高校校园无线网络设计与实现

粱宏

摘要：随着高校校园网网络建设的不断完善和移动应用的需求推进，高校教师和学生对于网络的需求从最初的固定位置使用转向移动办公、移动学习，无线网再也不只是有线网的补充。该文从无线网总体设计和无线网网络规划以及网络的最终部署几方面展开论述，合理完成了高校无线校园网设计并在实际环境中得到应用，使高校教师和学生可以在校园内便捷的使用互联网，实现互联网资源的获取以及资源共享。

关键词：无线网；校园网；设计；实现

随着移动技术和互联网技术的发展，越来越多的个人设备趋向小型化，便携化，部分最新的笔记本甚至已经取消有线网卡将无线网卡作为标准配置。随着这些智能移动终端的普及，高校教师和学生对于网络的需求也从最初的固定位置使用转向移动办公、移动学习。教师和同学想在校园内便捷实用互联网，实现互联网资源的获取以及资源共享，校园无线网的出现解决了这一问题。

1校园无线网总体设计

校园无线网是校园网络建设的新需求，建设的目的是提供学校教学、科研、办公、学生学习、生活等稳定的可用的无线网络环境。无线网络使用的是通用的无线局域网协议802.11系列标准，包括了802.11a、802.11g、802.11n、802.11ac标准，保证了在实际应用中无线网络稳定的服务。根据校园网室内分布的不同情况，学生使用无线移动终端用户数量日益增多的特点，采用合理有效地网络布网方式满足目前和近五年的发展需要。此外，无线网络系统要和现有的有线网络系统实现认证系统上的对接，从而能够达到校园无线网和有线网的统一身份认证功能。

2校园无线网构建

无线网的建设应该做到技术上先进、管理上灵活，因此无线网建设采用无线控制器和FITAP相结合的结构，在实现无线网信号室内外全覆盖的同时，还可以实现对无线网设备灵活配置、高效管理。

2.1校园无线网技术规划

校园无线网技术规划：包含WLAN频率规划、频率复用规划、负载均衡规划和AP容量规划四方面。

WLAN频率规划。目前就WLAN技术对无线频段的支持而言，2.4G频段有3个不重叠的信道，5.8G频段有5个不重叠的信道，本项目无线网络采用2.4G+5.8G双频进行覆盖。2.4G频段信号衰减模型为：PathLoss（dB）=46+10*n*Log D（m），5.8G频段信号衰减模型为：PathLoss（dB）=32.4+20*lg[MHz]+20*lgd【KM】+a*d【KM】，按照以上两个信号衰减模型进行WLAN频率规划设计。本项目实施时进行工勘与优化，大多数区域采用系统自动调优功能调节AP信道，体育馆等空旷覆盖场景进行手动信道规划。2.4G覆盖时采用1、6、11三个信道交错使用，5.8G覆盖时相邻AP采用不相邻的信道，不同楼层也考虑信道干扰问题。

频率复用规划。频率复用的设计规划主要考虑无线AP信号覆盖的重叠区域。利用现有的802.11DCF即随机征用仲裁方法并不能做到类似移动网络的控制力度。结合无线网要实现的不同场景目标，从网络规划的角度出发，使用负载均衡功能实现一定程度上的频率复用。

负载均衡规划。无线控制器可以按照AP接人用户数量和AP接人流量设计负载分担策略并对接人用户在不同AP之间进行负载分担。当某个AP负载超出设定值，无线控制器会根据周围AP负载情况将用户引导和转接人其他负载轻的AP。

AP容量规划。不同厂家和不同型号的无线产品理论接入用户数均约为120-128，并且可以按照用户的实际需求更改单个无线设备接人的用户数量。然而从实际部署规划和经验来看，应按照单个AP单个频段覆盖用户数30-40实施较为合适，这样的部署可以对接人用户的网络带宽和网络质量做到最优保障。

2.2校园无线网络组网设计

无线汇聚交换机与核心交换机万兆互联，将无线数据流量进行汇聚和转发。

无线控制器AC旁挂于无线汇聚交换机，管理流量经过汇聚交换机到达AC，AC对AP进行管理。无线控制器可以对用户进行精细的控制管理，具备完善的RF管理和安全机制，可以支持用户在不同AP之间进行快速漫游，同时具备超强的QoS保障机制和对IPv6的功能支持等。无线控制器与无线网管系统和用户认证管理系统可以进行联动，用来实现对无线用户的接入控制，保障了网络的安全性。为保证无线网络的可靠性，无线控制器采用1+1冗余部署，可有效避免单点故障发生。

PoE交换机分布在各楼层配线间，通过万兆或千兆光链路上联无线汇聚交换机。

AP通过部署在配线间的PoE交换机进行PoE供电，采用双频放装部署，室外AP采用全向天线的方式进行覆盖。针对不同的环境采用不同的覆盖方式，更好地满足了用户的实际需求。

某高校无线网络组网拓扑图如图1所示。

某高校校两个校区，每个校区设置两台无线控制器AC，两台AC之间形成主备，确保AC设备安全可靠运行。PoE交换机采用万兆和千兆与无线汇聚交换机互联，确保用户可以从AP获取足够的带宽，同时AC设备与认证计费平台对接，对无线用户进行了准入控制，确保了无线网的安全性。

2.3无线设备完成的技术指标

为了保证信号覆盖效果，室内无线AP输出点信号强度<20dbm，所有无线网覆盖区域内任何位置信号强度应-73dbm。无线网AP的供电方式必须使用PoE交换机远程供电模式。所有室内外AP必须同时支持并工作在2.4GHz和5.8GHz频段，用以满足无线网用户大容量需求和今后的扩展需求。无线AP需提供完备的用户安全隔离功能，确保无线用户在使用过程中的信息保密。无线AP可以支持多个SSID名称，并且可以为不同的SSID使用者提供不同的認证或服务策略。无线AP可以自动实现负载均衡并支持用户在无线网内平滑漫游。

3结束语

随着网络建设的持续发展和移动应用的需求推进，无线网再也不只是有线网的补充，无线网已经替代有线网络成为覆盖面最广，使用频率最高，用户终端数最多，应用平台最为广泛的泛在网络。随着云平台、大数据等教育信息化技术在高校的建设推进，无线网在校园信息化发展中也将发挥出更高的作用。