构建高速互联的无线校园网络的几点研究

随着我国高校的信息化网络的建设，先进、成熟的教学、科研网络得到了长足的发展。同时，随着笔记本电脑的普及，以及校园对于网络接入范围的进一步要求，无线局域网（WLAN）技术作为一项新兴的网络技术，开始逐步被应用于高校网络建设中。

WLAN网络技术作为一项较为独特的技术，其网络构建的规划、组织、实施、维护等方面均呈现出与传统有线以太网络设备如交换机、路由器的不同，作为校园无线网络的筹建者，在面对如何构建成熟、稳定、高效、安全的高速校园无线网络这个问题上，常常显得束手无策。如果不具备充分的理论基础和实践经验，在无线网络规划中将会遇到很大的困难，并因为这种困难不能得到合适的解决，将会使得网络实施与日常维护中，极易产生效率低下和维护工作量很大的问题。因此，在下文中笔者试图从几个方面给出在校园无线网络规划时需要考虑的几个重要方面，以协助读者建立经验并成功的总结运用到实践工作中。

1、无线信道的规划

在高校的无线网络规划中，由于遍布校园的无线网络接入点设备终端，彼此之间信号交叉分布覆盖的情况比较常见，但是如果对无线网络所占用的工作信道没有合理的规划，将会严重影响所有设备的工作效率，以及设备所提供的数据交换能力。

在校园中常见的无线设备中如内置迅驰芯片的笔记本电脑、无线网卡及接入点，主要使用的是基于标准802.11b/g协议的产品，该标准工作在2.4GHz频段，共设11个子信道，但是由于子信道分布的重叠性，在该频段内最大不会互相重叠的信道只有3个，也就是说，在校园的某一个区域，同时接收到的无线信号所占用的子信道将不能超过3个，否则就会产生干扰，结果是带来信道带宽的共享、杂波的增加、以及传输效率的降低。

因此，在校园规划无线接入点的子信道时，一定要预先测定在该接入点所覆盖的区域是否已经有无线信号的存在，使用了哪些子信道，从而可以通过手动设定该无线接入点的子信道序号来规避与其他无线发射设备所产生的干扰。

另外，一个很好的规避信道干扰的办法就是，积极利用802.11a协议来满足部分关键网络需求，由于802.11a协议被定义使用5.8GHz频段，该频段不会受到传统的2.4GHz频段的802.11b/g设备的干扰，因此，也经常被用在诸如无线网桥之类的网络连接，可以有效的避免频段和信道的干扰，合理的规划信道，以打倒达到整个校园无线网络的工作效率最大化。

2、接入点覆盖与网桥互联的灵活运用

如同校园有线以太网组网呈现出复杂的结构一样，对于在校园中需要通过无线局域网产品来实现网络互联的要求，在不同的物理环境下，呈现出不同的解决方案。其中，提供信号覆盖的无线接入点AP产品和无线网桥产品，就成为了无线校园网络组网的必备，同时，通过合理的选择AP或无线网桥设备组成解决方案，可以解决几乎所有的物理环境下的无线互联问题。

对于建筑物内部或单面墙体的无线信号覆盖，可以直接采用室内型AP产品做室内覆盖，或者采用室外型AP产品，通过在附近的建筑物上搭建安装点，并将发射面投向建筑物墙体，其内部用户可以接收到穿透墙体的无线信号，从而建立无线链路的互通。

如何对较远距离的无网络布线的建筑物实施无线覆盖，一直是校园网无线网络部署的难点，因为大多数无线接入点产品无法同时实现网桥功能与覆盖功能的最佳结合，往往需要同时部署无线网桥和无线接入点。这一部署形式将大大增加无线设备的投资。目前最先进的无线接入点产品已经可以实现通过双通道系统来解决这一难题，即无线接入点可支持双路工作系统，可以同时分配网桥和覆盖分别工作，这对于解决远距离无布线楼群快速融入无线网络，提供了很好的解决方案。

同时，若要扩大无线系统覆盖范围，除了可以安装适当的外部天线以外，还可以通过增大访问点对天线的输出功率来增强无线射频信号。为了获得更高的功率，也可能需要使用功率发大器。由于无线网络专业测试设备可以进行精确的信道测算、信号强度扫描和协议分析等功能，对于无线网络的规划具有很强的指导作用，但其投资对于高校而言过于昂贵，因此， 确保无线系统的功率级别在法规规定的限度内的最实用且最能被接受的方法是跟踪无线系统中各个部件以分贝计的功率级别、增益以及损耗，然后做加减运算，得出最后的射频辐射级别。

一部分信号被阻挡和吸收意味着接受到的信号比期望的要弱，这可能会导致网络不可靠，即便是在发射器和接收器之间存在视线路径，被反射的信号会抵消或干扰期望的信号，这也可能导致网络工作异常。特别是在无视线路径的情况下，反射的信号可能比原信号还强。无线信号受到阻挡就犹如大雾降低了可见度和亮度

通过不同的设备直接的灵活选用，并准确的计算覆盖距离及效果，可以很好的为无线网络规划提供可实施的方案和准则。

3、高速无线互联的优势

校园有线以太网络技术已经从百兆、千兆向万兆迈进，对于处于接入层的设备而言，百兆以太网已经成为目前可以接受的速率标准。对于同样处于接入层的无线设备而言，传统的802.11b/g所提供的11M/54Mbps的速率已经无法与有线网络相比，因此在传输较大容量报文数据的时候，常常显得力不从心。

作为校园无线网络的主流协议的802.11g和802.11a技术，经过近年来的不断发展，分别衍生出了Super G和Turbo A增压技术技术，能够通过信道捆绑和包压缩等技术，将信道理论带宽加速到108Mbps，使得校园无线信道带宽被拓宽到一个百兆互联的水平，彻底颠覆了无线无法与有线媲美的概念。这对于部署校园无线网络是转折性的改变，对于校园无线网络的规划者，可以在前期选择支持加速技术的无线产品，部署在对连接速度要求较高的区域，以满足高速无线互联的要求，并可以完全带来不亚于百兆有线以太网的数据传输能力，避免局部数据传输瓶颈的产生。

4、无线网络安全规划

在有线以太网技术的发展历程中，越来越多的面向访问端和服务端的安全技术被开发出来并得到了成熟运用。而对于无线网络而言，由于其物理层与数据链路层工作原理与有线网络有所不同，其所遵循的安全策略也与有线网络截然不同。在校园级无线网络的规划中，由于信号的覆盖将会带来众多的未知访问者试图进行的访问连接，无线网络如何从中识别出合法的用户，避免非法用户利用无线网络的安全隐患入侵整个网络，往往成为了无线网络规划者需要解决的难点。

在目前面向行业级的WLAN产品的安全技术中，越来越强调单机安全策略的强化，以及与有线网络安全互补的核心思想。其中，SSID、WEP、WPA、802.1X、VLAN等一系列技术的运用，将有效的提高无线网络的安全防御能力。

SSID是用于无线终端与接入点匹配以获得通信的明文密码，对于初级安全防范是有一定作用的，尤其是启用了目前先进的SSID广播禁止功能之后，由于空中不再广播SSID号码，使得那些拥有截获SSID密码的无线终端非法访问者来说，是一个初级的防范措施。

因此，WEP（有线等效密钥）和WPA（接入保护）技术的出现，可以通过大量的密文加密位和动态的密钥，为非法访问者制造很高的安全难度，从而避免网络安全时间的发生。在校园无线网络规划中，由于校园有线网络往往初具规模，因此无线网络只要能够融合进有线网络的同一认证范围内，就可以极大的提升安全防御的能力，在这一方面，采用802.1X安全认证技术，并采用无线设备与接入层交换机设备的联动，可以将无线访问的用户融入到整个校园认证网络中，并受到其统一的管理，这样可以在很大程度上提供了整体安全的解决方案。

另外，选择具有802.1Q VLAN功能的无线产品，也可以有效的实现全网管理统一的目标，可以协助接入层无线用户与接入层交换机用户一样接受全网统一管理和VLAN的划分，这样可以彻底解决无线用户无法管、不方便管的老问题。

5、基于全网无线部署的远程供电技术的运用

对于散落在校园内的大量的无线接入点或网桥设备，如何保证稳定而便捷的电力供应，以保证长时间稳定的工作，是网络规划初期需要考虑的方面。

可通过已经成为标准的802.3af协议技术来实现，也就是PoE（以太网供电）技术，通过在接入层部署支持PoE功能的交换机，或PoE供电适配器，作为PSE（电力供应设备）设备，并选用同样支持802.3af协议的无线接入点或网桥设备，可以通过在网线上搭载电力信号传输，达到为PD（受电设备）的灵活供电能力。同时，也将大大节省校园的电力分布的投资以及后期维护的成本。

总结

对于正在摸索中的校园无线网络建设，由于存在与传统的有线以太网不同的建网思路和方法，因此需要在日常工作和学习中不断的总结一系列网络规划的经验，使得网络筹建者对于即将建成的无线网络，如何才能有效的完成高速、稳定、便捷的网络运行，提出了一个又一个难题，但笔者相信，随着WLAN组网技术的不断延伸，未来的种种难题都将得到很好的解决。