無線網(wǎng)橋在校園網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

無線網(wǎng)橋在校園網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用藍(lán)箭王永利(上海大學(xué)自動化系，上海延長路149號200072)摘要：本文概述了用無線網(wǎng)橋設(shè)計(jì)組建局域網(wǎng)的具體方法，討論了無線橋接的三種模式，研究了無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的兼容性對速率的影響，以及環(huán)境與天線設(shè)備對無線網(wǎng)絡(luò)信號的影響，對無線網(wǎng)絡(luò)安全的設(shè)置等方面進(jìn)行探討，闡述了無線網(wǎng)橋在校園網(wǎng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)橋，802.11，網(wǎng)絡(luò)安全TheApplicationofWirelessBridgeinCampusLanJianWangYongli(DepartmentofAutomationEngineering,ShanghaiShanghai200072,China)Abstract:Thepaperdescribestheparticularmethodtoorganizeanddesignwirelessbridgelan,anddiscussesthethreelinkmodesofwirelessbridge，andstudiesthespeedinfluence,causedbywirelesslanstandardprotocolcompatibility,andthewirelesssignalinfluence,causedbysettingentironmentandantennaequipment.Itisalsodiscussedthesettingofwirelesslansecurityandexpoundedtheapplicationofwirelessbridgeincampusnetwork.KeyWords:WirelessBridge，802.11，LanSecurity一．引言在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，無線網(wǎng)絡(luò)在人們實(shí)際工作和生活中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在校園網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。在一個(gè)大型校園中，一些老式的建筑由于沒有考慮網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，如果再采用有線網(wǎng)絡(luò)，不但影響建筑的美觀，還需要投入大量成本，因此無線網(wǎng)絡(luò)被大量采用。同時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)信號在校園中進(jìn)行大面積覆蓋，可以滿足很多筆記本、PDA等無線上網(wǎng)用戶的需要，加快現(xiàn)代化校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，豐富同學(xué)們的課余生活。本文逐步探討利用無線網(wǎng)橋設(shè)計(jì)組建無線局域網(wǎng)的問題，闡述了無線網(wǎng)橋在校園網(wǎng)中的具體應(yīng)用。二．無線網(wǎng)橋概述無線網(wǎng)橋是與傳統(tǒng)網(wǎng)橋相對而言的，兩者之間信息傳輸?shù)拿浇椴煌鹘y(tǒng)網(wǎng)橋以雙絞線、同軸電纜等線纜傳輸信息，而無線網(wǎng)橋以空氣作為傳輸介質(zhì)，以微波的形式傳輸信息。與傳統(tǒng)的網(wǎng)橋相比，其內(nèi)部數(shù)據(jù)交換技術(shù)并沒有本質(zhì)的區(qū)別。無線網(wǎng)橋與傳統(tǒng)網(wǎng)橋相比有移動性好、靈活性高、成本低廉、安裝簡便等優(yōu)勢。由于其傳輸方式的特殊性，不需要布線，容易維護(hù)。網(wǎng)橋是一種工作在OSI參考模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，它根據(jù)MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，從一個(gè)局域網(wǎng)接收MAC幀，拆封、校對、校驗(yàn)后按照另一個(gè)局域網(wǎng)的格式重新組裝，發(fā)往它的物理層。在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中它起到數(shù)據(jù)接收、地址過濾與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的作用。按照設(shè)計(jì)方案來分，網(wǎng)橋分為兩種：透明網(wǎng)橋和源路由網(wǎng)橋。透明網(wǎng)橋?qū)τ脩魜碚f是完全透明的，不需要人工參與，它采用擴(kuò)散算法轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，采用逆向?qū)W習(xí)算法收集MAC地址與端口的對應(yīng)關(guān)系，主要用在CSMA/CD和令牌總線網(wǎng)絡(luò)。源路由網(wǎng)橋需要人工參與，其發(fā)送的數(shù)據(jù)中包含路由信息，網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)橋根據(jù)路由信息來進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，主要用在令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)。三．無線網(wǎng)橋組網(wǎng)設(shè)計(jì)利用無線網(wǎng)橋組網(wǎng)總體設(shè)計(jì)要從無線橋接方式、無線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的兼容性、環(huán)境與天線設(shè)備對無線信號的影響以及網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置等四個(gè)方面進(jìn)行考慮。1.無線橋接的方式利用無線網(wǎng)橋設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)首先要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，決定采用什么樣的橋接方式。采用合理的橋接方式是設(shè)計(jì)高性能無線橋接網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，既達(dá)到高速穩(wěn)定的連接要求，又可實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的。無線網(wǎng)橋的連接方式有三種：點(diǎn)對點(diǎn)方式(PTP)、點(diǎn)對多點(diǎn)方式(PTMP)、中繼方式。1.1點(diǎn)對點(diǎn)方式（PTP）點(diǎn)對點(diǎn)方式適用于兩點(diǎn)之間可視，視野開闊，物理設(shè)備之間沒有障礙物阻擋，沒有電磁干擾或者干擾比較小，且距離不是太遠(yuǎn)，符合網(wǎng)橋設(shè)備通訊距離的要求。一般由一對無線網(wǎng)橋、一對無線網(wǎng)卡和一對天線組成。天線可以是定向天線，也可以是全向天線。天線與網(wǎng)橋之間用饋線相連，網(wǎng)橋通過雙絞線或同軸電纜等與局域網(wǎng)的交換機(jī)或HUB相連。如圖1所示：圖1無線橋接點(diǎn)對點(diǎn)方式1.2點(diǎn)對多點(diǎn)方式（PTMP）點(diǎn)對多點(diǎn)方式適用于多個(gè)局域網(wǎng)之間相連，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)備比較多。如果有n個(gè)局域網(wǎng)相連，則需要n個(gè)網(wǎng)橋、網(wǎng)卡、和天線，可以使用全向天線或者定向天線。圖2所示為4個(gè)局域網(wǎng)之間相連，局域網(wǎng)1、2、4均直接連接至局域網(wǎng)3。圖2無線橋接點(diǎn)對多點(diǎn)方式1.3中繼方式中繼方式適用于兩個(gè)局域網(wǎng)之間相距太遠(yuǎn)或者兩局域網(wǎng)物理設(shè)備之間有障礙物且影響到局域網(wǎng)之間的連接，而第三點(diǎn)與這兩個(gè)局域網(wǎng)之間均可通過無線網(wǎng)橋正常連接，這時(shí)候就需要在第三點(diǎn)接入一個(gè)無線網(wǎng)橋，起到信號中繼的作用。利用無線網(wǎng)橋中繼方式可以加強(qiáng)無無線橋接在室內(nèi)的傳輸距離50米時(shí)的折合損耗為：………………………（1）由無線微波在自由空間中的損耗公式…………（2）其中Ls為損耗，f為頻率，d為距離得出當(dāng)距離增加一倍時(shí)，信號損耗3dB。例如初始距離為，當(dāng)距離增加一倍即=2時(shí)，而此時(shí)傳輸速率約降為原來的1/2。由于折合損耗為9dB，為3個(gè)3dB，傳輸速率將為原來的1/6。如果無線網(wǎng)橋最高速率為54Mbps，則在50米遠(yuǎn)的距離時(shí)速率為：54Mbps/6=9Mbps，此時(shí)折算到室外的傳輸速率為：9Mbps*3=27Mbps。表2給出了不同距離時(shí)的橋接速率理論計(jì)算值。表2不同距離時(shí)的橋接速率理論值距離40米50米60米70米總衰減113dB117dB121dB124dB折合損耗5dB9dB13dB16dB理論速率48.6Mbps27Mbps18.7Mbps15.2Mbps采用無線橋接模式實(shí)現(xiàn)兩樓之間的網(wǎng)絡(luò)連接，與樓內(nèi)有線局域網(wǎng)相結(jié)合的連接方式是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、靈活方便的方案選擇，且網(wǎng)橋間理論值為27Mbps的連接速度，實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)部局域網(wǎng)速率為100Mbps，完全滿足要求。實(shí)際速率測試測試方案：兩臺計(jì)算機(jī)分別與兩無線網(wǎng)橋用雙絞線連接，用軟件SiSoftwareSandra測試兩計(jì)算機(jī)之間的連接速度。共測5次，求其平均值。如圖5所示：圖5速率實(shí)測系統(tǒng)圖測試結(jié)果為次數(shù)12345速率（KBps）31343136313631423088平均速率為：因?yàn)椋?，，比理論?jì)算結(jié)果27Mbps少2Mbps，屬于正常誤差范圍。五．總結(jié)與展望利用無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)在校園網(wǎng)的組建中實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的無縫結(jié)合，組建一個(gè)安全、穩(wěn)定、快速、可靠的網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)橋除了用在學(xué)校、廣場等大面積空曠區(qū)域?qū)τ脩籼峁╈`活的上網(wǎng)接口外，還可以用在酒店、機(jī)場等人員流動比較大的場合，同時(shí)在臨時(shí)會場、體育場館、展會等現(xiàn)場布置經(jīng)常變動的工作場所也可以發(fā)揮無線網(wǎng)絡(luò)的靈活性。隨著無線技術(shù)的不斷發(fā)展，MIMO（多入多出）與OFDM技術(shù)相結(jié)合，新的無線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)802.11n將會帶來更高帶寬、更高質(zhì)量的WLAN服務(wù)，并可在語音和視頻方面獲得廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：1.GILHELD構(gòu)建無線局域網(wǎng)沈金龍譯人民郵電出版社20022.劉乃安無線局域網(wǎng)(WLAN)--原理技術(shù)與應(yīng)用西安電子科技大學(xué)出版社20043.曹秀英等無線局域網(wǎng)安全系統(tǒng)電子工業(yè)出版社2004作者簡介：藍(lán)箭，1963年7月出生，男，籍貫福建，副教授研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與應(yīng)用單位：上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院地址：上海市延長路149