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校園無線網(wǎng)絡設計研究論文
摘要：隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡因其方便、快捷、可移動的優(yōu)勢已成為互聯(lián)網(wǎng)訪問的主流技術(shù)。通過對無線網(wǎng)絡技術(shù)分析，從網(wǎng)絡覆蓋、安全防范等方面探討了建立安全、可靠校園無線網(wǎng)絡可行的技術(shù)方案。
【關(guān)鍵詞】無線網(wǎng)絡；校園網(wǎng)；網(wǎng)絡協(xié)議
隨著網(wǎng)絡信息化的發(fā)展，筆記本電腦、智能手機等移動設備的普及，僅僅局限于固定地點上網(wǎng)已經(jīng)不能滿足人們的需求，越來越多可移動的網(wǎng)絡訪問在廣場、禮堂、大型教室、會議室、體育場館等場所被需求。
1無線網(wǎng)絡主要技術(shù)優(yōu)勢
1.1易擴充，覆蓋范圍廣
無線網(wǎng)絡組網(wǎng)靈活，在并發(fā)用戶數(shù)允許范圍內(nèi)，增加新用戶無需添加新的設施設備，只需簡單的配置即可，若超出允許范圍，只需增加新的接入點。同有線網(wǎng)絡相比，省去了重新布線、配置復雜等工作。有線網(wǎng)絡受傳輸介質(zhì)的限制，數(shù)據(jù)的傳輸僅限于相鄰兩個節(jié)點之間，而無線網(wǎng)絡只要是在AP節(jié)點覆蓋半徑范圍內(nèi)，任何無線終端設備均可通過該AP節(jié)點連接入網(wǎng)，而且隨著AP節(jié)點的擴充可以實現(xiàn)大面積范圍內(nèi)的無線信號覆蓋。
1.2布線簡單，成本低
無線網(wǎng)絡接入網(wǎng)絡只需對聯(lián)入有線網(wǎng)的AP節(jié)點進行布線，無線AP之間的連接無須布線，相比有線網(wǎng)絡每個節(jié)點都需要布線、配備網(wǎng)絡端口，無線網(wǎng)絡建設成本大大低于有線網(wǎng)絡。
1.3網(wǎng)絡終端可移動性強
在傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡環(huán)境下，網(wǎng)絡終端只能通過網(wǎng)絡接入端口才能訪問網(wǎng)絡。網(wǎng)絡終端受接入端口位置的限制，物理位置基本固定，可移動差。無線網(wǎng)絡由于使用無線信號傳輸介質(zhì)，使得網(wǎng)絡終端只要在無線信號范圍內(nèi)，都可以隨時隨地的接入網(wǎng)絡。
2校園無線網(wǎng)絡設計分析
2.1主要協(xié)議與設備
常用的無線網(wǎng)絡協(xié)議標準主要有美國IEEE（電機電子工程師協(xié)會）所制定的802.11標準（包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac等標準），藍牙（Bluetooth）標準以及HomeRF（家庭網(wǎng)絡）標準等。其中，IEEE802.11n是目前廣泛使用的無線局域網(wǎng)標準，它使無線局域網(wǎng)的傳輸速率由802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps提高到300Mbps。此外，IEEE802.11ac，俗稱5GWiFi，采用5GHz頻帶進行通信，理論上能夠提供最少1Gbps帶寬并且向下兼容。無線校園網(wǎng)主要有終端設備、無線控制器（AccessController）和無線接入點（AccessPoint）等設備。其中，終端設備是指帶有無線網(wǎng)卡的設備，如筆記本電腦、智能手機等；無線控制器簡稱AC，用于對所有無線AP進行管理和控制的設備，并能通過與認證服務器的通信來進行信息安全認證；無線接入點簡稱AP，是執(zhí)行橋接操作的設備，在終端設備和有線之間對無線幀和有線幀進行相互轉(zhuǎn)換。AP又有瘦AP（FitAP)和胖AP(FatAP)之分，瘦AP是指只具有射頻和通信功能的AP，需要在AC的控制下才能工作；胖AP典型的例子是無線路由器，除了無線接入功能，一般還具有WAN、LAN接口，支持DHCP服務器、DNS等功能。
2.2校園無線網(wǎng)設計方案
2.2.1設計原則校園無線覆蓋設計應遵循室內(nèi)信號范圍最大化原則，在室內(nèi)進行全面覆蓋的前提下，對校園部分區(qū)域進行可選的覆蓋，同時確保無線網(wǎng)絡穩(wěn)定性、兼容性和可擴展性。2.2.2物理結(jié)構(gòu)設計考慮到網(wǎng)絡的安全性和經(jīng)濟性，應采用非獨立型的無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)選型（無線借用原有的有線網(wǎng)絡）。網(wǎng)絡架構(gòu)建議采用瘦AP+AC模式。其中，AP通過POE交換機提供數(shù)據(jù)連接和供電，連接到校園內(nèi)網(wǎng)的每個樓的匯聚交換機，AP的IP地址為靜態(tài)IP地址。AC通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)/控制隧道對AP進行數(shù)據(jù)傳輸、管理控制。2.2.3覆蓋方案WLAN無線信號覆蓋方式分為室內(nèi)覆蓋和室外覆蓋兩種。校園WLAN覆蓋方式的選擇應依據(jù)區(qū)域的具體情況，教學樓、辦公樓和學員宿舍等室內(nèi)區(qū)域，建議以室內(nèi)覆蓋為主，其他區(qū)域以室外覆蓋為輔的方式進行覆蓋。從建筑布局來看，對于辦公樓、學員宿舍等雙面房間的建筑，應考慮采用在走廊放置吸頂式AP室內(nèi)覆蓋方式，采用多個無線AP整合交叉覆蓋形成大面積覆蓋區(qū)域，無線信號通過房間的門窗傳輸?shù)绞覂?nèi)，實現(xiàn)無線信號的覆蓋。對于學校體育場等室外空曠的區(qū)域，可根據(jù)區(qū)域的形狀、面積等因素，設計建立多個無線覆蓋點，采用蜂窩式覆蓋方式，無線信號的覆蓋范圍盡量遠離教室。
2.3安全防范
校園無線網(wǎng)絡安全技術(shù)主要有服務集標識（SSID)、接入認證、無線加密技術(shù)和無線網(wǎng)卡物理地址（MAC）過濾等。SSID技術(shù)將無線網(wǎng)絡劃分為具有不同訪問權(quán)限的子網(wǎng)，每個子網(wǎng)需要獨立的身份驗證，只有具有合法身份的用戶才能對所屬子網(wǎng)的資源進行訪問。接入認證是指對接入到網(wǎng)絡的身份進行確認，通常包括IEEE802.1X認證技術(shù)、PPPOE認證、WEB認證和RADIUS認證服務等，可依據(jù)實際安全需求應用相應的認證方法。比如由于用戶的流動性和周邊環(huán)境的復雜性，采用長期不變的靜態(tài)口令不能滿足安全要求。一次性口令技術(shù)（One-TimePassword，簡稱OTP）克服了靜態(tài)口令的缺陷，它規(guī)定每次用戶進行網(wǎng)絡訪問認證時使用不同的口令并限制同一口令的生存周期，用戶在客戶端輸入只有自己知道的通行密語，通過內(nèi)置算法生成一個口令，該口令通過網(wǎng)絡送到驗證服務器，服務器校驗此口令，若認證成功，則客戶被授權(quán)訪問網(wǎng)絡，同時該口令被廢棄。無線接入認證技術(shù)只是使沒有授權(quán)的用戶無法接入無線網(wǎng)絡，但是他們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^專業(yè)的設備對無線信號截獲。如果數(shù)據(jù)沒有加密，很容易獲取信息的內(nèi)容。因此，IEEE制定了三種無線網(wǎng)絡安全協(xié)議：WEP、TKIP、CCMP。這些協(xié)議是在數(shù)據(jù)發(fā)送之前對明文數(shù)據(jù)經(jīng)過加密鑰匙和加密函數(shù)轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)變成無意義的密文，接收方在接收到密文后經(jīng)過解密函數(shù)、解密鑰匙還原成明文。無線網(wǎng)卡物理地址過濾是將合法的網(wǎng)絡終端的網(wǎng)卡地址進行登記，只有已登記MAC地址的網(wǎng)絡終端才能接入網(wǎng)絡。
2.4校園無線網(wǎng)絡安全管理
網(wǎng)絡信息安全除了有效的接入技術(shù)和加密算法，合理選擇安全管理策略同樣可以加強網(wǎng)絡的安全可靠性。因此，在確保所有AP設備的集中管理前提下還應實現(xiàn)：
（1）對非法無線入侵、射頻干擾、非法AP能夠精確定位和隔離；
（2）配備冗余的無線控制器保證在突發(fā)情況下的安全無線接入；
（3）設立隔離機制，使來訪用戶與校園網(wǎng)用戶隔離；
（4）對非法的賬號盜用能夠及時發(fā)現(xiàn)和禁止。
3結(jié)束語
無線網(wǎng)絡已成為網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢，校園無線網(wǎng)絡對網(wǎng)絡管理和應用有了更高的要求，更多的問題和技術(shù)需要去研究和探討。
參考文獻
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