WLAN應(yīng)用于“課堂實驗室”的研究與實施

1、WLAN應(yīng)用于“課堂實驗室”的研究與實施論文導(dǎo)讀：無線局域網(wǎng)WLAN（WirelessLocalAreaNetwork）是采用無線傳輸媒介的局域網(wǎng)。般只要部署一個或多個無線接入點（AccessPoint）設(shè)備。通稱Infrastructure網(wǎng)絡(luò)。關(guān)鍵詞：無線局域網(wǎng)，接入點，Infrastructure網(wǎng)絡(luò)一、WLAN概述無線局域網(wǎng)WLAN（WirelessLocal Area Network）是采用無線傳輸媒介的局域網(wǎng)，其使用電磁波代替常規(guī)LAN中使用的雙絞線、同軸電纜或光纖傳送和接收數(shù)據(jù)。無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)相比，具有以下優(yōu)點：網(wǎng)絡(luò)部署簡單：在局域網(wǎng)建設(shè)過程中，網(wǎng)絡(luò)布線工程在整個項目中占用的

2、時間最長、耗費的人力物力最多、對網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境的影響最大。而WLAN最大的優(yōu)勢就是免去或極大的減少了網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，一般只要部署一個或多個無線接入點（Access Point）設(shè)備，就可建立覆蓋整個區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)與已有網(wǎng)絡(luò)的靈活整合；組網(wǎng)靈活：在有線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)信息點的位置一般是提前設(shè)計好的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置便受網(wǎng)絡(luò)信息點位置的限制。而WLAN建成后，無線終端在無線網(wǎng)絡(luò)的信號覆蓋區(qū)內(nèi)可任意移動，靈活接入網(wǎng)絡(luò)；易于擴展；經(jīng)濟節(jié)約；安全性能強；受自然環(huán)境、地形及災(zāi)害影響小。鑒于WLAN的以上優(yōu)點，其應(yīng)用范圍也日趨廣泛，涉及的領(lǐng)域包括：公共場所：航空公司、機場、貨運公司、碼頭、展覽和交易會

3、等；難以布線的環(huán)境：歷史建筑、校園、工廠車間、城市建筑群、大型的倉庫等不能布線或者難于布線的環(huán)境；頻繁變化的環(huán)境：活動的辦公室、零售商店、售票點、醫(yī)院、以及野外勘測、試驗、軍事、公安和銀行金融等，以及流動辦公、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)經(jīng)常變化或者臨時組建的局域網(wǎng)。WLAN有兩種拓撲結(jié)構(gòu)，一種是有中心的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，通稱Infrastructure網(wǎng)絡(luò)。這種類型的WLAN要求一個無線站點充當(dāng)中心站，所有站點對網(wǎng)絡(luò)的訪問均由其控制，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。無線局域網(wǎng)的另一種拓撲結(jié)構(gòu)是無中心的對等網(wǎng)絡(luò)，亦稱Ad hoc模式,也稱為點對點模式，即peer to peer 模式，以這種方式連接的設(shè)備相互之間都可以直接通信而不用

4、經(jīng)過AP，如圖2所示。Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的無線移動網(wǎng)絡(luò)，由于它的多跳性，各結(jié)點不僅具有普通移動終端所具有的功能，而且具有報文轉(zhuǎn)發(fā)的能力。在將要搭建的課堂實驗環(huán)境中，我們將使用第一種結(jié)構(gòu)，即Infrastructure結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)。圖1 Infrastructure模式圖2 Ad hoc模式二、WLAN搭建課堂實驗室的必要性和可行性目前，大學(xué)校園大范圍布設(shè)的是有線網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生上課的教室即使配置了多媒體設(shè)備的也大都使用有線網(wǎng)絡(luò)，并且一般情況下不允許教師私自在多媒體計算機中安裝軟件或更改配置，在某些大學(xué)課程特別是涉及計算機相關(guān)內(nèi)容的課程中，有大量實際操作性較強的教學(xué)內(nèi)容和需要與學(xué)生共享的軟

5、件及資料，單靠多媒體演示，不能實時、生動的與學(xué)生交流，在某些程度上影響了教學(xué)效果。如果課堂中具備靈活的計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并允許學(xué)生使用某些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如筆記本電腦，實時與教師授課使用的計算機進行互動，能極大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，同時也提高了學(xué)生的動手能力，較好的改善課堂授課效果，達到“課堂實驗室”的目標(biāo)。由于大部分高校的教學(xué)樓中，有線網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)基本固定，每個教室一般只配有一個網(wǎng)口，使用有線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)課堂實驗室不現(xiàn)實。而無線局域網(wǎng)具有安裝便捷、使用靈活、易于擴展的特點，恰好適用于課堂這種需要靈活網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的場合，并且無線局域網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)非常容易，在配置好無線接入點（AP）后，教師和學(xué)生帶有能無線

6、上網(wǎng)的移動設(shè)備，便可輕松實現(xiàn)局域網(wǎng)組建。三、WLAN應(yīng)用于“課堂實驗室”的實施方法“課堂實驗室”可以由學(xué)校統(tǒng)一實施，即由學(xué)校在各教學(xué)樓內(nèi)布設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，主要是布設(shè)一些AP，這樣做的優(yōu)點是使非計算機專業(yè)的教師可以直接使用無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與學(xué)生實現(xiàn)互動，但缺點是教師只能加入到網(wǎng)絡(luò)，不能對無線網(wǎng)絡(luò)的連通性和其他屬性進行控制。另一種實施方案是由需要課堂實驗環(huán)境的教師利用授課教室的網(wǎng)口自己設(shè)置AP實現(xiàn)無線局域網(wǎng)。這種方案的優(yōu)點是教師能夠按需組建和配置網(wǎng)絡(luò)，控制網(wǎng)絡(luò)的連通和斷開，在某種程度上能有效管理網(wǎng)絡(luò)的使用，避免學(xué)生濫用網(wǎng)絡(luò)進行與課程無關(guān)的上網(wǎng)行為。但該方案的缺點是要求教師掌握無線網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)；多個A

7、P同時在一個無線信號覆蓋區(qū)內(nèi)可能造成組網(wǎng)混亂的情況。因此第二種實施方案比較適用于計算機專業(yè)的教師。下面簡要介紹一下無線局域網(wǎng)搭建的具體實現(xiàn)方法。無線網(wǎng)絡(luò)的搭建，有很多種方式。目前比較常用的組網(wǎng)方案主要包括單接入點解決方案、多接入點解決方案、無線中繼解決方案、多蜂窩漫游解決方案。簡單來說，即用戶分布在一個較小范圍時，只需要一個無線AP就可以了。如果范圍大一些，就需要引入多個無線AP，如果范圍擴大到了一個區(qū)域，則可能需要引入無線交換機、MESH無線技術(shù)等。對于由教師自己搭建“課堂實驗室”的情況，采用單接入點方案即可，它只需要采用一個無線AP。在配置好無線AP和無線網(wǎng)絡(luò)終端后，無線AP可以連接附近的

8、無線網(wǎng)絡(luò)終端，形成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時通過10Base-T端口與有線網(wǎng)絡(luò)相連，使整個無線網(wǎng)的終端都能訪問有線網(wǎng)絡(luò)的資源，并可通過路由器訪問Internet。在此方案中，主要需安裝和配置無線AP及無線終端。1. 無線AP的安裝與配置首先，使用PC對無線AP進行配置，注意網(wǎng)線一端連接PC，另一端要連接到無線AP的LAN口而不是WAN口，可根據(jù)無線AP產(chǎn)品自帶的安裝向?qū)нM行設(shè)置，因為“課堂實驗室”的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對安全性要求相對較低，因此我們主要使用這種安裝方式進行設(shè)置。以TP-LINK無線路由器為例，無線部分的設(shè)置如圖3。主要包括無線功能、SSID號和頻段三個基本設(shè)置，其中“無線功能”可決定路由器AP的功

9、能是否啟用?！癝SID號”是無線路由器的標(biāo)識字符，是作為接入此無線網(wǎng)絡(luò)的驗證標(biāo)識，無線網(wǎng)絡(luò)終端如教師和學(xué)生的無線設(shè)備要加入無線網(wǎng)絡(luò)時，必須擁有與路由器相同的SSID號，否則就無法接入該無線網(wǎng)絡(luò)。各廠商對此均有自己的默認設(shè)置，對TP-LINK無線路由器而言，其默認為TP-LINK，可以改成其他名稱，作為一種最簡單的安全保障措施?！邦l段”也叫信道，以無線信號作為傳輸媒體的數(shù)據(jù)信號傳送通道。IEEE 802.11b/g工作在2.42.4835GHz頻段，這些頻段被分為11或13個信道。當(dāng)使用環(huán)境中有兩個以上的AP或者與鄰居的AP覆蓋范圍重疊時，需要為每個AP設(shè)定不同的頻段，以免沖突。頻段設(shè)置完成后，

10、最基本的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)就都設(shè)置完了。論文格式，接入點。如果用戶對安全方面沒有任何要求，則終端無線網(wǎng)卡在默認狀態(tài)下即可連入了。圖3 無線路由器設(shè)置向?qū)艉唵蔚南驅(qū)гO(shè)置不能滿足組網(wǎng)需求，就需要進入無線路由器的Web管理界面進入更細致的設(shè)置。論文格式，接入點。論文格式，接入點。簡要介紹一下這種設(shè)置所涉及的內(nèi)容。論文格式，接入點。打開瀏覽器，在地址欄輸入無線AP的默認IP 地址，該地址可在產(chǎn)品說明書中查到，一般都為，接著輸入無線AP的帳號與密碼進入配置程序，管理用戶和密碼同樣參照說明書的初始設(shè)置輸入。論文格式，接入點。一般無線路由器都會有下面三類設(shè)置項：無線基本設(shè)置，主要是

11、設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，包括SSID、信道、安全認證、密鑰等；MAC地址過濾，該設(shè)置是接入安全機制的一個措施，可以限制未經(jīng)許可的主機加入無線網(wǎng)絡(luò)，主要基于網(wǎng)卡 MAC地址篩選；客戶狀態(tài)，顯示連接到本無線網(wǎng)絡(luò)的所有主機的基本信息，包括 MAC地址等。2.無線終端的設(shè)置配置好無線路由器后，需要對無線網(wǎng)卡的參數(shù)做相應(yīng)的修改，才能使無線終端加入到此WLAN中去。以win2000為例，在windows系統(tǒng)的設(shè)備管理器中，選擇安裝的無線網(wǎng)卡設(shè)備，并打開其“屬性”窗口，點擊“高級”標(biāo)簽，可以看到剛才在無線路由器中設(shè)置的無線參數(shù)的對應(yīng)項，如圖所示。頁面左邊的窗口為屬性列表，右邊的下拉列表對應(yīng)所選屬性可供選擇的值。圖

12、4設(shè)置無線網(wǎng)卡的屬性“Channel”對應(yīng)無線路由器設(shè)置中的頻段，“ESSID”對應(yīng)無線路由器設(shè)置中的“SSID”。當(dāng)無線網(wǎng)卡未手動指定SSID時，網(wǎng)卡將自動搜索信號最強的AP并進行連接，此時需要該AP啟用SSID廣播功能?！癊ncryptionLevel”加密級別對應(yīng)“密鑰類型”，即WEP共享密鑰中的加密位數(shù)，根據(jù)無線路由器設(shè)置的選項來選擇64位還是128位。“WEP Key#1#4”是4條WEP共享密鑰，根據(jù)無線路由器中的設(shè)置對應(yīng)填寫，并在“WEP Key to use”中選擇使用哪條密鑰。如果密鑰不符，則會出現(xiàn)無線網(wǎng)卡客戶端已連接上此網(wǎng)絡(luò)，但不能收發(fā)數(shù)據(jù)的情況?！癘perating Mo

13、de”工作模式，包括無線網(wǎng)卡的兩種網(wǎng)絡(luò)工作模式：Infrastructure模式和Ad Hoc模式。在這里，我們應(yīng)該選擇Infrastructure模式來連接到無線路由器。而且在Infrastructure模式中，不需要設(shè)置“Channel”，此時的“頻段”是自動檢測的。在整個配置過程中，需要特別注意以下兩點：（1）無線路由器的IP地址。因為最終我們要把無線路由器和上級設(shè)備相連，所以兩者的IP地址應(yīng)該在同一網(wǎng)段。（2）設(shè)置PC的IP?？梢酝ㄟ^設(shè)置無線路由器的DHCP功能自動獲取，或者在TCP/IP屬性頁面中自行設(shè)置，此時需要保證PC與無線路由器的IP地址在同一網(wǎng)段。完成了無線AP和無線終端的配

14、置后，接通無線AP的電源，拉出其后端的天線，再用網(wǎng)線將其連接到它的上級設(shè)備，這里我們可以直接使用教室中預(yù)留的網(wǎng)口，從而將其所覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)同有線網(wǎng)絡(luò)連接起來。四、結(jié)束語目前，無線局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但在大部分高校中，無線局域網(wǎng)的應(yīng)用并不普遍，往往多分布在實驗室附近。高校中許多涉及計算機技術(shù)的課程雖然配備了相關(guān)的實驗環(huán)節(jié)，但課堂中的講授內(nèi)容大多也與實際操作有關(guān)，利用無線局域網(wǎng)技術(shù)建立“課堂實驗室”能夠有效提高該類課程的課堂教學(xué)效果，增加教師與學(xué)生的互動，提高學(xué)生的積極性和動手能力，并且組網(wǎng)在技術(shù)上也較容易實現(xiàn)。論文格式，接入點。但“課堂實驗室”也不可避免的存在隱患，其中影響最大的情況是學(xué)生是否能夠正當(dāng)使用網(wǎng)絡(luò)，該情況可以通過有效的網(wǎng)絡(luò)管理手段盡量避免，但最好的解決方法還是教師提高自身的授課技巧，吸引學(xué)