校园无线网的建设和管理.pdf

2 0 1 1 年第 2期 工业仪表与 自动化装置 8 3 校 园无 线 网的建设 和 管理 苏群 ， 赵字明 ， 徐晓新 ， 张宝瑛 ( 北京 中医药大 学 信 息 中心 ， 北京 1 0 0 0 2 9 ) 摘要 ： 通过介绍北京中医药大学的无线网建设 ， 总结了无线网从方案设计到设备选型及工程实 施 中的方 法和经验 ， 并特 别提 出 了上 网用 户管理 方式 ， 以为 大家借鉴 。 关 键词 ： 无线 网； 智能无 线 交换 ； 用户管理 中图分 类号 ： T P 3 9 3 文献标 志码 ： B 文章 编号 ： 1 0 0 0 0 6 8 2 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 8 3 0 3 Ca mpu s wi r e l e s s n e t wo r k c o n s t r u c t i o n a n d ma na g e me n t s u Q u ， Z H A O Y u i n i n g ，X U X i a o x i n ， Z HA N G B a o y i n g ( I n f o r m a t i o n C e n t e r ，B e ij i n g U n iv e r s it )of C h i n e s e Me d ic i n e ， B e ij i n g 1 0 0 0 2 9 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： B y i n t r o d u c i n g t h e w i r e l e s s n e t w o r k c o n s t r u c t i o n o f B e i j i n g U n i v e r s i t y o f C h i n e s e Me d i c i n e，we wa n t t o s h a r e t h e me t h o ds a n d e x p e r i e n c e s s u mme d u p f r o m d e s i g n t o e q u i p me n t s e l e c t i o n a n d p r o j e c t i mp l e m e n t a t i o n o f t h e w i r e l e s s n e t w o r k ， a n d p r o p o s e i n p a r t i c u l a r a m e t h o d f o r t h e m a n a g e m e n t o f I n t e r n e t u s e r s Ke y wo r d s： wi r e l e s s ne t wo r k s； s ma r t wi r e l e s s s wi t c h i n g； u s e r ma n a g e me n t 0引言 1 无线架构 方案选择 北京中医药大学非常注重现代化的校园网络建 设 ， 已部署 了包含办公 、 教学、 科研 、 图书馆 、 体育场 馆 、 学生宿舍在内的完善的有线网络 ， 然而有线网络 只能提供用户固定的 、 有限的网络信息点 ， 随着社会 的信息化发展与笔记本 电脑 的普及 ， 学校的师生们 需要能随时随地获取网络提供 的各种资源 ， 所 以建 设多种用户类别共存 、 高安全性 、 高稳定性 、 可管理 以及与已有有线网络用户的无缝整合的校园无线 网 络 成为必 然 。 笔者 是在原 有 线 网 络基 础 上 ， 进 行无 线 网络 扩 充。要求完成教学楼 、 逸夫馆 、 国际学院、 操场等区 域的无线覆盖 ， 让师生们可以在这些区域随时随地 、 无拘束的连接到网络， 教职丁可 以依托无线完成各 项教学办公事务。学校原本具有完善的有线网络结 构 ， 校园有线网络各部分主体结构 内部不需要改变 任何项 目， 同时做到尽可能地提高网络访 问速度与 效率 ， 而且 在进行无 线部 署 中 ， 尽量 不对 学校 的原有 装修 和墙壁 有任 何 损 害 。现 以教 学 楼 部署 为例 ， 说 明如何 选择解 决方 案 。 收稿 日期 ： 2 0 1 01 2 3 0 作者简介 ： 苏群 ( 1 9 6 0 ) ， 女 ， 北京人 ， 大学本科 ， 高 级 I 程 师， 研 究方 向为计算机网络。 传统的无线局域网主要是采用 自治型无线接人 点架构 ， 每个无线接入点都是一个独立的管理与T 作单元 ， 无线接人点之问无法进行任何沟通 ， 如果需 要对全网设备进行管理 ， 需要逐台进行配置和管理 ， 不仅费 时 、 费力 、 维 护 成 本高 ， 而且 所 有 的无 线 网络 设备无法形成一个整体 ， 也就无法具备整体协作 的 安全防御能力 ， 整个网络的融合性差 J 。 后来 ， 根据 自治型 无 线接 入 点 的这 种 缺 乏全 面 管理的缺陷 ， 一些厂商开始推出新的无线 网络架构 ， 即“ 无线局 域 网交 换机 +远 程轻 型 无 线 接 人 点 ( 瘦 A P ) ” 结构 ， 所有的无线接人点全部受到无线局域网 交换机的统一控管， 这种组网架构和相应产品的出现， 使得无线网络的整体管理能力 、 安全防御能力得到完 全的改善 ， 使得无线网络的组网变得轻松、 易管理。 虽然这种组网架构完全解决了对无线网络的管 理和控 制 的问题 ， 但 是 依 然存 在 缺 陷 。这 种缺 陷 在 无线 网络规模 较 小 的 时候 并不 会 构 成 隐患 ， 但 是 随 着无线 网络 的逐 渐普 及 ， 尤 其 是组 建 大 规模 的无 线 网络时( 1 0 0台无线接入点以上 ) ， 在这种解决方案 架构中， 全部的无线接人点设备所吞吐的数据流量 ( 用户数据 、 设备管理数据 ) 都要通 过加密隧道 ， 集 中由无线局域网交换机承载与处理 ， 再通过其转发 8 4 1 二 业仪表与 自动化装置 2 0 1 1 年第 2期 给相应的有线网络送达 目的地 ， 这必然会导致无线 局域 网交换 机成为大 流量数据 汇聚 的中心。 而无线 局域网交换机均采用“ X 8 6+A S I C ” 的类服务器硬件 架构， 对外提供千兆端 口连接 ， 也就是说其最大的数 据处理与吞吐能力一般不会超过 2 G b p s ， 按照每台 无线 接 人点 的真 实包 吞 吐能 力 在 1 52 0 Mb p s 计 算 ， 实际上每台无线局域网交换机最大可以为 1 9 2 台无线接人点的数据集中转发 ， 如果超过这个规模 ， 无线局域网交换机就会成为流量瓶颈， 必须再增加 无线局域网交换机设备才能扩充解决。特别是随着 8 0 2 1 1 n传输协议的到来 ， 单个无线接入点 的转发 效率将提高到 1 0 0 M b p s 以上， 无线交换机架构将不 再适合承担所有流量的集中处理 ， 同时对于延迟敏 感的语音传输等也无法适应。 针对这一现 状 ， 通过 调研 ， 又 由于我校 有线 网络 设备主要为锐捷设备 ， 因此最后采用 了锐捷的“ 智 能无线交换网络 ” 架构技术 ， 通过智能无线局域 网 交换机 MX一 2 0 0的控制， 智能无线接入点 A P可具 备根据不同用户 、 不同应用类型、 不同 V L A N等方式 来决定数据流量是否需要全部集 中流经无线交换 机 ， 这样不仅可以保持原有的无线交换机架构解决 方案的优势 ， 更可以根据 网络的数据实际情况将 时 延敏感 、 流量较大的数据流分离到有线 网络直接处 理 ， 将管理控制报文、 安全控制要求高的报文送交智 能无线交换机处理 ， 避免成 为无线交换机 的转发瓶 颈。这种先进的架构 ， 将使我校的无线网络即使面 对今后 的校 园 V o WL A N( 无线语音 通话 ) 和 I E E E 8 0 2 1 1 n高速传输 ， 都可以从容地升级和扩充 ， 而无 需淘汰现有设备， 这对现有的投资是极大的保护。 2 教学楼布局方案 教学楼分前后 2部分 ， 后楼结构 比较简单 ， 为走 廊两侧 ， 教室对门 ， 教室大小均 6 0 m ， 教室容纳 5 4 人左右 ， 1 3层结构一致。 教学楼前楼部分 ， 走廊前部有教室过道， 两侧各 2个 教室 ， 一大一 小 ， 大 的 1 0 0 m 左右 ， 容 纳 1 1 6人 ， 小 的 7 0 m 左右 ， 容 纳 8 0人左 右 ， 一层 、 二层 结构 一 致 ， 三层前楼共分 2个部分， 一个会议室 9 0 m 左 右 ， 一个大的学术报告厅 3 5 0 m 左右。学校主控机 房在 5层 。 教学楼无线网络部署， 不仅要解决楼内无线网 络移动访问的需要 ， 还要提供信息点的弹性扩展能 力， 不必再为有线网络部署不密集和无法随意调整 的问题烦恼 。 因此 ， 教学楼的无线覆盖采用楼 内覆盖模式 ， 通 过在楼内相关区域部署无线接人点产品， 结合部署的 有线网络架构 ， 完成无线网络 的上网需求。该方案 中， 采用了锐捷网络的智能无线接入点产品 M P一 7 1 ， 该产品采用高灵敏度的智能射频系统和天线系统， 同 时包括以太网供电、 端口保护 、 广播风暴抑制、 信道智 能调整、 M A C地址过滤、 V L A N划分等多项功能， 完成 这一重要办公教学 区域 的无线 网络覆盖 。 根据房间结构， 初步确定 A P布局方案 ， 图 1为 第 3层 布局 图。 3 实施前无线 AP部署测试及最终部署 为保证 网络建设质量 ， 在真正部署前 ， 在教学楼 3层做了相关的信号测试 ， 如 ： 教学楼 3层 ， 将 A P放 在 3 0 7 房间中部， 去对面的 3 1 3房间边缘测试信号， 图 2为信号测试 。 还将 A P设在后楼 中间大厅 ， 在 3 0 7房间最后 面测试 ； A P放在 3 0 7房间外面楼道正中， 教室最远 端测试 ； 楼道内 A P冲突测试等 。 通过测试， 确认此方案布局合理 ， 信号覆盖科 学 ， 予以采用并真正部署。 其他区域的无线 网布局均依此一步步完成。 4 网络用户管理 完成 了无线网硬件建设后 ， 最重要 的工作就是 如何进行用户管理。学校原来有线网是通过锐捷 的 S A M认证管理系统 ， 全校师生用 I E E E 8 0 2 1 X认证 上网 ， 但教师在办公区免费上网， 学生却是包天收费 上网， 为了避免互 相串用账号， 采取端 口绑定 的方 式 ， 即第一次用上网客户端软件登录上网后 ， 账号就 绑定在此端 口了， 以后此账号也不能到别处上网了， 但无线网建成后 ， 师生应能随处上无线网， 免费、 收 费账户如何管理成 了最大问题 ， 尤其是学校的东一 楼 ， 它是下面 5层为办公区， 布有有线和无线双网 ， 职工免费上网； 61 4层为青年公寓 ， 只布 了无线 网， 今后可能收费上网； 如何使职工的免费账号不能 到 6层以上使用 ， 在现有条件下反复试验了多种方 案 ， 但均不能很好 解决， 笔者与锐捷工程师共 同商 讨 ， 提出可行的 S A M认证管理系统 改进方案， 在升 级版 S A M系统中， 增加了区域的概念 ， 将不同物理 位置的设备根据需要划分到不同的区域 ， 即在学校 划分了有线免费 ( 办公楼 ) 、 有线收费( 学生公寓 ) 、 无线免 费 ( 办 公及 公 共 区域 ) 、 无线 收费 ( 东一 楼 6 层 以上) 4个区， 所有收费账户均为各区都可上网， 2 0 1 1 年第 2期 1 二 业仪表与 自动化装 置 8 5 冈 1 第 3层布局 2信号测试 但免费账户却 只能在免费 域上网， 至此 ， 终于解决 了用户管理难题 ， 也才将 无线网真正投入使用 5 结束语 通过学校的无线网建设 ， 我们深切体会到 ， 无线 网的物理建设已有较成熟的技术 ， 但建好后 的管理 才是重头戏 ， 很多问题都会在试验应用中反映出来， 需要学校的技术人员和公司的开发人员充分合作， 才能满足各学校的实际应用需求 ， 建成真正实用 的 校 园无 线 网 。 参考文献 ： ： 1 汀涛 无 线 网络技 术 导论 M 北 京： 清华 大学 出 版 利 2 0 0 8 ( 上接 第 6页) ： i 0 w S w e k l e r I S C o n s t n u t i o n a fl ( 1 A f q ：J l k a l i o n s o f w e l e t s i n N u me l i c a l A n a l y s i s ： D P h D I h e s i s ，1 ) e p a t t m e o t o f Co mp ut e r S ci e n c eKa l h o l i e k e Un_ v e r s i t ei t I e u v e n Be l g i um1 99 4 I Da ub e e h i c s W S we l d e us Fa c t o r i n g wa v e l e t t r a ns f 0 r i l l s i n l n l i f t i n g s t e p s C T e c h n i c a l R e p o ，P I i n e e l o n a n d L u c e n t T e e h n o l o g i e s ， N J S e p t e mb e r ， 1 9 9 6 W S we I d e ns Th e l i fti ng s c h e me：A 【 t ) n s l r u 0 t i C ) n o t s e e 一 一 1 3 1 4 o r l d g e n e r a t i o n a v e l e t s J S I AM J Ma t h A n a l ， l 9 9 8 ( 2 9) ： 5I 15 4 6 S p e c h t D F P r o b a bi l i s t i c n e u r a n e t wo r k s f ( 】 r e l a s s i fic a t i o n ， ma p p i n g o r a s s o c i a t i v e m e m o lw J I E E E I C N N S a n D i e g C A1 9 8 8 (1 )： 5 2 55 3 2 姬东朝 ， 宋笔锋 ， 易 华辉 基 于慨率 神经 网络 的设 备 故障诊断及仿 真分 析 J 火 力与指挥控制 ， 2 0 0 9 ， 3 4 ( 1 )： 8 28 5