校园网毕业论文

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1、摘要： 无线局域网作为信息时代的新兴技术,已经迅速发展起来。而其中高校对 网络应用的需求也越来越强烈，高效便捷的无线局域网建设越来越成为当今高 校建设数字化校园的一个有效手段。本文简要介绍了 WLAN 的技术特点，通过 对高校校园网及其用户进行分析，通过对无线局域网的分析,阐述了校园 WLAN 的的优势, 提出了高校覆盖无线局域网的设计思路并实现，为高校无线局域网 的建设提供参考。关键字：WLAN 网络技术 高校 优势一、WLANWLAN 的简介的简介（一）WLAN的概念：WLAN ( W i r e l e s s L o c a l A r e a Network） ，即无线局域网，是指以

2、无线信道作传输媒介的计算机局域网，是有线联网方式的重要补充和延伸，并逐渐成为计算机网络中一个至关重要的组成部分，广泛适用于需要可移动数据处理或无法进行物理传输介质布线的领域。随着 EEE802.11 无线网络标准的制定与发展，使无线网络技术更加成熟与完善,并已成功的广泛应用于众多行业，如金融证券、教育、大型企业、工矿港口、政府机关、酒店、机场、军队等。它可以提供传统有线局域网 LAN（Local Area Network）的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。（二）WLAN的特点：1.网络综合成本低：WLAN 最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，铺设无须掘沟埋管，省

3、去了大量线路铺设的费用和时间。2.网络覆盖面广：只要安装了一个或多个无线接入点AP设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络，它不受环境条件制约，网络的传输范围得到了拓宽。3.组网灵活多样：WLAN可以按当时的需要容量来安装设备，甚至可以“现用现装”而传统有线网络，网络设备的安放位置受到网络信息点位置的限制，一旦 WLAN 建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。4.具有强大的移动性WLAN的一个重大特性就是可以“随时、随地”地实现无线通信，资源共享、网络教学、视频会议等许许多多基于无线通信的技术将大大方便了师生们工作、学习。（三）WLAN 的网络架构：WLAN 网络从下往

4、上的主要设备有 AP、POE 交换机、ONU、OLT 等，其网络架构如图1 所示。1 2 WLAN 的使用频率WLAN IEEE 802 11b /g 工作在 2 4 GHz 频段，频率范围为2400 0 2483 5 GHz，共划分为 13 个子信道，每个子信道带宽为 22 MHz。为了避免干扰，通常使用的只有1，6，11 这3 个信道2 2、高校对高校对 WLANWLAN 技术的需求分析技术的需求分析现在大部分高校都已建成有线网络,但是高校的不断扩大和发展,校园网 的规模也随之不断扩大,也对现有校园网提出了更多和更高的要求。 (一) 教学的需求现在高校大量开展多媒体教学和网络教学,越来越多

5、的教室安装了多媒体 教学系统,很多课程都需要通过网络来展示教学过程,以求达到更好地教学效果。 学生则希望随时随地获取网络教学资源、提交作业、和任课教师进行在线交流 等,教师则希望随时随地的访问校园网络资源、使用办公自动化系统、批改学生 作业、在线指导学生学习等活动。但是有线的网络无法覆盖到校园的每一个角 落,而且很多手持移动设备并不支持直接与有线网络交换信息。 (二) 端口数量的限制高校中有很多特殊的地方无法布设太多有线网络接入点,如餐厅、图书馆、 会议室等,并且很多建筑建设时间较长,不便施工,而老师学生拥有移动设备的越 来越多,这些区域往往会在短时间内聚集大量需要网络的用户,而有线网络无法

6、满足大量师生同时上网的需求。如果采用无线的方式,在有线的端口上连接无线AP(Access Point 无线接入点),无需布线就可以轻松实现对有线端口扩展,可同 时满足几十甚至上百用户连接网络的需求,满足师生需要。 (三) 办公、管理需求随着高校网络建设的不断完善,越来越多的信息管理平台被应用到日常管 理中,无线网络的广泛应用可以很好地弥补有线网络的不足,更好地延伸网络,满 足对管理信息系统的应用需求,实现无纸化办公。 (四) 大型活动的需求随着高校校园规模的不断扩展,办学规模的不断扩大,如学术交流会、人才 交流会等各种大型活动也举办的越来越多,除此之外,学校每年定期举行的运动 会、文艺汇演等活

7、动,对网络也提出了需求,而这些活动又具有极大的灵活性,临 时铺设、调试有线网络既浪费又容易出现故障。而 WLAN 技术可以实现对校园的 每一个角落的无盲区覆盖,更好地满足各种活动对网络的需求。 (五) 高校格局变化的需求现阶段,高校都在不断扩张,建立分校区,要为新建立的校区连接网络。有 线网络模式下要铺设大量光纤、双绞线,费用高、施工难度大、工期长,对迅速 扩展的高校形成了严重的瓶颈。而无线网络可以实现短距离校区的高带宽连通 和新建校区网络的无缝覆盖,满足高校格局变化的需求。三、与有线网络相比无线网络的优势分析三、与有线网络相比无线网络的优势分析WLAN 技术使网上的计算机具有可移动性，能快速

8、、方便地解决有线方式 不易实现的网络信道的连通问题。WLAN 利用电磁波在空气中发送和接收数据， 而无需线缆介质。 与有线网络相比，WLAN 具有以下优点：1.安装便捷：无线局域网的安装工作简单，它无需施工许可证，不需要布 线或开挖沟槽。它的安装时间只是安装有线网络时间的零头。2.覆盖范围广：在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的 限制。而无线局域网的通信范围，不受环境条件的限制，网络的传输范围大大 拓宽，最大传输范围可达到几十公里。3.经济节约：由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考 虑未来发展的需要，所以往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络 的发展超出了

9、设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。WLAN 不受布线接点 位置的限制，具有传统局域网无法比拟的灵活性，可以避免或减少以上情况的 发生。4.易于扩展：WLAN 有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样， WLAN 就能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络，并且能够提 供像“漫游” （Roaming）等有线网络无法提供的特性。5.传输速率高：WLAN 的数据传输速率现在已经能够达到 11Mbit/s，传输 距离可远至 20km 以上。应用到正交频分复用（OFDM）技术的 WLAN，甚至可以 达到 54Mbit/s。6.此外，无线局域网的抗干扰性强，网络保密性好。对于有线局域网中

10、的 诸多安全问题，在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络，无线 局域网的组建、配置和维护较为容易，一般计算机工作人员都可以胜任网络的 管理工作。由于 WLAN 具有多方面的优点，其发展十分迅速。在最近几年里， WLAN 已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。4、WLAN 规划和设计时需要考虑的问题规划和设计时需要考虑的问题(一)、RF设计问题对于任何 WLAN 的设计来说，也许最重要的设计难题是它使用射 频（RF）无线电波进行通信。显然，无线网络发射 RF 波,但是如果 RF 波受到 周围环境的影响，那么 WLAN 就会出现操作问题。你不能假设任何一种设

11、置都 支持 RF 通信，原因在于每一种情况下的工作状态是不同的。 IEEE802.11WLAN 主要工作在 2.4GHz 的工业、科学和医疗（ISM）频段1。 一般而言，虽然已经证明 ISM 频段相当可靠，但是它的一些特性也会影响 WLAN 的性能： 1.1 竞争设备 由于 ISM RF 频段是无许可证的，所以许多不同类型的无线设备也使用该频段， 例如蓝牙设备、无线电话、紧急服务（警察和救火）无线电通信以及一些婴儿 监控器等。 1.2 距离 在一定距离处，所有的 RF 信号都会至少损失一些信号强度。对无线网络来说， 当距离达到无线设备有效范围的外边界时，这就将转化为带宽和信号完整性的 损耗。即

12、使是同一网络中的相同或者类似的设备，由于天线功率（增益）的不 同，其操作范围的距离也可能会较远或者较近。在一个 WLAN 中，802.11b 设 备只能在天线或者发射机附近的 30 米范围内提供 11Mbps 的完全带宽。从发射 机到接收点的距离每增加 30 米，就将损耗大约 50%的带宽（如图 1 所示） 。距 离每增加 30 米，带宽损耗就会随之增加，在大约 100 米处，它的带宽将减小到 只有 1Mbps。1.3WLAN 的覆盖范围 如前所述图，距离与 RF 信号的带宽成反比。随着距离的增加，带宽和吞吐量 会减小。典型的 802.11bWLAN 接入点的 RF 范围为 100 米。为了最

13、大化接入点 的覆盖范围，接入点应该位于中心位置，或者至少位于能够提供它所支持的最 大覆盖范围的位置。在较大的覆盖区域内，应该规划使用多个接入点，使它们 相互重叠，以便在 WLAN 的覆盖区域内提供无缝漫游。记住，应该将每个重叠 的接入点设备工作在不同的信道，以免产生交调干扰。同时，无线局域网 RF 技术采用“先断开再连接”的握手方法，这意味着在建 立新连接之前，将中断旧的连接4。因此，最好不要将接入点的信号覆盖范围 重叠得太多。在设计中包含额外接入点的一个好处是这个设计能够提一定程度 的冗余，这样当一个接入点出现故障时，网络仍然能够继续向用户提供服务。 冗余接入点的另一个好处是当 WLAN 扩

14、张时，它能够在容量和覆盖能力之间进 行权衡。五、无线网络的结构特点五、无线网络的结构特点WMN 由客户节点、Mesh 路由器节点和网关节点组成。通常 Mesh 客户节点可以是笔记本 电脑、PDA、W i-F i 手机、RFID 阅读器和无线传感器或控制器等；Mesh 路由器可以是普 通的 PC，也可以是专门的嵌入式系统，如 ARM (Advanced R i s c Machines)等。若按 WMN 的结构层次，网络可分为平面结构、多级结构和混合结构 （1）平面网络结构 平面网络结构中所有的节点为对等结构，具有完全一致的特性，即每个节点均包含相同的 MAC、路由、管理和安全等协议，既具有客户

15、端节点的功能，也具有能够转发业务的路由 器节点的功能。这是一种任意网状的拓扑结构，节点可以任意移动，网络拓扑结构会动态变化。本质上是一种 Ad hoc 网络结构模式，它可以在没有或不便利用现有网络基础设施的 情况下提供一种通讯支撑环境。这种结构适用于节点数目较少且不需要接入到核心网络的 应用场合。 （2）多级网络结构 多级网络结构分为上层和下层两个部分。在这种结构中，终端节点可以是普通的 VoIP 手 机、笔记本电脑和无线 PDA 等。这些终端节点设备通过 Mesh 路由器接入到上层 Mesh 结 构的网络中，实现网络节点的互联互通。这样的结构降低了系统建设成本，也提高了网络 覆盖率和可靠性。

16、 （三）混合网络结构 混合网络结构为以上两种结构的混合。在这种结构中，终端节点增加了具有转发和路由功 能的 Mesh 设备，设备之间可以以 Ad hoc 方式互联，直接通信。一般来说，终端节点设备 需要同时能够支持接入上层网络 Mesh 路由器和本层网络对等节点的功能。混合结构 WMN 如图 1 所示，Mesh 客户端可以通过 Mesh 路由器接入骨干 Mesh 网络。这种结构提供了与其他网络的互 连功能，如因特网、WLAN、WiMAX、蜂窝和传感器网络。同时，客户端的路由能力增 强了网络的连通性，扩大了覆盖范围。这时的终端节点已不是现有的仅支持单一无线接入 技术的设备，而是增加了具有转发和路由功能的 Mesh 设备，设备间可以直接通信。通常 要求终端节点设备具备同时支持接入上层网络 Mesh 路由器和本层网络对等节点的功能六、校内小型六、校内小型 WALNWALN 的配置的方法。的配置的方法。（一）硬件连接方法首先，将无线路由的电源接通，将网线的一端连接到路由器的 LAN 口的 任意接口上，另外一端连接到计算机的网卡接口。硬件连接如图 所示。（二