校園無線網設計規(guī)劃方案

1、校園無線網絡新城初中校園無線網絡設計規(guī)劃書 策劃人：劉東 2014年7月18日前言在這個網絡飛速發(fā)展的時代，伴隨著有線網絡的廣泛應用，傳統(tǒng)的網絡技術漸漸的已經不能滿足使用的需要。一種計算機網絡與無線通信技術相結合的產物靠著具有快捷高效、組網靈活等特點已經在飛速的發(fā)展起來，這就是無線網絡技術。無線網絡在很多地方具有獨特的優(yōu)勢：一是可移動性，它提供了不受線纜限制的應用，用戶可以隨時上網；二是容易安裝、無須布線，大大節(jié)約了建網時間；三是上網靈活，即插即用，網絡管理人員可以迅速將其加入到現有網絡中，并在某種環(huán)境下運行；四是成本低，特別適合于變化頻繁的工作場合?！皵底只@”是以數字化信息、計算機技術、

2、通訊技術、網絡技術為基礎，在計算機和網絡技術上建立起來的對教學、科研、管理、技術服務、生活服務等校園信息的收集、處理、整合、存儲、傳輸和應用，使數字資源得到充分優(yōu)化利用一種虛擬教育環(huán)境。通過實現從環(huán)境（包括設備，辦公空間、研究空間、教學空間等）、資源（如圖書資料、專業(yè)數據庫、教師講義、課件及全球網上專業(yè)資訊等）到應用（包括教學、管理、服務、辦公等）的全部數字化，在傳統(tǒng)校園基礎上構建一個既對應又有本質不同的數字空間，以拓展現實校園的時間和空間維度，為師生提供網上信息交流環(huán)境，構建校園內外互聯互通的人才培養(yǎng)環(huán)境和科研環(huán)境，進行數字化學習、數字化教學、數字化科研、數字化管理和數字化生活，提升傳統(tǒng)校園

3、的運行效率，擴展傳統(tǒng)校園的業(yè)務功能，創(chuàng)構電子校務、教育資源、虛擬社區(qū)及網絡服務的數字化虛擬大學教育環(huán)境。最終實現教育過程的全面信息化，從而達到提高管理水平和效率的目的。有鑒于此，校園無線網絡就發(fā)展起來了。校園網是一個以應用為核心的綜合性信息系統(tǒng)工程，應以高效、安全、易用為原則，充分滿足校園擴展需要，確保高吞吐量以及有線網絡的無縫集成。本設計第一部分通過對學?；厩闆r的了解，校園網的概述，設計的前提和目的等；第二部分介紹校園無線網絡的無線設備和工作原理；第三部分需求用戶分析包括業(yè)務需求和應用需求等；第四部分網絡分析包括設計原則和網絡技術；第五部分網絡設計；第六部分是設備清單和樓層站點；第七部分校

4、園網的管理和安全；第八部分總結校園網。通過介紹，希望對無線網絡和校園網更加了解，認識到無線校園網絡的重要性。目錄第一部分 學校背景及情況第二部分 無線設備介紹和工作原理第三部分 用戶需求分析第四部分 校園網絡分析第五部分 校園網絡設計第六部分 設備類型和信息點第七部分 校園網絡管理和安全第八部分 總結一、學校背景及情況學校概況：新城初級中學位于鎮(zhèn)原縣南部的新城鄉(xiāng)中部，眉肖公路沿線。學校創(chuàng)建于1958年，占地34畝，建筑面積14323.12平方米?，F有36個教學班，1840名學生，142名教職工，女職工37名，45歲以下教師124人，其中高級教師6名，一級教師44名,二級教師89名。省園丁獎獲得

5、者1名，省級教學能手1名，市級教育名師、學科帶頭人、優(yōu)秀教師8名，縣級教學名師、教學骨干、優(yōu)秀教師37名。全校專業(yè)教師136名，其中本科學歷 75名，?？茖W歷62名，學歷合格率96.48%。新城初中學校平面結構圖 對于現在的信息學院來說，將信息技術融入到學習、教學及行政管理是一種迫切的需要。學生將進入對信息技術依賴程度越來越高的經濟生活中。網絡也成了學生、教師及社會間更好進行交流的一種媒介。最為重要的是，網絡對學習過程本身產生了巨大影響。網絡能夠消除學生與學習資源間的界限,使學生可以自由地在任何時間任何地方獲取信息。它們擴大了課程的選擇范圍。面對有限的財力資源而又要大提高學習經歷的挑戰(zhàn)。并且能

6、消除進行交流的距離上的障礙，網絡注定會在教育過程中發(fā)揮越來越重要的作用。一些教學樓和圖書館等逐漸成為師生們進行學術交流的“公共場所”。這些“公共場所”的人員相對密集，加之近年來筆記本電腦的普及和互聯網接入需求的增長，無論是教師還是學生都迫切需要在這些“公共場所”能夠上網或進行網上教學互動活動，但是傳統(tǒng)的有線網絡無法滿足師生們對移動性的需求。無線校園網，就是通過無線局域網技術，在校園中建立的無縫無線通訊網絡，使校園的每個角落都處于網絡中，形成真正意義上的校園網。目前信息學院已擁有的有線網絡，只能提供固定的信息點，無法滿足學校師生隨時隨地共享教育網絡資源的需要。無線校園網正是順應了教育信息化建設的

7、前進步伐，蓬勃發(fā)展起來的。無線校園網最大的特點是具有高度的空間自由性和靈活性；可以避免大規(guī)模鋪設網線和固定設備投入，有效減少網建費用，縮短建設周期；無線網帶寬很寬，適合進行大量雙向和多向的多媒體信息傳輸。目前教育網用戶非常期待實現的許多需求，如信息點流動，難以布線，利用網絡提高教學效率，降低成本和保護投資等，通過無線校園網的建設，都可以找到解決的基礎和途徑。設計的前提1、 準確了解校園的在地方經濟與產業(yè)發(fā)展布局中的戰(zhàn)略地位和主要功能。2、 準確了解校園的發(fā)展戰(zhàn)略與發(fā)展目標。3、 準確了解校園的管理模式。4、 準確了解校園用戶對校園信息化建設的期望。5、 在規(guī)劃制定過程中能得到校園的背景資料提供

8、、調研、草案等方面的積極配合。設計的目的1、 明確數字校園建設工作目的-利用信息技術創(chuàng)建校園高效快捷的工作平臺與通暢的數字化基礎設施，更快、更好地實現校園業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略及目的。2、 明確數字校園建設愿景-實現校園的數字化管理、數字化服務。3、 明確數字校園建設過程和目標。4、 明確數字校園建設藍圖（建設范圍、總體框架、技術規(guī)范、運維管理模式）。設計的范圍與內容1、 在明確數字化校園發(fā)展戰(zhàn)略與中長期建設規(guī)劃的基礎上，首先建立數字化校園建設發(fā)展戰(zhàn)略，明確數字化校園建設總體目標與建設過程；然后，根據數字化校園的功能定位、業(yè)務實現、管理與服務需要，完成數字化校園基礎設施、運用系統(tǒng)、技術規(guī)范、服務管理體系

9、等相關內容的設計。2、 為了保證校園信息化建設規(guī)劃的實施與落實，在規(guī)劃過程中還將結合校園信息化建設現狀及信息系統(tǒng)建設、運行的客觀過程，從改進業(yè)務工作效率、提升服務質量、優(yōu)化管理水平等對校園信息化建設項目進行系統(tǒng)規(guī)劃設計，并給出項目建設與改進建議。二、無線設備及工作原理無線網卡又稱無線適配器，無線網卡主要由網絡接口卡單元，擴頻通信機和天線三個功能模塊組成。每個網卡只有一個MAC地址，計算機接收信息時，擴頻通信機通過天線接收并處理判斷是否給網絡接口卡。無線AP是無線網絡中負責數據接收和轉發(fā)的設備，功能相當于網絡集線器和交換機，是一個橋接的無線基站，固定位置并可接有線網絡，最好一個AP節(jié)30臺客戶端

10、。無線網橋是工作于數據鏈路層的網絡互連設備，用于連接兩個或多個獨立的網絡段。以接收、存儲、地址過濾、轉發(fā)通信，分隔廣播通信量，數據鏈路層相同協議。點對點、點對多點、中繼連接等橋接。無線路由器是一種集無線AP與有線寬帶路由器于一體的產品。具有簡單、高效、使用方便、部署簡單特點，動態(tài)主機配置協議，網絡地址轉換，防火墻功能，即插即用等。無線天線的功能是發(fā)射和接收電磁波，可以擴展無線局域網的覆蓋范圍，性能參數是傳播方向，工作頻段，天線接口，天線增益。信號方向分為全向天線和定向天線。交換器即是交換式的集線器。交換器的每個埠(port)都享有一個專屬的頻寬并具備資料交換功能，使得網路傳輸效能得於同一時間內

11、所能傳輸的資料量較大；網絡交換器，是一個擴大網絡的器材，能為子網絡中提供更多的連接端口，以便連接更多的計算機。，交換機工作于OSI參考模型的第二層，即數據鏈路層。交換機內部的CPU會在每個端口成功連接時，通過ARP協議學習他的MAC地址， 保存成一張交換表。網絡交換機具有性能價格比高、高度靈活、相對簡單、易于實現。擴頻傳輸技術，是一種寬帶無線通信技術，信號所占用的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小寬帶，頻帶的擴展通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼及調制的方法來實現，與所傳信息數據無關，在接收端用同樣的碼序列進行接收、解擴及恢復所傳信息數據。窄帶微波傳輸技術，數據基帶信號的頻譜不做任何擴展即被直接

12、搬移到射頻發(fā)射出去。窄帶調制方式占用頻帶少，頻帶利用率高。一般選用專用頻段，紅外傳輸技術，采用波長小于1um的紅外線作為傳輸媒體，有較強的方向性，由于采用低于可見光的部分頻譜傳輸，因此不受無線電限制，紅外信號要求視距傳輸，很難竊聽。有較高的安全性，設備簡單、便宜，紅外線具有很高的背景噪聲，受日光，環(huán)境照明的影響較大，要求信號源設備的發(fā)射功率要大。三、用戶需求分析校園內部鋪設網絡的工程涉及面很廣，無論在室內還是室外，對校園環(huán)境產生不少影響，從投資、施工周期、網絡維護、升級等方面著手，學校需要一套更好的網絡方案。隨著學校的發(fā)展，無線網絡不能滿足要求。1現代化教學需求。學校大量開展網絡化教學活動，很

13、多課程或課件都通過訪問頁面獲取，學生希望在任意時間學校的任何地方訪問課程主頁和課件，并進行提交作業(yè)。師生們希望能有更便利的條件訪問校園網上提供的其他資源。2端口數量的限制。有線局域網如教室、圖書館等地方信息點有限。隨著學生筆記本電腦的普及和現代教學的普及，這些地方往往需要大量的電腦，采用無線方式，在端口上連接無線接入點，不需要布線就可以從一個端口擴展到幾百個端口的應用。3臨時性活動。隨著學校的辦學層次的提高，學校的學術氛圍頁日益濃厚，對外交流日益頻繁，各種學術交流會，社團活動也越來越多，還有每年學校的大型活動，如運動會，五四晚會等由于這些活動的特殊性和靈活性，所以需要無線網，使校園成為真正意義

14、上的校園網。用戶應用，上網瀏覽，收發(fā)郵件，文件傳輸，語音交流，視音頻傳輸，BT下載等。四、網絡分析1.系統(tǒng)設計原則 1) 統(tǒng)一性網絡要統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施，便于網絡管理。2) 完整性整個網絡的系統(tǒng)功能、數據安全、網絡管理等方面應有充分的保證。)實用性當今世界計算機和通信技術處于高速發(fā)展階段，新的技術和新的產品不斷的出現，但是一些新的技術和設備往往存在不成熟和不完善等問題，需要在使用過程中不斷的完善，但給用戶帶來的問題將是：系統(tǒng)不穩(wěn)定、不可靠，存在安全隱患，而且造成了大量不必要的資金浪費，運行和維護費用大大增加。所以本系統(tǒng)在充分滿足系統(tǒng)應用需求的前提下，應采用先進的、成熟的、實用性強的技術和產品，

15、不盲目的追求設備的高檔、技術的超前。以免造成不必要的資金浪費，從而使系統(tǒng)具有較強的實用性。) 可靠性與有效性網絡系統(tǒng)作為其他應用系統(tǒng)的基礎，如發(fā)生系統(tǒng)癱瘓，其造成的損失是難以估量的，因此系統(tǒng)必須可靠地連續(xù)運行，即系統(tǒng)設計必須從系統(tǒng)結構、設計方案、設備選擇、廠商的技術服務與維修響應能力、設備備件供應能力等方面考慮，使故障發(fā)生的可能性盡可能少，影響面盡可能小.它應該能實現內部辦公事務和外部事務處理的整合.) 適應性用戶信息網站應采用大型關系數據庫,模塊化等先進成熟的技術方法,在給用戶提供了極大的靈活性的同時,也有效地保證了系統(tǒng)的可靠性.）可擴展性由于計算機和通信技術的不斷發(fā)展，用戶的需求也在隨著時

16、間的推移不斷的發(fā)生變化，以及由于應用軟件種類和業(yè)務數量的增加，功能的強化，系統(tǒng)軟件的升級將對主機和網絡系統(tǒng)提出更高的要求，網絡構造應具有高度的擴展性,以降低系統(tǒng)擴充的投入成本,并滿足信息技術高速發(fā)展的需要.能適應2-3年內的業(yè)務增長和突發(fā)性事件的需要,確保各級系統(tǒng)的可擴充性和先進性,并注意設備的冗余設計以及網絡的負載均衡.）安全性信息安全是企業(yè)信息網實施的第一要素,網絡系統(tǒng)不但要能夠實現功能,更重要的是要穩(wěn)定安全. 因此,應采取如下技術以增強網絡的安全性:l 設備的安全性l 應用級的安全性l 網絡級的安全性l 數據級的安全性具體分析網絡為了實現對Internet的高速訪問學校向中國電信申請了5

17、00Mb的光纖接入，因此我們選擇室外單模光纖通過核心路由器直連電信機房。本網絡通過NAT方式實現內部用戶對互聯網的快速流暢的訪問。校園網絡采用典型的星型結構，網絡中心位于學校實訓中心大樓，路由器采用高性能多WAN的銳捷RSR-08路由器連接到外網，通過銳捷RSR-08防火墻接入到核心層交換機上。核心層交換機采用低延遲，具備高速存儲轉發(fā)功能的華為QuidwayS8512交換機，網絡中心通過1000M室外多模光纖連接到教學樓，宿舍樓等匯聚點，匯聚層采用快速以太網技術，快速存儲轉發(fā)性能，高速流量匯聚及監(jiān)控的華為S9003交換機，樓層間，各部門間采用華為S5700-24TR型號交換機接入。每層設有無線

18、AP點，通過無線信號連接電腦。核心層是所有數據流經的網絡層次，為整個網絡提供Internet的接入與本地Intranet內數據交換，核心層采用三層網絡設備，包括高性能，高可用性的路由器，三層交換機，防火墻、服務器等設備構成高性能的網絡基礎平臺。路由器通過OSPF協議，動態(tài)路由協議，PPP協議等相關技術來實現網絡的安全高速通信。 核心層交換機通過與銳捷RSR-08型號的高安全性企業(yè)防火墻相連后再通過銳捷RSR-08路由器連接到外網，對外服務器直接連接防火墻以提高整個Intranet的高安全性，防范黑客及非授權用戶利用系統(tǒng)安全漏洞等非法手段對內部網絡的惡意入侵和攻擊，保護內網數據和服務器的的安全性

19、。與核心層交換機相連的服務器群中有FTP服務器，OA服務器，數據庫服務器，打印服務器，DNS服務器，DHCP服務器。由于貴公司部門數據儲備量大，對安全級別要求較高，故采用磁盤陣列技術，通過添加備用SQL服務器與磁盤DB串聯接到核心層交換機上實現。有效的防止數據的丟失，損壞，以及安全，實現數據的高存儲。匯聚層通過對數據的快速轉發(fā)，滿足樓層和部門交換機到到核心層的正常通性，嚴格控制和最大限度提供了通信流量。通過Spanning協議（生成樹協議），Trunk技術實現各部門及各個節(jié)點通信的權限和優(yōu)先級別。接入層直接連接到各樓層AP點，各個節(jié)點的PC機上，通過Vlan的劃分，Trunk的設置等技術，使整

20、個網絡的正常運行。五、網絡設計覆蓋開闊區(qū)域草坪、足球場、籃球場等不再是網絡的終點站，連接了放大器和天線的AP完全可以將無線信號覆蓋到校園的每個角落，整個校園的每一寸土地都可以上網是一個巨大的教學空間無線AP的工作拓撲圖 無線中繼點蜂窩技術中，每個AP與有線網絡相連，學校中的學術報告廳階梯教室等，面積較大，這時需要采用無線中繼的方式進行網絡接力，只要將兩個AP互聯，接收前一AP的信號，形成新的覆蓋區(qū)域，從而達到覆蓋的目的。 多個AP之間形成無線中繼拓撲圖微蜂窩覆蓋及漫游對于教學樓、宿舍等場所，用蜂窩覆蓋最簡潔，每個AP的發(fā)射功率有嚴格控制，室內的AP受建筑物影響，單個AP不能覆蓋整個區(qū)域。由于I

21、EEE802.11b規(guī)定AP的多頻道工作模式，因此合理分布AP就會覆蓋整個區(qū)域，無線終端設備將自動檢測信號的強度，建立最高質量的無線鏈路。 微蜂窩覆蓋圖形Xxxx學校無線校園網拓撲圖此圖中路由器連接外網，運用防火墻的保護作用，防止病毒的侵擾。再有核心交換機，匯聚交換機，接入交換機把網絡送入到所需的地方，最后通過無線AP把無線信號散播出去，但是無線AP的覆蓋范圍有限，在上面加上放大器和大增益的無線天線擴大覆蓋范圍。再通過無線中繼技術，蜂窩覆蓋技術等使整個校園都有無線信號。VLAN和IP劃分部門電腦數量VLAN名VLAN 號VLAN IPIP網段IP范圍教學樓1100Teaching1031192

22、.168.31.1/25230/25教學樓2100Teaching2032/25230/25教師樓1150Teacher1041/25230/25教師樓2150Teacher2042/25230/25教務處20zwc051/25230/25圖書館50library

23、052/25230/25學生處30Xgb053/25230/25就業(yè)中心25Jiuye054/25230/25食堂超市20shitiang055/25.230/25院辦20Yuanban 056/25.230/25宿舍A600Student

24、1011012013/25/25/25230/25230/25230/25宿舍B600Student2014015016/25/25/25230/25230/25230

25、/25宿舍C600Student3017018019/25/25/25230/25230/25230/25宿舍D600Student4021022023/25/25/25230/25230/2

26、5230/25女前600Student5024025026/25/25/25230/25230/25230/25女后600Student6027028029/25/25/25230/25192

27、.168.28.2230/25230/25六設備類型和信息點設備名稱廠名型號參數數量單價總價）室外無線APAruba-AR70傳輸功率:-20dBm/100mW;運行模式:2×3,3×3Multiple-In,Multiple-Out(MIMO);內置天線;天線增益:2.4GHz-2.5GHz/3.2 dBi、5.150GHz-5.875GHz/5.2dBi15000室內無線APD-Link-Dwl-3200AP室內100米、室外500米1個自適應LAN10/100M 2.4GHz-2.4835GHz 802.11b 11M DSSS:DBPSK、D

28、QPSK、CCK,802.11g 54M OFDM:BP1200室外無線天線D-LinkSNT24-0400增益4dBi的全向2.4GHz。150室內無線天線D-LinkSNT24-0800增益8dBi的全向2.4GHz。150接入層交換機華為S5700-24TP-SI-AC24口100兆交換機，可上標準機架，可網管，與匯聚層交換機為同一品牌支持同一管理軟件4000 匯聚層交換機華為S930324口100兆交換機，1個1000兆多模光纖口，可網管30000核心交換機華為QuiduayS85121個1000兆多模光纖口，68個100兆光纖口三層交換機18萬電源長城ATX-350250w,8cm的

29、風扇200服務器IBM xSeries 235 8671 L1CXeon2.8G/512M/36.4G/48*CD/10-100-1000M/1530000防火墻WLMBWLMB-1000 LX企業(yè)級 吞吐量1.4G30萬合計網絡建設軟件設備名稱單價（元）數量總價（元）瑞星殺毒軟件網絡版5001500綜合網絡管理軟件7001700正版WindowsXP系統(tǒng)安裝軟件8001800多媒體系統(tǒng)軟件4001400正版Microsoft Office辦公軟件20012002600（元）學校信息點樓棟房間數信息點數第一教學樓六層60間60個第二教學樓四層40間40個學生處校團委樓四層24間30個宿舍A六層

30、120間120個宿舍B六層84間84個宿舍C六層120間120個宿舍D六層120間120個女前七層140間140個女后七層140間140個就業(yè)中心二層10個教務處一層2個院辦二層4個圖書館四層15個教師宿舍1四層40個教師宿舍2五層60個七、校園網絡管理和安全 網絡管理不但需要先進，實用的技術支持手段，對大型網絡而言，更需要合理有效的組織體系和規(guī)章制度。管理方案1 配置管理借助數據庫系統(tǒng)，管理主要網絡設備和服務器的配置信息，通信和網絡拓撲結構，用戶名，電子郵件地址，口令字等重要網管信息。2失效管理失效管理是網絡正常運行至關重要的一個部分，目的是保證網絡正常運行，盡量減少故障發(fā)生的頻度，消除故障

31、產生的隱患，并及時修復已出現的故障。3性能管理對接入網絡和IP地址的流量及流速進行定時采樣記錄。能夠指明網絡流量的高峰和瓶頸所在，能夠按業(yè)務，地區(qū)。時間統(tǒng)計流量，根據流量統(tǒng)計安排鏡像操作時間。4安全管理通過對網絡的全面了解，按照安全策略的要求及風險分析的結果，整個網絡措施應按系統(tǒng)體系建立。具體的安全控制系統(tǒng)有以下幾個方面組成：物理安全，網絡安全，信息安全。 物理安全管理1. 環(huán)境安全：對系統(tǒng)所在環(huán)境的安全保護，如區(qū)域保護和災難保護。2. 設備安全：主要包括設備的防盜，防毀，防電磁信息輻射泄漏，防止線路截獲，抗電磁干擾及電源保護等3. 媒體安全：包括媒體數據的安全及媒體本身的安全。 網絡安全管理網絡安全系統(tǒng)（主機，服務器）安全反病毒系統(tǒng)安全檢測入侵檢測審計分析網絡運行安全備份與恢復應急，災難恢復局域網，子網安全訪問控制（防火墻）網絡安全檢測網絡反病毒由于在網絡環(huán)境下，計算機病毒有不可估量的威脅性和破壞力，依次計算機病毒的防范是網絡安全性建設中的重要的一環(huán)。網絡反病毒技術包括預防病毒，檢測病毒和消毒三中技術：*預防病毒技術：它通過自身常駐系統(tǒng)內存，優(yōu)先獲得系統(tǒng)的控制權，監(jiān)視和判斷系統(tǒng)中是否有病毒存在，進而阻止計算機病毒進入計算機系統(tǒng)和對系統(tǒng)進行破壞。這類技術有：加密可執(zhí)行程序，引導區(qū)保護，系統(tǒng)監(jiān)控與讀寫