高校圖書館無線局域網(wǎng)的應(yīng)用分析

摘要:介紹無線局域網(wǎng)的技術(shù)特點和標(biāo)準，闡述了高校圖書館對無線局域網(wǎng)的需求，從協(xié)議標(biāo)準、組網(wǎng)模式、安全和管理等方面分析如何建設(shè)無線局域網(wǎng)。

關(guān)鍵詞:無線局域網(wǎng);IEEE802.11;FIT AP ;無線控制器

中圖分類號:TP393文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)32-9101-02

Application of Wireless Local Area Network in University Library

XU Yan-bin

(Library， Baise University， Baise 533000， China)

Abstract: Introduces the characteristics of wireless LAN technology and standards， University Library on demand for wireless LAN， from the protocol standards， network mode， security and management analysis of how to build wireless local area network.

Key words: wireless local area network; IEEE802.11; FIT AP; wireless controller

近年來，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，高校圖書館數(shù)字信息資源建設(shè)得到了前所未有的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息資源逐步增多，網(wǎng)絡(luò)已成為高校師生們獲取文獻信息資源的重要途徑。同時，隨著便攜式計算機的普及，攜帶筆記本電腦到圖書館進行學(xué)習(xí)、獲取知識的讀者日益增多，這些讀者希望能使用筆記本電腦聯(lián)網(wǎng)獲取圖書館的數(shù)字資源和網(wǎng)絡(luò)資源。圖書館雖然鋪設(shè)了有線網(wǎng)，但預(yù)設(shè)的有線網(wǎng)絡(luò)接口有限，己經(jīng)不能滿足讀者不斷增長的需求。為了滿足更多讀者對網(wǎng)絡(luò)資源的需求，以圖書館有線網(wǎng)絡(luò)為依托，采用無線局域網(wǎng)解決方案，以無線接入方式對圖書館有線網(wǎng)絡(luò)進行補充和擴展，是圖書館發(fā)展的必然趨勢。

1 無線局域網(wǎng)技術(shù)簡介

無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，簡稱WLAN)是指通過紅外線系統(tǒng)或者無線電波進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的計算機局域網(wǎng)，一般由無線網(wǎng)卡和無線接入點AP(Access Point)構(gòu)成。無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)有藍牙(Bluetooth)、IEEE802.11系列、HiperLAN、HomeRF等[1]，其中，IEEE802.11系列的速度較快，穩(wěn)定性和互用性較高，適用于區(qū)域網(wǎng)。802.11是1997年IEEE最初制定的一個WLAN標(biāo)準，其業(yè)務(wù)范疇主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達2Mbps。1999年8月， 802.11標(biāo)準得到了進一步的完善和修訂，制定了兩項新標(biāo)準: 802.11a和802.11b。802.11a工作在5GHz頻段，速率高達54Mbps; 802.11b(又稱Wi-Fi)工作在2.4GHz頻段，速率達11Mbps，可在5.5Mbps、2Mbps及1Mbps之間進行自動速率調(diào)整。802.11a與802.11b的設(shè)備因為頻段與調(diào)制方式不同而無法互通。2003年6月，802.11g標(biāo)準出臺，它既適應(yīng)傳統(tǒng)的802.11b標(biāo)準，在2.4GHz頻率下提供11Mbps的數(shù)據(jù)速率，也符合802.11a標(biāo)準，在5GHz頻率下提供54Mbps的數(shù)據(jù)速率。2007年3月，IEEE 802.11n 2.0版草案獲準通過，802.11n支持2.4GHz頻段和5GHz頻段，實現(xiàn)了與以往的802.11a/b/g標(biāo)準的兼容，802.11n將速率提高到108Mbps，甚至高達300Mbps，是下一代的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前，市場上的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備絕大多數(shù)遵循IEEE802.11系列標(biāo)準。IEEE802.11系列標(biāo)準的性能比較見表1。

2 無線網(wǎng)絡(luò)在圖書館的應(yīng)用

圖書館一般已經(jīng)建設(shè)了有線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，但是，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和圖書館業(yè)務(wù)布局的調(diào)整，當(dāng)初預(yù)留的計算機工作點的位置和數(shù)量難免要發(fā)生變化，同時，攜帶筆記本電腦到閱覽室、自習(xí)室等開放場所的讀者也要求能自由接入圖書館局域網(wǎng)。圖書館面臨調(diào)整和擴增計算機布點的工作，如果繼續(xù)建設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)，則需要砸墻鉆洞大規(guī)模鋪設(shè)網(wǎng)線，既費時費力又不夠美觀大方。隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)和無線產(chǎn)品的成熟，無線網(wǎng)絡(luò)為圖書館局域網(wǎng)建設(shè)提出了新的思路。無線網(wǎng)絡(luò)一般只要安放一個或多個接入點(Access Point簡稱AP)設(shè)備就可建立覆蓋整個建筑或地區(qū)的局域網(wǎng)絡(luò)，今后需求再發(fā)生變化時，只要調(diào)整或增加無線局域網(wǎng)的模塊或設(shè)備，就能夠方便地調(diào)整信息點的個數(shù)或位置。因此，與有線網(wǎng)絡(luò)相比較，無線網(wǎng)絡(luò)具有安裝簡單、配置靈活、易于擴展、性價比高等優(yōu)點。圖書館采用無線網(wǎng)絡(luò)來延伸有線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)范圍的方案，既滿足讀者位置靈活移動的要求，也滿足上網(wǎng)設(shè)備數(shù)量不斷增長的需求，并且不影響美觀。如果在總館與分館之間布線有困難，也可以考慮采用“無線網(wǎng)橋”+“天線”的方式來實現(xiàn)總館、分館網(wǎng)絡(luò)的互連。[3]如果各分館之間距離較遠，可以適當(dāng)增加中繼點進行信號的放大，無線中繼方式為遠距離多校區(qū)互聯(lián)提供了一個經(jīng)濟可行的方案。

3 架設(shè)無線局域網(wǎng)

3.1 采取先進通行的協(xié)議標(biāo)準

在進行無線部署中，應(yīng)采取先進通行的協(xié)議標(biāo)準。目前無線局域網(wǎng)普遍采用802.11系列標(biāo)準，如前所述，802.11g標(biāo)準最大傳輸速率可達54Mbps，能向前兼容802.11a和802.11b，已經(jīng)成為無線局域網(wǎng)的主流標(biāo)準，目前802.11g產(chǎn)品己經(jīng)日趨成熟，且價格適中。IEEE 802.11n 2.0版草案已經(jīng)獲準通過，與之前標(biāo)準相比，802.11n擁有高達300M的原始傳輸速率，盡管802.11n標(biāo)準尚未完全通過認證，但基于802.11n草案標(biāo)準的AP產(chǎn)品和筆記本電腦已經(jīng)大量推出，且802.11n向前兼容802.11a/b/g，故802.11n的設(shè)備與802.11a/b/g設(shè)備能夠互通。圖書館的讀者較多，上網(wǎng)流量大，對網(wǎng)絡(luò)傳輸速率要求較高，54Mbps的無線速度已經(jīng)難以滿足要求，擁有300Mbps無線速度的802.11n是最佳選擇。802.11n可以完全滿足現(xiàn)有和將來的無線網(wǎng)絡(luò)的高帶寬需求，并為未來的校園無線語音、無線視頻等高帶寬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。因此，在經(jīng)費允許的情況下，從日前應(yīng)用需求和升級考慮，應(yīng)盡量購置基于802.11n標(biāo)準的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。筆者建議購買同一家廠商的無線路由器，廠商的統(tǒng)一性意味著更高的性能，因為這種設(shè)備已經(jīng)進行了測試和更全面的優(yōu)化，并且使用相同的通訊協(xié)議進行無線網(wǎng)絡(luò)的管理。

3.2 采用FIT AP+ PoE接入交換機+無線控制器組網(wǎng)模式

傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)采用FAT AP+有線交換機的組網(wǎng)模式，所有的AP都需要配置獨立的電源，由AP來完成用戶的無線接入、用戶權(quán)限認證、用戶安全策略實施等工作，為此，網(wǎng)絡(luò)管理員需要對無線網(wǎng)絡(luò)中的每一個AP進行逐一配置。由于AP是一種接入層設(shè)備，數(shù)量較多，且分布于各個樓棟的天花板、墻壁和樓頂?shù)任恢茫綍r很難直接觀察設(shè)備的工作狀態(tài)，當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時網(wǎng)絡(luò)管理員往往要配置上百個AP，工作量巨大，且容易出錯。因此，傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)難以實現(xiàn)全局的統(tǒng)一管理和集中的接入和安全策略設(shè)置。

FIT AP+PoE接入交換機+無線控制器組網(wǎng)模式，采用支持IEEE802.3af標(biāo)準的PoE交換機作為AP接入交換機，通過網(wǎng)線對AP進行供電，AP只負責(zé)接收信號并傳送到無線控制器，由無線控制器負責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)的接入控制、轉(zhuǎn)發(fā)和統(tǒng)計、AP的配置監(jiān)控、漫游管理、AP的網(wǎng)管代理、安全控制等工作，具有方便部署、易于管理的優(yōu)勢。采用FIT AP+PoE接入交換機+無線控制器組網(wǎng)模式時，網(wǎng)絡(luò)管理員對AP的管理是通過無線控制器來代理完成，只需要在無線控制器上對一類相同屬性的AP建立配置模板，AP在啟動時可以自動從無線控制器上下載最新的配置文件。另外，由于AP本身不保存任何配置，萬一設(shè)備丟失，也可以保證網(wǎng)絡(luò)配置不被竊取。AP支持啟動后自動獲取IP地址、自動獲取無線控制器的工作列表并自動和無線控制器建立關(guān)聯(lián)，真正做到了零配置，免維護，即插即用，極大地減輕了網(wǎng)絡(luò)管理員在部署網(wǎng)絡(luò)階段的維護工作量。[4]當(dāng)網(wǎng)絡(luò)正常運行以后，無線控制器對所管理的AP以及AP所接入的用戶進行實時監(jiān)控，并能將這些信息實時上報給網(wǎng)管。維護人員可以指定AP或用戶進行在線服務(wù)策略設(shè)定和安全策略設(shè)定，使網(wǎng)絡(luò)配置策略更加靈活。同時，無線控制器支持AP軟件自動更新功能，AP在每次重新啟動時會自動比較當(dāng)前運行的軟件版本和無線控制器上的最新版本是否一致，如不一致AP會自動更新本地的軟件映像，軟件升級不再需要網(wǎng)管人員的干預(yù)。

FIT AP+PoE接入交換機+無線控制器組網(wǎng)模式實現(xiàn)了對全網(wǎng)設(shè)備的集中控制和管理，并具有統(tǒng)一的接入和安全控制策略設(shè)置、自動RF規(guī)劃等功能，減少了人工干預(yù)，給無線局域網(wǎng)的維護帶來了很大的便利性。目前，這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式已經(jīng)成為無線網(wǎng)絡(luò)部署和維護的主流方式。

3.3 重視無線局域網(wǎng)的安全和管理

在無線局域網(wǎng)中，由于傳送的數(shù)據(jù)是利用無線電波在空中輻射傳播，無線電波可以穿透天花板、地板和墻壁，甚至可能到達預(yù)期之外的場所。因此，無線網(wǎng)絡(luò)很容易被侵入，任何可以接收到電磁波信號的人都可以訪問網(wǎng)絡(luò)，入侵者可以在任何地方通過高靈敏度天線對網(wǎng)絡(luò)發(fā)起攻擊。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無線網(wǎng)絡(luò)在使用過程中的安全問題越來越受到人們的關(guān)注。無線局域網(wǎng)的安全問題主要有非法用戶的接入、非法AP的接入、非法訪問數(shù)據(jù)等，目前無線局域網(wǎng)的安全防范技術(shù)主要有WEP、WPA、802.1x、802.11i等。

網(wǎng)絡(luò)安全不僅僅是技術(shù)問題，而且還是管理問題。因為安全問題不僅與軟硬件技術(shù)相關(guān)，更與網(wǎng)絡(luò)操作者實施的安全及風(fēng)險管理政策、網(wǎng)絡(luò)的運行維護者及使用者有關(guān)。無線網(wǎng)絡(luò)管理包括對無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如AP和接入交換機)和無線用戶進行管理。圖書館無線網(wǎng)絡(luò)的安全及管理，可以從RF射頻覆蓋狀態(tài)的檢測、無線鏈路帶寬的檢測、用戶認證的異常報警、無線接入安全等方面來考慮。圖書館無線局域網(wǎng)管理系統(tǒng)必須具備以下功能:①集中配置各AP的參數(shù)和控制軟件版本升級，實時顯示各AP的運行狀態(tài)、負載情況、用戶分布、AP安裝地點、信道質(zhì)量和故障歷史等，并具有故障報警功能;②提供全網(wǎng)的用戶認證管理、防止非法AP接入、防止用戶惡意入侵他人系統(tǒng)、記錄用戶上網(wǎng)日志并定時上傳至服務(wù)器上備份等服務(wù);③具備完善的無線信號監(jiān)控與入侵檢測功能，能對非法接入點與無線入侵者進行探測并定位，能夠防止非法信號的干擾及入侵，保護網(wǎng)絡(luò)的安全;④支持基于用戶級別的流量控制，可以設(shè)置不同的流量級別，根據(jù)用戶開戶時的流量屬性將用戶上網(wǎng)流量控制在相應(yīng)的級別;⑤可以根據(jù)周圍無線信號覆蓋情況以及用戶的流量需求，動態(tài)的將用戶強制連接到其他可用AP上，將用戶流量分配到其他可用AP，從而保證了整個無線網(wǎng)絡(luò)的高效能和高可用度。[5]

4 結(jié)束語

無線局域具有安裝便捷、高效經(jīng)濟、使用靈活、易于擴展等優(yōu)點，作為圖書館有線網(wǎng)絡(luò)的補充，無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用解決了圖書館閱覽室、自習(xí)室等場所不宜布線、信息點流動等問題，拓展了圖書館局域網(wǎng)的使用范圍，為移動學(xué)習(xí)、移動教學(xué)提供支持，滿足讀者多途徑、多樣化的信息需要服務(wù)。我們相信，隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其必將成為圖書館網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的重要輔助平臺。

參考文獻:

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[3] 鄭振容.無線網(wǎng)絡(luò)對圖書館網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)計思想的影響[J].現(xiàn)代情報，2004(9).

[4] 余泳.H3C在京首發(fā) 802.11N企業(yè)級無線控制器[EB/OL].(2009-5-25).中關(guān)村在線http://tech.sina.com.cn/h/2008-03-06/1119596355.shtml.

[5] 佚名.珠海聯(lián)合國際學(xué)院無線網(wǎng)絡(luò)解決方案[EB/OL].(2009-5-25).太平洋電腦網(wǎng)http://mobilecomputing.ctocio.com.cn/tips/191/8191691.shtml.