公共图书馆无线网络设计与应用

侯文巧

（徐州市铜山区图书馆 江苏省徐州市 221116）

随着社会的进步和信息化技术的高速发展，传统的图书馆模式已经无法满足用户的需求，传统图书馆向智慧化图书馆发展已是必然的趋势。智慧化图书馆可以满足读者在线查找资料、线上预约等需求，也可以为读者提供更好的阅读体验感，可以让读者更加便捷，有效的在图书馆中学习或工作。智慧化图书馆的建设离不开网络的建设，常见的网络部署方式主要分为有线网络（Wired network）和无线网络（Wireless network）。无线网络是指无需布线就能实现各种通信设备互联的网络。无线网络技术涵盖的范围很广，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线及射频技术。由于其相对有线网络更加快捷和便利，越来越多的机构开始将无线网络作为网络接入的首选。

对于公共图书馆而言，经常面向公众进行开放，信息交流非常频繁，部署无线网络是一个很好的解决方案。通过部署无线网络，图书馆可以开发一个特有微信小程序，读者使用手机、笔记本等电子设备连接无线网络，登录微信小程序进行预定座位，实现随时随地选择座位。此外，在查看自己想要的书籍时，不用再去固定的位置找查书电脑去寻找书籍，在图书馆内任何地方连接无线网络即可使用小程序在线查找。

1 无线网络的优势

1.1 安装便捷

无线网络的安装相对于有线网络的安装更加简单，方便，施工方便，不需要布线或挖线槽，安装时间也相较有线网络的安装时间大大减少。无线组建不用太考虑环境的影响，一个区域安放一个或者多个接入设备就可以建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

1.2 覆盖的范围非常广

无线网络覆盖的范围非常广，有线网络的网络设备放置的位置受到信息点限制，无线网络的范围是不受环境因素限制的，在无线网信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络，进行通讯。相较于有线网络的传输速率有了明显的提升，传输距离20km以上，传输的速率日益增高。

图1：Fat AP模式组网的结构

1.3 建设成本低容易扩展

无线网络构建中不需要考虑未来的扩展需要和资源浪费等，无线网络不受布线位置的限制，比传统局域网要大大增加了灵活性，避免或减少材料或者信息点的浪费。无线网络有多种配置方法，可以有多个选择，可以达到上千用户的网络，而且可以提供许多有限网络无法提供的特征，如漫游等。

2 公共图书馆无线网络设计

根据规模，公共图书馆一般分为小型图书馆、中型图书馆和大型图书馆。对于不同规模的图书馆，其特点也不尽相同。小型图书馆的特点是建筑面积较小，经费相对有限，对无线要求不高。中型图书馆的特点是建筑面积相对适中，设备的数量也相对增多，管理工作日趋复杂。大型图书馆建筑面积庞大，设备数量较多，对无线网络的质量要求很高。以下分别介绍不同规模图书馆的无线网络设计方法。

2.1 小型图书馆无线网络设计

组建小型图书馆无线局域网，因为小型图书馆建筑面积小，经费相对有限，对无线质量和管理要求不高， 采用Fat AP（胖AP）模式的组网方式，足以满足小型图书馆场所的无线网络需求。

Fat AP模式是传统的WLAN组网设备，图1展示了Fat AP模式组网的结构。在Fat AP组网模式下，无线AP设备可以单独组网，但需要配置后才可使用，独自承担认证终结、漫游切换、动态安全密钥生产等功能，也称为胖AP。受用于用户较少的小型无线网络场所。交换机连接Fat AP，配置后，手机、电脑、笔记本等设备可通过Fat AP扩大Wi-Fi无线信号连接网络，登入Internet。

配置方面，在配置AP时，要先查看AP模式，要把Fit AP（瘦AP）改成Fat AP（胖AP），在VLAN，WLAN上，为用户创建好VLAN，WLAN，VLAN用来管理用户，WLAN关联VLAN。要给胖AP配置默认网关，使其能够连通外网。在三层交换机的配置上，三层交换机用户的VLAN，让其三层交换机负责为每个PC分配地址。

2.2 中型图书馆无线网络设计

要使用“Fit AP+AC”的方案，因为扩大了无线网络信号的范围覆盖，所以光用Fit AP很难工作，需要有设备能够管理，因此需要通过无线控制器AC管理，完成无线网络中的各项管理，能实现三层漫游等Fat AP不具备的功能。如：信号接入、无线网络控制等。在这项无线网络管理方案中，使得无线连接时间大大缩短，可以实现无线终端与无线网络之间的快速切换，实现漫游的功能。

如图2所示，中型图书馆无线网络配置，用一条链路连接AP，另一条连接到POE交换机上，要先查看AP模式，在查看AP，模式要从Fat AP（胖AP）改成Fit AP（瘦AP）。在无线控制器（AC）上，一条链路连接到POE交换机的创建VLAN 10，VLAN 20。

图2：中型图书馆无线网络扑图

首先配置AP的网关，开启用户的SVI后配置用户的默认网关，开启Lookback0接口，配置Look back地址作为AC地址，用于AP寻找AC，即DHCP中的option 138字段。

2.3 大型图书馆无线网络设计

组建大型图书馆无线网络时，因为大型图书馆建筑面积庞大，设备数量较多，对网络的质量要求很高，传统的Fat AP或FitAP+无线控制器核心模式方式已经无法满足应用需求了，必须采用单独核心的 “Fit AP+SW+AC”无线网络模式，具体拓扑如图3所示，采用核心交换机替代中型图书馆中的地址分配和交换功能，将无线控制器旁挂，只负责管理无线设备。

图3：大型图书馆无线网络拓扑图

大型图书馆无线网络的配置步骤为：

（1）先把AP重置，将AP模式改为Fit AP模式；

（2）在核心交换机创建好vlan，一个当做用户区域，一个当做AP的网关，配置用户网关和无线Fit AP网关地址，也要配置连接AC和AP的接口链路，配置AP的接口，把AP接入有线网络，配置AC的两个接口一个为三层路由的接口，一个为二层干道接口，让AP三层路由和数据可达AC。给用户配置DHCP服务器，让其能分配IP地址给无线用户，能够自动获得；

（3）配置无线Fit AP的DHCP服务给无线接入AP设备分配IP地址DHCP option选项，分配1.1.1.1地址给AC，帮助Fit AP设备在网络中找到AC，将三层核心交换机上的默认路由指向AC，使AC和交换机之间能够ping通；

（4）配置AC上连接的三层接口和二层接口，配上三层接口的IP地址，把二层接口状态改为干道接口，方便Fit AP通信，设置AC和三层交换机之间的默认路由；

（5）创建Fit AP组、WLAN。Vlan信息，由AP组关联WLAN-config和用户VLAN，VLAN和WLAN之间建立关联。

“Fit AP+SW+AC”的智能无线组网模式极大地扩展了WLAN无线网络中的信号的覆盖范围，实现了全区域内的任何地方，任何时间，方便快捷的移动网络接入的方案。“Fit AP+SW+AC”组网需要依托有线核心网络实施，因此，AC与AP经常不进行直连，AC多连接在有线网络三层核心交换机上，作为旁挂出现网络中，仅完成对AP的管理，所有管理流全部到达AC，通过配置隧道技术，实现Fit AP和AC的通信。如图3所示。

3 图书馆无线网络实现

3.1 小型图书馆无线网络实现

小型图书馆无线网络实现的关键点是Fat AP的配置，以下使用锐捷XXAP设备，给出Fat AP的关键配置。

（1）Fat AP配置射频接口1，关联WLAN

3.2 中型图书馆无线网络实现

（1）创建Fit AP组，关联WLAN-config和用户VLAN

3.3 大型图书馆无线网络实现

组建以AC为中心的智能无线局域网，需要重点注意供电设备 、Fit AP设备、AC和三层交换机的连接方式，以下为网络关键配置步骤。

（1）配置连接AC和AP的接口链路

（3）配置WLAN无线信息

配置AC连接交换机的三层接口，实现路由可达

AC(config)#interface gigabitEthernet 0/1进入连接三层交换机接口

AC(config-if-GigabitEthernet 0/1)#no switchport

AC(config-if-GigabitEthernet 0/1)#ip address 172.16.200.2 255.255.255.0

//配置连接三层核心交换机的三层接口的地址，实现AC和交换机三层路由的互连

4 结语

图书馆向智慧化发展已是一种必然的趋势，无线网络已凭借着其不同于有线网络的便捷、灵活等特性服务于各类图书馆场景中，有效影响读者的使用方式，创新图书馆数字应用的发展。但我们应清醒地认识到，无线网络的发展与最初有线网络的发展一样，需要有一些关键性的应用在网络上运行，应用才是无线网络发展的最大动力，但所有的应用都需建立在稳定合理的无线网络方案之上。本文针对公共图书馆信息交流非常频繁的特点，结合当前公共图书馆使用网络的需求，我们分别对大型、中型和小型三种场馆的无线网络进行了设计和实现。小型场馆主要考虑经济因素，中型场馆适当考虑经济因素的前提下提升了管理的便捷性，大型场馆主要考虑无线无缝覆盖、运行稳定和管理方便。实践证明，我们设计的无线网络方案，可以充分满足不同场馆无线网络覆盖的需求，为公共图书馆的建设提供了可靠依据。