校园无线网络解决方案

校园无线网络解决方案

一、无线网络简介

所谓无线网络，包括允许用户成立远距离无线连接的全世界语音和数据网络。与有线网络最大的不同在于传输媒介的不同。无线网络因为具有自由移动漫游工作、利用方便、组网灵活、不用布线、施工量少、保护方便、速度快、本钱低的特性而被普遍推行和应用，也愈来愈受到各行业各部门的青睐，在教育事业中更是成为教学信息化的重要工具。

二、无线网络校园应用特色：

网络作为一种承载各类网络应用的平台，其自身的特点限制了网络应用的范围，有线网络的固定特性限制了其网络的覆盖范围和在移动性应用的发挥。而无线网络跟有线网络的结合不仅使得一些网络应用的效果取得更好的发挥，同时也给予了网络应用新的特色。

1. 加倍开放的网络平台

用户：只要在无线网络的覆盖区域内，都可以连接上无线网络，对这个区域内的用户没有位置和数量的限制，超级适合校园这种人员走动比较繁的区域。

硬件：目前无线产品的种类超级的丰硕：无线网卡、无线网桥、无线路由器、无线互换机、无线投影仪、无线摄像头、局域网无线电话等设备，从数字、语音、图像等设备应有尽有。基于这些无线设备可以实现复杂的网络拓扑结构，

也能实现很多有线网络无法实现的网络应用。校园网中各大楼之间的距离不远而

且中间几乎没有什么障碍物，超级适合搭建安全、稳定的无线网络。

软件：市面上的无线网络应用软件应有尽有：无线网络认证管理软件、无

线网络监控软件、VoIP语音电话等不仅可以实现您在无线网络上的教学应用，

同时也能给您提供管理和安全方面的保障。

其他网络：在各网络中，用户的环境千差万别，应用平台和硬件平台各不

相同。因此，遵循开放式标准是现网络互连的最根本的保证，系统具有开放性，

意味着遵循一个大多数计算机系统所一路遵循的标准。无线网络具有有与其它系

统和网络互操作和互联的能力，以实现内部各系统之间，和有关其它领域的交流，

如：与Internet互连，与各外地分支网络的互连等。

教育方式：基于无线网络，不仅能实现有线网络可以实现的众多应用，还可以实现移动性教学、临时的网络扩展、随时随地的接入等这些有线网络不容易或说是无法办到的事情。基于丰硕的网络硬件、软件，可以组建一个安全、稳定、可管理的校园无线网络，咱们将为您提供一些无线网络的基础校园应用，此后也能按照您的教学要求提供一套完善的解决方案以实现您想要的教学方式。

2. 加倍方便的网络应用

图1 基于无线网络的应用

、多媒体教学应用

通过无线投影仪跟无线网络的配合利用，可以实现教学资源的合理利用，当教室中需要进行多媒体教学课件的播放时，只需要将投影仪布置到室中，课程结束后，投影仪可以移动到其他需要进行多媒体教学的教室，利用无线网络来实现该功能，不仅降低了布线本钱，同时也使得一台投影仪可以被充分的利用到教学上。当有一部很好的教学电影需要组织某些班级集体观看时，只需要在这些班级所在教室中布置好无线投影仪即可同时观看。

网络教学

包括目前远程网络教学及本地网络教学，远程网络教学主要针对的是不在本校的网校学生，而本地网络教学主要针对的是在本校学习的学生。网络教学，其显著特征是：任何人、在任何时间、任何地址、从任何章节开始、学习任何课程。在学习模式上最直接表现了学习和主动学习的特点，充分表现了发展中的现代教育和终身教育的大体要求。

内容丰硕和多媒体生动表现

计算机网络具有强大的采用文字、声音、图表、视频、动画等多媒体形式表现的信息处理功能，包括制作、存储、自动管理和远程传输。将多媒体信息表现和处理技术运用于网络课程讲解和知识学习各个环节，使网络教学具有信息容量大、资料更新快和多向演示、模拟生动的显著特征，这一点是有限空间、有限时间的其它传统教学方式所无法比拟的。

个性化教学

网络教育中，运用计算机网络所特有的信息数据库管理技术和双向交互功能，一方面，系统对每个网络学员的个性资料、学习过程和阶段情况等可以实现完整的系统跟踪记录、贮存；另一方面，教学和学习服务系统即可基于系统记录的个人资料，进行针对不同学员的个别式个性化学习建议、指导教学和应试辅导等。网络教育为个性化教学提供了现实有效的实现途径和条件。

综合网络教学的特点，林端网络设计了一套具有特色的网络教学系统。(详见：《林端网络教学系统功能设计》)

会议室报告厅

会议事报告厅中，有线网络的表现最为突出的问题就是投影仪的切换问题，每当改变发言者的时候都要插拔投影仪的数据线，耗时耗力，而且频繁的复操作使得发言者产生无奈的为难，同时频繁的操作对硬件较容易损伤。采用无线网络可以轻松的解决这些问题，在这种情况下所有的电脑和投影仪，都是无线连接的，可以从缆线的约束中摆脱出来，与会者可以随意改换位置和移动，不影响网络利

用。与会者可以将自己的网段设置与无线投影仪的相同，就可以够共享投影仪了，当改变发言人的时候当事人只需要在自己的电脑切换就可以够了，除去之前的烦琐操作，而且省事省力。

校园无线监控

在校园内成立安全监控网络可以有效的避免校园暴力、盗窃等事件的发生，从而为师生提供良好的工作、研究和学习的环境。利用无线传输成立无线监控网络具有以下优势：

1> 综合本钱低，性能更稳定。只需一次性投资，不必挖沟埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合；在许多情况下，由于受到地理环境和工作内容的限制，采用有线的施工周期将很长，乃至根本无法实现。这时，采用无线监控可以摆脱线缆的束缚，安装周期短、保护方便、扩容能力强、本钱低。

2> 组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。

3> 保护费用低。无线监控保护由网络提供商保护，前端设备是即插即用、免保护系统。

无线网络在校园网中的应用给学校的教学模式、教学理念及教学管理带来了新的方式，同时也让学生可以及早地接触和利用了无线网络。通过切身体会网络应用所带来的益处来培育学生对网络的兴趣，让学生感受到互联网的价值，形成合理利用互联网的正确观念，对学生的全面发展有所帮忙。

3.加倍自由的网络交流

无线网络所能带来的教学方式的改良已经不是一般意义上的“多媒体教学”，应该说是一种“网络教学”，是一种将老师跟学生之间的结合的更紧密的教学互动，在这个平台上可以构建多种交流渠道，发掘能更深切了解教学对象的交流方式，并利用计算机对相应教学数据进行收集和分析，实现真正意义上的数字化教学。

老师跟学生之间的交流

学生可以通过网络在课余时间跟老师通过BBS或是校园信箱的方式跟老师进行交流。有线网络无法提供足够多的接口给学生利用，而无线网络则只要通过相应的认证，学生就可利用学校的无线网络（比如说学号认证）给老师留言，老师乃至可以在网络上布置作业给学生，学生可以通过网络将作业交给老师。对于有线网络，无法为学生提供足够多的接口，也无法提供随时随地的网络接入，所以基于有线网络的这种交流效果会大打折扣。

学生跟教学资源之间的互动

学生可以通过无线网络访问学校的教学视频库，选择想要观看的教学录像，还可以通过网络在点播教学录像，查询学资料，进行有目的的学习，补习自己的弱项或培育在某些方面的特长，从而提高学生的学习兴趣。

对教育理念、教学方式，没有人能比身处其中的教育工作者更清楚的了，因此，林端网络为校园提供的网络定位于一个平台，一个可以实现更有效教学方式的平台，一个可以实现更先进教学理念的平台。教育工作者可以在这个平台上按照自己学校实情、学生情况设计并实现更适合自己的的教学管理方式，从而带来一些新的教学理念。在这方面林端网络也十分愿意提供相应的技术支持。

三、校园无线网大体技术

无线校园网有效实现了有线和无线网络的融合，通过统一的硬件平台、统一的网络管理、统一的用户管理、统一的应用安全，为校园用户提供安全的无线接入。按照用户需求，通过在互换机中加入无线控制器插卡，就可为原有的有线校园网络提供无线支持，还可以像扩展和管理传统有线网络一样，对无线网络进行扩展和管理。高端无线控制器每一个模块可以接入640个AP，支持2万个无线客户端设备，并可以通过增加模块，提升系统整体处置能力。另外，智能网络管理平台为网络管理员提供了图形化、一体化管理能力，可以高效地管理有线/无线网络。

一、实时无线资源管理

实时无线资源管理提供了实时闭环的无线资源管理，包括了如下步骤：

扫描:每一个接入点启动后，通过CAPWAP协议与无线控制器成立隧道，并从无线控制器获取大体的配置。无线控制器负责协调网络中的无线接入点执行扫描进程。通过按期的信道扫描，系统能够分析和了解信道的质量、干扰情况、邻居接入点的散布等。

分析:无线控制器将对无线接入点按期上报的数据进行聚合分析。这些数据包括：⑴干扰：其他工作在频段的无线网络对无线介质的影响；⑵噪音：非信号，如雷达、蓝牙、无绳电话、微波等等对信号的影响；⑶丢包率：包过失率(由于隐藏的节点或信号变形)；⑷信道负载：用来衡量媒介的忙碌程度；⑸有效信号强度：在一按时间内观察到的每一个邻居的信号强度和整个信道的平均信号强度。

这些数据将帮忙无线控制器构建无线网络的完整视图，为管理控制提供决策数据。

决策:利用前期分析的数据，无线控制器将采用智能的算法对射频资源进行优化和调整，以适应无线环境的转变。系统利用了优化的信道和功率选择算法、加权判断和抑制限度，自动评估资源调整的影响，能够确保系统的控制是靠得住的。

执行:无线控制器将新的发射功率，信道分派等决策发送到接入点，接入点负责使能这些配置。系统提供了两种控制模式：参考模式和当即模式，增加了系统

利用的灵活性。参考模式下，系统不进行实际的控制策略执行，只是给出建议的功率、信道的设定值，管理员可以决定是不是执行这些配置，确保了用户控制的灵活性。当即模式下，将按照系统计算出的信道等参数进行当即的设置。

上述进程是闭环进程，一旦配置下发以后，控制器将持续监视网络环境。任何无线环境的转变与波动都会被按期记录下来，为下一轮的优化作准备。

二、校园无线网络安全

无线校园解决方案在遵循IEEE 协议和国家WAPI标准的基础上，创新性的提出了分层的安全部系架构，将WLAN的安全从单一的物理层安全延伸到了物理层安全、用户接入安全、网络层安全、设备安全、安全管理多个层面上，利用户在利用WLAN网络时能够像利用有线网络一样安全、靠得住。

2．1 无线物理安全：

本公司采用的无线产品支持以下的加密机制：WEP加密、TKIP加密、CCMP 加密、WAPI加密。其中，WAPI 采用国家密码管理委员会办公室批准的公钥密码体制的椭圆曲线密码算法和对称密码体制的分组密码算法，别离用于WLAN 设备的数字证书、证书辨别、密钥协商和传输数据的加解密。

在无线设备安全方面，AP提供“零配置”功能，在设备上不保留业务配置，而是每次启动的时候从无线控制器动态加载业务配置，这样可以有效避免设备丢失造成配置泄漏。另外，用户在采用无线控制器+AP组网时，都需要预先在无线控制器上设置部署的AP序列号。当这些AP启动和无线控制器成立关联时，无线控制器会检查AP上报的序列号信息，只有这些预先授权的AP才能接入无线控制器利用，避免非法AP接入网络。

2．2无线用户安全：

通过用户接入认证明现了对校园无线接入用户的身份认证，为网络服务提供了安全保护。无线接入认证主要有接入认证、PSK认证、MAC接入认证和在有线校园网中常常利用的portal认证等。通过和AAA服务器配合，H本公司采用的无线设备支持对认证用户动态下发带宽、VLAN、ACL、优先级等参数，对于不同的用户群和业务可以控制其访问网络的权限，限制网络资源的利用，通过VLAN和优先级来标识用户和业务，并做到业务隔离。

2．3 无线网络安全：

图2 无线网络安全方案

为了保证无线用户和整个校园网络的安全，仅仅保证接入点的安全性是远远不够的。本公司的无线网络安全方案从网络用户终端准入控制入手，整合网络接入控制与终端安全产品，通过安全客户端、安全策略服务器、网络设备和第三方软件的联动，对接入网络的用户终端强制实施企业安全策略，严格控制终端用户的网络利用行为，增强网络用户终端的主动防御能力，保护网络安全。

3、校园无线网络管理

图3 无线网络管理方案

在管理方面，实现了如下两点：

1> 有线无线统一认证计费管理，解决了管理人员不希望用户有线一套帐号，无线又一套帐号，不能统一计费管理的问题。

2> 有线无线统一网管，解决了管理人员不希望采用两套管理系统的问题。管理系统集成专业的无线管理部件，实现射频资源管理、无线性能监视、非法AP 告警等管理需求。

四、校园无线网络结构

图4 校园网络结构图（FIT AP）

瘦AP架构设备基于集中控制设计思路，特别适合用于校园等区域，这些场合面积较大，用户多、数据流量大、在线时间长、接入需要认证管理，且无线环境复杂，瘦AP架构的无线优化及负荷分担优势能够很好地适用。

一、集中控制与管理

无线互换机＋瘦AP架构具有简单而壮大的无线局域网集中式管理功能，AP 本身并非寄存任何的配置文件，AP的配置是从无线互换机上获取的，通过无线互换机管理模式可以统一管理整个无线网络的AP。

二、网络自愈功能

无线互换性能实时侦测出线上AP是不是存在失效，当发现有AP出现故障时，无线互换机缘自动检测这个故障，并指示周围的接入点调整功率和信道设置来弥补发生故障的接入点留下的空缺。如有新的接入点加入，其他接入点应能减小功率发射，以避免产生冲突。

3、无线接入的负载均衡

为了更合理地分派带宽，在无线互换机里有全数散布AP的列表和负载状况，无线互换机缘按照必然的算法，指示一些连接用户数量较多的AP把其覆盖范围内的无线用户或终端分散连接到临近的AP上，从而分担AP的负担，达到最佳的利用效果，充分利用网络资源。

4、安全性

瘦AP架构的无线系统的安全管理是将访问控制、安全认证、防病毒、无线入侵监测和RF 电磁波管理等多项安全功能汇聚到无线互换机上来完成，通过集中式安全管理增强了无线安全性。另外，当用户漫游时，在无线互换机之间共享用户特定的安全策略将能够在整个无线网络范围内统一控制用户属性和组属性。

五、QoS

无线互换机支持基于分类的流量队列，以确保无线语音（VoWLAN）或其他时延敏感的应用能取得所需的服务品级和服务质量。同时支持带宽限制，可针对重要关键的数据传输应用，提供优先的带宽保证。支持Diffserv等，可在无线和有线网络上有效区分数据流。

六、流量分离

无线互换机可灵活配置无线接入点的数据转发模式，按照数据的分类决定是不是需要通过无线互换机转发，或直接进入有线网络进行数据互换。对于延迟敏感、传输要求实时性高的数据分类可以不通过无线互换机而直接接入上层网络，更好的适应未来无线网络更高流量传输的要求，诸如VoWLAN、传输等。

五、总结

无线网络的便捷性、自由性、高效性使得这项技术在短短十年间脱颖而出。借助无线校园网，教育信息化将迈上更宽敞、更自由的的信息“高速公路”。“无线校园，无穷沟通，无忧安全”的无线网络必将对学校的教学、科研和师生的日常生活方式产生踊跃作用，对学校的教学模式、教学理念及教学管理产生深远的影响。借助于这些先进技术和对教育行业的理解，林端科技将为教育行业提供完善的WLAN解决方案