校园无线网络的建设和管理

张家松

摘要：目前，我州的大多数中小学都建设了自己的校园网，考虑到校园建筑的布线问题，以及现在许多老师都配备了带无线网卡的笔记本，校园无线网络的建设也得到快速发展。但许多学校都为无线网络的安全接入而头疼。该文以我校为例，介绍了无线局域网的建设和管理，起到一个抛砖引玉的作用，供同行参考。

关键词： 无线局域网；无线AP；软路由

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）24-0016-02

随着计算机网络的飞速发展和应用的不断普及。充分利用各种网络信息资源为教学服务已经成为学校信息化的手段，很多学校为此都建立了自己的校园网。通过校园网，教师可以从互联网下载有用的课程资源，学生也可以进行在线学习。但传统的有线组网方式限制了网络的使用[1]。随着无线局域网技术的成熟，智能手机、平板的普及和应用，无线局域网的优势也更加得以体现。没有了网线的束缚，老师和学生可以更加方便地使用网络获取信息。随着技术的发展，针对无线网络的攻击越来越多，手段也越来越先进，设计好、管好、用好无线局域网也成了关键所在。

1 无线局域网技术介绍

无线局域网（WLAN）是基于IEEE802.11标准的局域网，利用无线技术在空中传输数据、话音和视频信号。作为传统布线网络的一种替代方案或延伸。它允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ISM频段中的2.4GHz或5GHz射频波段进行无线连接[2]。从1999年9月IEEE802.11b被正式批准到现在的十多年时间里，经历了11b（11Mbps）、11g（54Mbps）、11n（150/300Mbps）、11ac（1.3Gbps）几个标准，现在用得最多是11n的标准，性价比最好。

2 无线局域网安全接入的选择

从安全考虑，接入无线局域网时都要进行密码认证，目前常用的加密和认证方式有以下几种。（见表1）

我校选择的是通过Web方式进行无线接入认证，因为可以方便对上网的各用户进行管理。每位教师有自己的上网账号和密码，并且通过MAC地址进行二次认证，避免了用户名和密码丢失后被别人盗用的问题。而且通过Web认证也不需要安装软件，通过手机或平板自带的浏览器进行认证后，就可以使用外网。 使用Web认证后，可以不需要对无线AP进行加密，因此学生也可以接入，可以访问一些公开的内网资源，如查询自己的考试成绩、试卷答题信息等，但不能访问外网，也不能使用需要向外网交换数据的程序（如QQ和微信）。这样，即保证了内外网安全，也提高了校园网络的利用率。更好地为教师和学生服务。

3 我校网络的建设情况

我校早在2003年就建设了校园网络，通过4M的ADSL接入互联网。2006年新的教学大楼建成并投入使用，校园网也进行了重建。现在的情况是整栋教学大楼以Cisco4006三层交换机为核心交换机，东边以Cisco2950为边缘交换机，将学校的三个计算机教室，各处室、办公室、教师休息室、30个教室都接入学校校园网。校园网通过TP-LINK6120路由器以100Mbps的带宽接入中国移动互联网。为了方便管理，学校对校园网进行了VLAN的划分，将三个计算机教室划为一个网段，30个教室划为一个网段，各处室、办公室、教师休息室划为一个网段。除了教室以外，其它两个网段都接入互联网。上网的每一台计算机都进行了静态IP地址的分配，并在路由器上进行了IP和MAC地址的绑定。防止非法计算机接入互联网。网络拓扑图如下：

4 无线局域网的实施

4.1 安装爱快软路由系统

因为单纯的硬件认证设备价格很高，架设单纯的认证服务器对于普通中小学也没有必要，因此我们使用具备认证功能的软路由来实现其功能。爱快软路由是目前国内做得比较好的一款路由软件（目前最新版本是2.5.6），其操作简单，功能强大，并且是免费的，没有植入任何广告。无线认证和路由功能合为一体，无需单独架设认证服务器，提高了服务器的利用率，其CPU和内存的占用率较小，配置一般的计算机都有较好的带机量[3]。（见表2）

4.2 安装无线AP

IEEE802.11g标准其都只支持3个不重叠的传输信道，只有信道1、6、11或13是不冲突的。为了让无线信号覆盖整个校园，又不互相干扰。我们在安装无线AP时，采用蜂窝结构布点，每两个AP有一定的无线覆盖重叠范围，并使用手动设置信道的方式避免信号干扰。具体见下图。

4.3 划分VLAN

在原校园网的基础上划分出第四个网段，将所有安装好的无线AP接入该网段。这样可以保证原有的网络功能不变，同时有、无线接入不相互影响。

5 无线接入认证的实施

1）无线AP的设置：主要是设置无线AP的IP地址、关闭无线AP的DHCP服务和DNS服务，让IP地址的分配和DNS的分配由软路由来进行。

2）开启爱快软路由对应无线接入的网卡的DHCP服务：通过浏览器进入爱快软路由管理界面，在“网络设置”中，选择“DHCP设置”选择和主无线AP同在一个网段的网卡，开启服务，同时，在“客户端静态分配”页面里，将各位教师的无线网卡的MAC地址和IP地址进行绑定。

3）开启认证服务：在“认证计费”中找到“认证服务管理”页面，开启WEB认证服务，爱快路由支持的认证方式很多，有“一键认证”、“QQ认证”、“微信认证”、“用户密码认证”、“优惠券认证”等，我们选择的是“用户密码”认证方式和“优惠券”认证方式。

4）认证账号管理：在“认证账号管理”中，可以根据需要，添加上网教师的账号、密码，并二次绑定MAC和IP地址。上、下行带宽数值、共享账号数等信息。

5）使用无线方式接入互联网：开启一个设备的无线网卡（如手机），自动找到了开放的无线AP，打开设备的浏览器，自动弹出了认证的界面（图3），输入正确的用户名和密码，顺利通过认证（图4），即可正常使用网络。

6 日常维护

1）系统的维护：爱快软路由系统比较稳定，维护也相对简单，一般30天左右重启一次即可。平时多观察系统生成的各种日志信息，特别是系统日志和用户日志，对可疑的网络攻击行为和反复登录失败的用户要及时处理。

2）无线AP的维护：每天检测无线AP的运行情况，分析数量的流量，每周对无线AP进行重启。对于数据传输量过大的无线AP，可以通过增加接入点来分流数据。平时要留有一定数量的无线AP，方便设备出问题时可以在第一时间进行更换。

7 小结

通过以上方案的实施，各位教师可以方便的在教学楼里将自己的笔记本、平板、手机通过无线网络接入互联网，获取所需要的教学资源。上网位置发生变化时，可以自动选择信号最强的无线AP实现“无线漫游”，不需要重新认证。需要扩大上网范围时，只需要增加无线AP的数量就可以轻松实现。通过半年多的使用，目前整个系统运行一切正常。

参考文献：

[1] 廖振宇. 校园无线局域网的设计方案[DB/OL]. http：//wenku.baidu.com/link？url=HwAxmrXXnmoWLgzgstgyQ5ocnA9Je1Np LNVerWc-ISdQ7aMETfK5qobTxRYhwAKazb4paJ87RsaHgkE GfoIXrQai9yWnX4ZXlbJTCxHykoa

[2] 校园无线网络的应用与设计实现[DB/OL]. http：//wenku.baidu.com/view/132630ee0975f46527d3e1b3.html

[3] 爱快推荐硬件配置[DB/OL]. http：//www.ikuai8.com/support_article.php？id=229