校園無線網(wǎng)建設(shè)

江翰

廣州市公用事業(yè)技師學(xué)院校園網(wǎng)建設(shè)經(jīng)過多年發(fā)展，現(xiàn)已初具規(guī)模，1Gbit/s光纜敷設(shè)全校所有樓宇，但缺少移動(dòng)接入校園網(wǎng)的手段。在即時(shí)通信日益完善的時(shí)代，為學(xué)生和教師提供一個(gè)隨時(shí)、隨地使用無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境，無疑是學(xué)校強(qiáng)有的呼聲。

校園無線網(wǎng)需求分析

校園無線網(wǎng)的應(yīng)用。隨著學(xué)校教學(xué)和科研水平不斷提高、教育信息化調(diào)整發(fā)展，已有的校園網(wǎng)需要很好地與無線網(wǎng)融合，以滿足以下幾方面新的需求。

信息化教學(xué)。學(xué)校大量開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)活動(dòng)，很多課程或課件以及學(xué)生的心理評(píng)價(jià)等等都要通過訪問網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行。學(xué)生希望在任意時(shí)間在學(xué)校的任何地點(diǎn)訪問課程主頁和課件資源，并進(jìn)行提交作業(yè)等活動(dòng)。同時(shí)，也方便教師更容易地開展教學(xué)活動(dòng)。

端口數(shù)量的限制。一般來說，有線校園網(wǎng)中，如教室、圖書館、會(huì)議室等地方不可能布設(shè)太多信息點(diǎn)。采用無線方式，可以輕松地從一個(gè)端口擴(kuò)展到成百上千個(gè)端口的應(yīng)用。

移動(dòng)辦公。隨著教職員工的移動(dòng)辦公設(shè)備越來越多，并且對(duì)移動(dòng)辦公的要求也比較高，如會(huì)議室、報(bào)告廳和一些面積大的辦公室等，都適合使用無線局域網(wǎng)。

臨時(shí)性活動(dòng)。隨著學(xué)校的辦學(xué)層次的提高，學(xué)校的學(xué)術(shù)氛圍也日益濃厚。對(duì)外交流日趨頻繁，各種學(xué)術(shù)活動(dòng)越來越多在學(xué)校舉行。

校園無線網(wǎng)覆蓋區(qū)域。本次網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是在原有的有線網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充。本次無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求為一校區(qū)的學(xué)生處、行政辦公、教學(xué)、圖書館等區(qū)域。

校園無線網(wǎng)技術(shù)要求

無線網(wǎng)絡(luò)管理。學(xué)校已具備完善的有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，新的無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要在網(wǎng)絡(luò)互連、認(rèn)證計(jì)費(fèi)、安全防御等方面與有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效整合。校園有線主干網(wǎng)絡(luò)、匯聚網(wǎng)絡(luò)及接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不需改變，只需用原有的網(wǎng)管、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)就可以對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和統(tǒng)一認(rèn)證。同時(shí)，要盡可能優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)訪問速度與效率。

AP覆蓋區(qū)域及數(shù)量。地域較大或障礙物較多區(qū)域，如大型會(huì)議廳、圖書館閱覽室、室外廣場(chǎng)等。室外無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用應(yīng)具備大范圍、多角度的覆蓋能力；同時(shí)還具備抗雷擊、防雨、防潮、抗高低溫、阻燃等多項(xiàng)指標(biāo)。室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須具備較強(qiáng)的抗同頻干擾能力、高接收靈敏度和很好的障礙物穿透能力，需要配置全向天線。

無線信道規(guī)劃。校園無線客戶端采用802.11b/g/n協(xié)議，如筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等。無線客戶端工作在2.4GHz頻段，共設(shè)11個(gè)子信道。由于子信道分布的重疊性，在該頻段內(nèi)最大不會(huì)互相重疊的信道只有3個(gè)；否則會(huì)產(chǎn)生干擾，結(jié)果是帶來信道帶寬的共享、雜波增加、以及傳輸效率低。

校園無線接入點(diǎn)的信道規(guī)劃時(shí)，一定要先測(cè)定在該接入點(diǎn)所覆蓋的區(qū)域是否已經(jīng)有無線信號(hào)使用了哪些子信道，以便通過手動(dòng)設(shè)定該無線接入點(diǎn)的子信道序號(hào)，規(guī)避與其他無線發(fā)射設(shè)備所產(chǎn)生的干擾。同時(shí)，無線接入點(diǎn)產(chǎn)品均要支持DCA（動(dòng)態(tài)信道選擇）功能，支持在手動(dòng)劃分信道的同時(shí)，可自動(dòng)協(xié)調(diào)尋找最佳的信道工作，以避免干擾。

無縫漫游。校園網(wǎng)無線接入點(diǎn)設(shè)備均支持無縫漫游802.11f協(xié)議，用戶在不同的AP之間移動(dòng)時(shí)，將實(shí)現(xiàn)用戶切換零延遲、無中斷漫游，保障用戶移動(dòng)中的數(shù)據(jù)傳輸。

總體要求。校園無線網(wǎng)絡(luò)部署，要符合高效、穩(wěn)定、安全的總目標(biāo)。易于安裝和維護(hù)，用戶界面統(tǒng)一，易于使用，網(wǎng)絡(luò)開放性好，便于擴(kuò)展。有較好的性能價(jià)格比，在幾年內(nèi)保持解決方案與技術(shù)上的領(lǐng)先，為用戶提供一個(gè)靈活、泛在的移動(dòng)工作平臺(tái)。

無線局域產(chǎn)品選型

校園有線無線一體化是一個(gè)系統(tǒng)工程。無線局域網(wǎng)產(chǎn)品選型既要滿足當(dāng)前需要，又要適應(yīng)校園無線網(wǎng)未來5年內(nèi)的擴(kuò)展需求。華為、H3C和銳捷均有滿足需要的產(chǎn)品。筆者校園選用銳捷產(chǎn)品為例進(jìn)行產(chǎn)品選型。

無線控制器。RG-WS5708萬兆無線控制器一體機(jī)采用了業(yè)界最新的MIP64多核處理器架構(gòu)，可同時(shí)管理的AP數(shù)達(dá)1024個(gè)。可對(duì)整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理和控制，實(shí)現(xiàn)AP的零配置接入。

室內(nèi)AP。RG-AP220-SH（C）采用802.11n協(xié)議和500mw大功率設(shè)計(jì)，支持802.11b/g/n模式，最大提供150Mbps的接入速率。提供一個(gè)10/100/1000Base-T以太網(wǎng)端口上聯(lián)。

室外AP。RG-AP620-H（C）采用802.11n協(xié)議，支持802.11b/g/n和802.11a/n同時(shí)工作，每路射頻單元提供300Mbps的接入速率，提供一個(gè)千兆光電復(fù)用端口上聯(lián)。采用全密閉防水、防塵、阻燃外殼設(shè)計(jì)，適合在極端的室外環(huán)境中使用，可有效避免室外惡劣天氣和環(huán)境影響，該產(chǎn)品提供4個(gè)N型外置天線接口，可選擇多種外置天線以保證無線覆蓋區(qū)域的用戶接入效果。支持遠(yuǎn)程以太網(wǎng)供電模式，特別適合在大型校園、企業(yè)等園區(qū)的室外環(huán)境部署。

有線無線部署與安裝

校園無線網(wǎng)覆蓋區(qū)域包括校園室內(nèi)外公共環(huán)境和不宜敷設(shè)UTP線纜的建筑物。如大禮堂、大型會(huì)議廳、樓層辦公室、階梯教學(xué)、廣場(chǎng)、綠地、體育場(chǎng)看臺(tái)等區(qū)域。這些區(qū)域的室外部署采用AP620-H（C），室內(nèi)部署采用AP220-SH（C）。AP與支持POE遠(yuǎn)程供電交換機(jī)（如S2924GT/8SFP-XS-P）連接。校園網(wǎng)核心交換機(jī)連接AC1、AC2、AC3（設(shè)備均為RG-WS5708），實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的集中管理和控制，如下圖所示。

在校園有線網(wǎng)和無線網(wǎng)互連的過程中，有線網(wǎng)絡(luò)提供AP620-H（C）、AP220-SH（C）、RG-WS5708的連接隧道。RG-WS5708可以跨三層與所有的AP建立加密通信隧道，并對(duì)其實(shí)現(xiàn)集中配置與管理。可采用網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)管平臺(tái)RG-SNC實(shí)現(xiàn)有線無線一體化運(yùn)維管理。

校園室外公共環(huán)境，為了保障學(xué)校內(nèi)部信息和外部用戶完全隔離，在具體的部署實(shí)施中啟用單獨(dú)的SSID、相應(yīng)的地址分配、WEP加密、802.1X認(rèn)證和VLAN隔離等安全措施。認(rèn)證服務(wù)器SAM支持IEEE802.1X、Radius、EAP、CHAP等多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，提供無線可信接入管理。可控制用戶接入?yún)^(qū)域，實(shí)現(xiàn)安全綁定狀態(tài)下的多區(qū)域漫游。

校園無線網(wǎng)運(yùn)維管理

無線局域網(wǎng)運(yùn)維管理是校園網(wǎng)運(yùn)維管理的一個(gè)重要組成部分，主要包括以下幾個(gè)方面：

終端智能識(shí)別。無線控制器內(nèi)置Portal（單點(diǎn)登錄門戶站點(diǎn)的入口）服務(wù)器，能根據(jù)終端特點(diǎn)，智能識(shí)別終端類型，自適應(yīng)彈出不同大小、頁面格局的Portal認(rèn)證頁面。

智能負(fù)載均衡。在高密度無線用戶的情況下，無線控制器能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)每個(gè)關(guān)聯(lián)的AP上的用戶數(shù)及數(shù)據(jù)流量，調(diào)整分配不同AP的接入服務(wù)，平衡接入負(fù)載壓力，提高用戶的平均帶寬、服務(wù)質(zhì)量及高可用性。除此之外，無線控制器還能實(shí)現(xiàn)基于頻段的負(fù)載均衡。

智能射頻管理。無線控制器可控制AP對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行按射頻掃描。可掃描無線頻段與信道，識(shí)別非法AP和非法無線網(wǎng)絡(luò)，并向管理員發(fā)出警報(bào)。

全網(wǎng)無縫漫游。為了避免網(wǎng)絡(luò)層漫游時(shí)的IP地址改變，無線控制器部署在三層網(wǎng)絡(luò)中，與無線AP組成整體交換架構(gòu)。這樣，用戶漫游需經(jīng)過五個(gè)步驟：①動(dòng)態(tài)獲取IP地址；②跨網(wǎng)段移動(dòng)；③重新請(qǐng)求IP地址；④定位原服務(wù)器；⑤IP地址遠(yuǎn)程還原。

全網(wǎng)統(tǒng)一認(rèn)證。無線控制器內(nèi)置本地用戶數(shù)據(jù)庫和Portal服務(wù)器，通過Web認(rèn)證的方式，輕松實(shí)現(xiàn)無線用戶的本地認(rèn)證。也可采用有線無線統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)器，用戶賬號(hào)具有唯一性，用戶客戶端透明，賬號(hào)可全網(wǎng)漫游。也就是說，用戶只需一次注冊(cè)，就可通過固定網(wǎng)絡(luò)終端登錄網(wǎng)絡(luò)，也可通過移動(dòng)終端登錄網(wǎng)絡(luò)。

有線無線統(tǒng)一管理。無線控制器可對(duì)全網(wǎng)AP實(shí)施集中、有效、低成本的計(jì)劃、部署、監(jiān)視和管理，并且可與有線無線統(tǒng)一管理工作平臺(tái)（如RG-SNC）進(jìn)行統(tǒng)一管理，完成包括拓?fù)渖伞P工作狀態(tài)、在線用戶狀態(tài)、全網(wǎng)射頻規(guī)劃、用戶定位、安全報(bào)警、鏈路負(fù)載、設(shè)備利用率、漫游記錄、報(bào)表輸出等豐富的無線網(wǎng)絡(luò)管理功能，使得管理員可以在數(shù)據(jù)中心對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理。