文/孟壇魁 馬迎
中國人民大學:獨立無線網的管理之道
文/孟壇魁 馬迎
在實現無線校園網全覆蓋之后,人大注重無線頻譜使用權的有效管理,在多個無線控制器下進行無縫漫游,在密集區域部署高帶寬、高可用的無線網,以滿足教學等的需求。
中國人民大學一直堅持“特色強校、內涵提高、質量第一”的科學發展道路,以發展為主題,以質量為核心。信息化基礎設施為學校各項事業的健康發展營造良好的環境,無線校園網建設的目標是滿足師生員工隨時隨地接入校園網的需求,為學校教學、科研和管理工作的順利開展提供技術支撐,為學校核心競爭力的提升提供基礎設施保障。近年來筆記本電腦、手機、PDA等各類智能終端在高校已經基本普及,師生員工對移動接入的需求越來越高。

人大開啟組播和IPv6功能,使用戶在無線網絡中可以觀看校內外的現場直播和網絡電視臺等視頻節目,用戶使用無線網絡的觀看效果與有線網絡的觀看效果基本相同。
中國人民大學無線校園網不僅僅作為有線網的補充而存在,我們在建設過程中堅持“獨立成網、全面覆蓋、總體規劃、分布實施、服務應用”的建設原則。
中國人民大學無線校園網建設起步于2006年,在2007年完成第一階段建設,這一階段主要覆蓋有線網無法或者不便覆蓋的公共區域,包括室外主要空地、道路和大型室內活動場所,共部署AP點95個。
2008年底,中國人民大學無線校園網完成了第二階段建設任務,這一階段在前一階段覆蓋主要公共區域的基礎上,增加對學校四棟主要教學樓的覆蓋,此階段共部署AP點210個。
2009年中,我校與中國移動北京公司經過多次商討簽署了共同建設校園無線網的合作協議,無線校園網建設進入第三階段。本階段建設已于2011年4月全面完成,全校共部署AP點1106個,其中支持802.11n協議的AP點183個,覆蓋學校全部教學、辦公樓宇(29棟)、部分宿舍和室外空地、道路等主要休閑場所。
如此大面積地部署眾多數量的AP后,無線網絡的維護和管理變得非常重要。
在做好無線規劃部署后,無線頻率使用權的有效性管理是一個重要問題。
無線WLAN信號工作在2.4G~2.4835G這個開放頻段內,只有3個完全不重疊的頻點。而無線路由器、微波爐等的無線信號也工作在此波段,這些同頻電磁波會直接影響無線網絡的使用效果。當識別出非本控制器連接下的其他AP進入覆蓋區域時,因為控制器無法通過信道和場強的統一控制達到避免相互干擾,都被認為是非法AP。如果在同一區域下有2個以上AP的頻點重疊,同頻干擾也會導致有限的帶寬被搶用,用戶感覺信號強度很強,但是實際可用帶寬不夠;用戶的無線網卡無法準確判斷有效的AP,出現反復斷線等情況。
我們在測試中發現存在私自加入的AP而且發射功率很大,嚴重影響無線網絡的使用,需要在校內制定行之有效的頻率使用管理辦法,對影響我校無線網絡的信號源,依照頻率使用管理辦法予以解決。

學校的無線網絡是一張獨立完整的網絡,無線的很多應用包括Wi-Fi語音、RFID等都需要在統一控制下的無線網中漫游,保證無線終端始終有無線網絡的支持。我校對無線網絡進行統一規劃設計,部署完全獨立于有線網絡的室內室外無線網路(無線網絡只在出口與有線網絡連接),實現除學生宿舍區和家屬區之外的室內外無縫覆蓋。在同一控制器下連接的AP之間進行漫游,雖然有少許丟包,但可以自動實現漫游。
如果在多個控制器下進行無縫漫游,需要在控制器上做集群,同時在控制器上打tunnel,保證用戶終端的IP地址不變、認證方式不變,用戶在移動的過程中不需要再次認證。在校園網出口部署安全認證網關,實現無線與有線網絡統一的身份認證,統一的賬號和流量的管理政策。
在沒有無線管理服務器和歷史數據和統計信息的時期,對如此龐大的無線網絡實現統一管理和監測可謂力不從心。無線管理服務器可以實現對所有控制器及其所有AP的統一監測、查看和管理,為使用策略的制定提供有效的數據支撐:
1.根據不同時段、周期查看無線網絡流量、上網人數;
2.直觀顯示問題的控制器和AP,便于及時處理;
3.查看各區域的覆蓋熱敏度情況;
4.查看各個AP的使用狀況,各個AP下的連接用戶數,對區域的增減AP的實施提供依據;
5.便于對所有AP制定統一的策略。
我校的明德樓群共有教室、辦公室幾百間。師生在要求隨時隨地、方便快捷地上網之外,對網絡的穩定性和帶寬也有很高的要求,很多院系如商學院、法學院、新聞學院、暑期課堂等在教學過程中要求提供每個學生都能訪問無線網絡的環境。針對這個使用需求,如果采用802.11a/b/g的AP訪問,就會出現“用戶看到的信號很強,但是無法連接或者人均帶寬很低”的現象,因此,我們在教室內、圖書館、會議中心等用戶數量集中區域都部署802.11n的AP,保證每個學生的上網帶寬。
我校在無線應用方面也嘗試提供更多的網絡服務,比如,開啟組播和IPv6功能,使用戶在無線網絡中可以觀看校內外的現場直播和網絡電視臺等視頻節目,用戶使用無線網絡的觀看效果與有線網絡的觀看效果基本相同。我們還實現照相中的“即拍即傳”的功能,取得良好效果。
(作者單位為中國人民大學網絡與教育技術中心)