基于集中式FIT AP架構的圖書館無線局域網

李莉

〔摘 要〕文章介紹了無線局域網的概念和標準，闡述了圖書館對無線局域網的需求，詳細講解了基于集中式FIT AP架構的無線網絡在圖書館的應用。從協議標準、組網模式、安全機制、管理軟件等方面探討了圖書館無線局域網的組建和管理。

〔關鍵詞〕圖書館；無線局域網；IEEE802.11；FIT AP；無線控制器

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１２．０１．０２０

〔中圖分類號〕Ｇ２５８.６ 〔文獻標識碼〕Ａ 〔文章編號〕１００８－０８２１（２０１２）０１－００８１－０３

Wireless LAN of Library Based on Centralized FIT APLi Li

（Library，Huazhong Normal University，Wuhan 430079，China）

〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕This paper introduced the concept and standards of wireless LAN.Then it described the library on demand for wireless LAN and explained in detail FIT AP based centralized architecture of the wireless network in the Library.From protocol standards,network mode,security and management software,it discussed construction and management of wireless LAN of library.

〔Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ〕library;wireless local area network;IEEE802.11;FIT AP;wireless controller

近年來，隨著便攜計算機的普及，攜帶筆記本電腦到圖書館檢索和下載文獻的讀者越來越多。圖書館雖然鋪設了有線網，但區域受到限制，比如自習室、閱覽室等場所讀者無法使用網絡。讀者在圖書館使用網絡的區域僅限于電子閱覽室，隨著讀者數量的不斷增長，預設的有線網絡接口己經不能滿足讀者的需求。因此，組建圖書館無線局域網是圖書館網絡發展的必然趨勢。

１ 無線局域網簡介

１.１ 無線局域網的定義

無線局域網（WLAN）是利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的網絡，是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，它利用電磁波在空中發送和接收數據，提供傳統有線局域網（LAN）的功能，能夠使用戶真正實現隨時、隨地、隨意的寬帶網絡接入。

１.２ 無線局域網的標準

無線局域網的標準主要包括以高速傳輸應用發展為主的IEEE802.11系列和以低速短距離的應用為主的Bluetooth、HomeRF、HiperLAN等。從發展趨勢來看，IEEE802.11系列的發展速度較快，穩定性和互用性較高，適用于區域網。自1997年IEEE最初制定802.11標準以來，其標準不斷的完善和修訂，經歷了802.11a、802.11b、802.11g、IEEE 802.11n的階段。

１.３ 無線局域網硬件設備

無線網絡硬件設備包括無線網卡、無線接入點（AP）、無線天線、無線網橋、無線網關等。（1）無線網卡：無線網卡是無線網絡的基礎設備，相當于有線網絡的網卡，是操作系統和天線之間的接口。（2）無線接入點：無線接入點（AP）是無線網絡的集中設備，相當于有線網絡中的集線器，作用是完成WLAN和LAN之間的橋接。（3）無線天線：無線天線將數據源信號傳送至遠處，傳輸的距離受數據源的發射強度和天線本身的增益值影響［１］。（4）無線網橋：無線網橋用于連接不同的建筑內的兩個或多個獨立的網絡段。（5）無線網關：無線網關在傳輸層實現網絡互聯，僅用于兩個高層協議不同的網絡互聯，通過不同設置無線網關可完成無線網橋和無線路由器的功能，也可以直接連接外部網絡，同時實現AP功能。

１.４ 無線局域網常見網絡結構

無線局域網常見的網絡結構有對等式無線網絡、集中式無線網絡、漫游式無線網絡等，其中對等式無線網絡是無線網卡之間互連；集中式無線網絡類似于用一個集線器和多臺電腦組建的以太網，由一個AP控制各無線網卡間的通信；漫游式無線網絡是集中式無線網絡的擴展，擁有多個無線AP，組成無縫連接的大覆蓋范圍網絡［２］。

２ 圖書館無線局域網的組建

目前，主流的無線局域網組建是在有線局域網的基礎上通過無線訪問節點、無線網橋、無線網卡等設備使無線通信得以實現，其本身還要依賴于有線局域網，是有線局域網的擴展和補充［３］?？紤]到應充分利用現有網絡資源，圖書館無線局域網應該采用“有線＋無線”的方式進行。利用無線接入點(AP)來完成無線局域網與有線骨干網絡的有效連接，可以既有效利用原來的資源，又發揮出無線網絡的靈活特點，讓有線網絡和無線網絡互為補充，相互完善，構建出安全又穩定的圖書館網絡體系［４］。

２.１ 使用FIT AP集中管理架構設計無線網

FIT AP是相對FAT AP來講的，它是一個只有加密、射頻功能的AP，功能單一，不能獨立工作。FIT AP無線網絡解決方案由無線控制器和FIT AP在有線網的基礎上構成，所有配置都集中到無線控制器上，便于集中管理。

圖書館采用FIT AP集中管理架構的方式組建無線網不會改變現有的有線網絡結構。所有AP通過雙絞線與有線骨干網相連接，形成以有線網絡為基礎，無線覆蓋為延伸的大面積服務區域。在網絡的組建中，采用2臺無線控制器與圖書館的主交換機通過千兆光纖旁路相聯，在2臺無線控制器之間采用備份技術，保證網絡的可靠性；分布于圖書館各處的Fit AP通過雙絞線以百兆速率分別接入圖書館局域網的各樓層交換機，無線控制器與Fit AP之間的通信通過主交換機的三層轉發來完成；各無線終端通過就近的AP接入網絡，訪問整個網絡資源。方案模型如圖１所示：

圖１ 無線控制器＋FIT AP架構的圖書館無線局域網

２.１.１ 完全的集中管理

“無線控制器＋FIT AP”架構的無線網絡具有集中控制和管理功能，所有關于無線網絡的配置都可以通過無線控制器來統一完成，具體包括AP的配置、AP的監控、AP的管理，以及無線網的接入認證、轉發和統計、QoS、安全控制等。

２.１.２ 完善的快速漫游和切換

漫游簡單說就是用戶可以在行走間持續的利用無線網絡聯系。要達到無線漫游，無線網絡必須具備一定的功能，所有節點必須保持與AP的定期聯系，因此必須同時具備動態RF連接技術。當用戶移動時，節點也會不斷檢測原來的AP保持聯系，如果不能從原來AP獲得任何信息時，它會開始新的搜索，尋找可用AP，使通訊繼續維持。“無線控制器＋FIT AP”模式中，無線控制器以FIT AP作為邊界結合快速的RF管理系統，大大減少了無線客戶端和AP的關聯時間，可以實現無線客戶端在無線網絡里快速的切換，進而實現快速漫游的功能。

２.１.３ 全面的認證和安全策略

當網絡正常運行后，無線控制器對AP及用戶進行實時監控，并將監控信息實時上報給網管。維護人員可以指定AP或用戶進行在線服務策略設定和安全策略設定，使網絡配置策略更加靈活。同時，無線控制器支持AP軟件自動更新功能。

２.１.４ 部署、使用、管理更加方便

“無線控制器＋FIT AP”模式具有統一的接入設置、自動RF規劃等功能，AP只負責接收信號并傳送到無線控制器，由無線控制器負責無線網絡的接入控制、轉發和統計、AP的配置監控、漫游管理、AP的網管代理、安全控制等工作。網絡管理員對AP的管理是通過無線控制器來完成的，只需要在無線控制器上對相同屬性的AP建立配置模板，AP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聯，真正做到了零配置，免維護，即插即用［５］。

２.２ 采用IEEE 802.11n的標準

目前無線局域網普遍采用802.11系列標準，其中IEEE 802.11n最高速率達到300Mbps，具有MIMO多收多發、數據包聚合、通道綁定、雙頻段（2.4GHz、5.8GHz）、可靠性強、吞吐率大、覆蓋范圍廣等優勢，能向前兼容802.11a/b/g。圖書館的讀者較多，上網流量大，對網絡傳輸速率要求較高，擁有300Mbps無線速度的802.11n是最佳選擇。

２.３ 網絡安全機制

由于無線局域網采用電磁波來發送和接收數據，任何可以接收到電磁波信號的人都可以訪問網絡，因此無線網絡很容易被侵入。我們在開始組建無線網絡時，就應該充分考慮其安全性，可以使用身份認證和多種安全策略保證圖書館無線網絡安全。

２.３.１ 多個SSID分隔

SSID是“無線網絡服務集標識”的簡稱，它用來標識一個無線局域網，用戶想要接入一個無線網絡，必須知道SSID。SSID為無線網絡提供了最低級別的安全訪問功能，只有合理設置SSID，才能增強無線網絡的安全，防止黑客的非法入侵。采用多個SSID分隔可以將無線局域網劃分為多個網段，設置不同等級的安全聯機。而在同一個SSID下建立隱私且獨立的聯機，則可防止單一計算機的病毒在同一組AP內蔓延。

２.３.２ MAC地址過濾

每一個網絡設備，不論是有線網卡還是無線網卡，都有一個惟一的標識即MAC地址（媒體訪問控制地址）。啟用無線MAC地址過濾，可以阻止未經授權的無線客戶端訪問AP及進入內網，有效控制無線客戶端的接入權限，阻止一部分惡意的攻擊行為，讓無線網絡獲得較高的安全性。

２.３.３ 802.1x認證

802.1x是IEEE為了解決基于端口的接入控制而定義的一個標準，它提供了一種基于端口的網絡接入控制技術，在設備的物理接入級對接入設備進行認證和控制。802.1x要求無線客戶端安裝802.1x客戶端軟件，無線接入點要內嵌802.1x認證代理。802.1x認證的突出優點就是實現簡單、認證效率高、安全可靠。當無線客戶端與無線接入點AP關聯后，是否可以使用AP的服務要取決于802.1x認證的結果。如果認證通過，則AP為無線客戶端打開端口，否則不允許用戶上網。

２.４ 配置全面的無線管理工具軟件

無線網絡管理包括對無線網絡設備和無線用戶進行管理。圖書館無線局域網管理系統必須具備以下功能：

２.４.１ AP部署規劃

集中配置各AP的參數和控制軟件版本升級，實時顯示各AP的運行狀態、負載情況、用戶分布、AP安裝地點、信道質量和故障歷史等，并具有故障報警功能。

２.４.２ 網絡監控和故障排除

具備完善的無線信號監控與入侵檢測功能，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。在無線網絡運行中進行監控管理和故障維護，不僅能使網絡性能達到最優，而且還能合理的組織和利用系統資源，以提供安全、可靠和有效的網絡服務。

２.４.３ 無線運行報告

提供全網的用戶認證管理、防止非法AP接入、防止用戶惡意入侵他人系統、記錄用戶上網日志并定時上傳至服務器上備份等服務。

３ 結 語

無線局域網具有安裝簡單、配置靈活、易于擴展、性價比高等優點，在現代圖書館得到廣泛應用。圖書館建立無線局域網的主要目的是為了解決在鋪設線纜有困難地方、自帶筆記本電腦的讀者移動上網的需求。作為圖書館有線網絡的補充，無限局域網為讀者的移動學習提供了支持，給讀者帶來了更便捷的網絡服務。隨著無線網絡技術的不斷發展和成熟，無線局域網必將成為圖書館網絡服務的重要輔助平臺。

參考文獻

［１］何雪萍.高校圖書館無線網絡的建設［Ｊ］.內蒙古科技與經濟，2008,(5):108-109．

［２］李柏冬.無線局域網在高校圖書館的應用［Ｊ］.科技情報開發與經濟，2010,(3):13-14．

［３］曲佳.無線網絡技術在大學圖書館中的應用與策略［Ｊ］.現代情報，2008,(3):95-98．

［４］陳華山.淺談高校圖書館無線網絡的構建［Ｊ］.科技信息：學術研究，2008,(2):242-243．

［５］徐燕賓.高校圖書館無線局域網的應用分析［Ｊ］.電腦知識與技術，2009,(32):9101-9102．