網(wǎng)絡(luò)必要的時(shí)候，可以加入EP來增大無線網(wǎng)覆蓋的范圍,EP串聯(lián)在一起，可覆蓋的范圍就更加廣泛了。
4.5校園無線網(wǎng)絡(luò)在用戶分散區(qū)域的應(yīng)用
在校園無線網(wǎng)的建立中，除了對教學(xué)樓、圖書館這些用戶比較集中的地方建立無線局域網(wǎng)，還需要對用戶數(shù)量較少，且比較分散的區(qū)域建立無線網(wǎng)絡(luò)，比如學(xué)生宿舍、教學(xué)辦公樓等對用戶數(shù)量較少、且分散的區(qū)域，由于網(wǎng)絡(luò)的利用率不高，就可以采用接入的方式進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)的建立，采用無線路由器接入校園網(wǎng)，這樣不但可以滿足用戶的需求，而且比較方便快捷對于有些需要臨時(shí)開會(huì)或者辦活動(dòng)的區(qū)域，又需要臨時(shí)的網(wǎng)絡(luò)，不需要無線AP設(shè)備單獨(dú)接入，可以采用對等的方式建立一個(gè)臨時(shí)的無線局域網(wǎng)即可比如說對于一個(gè)臨時(shí)會(huì)議室，對于各個(gè)需要進(jìn)行通信的移動(dòng)終端，配置相應(yīng)的無線適配器，這樣就可以使每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行對等的通信，實(shí)現(xiàn)無線信號的互通，不但達(dá)到資源共享的目的，而且也比較方便快捷，在不需要的時(shí)候，可以隨時(shí)拆卸_是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案。
5總結(jié)
校園無線網(wǎng)的建立，為高校的師生帶來了巨大的便捷，不論他們在校園的哪個(gè)角落，都能夠隨時(shí)的接收郵件，上網(wǎng)查詢資料，使傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)得到了有效的擴(kuò)展，為教師上課與學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了更多的便捷當(dāng)然，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展還不是很成熟，因此，校園無線網(wǎng)的建立還不夠完善，但是隨著科技的不斷發(fā)達(dá)，校園無線網(wǎng)會(huì)獲得更大的發(fā)展，不斷的拓展校園網(wǎng)的使用范圍，提高效率。
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