基于WLAN的無線校園網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)[圖]

0 引言

無線局域網(wǎng)(Wireless LAN)，簡稱WLAN，經(jīng)常使用于辦公室、家庭以及機場候機廳等公共區(qū)域，甚至于大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部，典型距離覆蓋幾十米至幾百米，目前采用的技術(shù)主要是IEEE 802．n標(biāo)準(zhǔn)。無線校園網(wǎng)在國內(nèi)已經(jīng)被越來越多的用戶接受，無論是校園內(nèi)部信息點的分布設(shè)計，還是校園內(nèi)建筑物間的網(wǎng)絡(luò)連接，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都能發(fā)揮出不可替代的作用。此外，無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的引入，也為教育信息化建設(shè)提供了應(yīng)用平臺。

1 無線校園網(wǎng)應(yīng)用需求分析

現(xiàn)在大部分學(xué)校都已建有有線局域網(wǎng)，但是隨著學(xué)校的發(fā)展，對現(xiàn)有的校園網(wǎng)提出了更多更高的要求：

(1)現(xiàn)代化教學(xué)需求。現(xiàn)在學(xué)校大量開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)活動，很多精品課程或課件都要通過網(wǎng)絡(luò)來獲取，學(xué)生希望在任意時間、學(xué)校的任何地點訪問網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，并進行提交作業(yè)等活動。

(2)端口數(shù)量的限制。一般來說，有線局域網(wǎng)中如教室、圖書館、會議室等地方不可能布設(shè)太多信息點，隨著學(xué)生中筆記本電腦的普及和現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備的普及，這些地方往往在同一時刻有大量的電腦，而目前的有線校園網(wǎng)沒有辦法使學(xué)生在這些區(qū)域上網(wǎng)，而采用無線方式，在端口上連接無線接入點，不需布線就可以輕松地從一個端口擴展到幾十甚至是幾百個端口的應(yīng)用。

(3)移動辦公。隨著教職員工的移動辦公設(shè)備越來越多，并且對移動辦公的要求也比較高，如會議、校長辦公等都適合使用無線局域網(wǎng)。

(4)臨時性活動。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，對外交流日趨頻繁，各種學(xué)術(shù)活動越來越多，除此之外，學(xué)校每年也都會舉辦一些其他的活動，如運動會、人才交流活動等。由于這些應(yīng)用的特殊性和靈活性，有線局域網(wǎng)將不能滿足需求，無線局域網(wǎng)恰能很好地解決這些問題。使校園的每個角落都處在網(wǎng)絡(luò)中，形成真正意義上的校園網(wǎng)。

2 無線校園網(wǎng)的設(shè)計原則

校園無線網(wǎng)的設(shè)計原則建立在充分考慮學(xué)校使用需要的基礎(chǔ)上，力求滿足整個校園網(wǎng)的可靠性、先進性、兼容性和安全性。

(1)可靠性：保證系統(tǒng)可靠運行，關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)有冗余。

(2)先進性：采用當(dāng)今最先進和成熟的技術(shù)，使新建立的系統(tǒng)能夠最大限度地適應(yīng)今后技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

(3)可兼容及可擴展性：在進行方案建設(shè)時，力求做劍網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰、合理并具有擴展能力；硬件配置先進、可靠；系統(tǒng)軟件界面友好，易于操作和維護。

(4)安全性原則：安全性一直是網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)管理的薄弱環(huán)節(jié)之一，而用戶對網(wǎng)絡(luò)安全的要求又相當(dāng)高，因此安全性原則非常重要。

3 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇

本設(shè)計對業(yè)務(wù)主流的、性價比較高的兩個廠家的產(chǎn)品進行了分析，即國內(nèi)數(shù)據(jù)通信最大的廠家H3C和專注于教育行業(yè)的銳捷公司的產(chǎn)品，經(jīng)過綜合分析，最后確定選擇銳捷公司的技術(shù)方案。下面主要介紹有關(guān)無線控制器、無線AP和網(wǎng)管軟件的產(chǎn)品選型。

3．1 無線控制器

根據(jù)需求，對銳捷萬兆無線控制器RG-WS5708的技術(shù)特點進行了分析。該產(chǎn)品采用MIP64多核處理器架構(gòu)，可突破3層網(wǎng)絡(luò)保持與AP的通信，部署在任何2層或3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，無需改動任何網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和硬件設(shè)備，從而提供無縫的安全無線網(wǎng)絡(luò)控制。RG—WS5708提供了8個千兆光電復(fù)用端口和2個復(fù)用的萬兆端口，最大可支持768個無線接入點的管理。RG—WS5708產(chǎn)品采用增強的安全和集群技術(shù)，通過基于身份的組網(wǎng)來提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。集群中的多臺無線控制器可共享用戶數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)無線用戶在跨越整個網(wǎng)絡(luò)不同區(qū)域的過程中無縫的漫游

3．2 無線AP

RG—AP220 E采用了最新標(biāo)準(zhǔn)的3×3 MIMO802．11n技術(shù)，并采用雙路硬件系統(tǒng)設(shè)計，單路射頻可以提供至少6倍于傳統(tǒng)802．11a／b／g無線網(wǎng)絡(luò)的接入帶寬。該產(chǎn)品充分考慮了無線網(wǎng)絡(luò)安全、射頻控制、移動訪問、服務(wù)質(zhì)量保證、無縫漫游等重要因素，可配合銳捷網(wǎng)絡(luò)無線控制器，完成無線用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、安全和訪問控制。該產(chǎn)品外觀呈壁掛式，可安全方便地安裝于墻壁、天花板等各種位置。提供6個RP—SMA外置天線接口，支持本地供電與遠(yuǎn)程以太網(wǎng)供電模式。

3．3 無線網(wǎng)管軟件

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)這里選用了RG—SNC智能網(wǎng)絡(luò)指揮官。該產(chǎn)品可以遠(yuǎn)程協(xié)同維護和管理，采用非代理模式，可定義管理任務(wù)，主動收集網(wǎng)絡(luò)狀況并及時備份，做到狀態(tài)變更的及時響應(yīng)，出現(xiàn)故障可及時恢復(fù)；提供美觀的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，出現(xiàn)帶寬、流量、鏈路等異常時，在拓?fù)鋱D上及時呈現(xiàn)。RG—SNC產(chǎn)品特別內(nèi)嵌了無線網(wǎng)絡(luò)管理組件系統(tǒng)RG-SNC-WLAN，該管理組件依托SNC統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理平臺，實現(xiàn)了有線無線一體化管理，在系統(tǒng)全面的有線網(wǎng)絡(luò)管理的基礎(chǔ)上，提供無線網(wǎng)絡(luò)管理能力。

4 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃

4．1 無線校園網(wǎng)骨干層設(shè)計

該網(wǎng)絡(luò)主要以有線和無線混合的模式，充分利用有線網(wǎng)絡(luò)的高帶寬，提高網(wǎng)絡(luò)的健壯性。各個AP通過雙絞線與樓層匯聚交換機相連，再通過光纖與中心機房的核心交換機連接。根據(jù)東北石油大學(xué)的物理分布和實際網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點，可選用無線控制器+“瘦”AP的無線網(wǎng)絡(luò)解決方案，整體劃一，系統(tǒng)管理，全面滿足學(xué)校的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求，同時為今后的應(yīng)用拓展(如無線WiFi電話，無線視頻組播等)做好充分的技術(shù)平臺準(zhǔn)備。

如圖1所示，基于現(xiàn)有的有線校園網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)中心部署一臺支持同時管理700臺AP的無線控制器。無線控制器將通過光纖連接核心交換機，實現(xiàn)無線局域網(wǎng)與核心設(shè)備的互聯(lián)。根據(jù)無線網(wǎng)的覆蓋需求，設(shè)計在整個校園部署近500臺AP，實現(xiàn)全校主要場所的無線覆蓋。本次采用的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與原有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無縫兼容，在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、認(rèn)證計費等方面與有線網(wǎng)絡(luò)進行良好的兼容和互補。

4．2 接入點規(guī)劃

接入點規(guī)劃按照完全覆蓋的方式，目的是要使信號覆蓋到需要覆蓋區(qū)域的每一個角落。在安裝接入點時，盡量避開干擾源，戶外用戶的接入點安裝在各個樓的角上，輻射周圍所有區(qū)域，盡量避開障礙物的阻擋，所有的接入點均以蜂窩狀布局。下面以第一教學(xué)樓為例來具體說明AP的布置。

第一教學(xué)樓共5層，每層的平面結(jié)構(gòu)如圖2所示。A～H座每部分安裝1個AP，兩個座之間的連接部分安裝1個AP，由于2層的文化長廊比較空曠，沒有遮擋，所以只需要安裝3個AP，所以2層共需要安裝15個AP，其他樓層每層需要安裝12個AP，共需63個AP

5 用戶安全接入認(rèn)證規(guī)劃

對于大規(guī)模部署無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境，最合適的入網(wǎng)認(rèn)證方式就是基于Web的認(rèn)證和基于802．1x的認(rèn)證方式。采用基于Web的認(rèn)證方式，無線網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證需要能夠與有線網(wǎng)絡(luò)相融合。無線控制器本身就能很好地支持基于Web的認(rèn)證功能，其可以作為全網(wǎng)Web認(rèn)證的分布式認(rèn)證，針對無線用戶進行Web認(rèn)證，后臺將有線網(wǎng)絡(luò)的Web認(rèn)證網(wǎng)關(guān)作為Radius服務(wù)器進行聯(lián)動，就可以保證全網(wǎng)用戶有線與無線的認(rèn)證賬號統(tǒng)一，而此過程中，用戶無需安裝任何客戶端產(chǎn)品，利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器即可完成上網(wǎng)登錄。

具體認(rèn)證方式如圖3所示。

在匯聚交換機處接認(rèn)證服務(wù)器，在服務(wù)器組里增加一臺Radius計費認(rèn)證服務(wù)器，以便存儲接入用戶信息。當(dāng)用戶要求訪問網(wǎng)絡(luò)時，在通過認(rèn)證前都強制到認(rèn)證服務(wù)器的Web頁面，要求輸入用戶名和密碼，用戶輸入帳號和密碼后，點擊登錄，認(rèn)證服務(wù)器會將用戶的信息發(fā)送給Radius服務(wù)器，Radius服務(wù)器將用戶輸入的用戶名和密碼與數(shù)據(jù)庫里用戶信息進行對比，當(dāng)用戶名和密碼一致時，Radius服務(wù)器會發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器一個用戶通過確認(rèn)的響應(yīng)信息，認(rèn)證服務(wù)器就會給該用戶打開訪問網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限，否則關(guān)閉用戶的權(quán)限，這樣就充分保障了無線網(wǎng)絡(luò)的安全，避免非法用戶的訪問，保護數(shù)據(jù)不被非法用戶盜取，同時還可以對不同用戶的權(quán)限加以區(qū)別，限定他們訪問的權(quán)限。

6 結(jié)論

本文結(jié)合東北石油大學(xué)無線校園網(wǎng)部署的工程實踐，突破傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)部署中的安全策略，通過采用“無線控制器+瘦AP”的架構(gòu)進行校園網(wǎng)部署，實現(xiàn)了將密集型的無線網(wǎng)絡(luò)和安全處理功能轉(zhuǎn)移到集中的無線控制器中，AP只作為無線數(shù)據(jù)的收發(fā)設(shè)備，大大簡化了AP的管理和配置功能，甚至可以做到“零”配置。