校园无线局域网规划毕业论文.docx
温州科技职业学院毕业论文（设计）毕业设计（论文）题目：校园无线局域网规划系部：信息技术系专业：网络技术专业学号： 学生姓名： 导师姓名： 导师职称： 二一六年六月1【摘要】随着无线网络技术的发展与校园信息化水平的提高,基于WLAN的无线校园网络构建技术已成趋势,成为有线校园网网络延伸的重要手段之一。我们需要更放的工作学习环境，而无线正是最好的选择。通过无线，我们可以实现随时随地的办公和学习，在校园里的任何一个地方学生都能查到自己想要学习和查找的资料，这样可以很大的提高学习的效率。而老师也能在校园里随时随地的办公，给学生和老师都带来了极大的便利。该文对无线局域网的优点和有线校园网中存在问题进行研究分析,提出校园网中使用无线局域网的必要性,探讨无线局域网在校园网建设中的解决方案。【关键词】网络设计；IP规划；以太网 ；校园网目录引言1第1章 网络的设计原则与目标21.1 学校网络的设计原则21.2 校园网络的设计目标2第2章 无线局域网优点12.1 安装简单12.2 易于拓展12.3 经济节约12.4 安全快速1第3章 校园无线网络的规划与设计13.1 网络需求分析13.2 无线校园网的设计13.3 无线校园网的网络安全设计1第4章 无线环境的网络优化14.1 无线设备布局的主要思路1第5章 硬件设备、软件系统和存储技术选择45.1 硬件设备选择45.2 软件系统选择55.3 存储技术选择5第6章 学校网络安全设计16.1 防火墙16.2 入侵检测系统16.3 通过划分VLAN来防止绝大部分对校园网的侦听26.4 计算机病毒的防治2致 谢3参考文献4引言随着网络应用日益丰富,传统局域网络已经不能满足师生对移动网络的要求,无线局域网作为有线网络的补充手段,被更多的师生所认同和接受。众多师生开始在无线局域网中开展各种应用业务,教学、科研、管理、生活正在悄悄地改变。虽然如今无线局域网还不能完全脱离有线网络,但近年来,随着无线局域网技术业趋向成熟,无线局域网与有线网络的无缝连接,无线局域网正在以它的较高传输能力和很好的灵活性在高校各项应用中发挥日益重要的作用。第1章 网络的设计原则与目标由学院网的性质和实现的功能用途，决定了学院必须是一个支持大容量、高速交换、安全管理的、便于管理和扩充的综合性能的网络。从网络传输的数据角度考虑图书馆网是一个满足数字。语音。视频等多种媒体信息的运载的物理基础，从功能考虑他是一个综合教学、科研和行政管理的信息传输和处理需要的综合业务数据网，建成后的网络本身支持多种网络协议，体系结构符合国际标准或事实上的国际工业标准。基于这些考虑图书馆网建设要满足如下原则和目标：1.1 学校网络的设计原则校园无线网的设计原则建立在充分考虑学校使用需要的基础上，力求满足整个校园网的可靠性、先进性、实用性、可兼容及可扩展性。 1.可靠性：保证系统可靠运行，要害设备应有冗余； 2.先进性：采用当今国内、国际上最先进和成熟的计算机软、硬件技术，使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术和业务发展的需要； 3.实用性：能够最大限度地满足实际工作的要求，是每个信息系统在建设过程中所必须考虑的一种系统性能，它是自动化系统对用户最基本的承诺； 4.可兼容及可扩展性：在进行方案建设时，力求做到网络结构清楚、合理并具有扩展能力；硬件配置先进、可靠，能够满足网络及软件运行的需要；系统软件安全、可靠，界面友好，易于操作和维护。1.2 校园网络的设计目标校园网络系统设计应该考虑到网络的总体框架设计、网络管理设计、网络应用设计、网络安全设计等，要求达到的目标有以下几点：第一，系统的兼容性好，实用性强，开放性好，符合国际标准，支持TCP/IP、IPX/SPX协议。第二，掌握现代信息技术发展，采用先进技术，选用技术成熟的网络产品。系统软硬件配置时需要考虑性能需求和当前技术水平，兼顾系统的现实性和技术领先。第三，整体设计最优原则，在进行设计的时候，需要根据合理性的原则，综合考虑，这种选择，充分顾及到：安全性、可靠性、实用性和经济性。第四，系统安全可靠，便于维护和管理。第五，适应现代化技术的发展，与中国教育科研网(CERNET)等国内和国际互联网相连，实现真正的国际、国内网际互联。第2章 无线局域网优点2.1 安装简单无线局域网的安装简单,无需破墙、掘地、穿线架管,这样避免对建筑物及周边环境影响,减少网络布线工作量,一般只要安装一个或多个接入点AP设备,就可建成覆盖整个建筑或地区的局域网络。一旦发生事故,不必寻找损坏路线,只要检查信号发送端与接收端的信号是否正常即可。2.2 易于拓展网无线局域网技术有对等模式、中心模式、中继组网模式等多种配置方式,能够根据需要灵活选择2.3 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,这就往往导致预设大量利用律较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。使用灵活在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后,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。2.4 安全快速1 无线局域网技术能够提供高速数据带宽,其中IEEE802.11g能提供的数据传输速率现在已经能够达到54Mbit/s。可以满足用户上网的实际需要。第3章 校园无线网络的规划与设计3.1 网络需求分析本文所讨论的无线校园网的规划应该考虑满足以下几个方面的需求: 1)建设一个满足教学和工作需要的安全可靠的无线校园网络; 2)无线与有线的统一:高校网络一般已经建设了有线网络,无线网络建设必须在原有的有线网络上进行,并实现网络互联、认证计费、安全防御等方面与有线网络进行良好的兼容和互补。这就要求校园有线网络的架构不需要任何改变,只需用原有的网管、认证、计费系统就可以对无线网络进行管理和统一认证。 3)所有教学楼及实训实验大楼:各层走廊和教室均要求信号覆盖;所有学生宿舍楼:鉴于各宿舍都有有线接通,尽量覆盖各宿舍(不做要求);篮球场及足球场:信号要求完全覆盖;室内体育馆:信号要求完全覆盖;各建筑周围的草坪和场所:信号要求完全覆盖;行政楼:要求信号完全覆盖;学生食堂:要求信号完全覆盖;教师宿舍楼:要求信号完全覆盖;要求能提供1000并发用户能力; 4)各信号输出点信号强度10-15dbm;将按照2.4G工作频段2.4122.462GHz(FCC)分为channel1、channel6、channel11三个完全不干扰频段设计;要求室内容许最大覆盖距离为35100米,室外容许最大距离100400米。3.2 无线校园网的设计1校园无线网络拓扑结构设计对于局部无线网络,主要采用的是以AP或者无线交换机等为中心结点的星型结构,其目的是为了满足多用户的需求。而如果建设全局无线校园网,可将网络划分为核心层、分布层、接入层进行设计,在整体上一般采用以树型和星型混合的拓扑结构。 2校园无线网络物理结构设计建成了“千兆主干,百兆交换到桌面”,信息点覆盖教学、办公、图书和实验等大楼主要部分的校园网,在目前的校园网环境下,借助于轻型AP模式架构,可以在现有校园有线网络的基础上建立逻辑独立的无线网络。通常模式下所有无线数据及控制流量均交由无线控制器来处理,所以我们采用现有校园网的交换机/路由器组成集中控制管理的“覆盖式”(Overlay)无线网络设计楼层交换机使用单链路上联，在物理上，比如光纤模块，光纤跳线，出现问题，该楼层将不能正常访问网络。3.3 无线校园网的网络安全设计当一个无线局域网组建成功后,用户最关心的是无线局域网的安全问题。为了保证网络安全,我们可以从以下几个方面考虑: 1)用户接入认证控制:原有线校园网络已经部署了用户认证系统,建成后的无线网络必须完全融合进该认证系统中。 2) 基于用户的访问策略:不同的用户可能有不同的上网行为,包括HTTP、FTP、语音等,针对不同的应用,应加以配置不同的行为控制权限,保障不同用户的网络互访的安全性。 3)受保护的无线数据传输:无线网络安全事件往往会发生在数据传输阶段。因此,建成的无线网络必须能够满足合法的无线用户与无线接入点数据传输的安全性,以及无线接入点与上行网络之间数据传输的安全性。 2第4章 无线环境的网络优化与有线网络相比，WLAN具有安装便捷、移动性好、使用灵活、易于扩展等优点，可以为不易布线的地方和远距离的数据处理节点提供强大的网络支持。由于WLAN具有上述不可替代的优点。但与此同时也给WLAN的优化设计与管理带来了很多新的问题。 WLAN不同于传统的有线网络，噪声和干扰、建筑物结构、无线设备的摆放及其参数的设置都对WLAN的信号质量和传输速率等性能有很大的影响。因此，WLAN的设计也与有线网络不同。WLAN优化设计的目的是:使无线接入设备覆盖所有期望覆盖的区域，并且具有足够承担预期负载的能力。由于环境的复杂性，WLAN的设计必须通过实际的测量才能达到理想效果。其中，AP的定位和频率分配是WLAN优化设计的两个重要方面。4.1 无线设备布局的主要思路 WLAN的应用场合主要是在大楼内或大楼间，因此，建筑物的面积、布局建材以及办公环境内各式各样的干扰源都是影响信号传输质量的因素。实际工程中，同样的一套WLAN设备在一个地方信号有效传输距离可能是100多米，换个地方连50米都不到。所以，在确定接入点位置时，设备的标称值只能作为一个大致的参考，精确的位置必须要通过场地信号强度测试仪和比较试验来定。802.1lgWLAN上作频带的宽度被划分为11个频道。为了最大限度地利用频带资源，最常见的办法就是选取3个互不重合的频道作为整个系统的上作频段。3个互不重合的频道在实际应用中一般有二种用法。第一种，也是最普遍的一种，就是频道1，频道6，频道11两两相邻，并部27 分重叠，从而在获得最大的覆盖面积的情况下消除死角，杜绝同一频道的互相干扰，还可以兼顾用户切换。第二种，是在同一地点安装3个接入点，每个接入点分别上作在三个互不重叠的频道，三个频道聚合使用，以获得最大的传输带宽。我们目前采用第一种做法1，6，11相间使用。1热点地区覆盖在热点地区建立完好的覆盖是非常重要的问题，它关系到系统的可用性、用户漫游、客户满意度等多个问题，是我们必须处理好的关键问题。在实际工程中，特别是没有仪表作为测试手段的情况下，模拟用户测试成为工程建设必不可少的环节，只有进行大量的现场测试，才能对热点地区的覆盖情况有比较详细的了解。 归纳起来有以下几个步骤: (1)从建筑物内一角或边界处开始勘察; (2)结合室内结构和预计覆盖要求，选择合适地点安放AP。(3)距离AP30米处左右对场强进行测量，可以使用无线网卡软件自带的信号测量软件; (4)调整AP位置，使得建筑物内角落处信号强度在20%(约-75dBm)以上; (5)同时检查这些点信号质量在80%以上，确认不存在干扰。如果不满足条件，可适当调整AP覆盖范围; (6)记录AP点位置; (7)在AP覆盖边界处(可结合信号强度和信号质量来判断)选取多个测试点(要求分布均匀且绕AP旋转一周)进行测量并记录结果。这一步完成后便可在地图上大致得到AP实际覆盖范围，为安放其它AP提供依据; (8)将AP移至下一位置，重复以上步骤(1-7)。重要地点如会议室、图书馆、报告厅、多功能厅、餐厅等覆盖率超过90%，有的可以实现100%覆盖，最大程度满足用户的使用要求。2 网络优化需要测试一些主要指标网络优化是一个系统的工程，它包含着一系列的优化方式，各种优化方式的综合，形成了网络的整体优化。网络优化更是要贯穿整个网络发展的全过程，因此，从建设网络起直至网络的运行维护、优化始终都是非常重要的，其中最为重要一些参数是不得不注意的: (l)信号场强 (Field strength) 信号场强标示测试点接收到的某个AP的信号强度。一般电平在-75dBm以上便可保证数据的可靠传输。 (2)信号质量 测试软件可以通过连续发送小的脉冲数据包给AP测算出信号的质量。100%表示测试软件发出的所有脉冲数据均无差错地到达了AP。在实际应用中，只要信号足够强(-75dBm)，信号质量均近似于100%。如果信号电平高于-75dBm，但笔记本接收到的信号质量显示却小于90%，则表示该处可能存在干扰。 (3)载波干扰比(C/I) C/I是指接收到的希望信号电平与非希望信号电平的比值，此值与移动用户站(MS)的瞬时位置有关，此指标可衡量工作于其它信道上的相邻AP对服务AP数据流量的干扰程度。目前建网用的是12dB值而不是9dB值。显然，采用空间分集接收将会改善系统的C/I性能，因为陡的衰落得到减少并且衰落得到减少并且衰落发生的次数也变得更少。此外需指出的是:同频道干扰的产生不仅仅是当相同信道被分配给不同的MS，而且要求它们实际上是在同时使用。当然，这就意味着在忙时比其它时间干扰问题将更大，但在业务等级1%到5%时，信道利用仍然仅仅是在70%左右。 (4)接收/发送数据速率 (Rx/Tx Data Rate) 测试软件控制AP和无线网卡之间互相发送数据包，测算出上、下行数据传输速率。这是评估一个无线局域网建设质量的重要参数，也是获得最终用户对无线网络真实感受的有效手段。 (5)RxFER 接收误帧率，影响数据传输速率的重要指标之一。 (6)TxRetry(Transmit Retries) 发送重发次数，单位为每秒重发数据包数。3 降低干扰干扰是Wlan设计规划和运行维护过程中始终应予以特殊关注的问题，由于无线网络的信号是用无线方式传输的，极易受到各种其它无线电波的干扰，为了保证网络的通信质量，网络优化的过程中，需要经常的对网络的各种干扰信号详细分析，要分析干扰信号的种类、强度、性质以及来源，一旦发现有其它未知来源的干扰信号，应查找干扰源，保证网内信号的纯洁。同时，也要注意调整好频率规划，避免网内的邻频干扰和越站干扰等。根据成因可分为两大类: (l)物理环境对于WLAN无线信号的干扰 开阔地带有利于无线信号的传输，而热点地区建筑内的不同物质会对WLAN无线信号产生不同的干扰和影响。干燥的墙壁对信号的吸收少;而潮湿和水性物质、金属、有色玻璃、植物、人体等将会大大吸收信号，降低无线信号强度，从而降低WLAN信号覆盖范围，减少无线传输速率。所以，在部署AP时，需要在无线信号容易受到干扰的环境增强AP覆盖的密度。同时，为了减少信号传输的多路径问题，应该消除或者减少信号传输路径上的障碍物。 (2)其他ISM无线设备的信号干扰 由于基于802.11g技术的WLAN工作在开放的2.4GHz ISM频段上，这是工业、科研、医疗公用的频段，因此有可能被工作在同样频段的其他设备如无绳电话，微波基站，蓝牙网络设备等的干扰，影响WLAN网络设备之间的信号传输。所以，AP的部署应该远离这些干扰源，或者增强AP覆盖的密度。干扰将随着测试点距离AP变远而越来越严重，使得 CRC Error增多，数据速率降低，从而减少AP的覆盖范围。 可以为AP设备选择配置不同的天线来克服无线信号干扰带来的不良影响，如多极全向天线能够减少信号传输的多路径问题;当需要增加信号强度时，可以使用高增益天线;也可以使用定向天线来满足适合特定形状的覆盖要求. 802.11g作在2.4000GHz到2.4835GHz大约80MHz的频带宽度上，将这个频宽分成11个中央信道，只有其中的3个信道完全没有藕合干扰，因此建议相邻的AP分别分配这3个信道中的信道值。如信道1、6、11。同时，由于无线信号的传播是三维球形的，所以相邻的AP不仅会在同一个楼层，而且会在相邻的楼层。 干扰主要是来自于同频干扰，而这种干扰常常很大地影响着服务的质量，因此对这个问题应该引起相当的重视。 第5章 硬件设备、软件系统和存储技术选择5.1 硬件设备选择1.核心路由器选择核心路由器是整个企业网络中的中枢设备，是企业数据路由、对外界进行数据交流的主要通道，其性能优劣将直接影响整个网络通信的效率。选购核心路由器时应注意产品的整体性能、稳定性、安全性以及可管理性等多个方面因素。基于上述需求，选择华三的H3C7506e路由器作为图书馆的核心路由器。华三的H3C7506e路由器，采用模块化设计，包转发率达到1920Mpps，同时提供各种类型的广域网接口，如百兆以太网接口、千兆以太网接口、光纤接口、ATM接口、POS接口等，以满足不同环境下的接口需求。2.接入层交换机选择为完成各个楼层工作站的接入，需要选择合适的接入层交换机，接入层交换机与核心交换机连接，为楼层工作站提供合适的接口，使各工作站有效的接入网络。选择华为S1700交换机，华为S1700是一款理想的接入层交换机，此设备与同类设备相比具有相当好的稳定性。采用无风扇静音设计，静音节能，支持24个10/100/1000Mbps自适应以太网电口，提供便捷的管理维护手段，优异的安全性能，强大的组网和带宽扩展能力，性能稳定，快速。3.服务器选择服务器的价格动则几万元、十几万甚至几十万，几乎是整个网络中最昂贵的设备，而且直接决定着网络服务能否被正常、稳定、高速地提供。因此，在选择时必须十分慎重，并遵循以下选购原则。稳定压倒一切需求决定一切最佳性价比知名品牌优先本网络采用惠普BladeSystem c7000 服务器以6个主动响应式热插拔电源、8个I/0插槽、集成独立处理器和端口的OA管理模块、有16个半高服务器刀箱槽位、2个24口千兆网络模块 VC、2个24口8Gb SAN模块、10个冗余热插拔风扇，配置1块146GB热插拔SAS硬盘，提供ServeRAID M1015阵列卡，支持RAID0/1，并可选RAID 5，硬盘和内存的扩展能力也非常强，能够满足很长一段时间网络需求。5.2 软件系统选择网络操作系统（NOS,Network Operating System）是使网络中个计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规则的集合。我们选择了Windows 2003 系列服务器操作系统产品，因为他秉承了Windows 一贯的直观易用的优良传统，并在原有的基础上实现了速度与功能的提升，在安全性上相对以前版本也有很大的提升，在管理功能上增加了许多流行的新技术。5.3 存储技术选择随着网络在图书馆管理中的深入应用，每天都会产生大量的数据信息，对这些信息的存储和管理就成了网络管理员的一项重要任务。不仅要确保信息安全不丢失，而且还要满足用户的访问需求。网络存储是目前局域网中最常用的解决方案，即通过光纤或其他高速传输方式，将存储系统连接到图书馆网络。存储这些海量信息不但要求存储设备有很大的储存容量，而且还需要大规模数据库存储和处理这些数据，这就涉及到硬件随时读取的速度、数据集中与分布、存储管理方法等问题。而在三种主流的存储技术中，DAS是最古老的存储技术，它最主要的优势是简单易用；它的缺点磁盘利用率很低，只有30左右，而NAS和SAN可达70%；不易扩容，在将来网络扩建时会出现瓶颈，本网络中放弃使用。对于SAN来说，它的投资太大，只有电信、金融等超大型企业可以承担；文件的处理在服务器上实现，对前端服务器要求高 ；数据共享困难；对大量小文件的读写性能甚至不如NAS。 基于上述分析和该图书馆中对文件高速上传、下载的需求采用NAS存储技术，它的优势在于简单易用，通过WEB界面管理，管理者不需专业技术；价格便宜，有的NAS甚至比SAN便宜一个数量级！共享方便，可给不同操作系统服务器/pc机同时提供存储容量；扩容方便，可动态给不同用户分配/修改存储空间；对前端服务器要求不高，文件的管理、缓存在NAS上实现。 6第6章 学校网络规划6.1 学校网络拓扑6.2 学校网络部分配置命令Switch1>enSwitch1#conf tSwitch1(config)#vlan 10Switch1(config-vlan)#name ctSwitch1(config-vlan)#exSwitch1(config)#vlan 20Switch1(config-vlan)#name jxbSwitch1(config-vlan)#exSwitch1(config)#vlan 30Switch1(config-vlan)#name bgsSwitch1(config-vlan)#exSwitch1(config)#vlan 40Switch1(config-vlan)#name 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