校園網(wǎng)設(shè)計和解決方案

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合設(shè)計課程報告題目：某某大學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)劃與設(shè)計課程名稱網(wǎng)絡(luò)工程綜合設(shè)計考試學(xué)期2014/2015學(xué)年第1學(xué)期考試方式課程論文報告姓名xxxxxx學(xué)號xxxxxxx專業(yè)xxxxxx指導(dǎo)教師xxxxxxx目錄摘要3一、無線網(wǎng)絡(luò)在校園的應(yīng)用概述4二、無線網(wǎng)絡(luò)在校園的應(yīng)用需求41.1高性能的IPv6和IPv4無線接入41.2基于個人用戶的運營管理51.3支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音等多種業(yè)務(wù)，有其它智能業(yè)務(wù)擴展能力51.4滿足校園特點的平安和可靠性51.5滿足生產(chǎn)、運營網(wǎng)絡(luò)要求的運維和管理51.6室內(nèi)、室外、Mesh系統(tǒng)一體化控制：61.7可分級的一體化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：61.8支持用戶全網(wǎng)漫游61.9靈活部署、易于擴展、高性價比6三、無線網(wǎng)絡(luò)在校園的設(shè)計思想6a)校園無線網(wǎng)設(shè)計原那么6b)校園無線網(wǎng)設(shè)計思想7四、校園無線網(wǎng)建設(shè)方案8a)物理設(shè)計8b)有線局部物理獨立組網(wǎng)9c)無線覆蓋方案10i.覆蓋區(qū)域10ii.設(shè)計指標(biāo)、原那么及覆蓋方式10iii.室內(nèi)覆蓋12iv.室外覆蓋14d)邏輯設(shè)計18i.SSID和VLAN18ii.地址和路由19五、完美解決方案24a)高性能的IPv6和IPv4無線接入24b)基于個人用戶的運營管理24c)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音等多種業(yè)務(wù)，有其它智能業(yè)務(wù)擴展能力24d)滿足校園特點的平安和可靠性25e)滿足生產(chǎn)、運營網(wǎng)絡(luò)要求的運維和管理25f)支持用戶全網(wǎng)漫游25g)靈活部署、易于擴展、高性價比26摘要隨著IEEE802．11無線局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷推出以及基于這些標(biāo)準(zhǔn)的無線產(chǎn)品的出現(xiàn)，無線局域網(wǎng)的應(yīng)用和普及已開展到了一個新階段，基于WLAN的無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建已成為組建無線校園網(wǎng)的主流技術(shù)，是有線校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)延伸的重要手段之一。本文結(jié)合某學(xué)校無線校園網(wǎng)建設(shè)實際情況，闡述了設(shè)計與規(guī)劃校園無線局域網(wǎng)的原那么、方法和步驟，組建了基于WLAN的校園無線網(wǎng)絡(luò)．并對相關(guān)的設(shè)計方法進行了詳細(xì)說明，為進一步的研究提供了思路。無線局域網(wǎng)是當(dāng)前開展較快的技術(shù),校園是其中重要應(yīng)用領(lǐng)域之一.無線局域網(wǎng)技術(shù)相對成熟,產(chǎn)品較多,各有特性.規(guī)劃無線校園網(wǎng)時應(yīng)根據(jù)教育特點,選擇適合產(chǎn)品,作出覆蓋和容量的協(xié)調(diào),與有線校園網(wǎng)作優(yōu)化集成,為學(xué)生提供高效、方便的網(wǎng)絡(luò)接入.一、無線網(wǎng)絡(luò)在校園的應(yīng)用概述校園網(wǎng)已經(jīng)成為校園生活的重要組成局部，成為教師和學(xué)生獲取資源和信息的主要途徑之一，它把學(xué)校中的學(xué)生、院系和社交、學(xué)術(shù)、業(yè)務(wù)活動的行政人員緊密地聯(lián)系在一起，在高校教育中的作用與地位日益顯著。經(jīng)過這些年有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運行、維護，從實踐結(jié)果來看，由于目前網(wǎng)絡(luò)是“有線”的，所以在有些應(yīng)用領(lǐng)域會出現(xiàn)困難。例如，很多高校只是在局部區(qū)域接通了網(wǎng)絡(luò)，而不能顧及所有區(qū)域，布置了網(wǎng)線的教室、圖書館數(shù)量有限；有些高校經(jīng)費比擬緊張，很難投入較大的財力來鋪設(shè)光纜；有些高校的建筑物具有一定的歷史意義，不適合鉆孔布線；有些高校由多個校區(qū)組成，校區(qū)之間聯(lián)網(wǎng)本錢較高，等等。隨著信息技術(shù)的飛速開展，教師和學(xué)生對高校校園網(wǎng)的依賴性相當(dāng)之高，“隨時隨地獲取信息”已成為廣闊師生們的新需求。但是，傳統(tǒng)的有線校園網(wǎng)存在著諸多“網(wǎng)絡(luò)盲點”，比方在圖書館、大型會議室、體育館等許多不宜網(wǎng)絡(luò)布線的場館設(shè)施如何聯(lián)網(wǎng)？在教室、實驗室等場合如何突破網(wǎng)絡(luò)節(jié)點限制、實現(xiàn)多人同時上網(wǎng)的問題？從應(yīng)用需求方面考慮，無線網(wǎng)絡(luò)很適合學(xué)校的一些不易于網(wǎng)絡(luò)布線的場所應(yīng)用?，F(xiàn)在如何使校園的每個角落都處在網(wǎng)絡(luò)中，形成真正意義上的校園網(wǎng)？想象一下，當(dāng)學(xué)生們放完暑假返回校園，驚奇地發(fā)現(xiàn)自己的筆記本電腦在學(xué)校任何地方都可以上網(wǎng)時的那份欣喜假設(shè)狂……現(xiàn)在這已經(jīng)是一些學(xué)校的現(xiàn)實。無線網(wǎng)絡(luò)在校園的應(yīng)用需求高性能的IPv6和IPv4無線接入中國下一代互聯(lián)網(wǎng)工程〔CNGI〕正在順利展開，基于純IPv6的骨干網(wǎng)在CERNET已經(jīng)建設(shè)完成并可以提供接入效勞?，F(xiàn)在建設(shè)高校無線網(wǎng)絡(luò)，除了要考慮對現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)終端的無線接入，滿足當(dāng)前高校師生對無線網(wǎng)絡(luò)的需求外；又要支持高性能的IPv6的用戶接入，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)開展趨勢，并保護網(wǎng)絡(luò)投資。基于個人用戶的運營管理無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要支持運營管理功能，能夠根據(jù)單個用戶實現(xiàn)用戶管理，包括：認(rèn)證、計費、平安控制、QoS控制等。支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音等多種業(yè)務(wù)，有其它智能業(yè)務(wù)擴展能力校園無線網(wǎng)絡(luò)在支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的同時，應(yīng)該是真正為語音業(yè)務(wù)優(yōu)化的無線設(shè)計，包括一體化的IP解決方案，通過新技術(shù)延長客戶端待機時間，實現(xiàn)室內(nèi)外語音不中斷的平安漫游。為學(xué)校提供內(nèi)部話音的無縫覆蓋，以提高學(xué)校辦公效率和教學(xué)質(zhì)量。為保證無線話音的質(zhì)量，要求無線網(wǎng)絡(luò)具有良好的QoS控制機制，包括無線話音呼叫控制等手段。無線網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)該支持其他智能業(yè)務(wù)的擴展，如支持精準(zhǔn)的無線物理定位、無線視頻等。滿足校園特點的平安和可靠性校園無線網(wǎng)的目標(biāo)是建設(shè)一個收費的、可運營網(wǎng)絡(luò)，這樣的定位對可靠性、平安、加密和非授權(quán)用戶的控制提出了更明確的要求：支持精確的無線入侵、射頻干擾、非法AP定位和隔離。冗余的中央效勞控制保證校園復(fù)雜接入環(huán)境的平安無線接入。獨特的訪客隔離機制，保證跨校園漫游用戶與校園網(wǎng)用戶的隔離。同時支持端到端的網(wǎng)絡(luò)可靠性保證技術(shù)。滿足生產(chǎn)、運營網(wǎng)絡(luò)要求的運維和管理校園無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、環(huán)境復(fù)雜，因此無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該支持高效的運營網(wǎng)絡(luò)級的管理功能，方便未來無線網(wǎng)絡(luò)的運維管理。室內(nèi)、室外、Mesh系統(tǒng)一體化控制：所有AP均工作在同一Controller群組(cluster)管理下，可在全網(wǎng)范圍內(nèi)實現(xiàn)無縫漫游、設(shè)備定位、自動射頻管理和平安控制?？煞旨壍囊惑w化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：有線、無線網(wǎng)絡(luò)管理相結(jié)合，集中與分布式管理相結(jié)合，為運營維護提供高效率和低本錢。支持用戶全網(wǎng)漫游校園無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持用戶全網(wǎng)快速、平安、無縫漫游，保證用戶在園區(qū)移動過程中可以保證IP地址不變、網(wǎng)絡(luò)連接不間斷、應(yīng)用會話不間斷，從而保證用戶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在移動中的不間斷性。靈活部署、易于擴展、高性價比為方便校園網(wǎng)絡(luò)的部署和未來維護的方便性，校園無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有靈活部署、易于擴展的特性，支持無線接入點的即插即用功能。當(dāng)然，校園無線網(wǎng)絡(luò)要具有良好的性價比。無線網(wǎng)絡(luò)在校園的設(shè)計思想校園無線網(wǎng)設(shè)計原那么實用性：遵循面向應(yīng)用，注重實效，急用先上，逐步完善的原那么；充分保護已有投資，不設(shè)計成華而不實的無線網(wǎng)絡(luò)，也不設(shè)計成利用率低下的網(wǎng)絡(luò)，我們以實用性的原那么要求為依據(jù)，建設(shè)具有最低的TCO〔擁有的總本錢最低〕，有最高的性價比的校園無線局域網(wǎng)絡(luò)。先進性：采用先進成熟的網(wǎng)絡(luò)概念、技術(shù)、方法與設(shè)備，反映當(dāng)今先進水平，又給未來的開展留有余地；充分采用目前國際、國內(nèi)流行和成熟的技術(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)能適應(yīng)技術(shù)的快速開展?？煽啃裕合到y(tǒng)必須可靠運行，主要的、關(guān)鍵的設(shè)備應(yīng)有冗余，一旦系統(tǒng)某些局部出現(xiàn)故障，應(yīng)能很快恢復(fù)工作，并且不能造成任何損失。開放性：選擇的產(chǎn)品應(yīng)具有好的互操作性和可移植性，并符合相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；無論發(fā)生任何變化，均能夠最大可能性的開放標(biāo)準(zhǔn)?？蓴U充性：系統(tǒng)是一個逐步開展的應(yīng)用環(huán)境，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品系統(tǒng)、系統(tǒng)容量與處理能力等方面必須具有升級換代的可能，這種擴充不僅能充分保護原有資源，而且具有較高的性能價格比；可維護性：系統(tǒng)具有良好的網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障分析和處理能力，使系統(tǒng)具有極高的可維護性；平安性：必須具有高度的保密機制，靈活方便的權(quán)限設(shè)定和控制機制，以使系統(tǒng)具有多種手段來防范各種形式的非法侵入和機密信息的泄露。校園無線網(wǎng)設(shè)計思想建議校園網(wǎng)WLAN采用思科公司集中管理架構(gòu)下的“瘦AP”無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以保證無線網(wǎng)絡(luò)可管理性、平安性、QoS、無縫漫游等功能需求，尤其是方便未來的運維管理。建議網(wǎng)絡(luò)部署應(yīng)該結(jié)合高校的實際情況，采用室內(nèi)、室外多種無線接入方式相結(jié)合的方式，以滿足高校樓宇多、廣場多的特點。如在必要的時候采用室外MeshWLAN技術(shù)通過無線回傳技術(shù)解決有線網(wǎng)絡(luò)傳輸距離的合布線難度的問題。同時由于采用室內(nèi)、外多種無線接入手段在滿足無線覆蓋的前提下，可以節(jié)省無線接入點的數(shù)量，從而提高無線網(wǎng)絡(luò)的性價比。校園無線網(wǎng)絡(luò)在滿足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的同時，保證對未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用的支持，如IPv6、無線話音、無線視頻、組播等技術(shù)的支持，以滿足高校教學(xué)和科研的要求。為滿足高校網(wǎng)絡(luò)的平安性，建議校園無線網(wǎng)絡(luò)采用獨立的有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)無線接入點的互聯(lián)，同時本次無線網(wǎng)絡(luò)在滿足用戶接入平安認(rèn)證、加密的同時，支持無線射頻的平安防護功能。校園無線網(wǎng)建設(shè)方案物理設(shè)計在目前的校園網(wǎng)環(huán)境下，借助于Cisco的瘦AP架構(gòu)〔專業(yè)叫法為“輕量型AP”模式〕，可以在現(xiàn)有校園有線網(wǎng)絡(luò)的根底上建立邏輯獨立的無線網(wǎng)絡(luò)。由于前端的無線AP運行在LWAPP模式，通常模式下所有無線數(shù)據(jù)及控制流量均交由無線控制器來處理〔在特殊應(yīng)用場合可以通過Cisco提供的H-REAP功能將某些SSID的流量終結(jié)在本地VLAN〕，因此借用現(xiàn)有校園網(wǎng)的交換機/路由器組成集中控制管理的“覆蓋式”〔Overlay〕無線網(wǎng)絡(luò)，是比擬經(jīng)濟實惠的選擇。在此模式下的物理組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如下。AP連接在現(xiàn)有校園網(wǎng)的接入交換機，那么IP地址由現(xiàn)有校園網(wǎng)有線端提供動態(tài)地址/或者符合當(dāng)?shù)豂P地址規(guī)劃的靜態(tài)地址。雖然從原理上來講AP和無線控制器的AP-Manager只要IP可達即可創(chuàng)立并維護數(shù)據(jù)/控制隧道，但是從性能/可管理性等角度出發(fā)，建議在滿足以下條件的前提下將AP接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)交換機：AP和無線控制器的AP-Manager之間端到端環(huán)回延遲(roundtripdelay)<100毫秒－局域網(wǎng)交換環(huán)境均能實現(xiàn)AP盡量不與一般有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備混合在一個VLAN中，防止有線設(shè)備的異常流量阻斷AP和無線控制器之間的通訊連接在同一L3交換機端口下的所有AP，建議放置在一個受保護的VLAN中，部署時統(tǒng)一分配給這些AP靜態(tài)IP地址，以便于管理上述要求的實現(xiàn)，需要修改現(xiàn)有交換機的VLAN參數(shù)設(shè)置，現(xiàn)有L3交換機的路由設(shè)置，需要和現(xiàn)有校園網(wǎng)的網(wǎng)管部門進行協(xié)調(diào)。有線局部物理獨立組網(wǎng)在上述組網(wǎng)方式的根底上，通過增加具有POE能力的交換機，并通過借助現(xiàn)有校園中的光纖資源直接連接到位于數(shù)據(jù)中心的有線無線交換核心－新配置的6509交換機上。在此模式下，需要額外增加額外投資以采購POE交換機，并且需要利用校園內(nèi)的充裕光纖資源。但是其好處是與原有校園有線網(wǎng)絡(luò)完全隔離，數(shù)據(jù)交換、IP地址分配等方面比擬靈活統(tǒng)一，并且對現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)配置幾乎不用修改。無線覆蓋方案覆蓋區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實現(xiàn)全校范圍無線網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)境，其中包括教學(xué)樓、學(xué)生和教師宿舍樓、辦公樓、家屬區(qū)、圖書館、體育館、室外場所等。設(shè)計指標(biāo)、原那么及覆蓋方式設(shè)計原那么：無線覆蓋設(shè)計將遵循按照信號范圍最大化原那么，在全校全面覆蓋的前提下，重點選擇局部區(qū)域進行更加細(xì)膩的覆蓋。并且，保證無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性并與絕大多數(shù)主流無線網(wǎng)卡兼容，同時兼顧考慮網(wǎng)絡(luò)擴容，為今后網(wǎng)絡(luò)擴容做好預(yù)留。設(shè)計指標(biāo)：各信號輸出點信號強度10－15dbm；將按照2.4G工作頻段2.412～2.462GHz〔FCC〕分為channel1、channel6、channel11三個完全不干擾頻段設(shè)計；目標(biāo)覆蓋區(qū)域信號強度>-80dbm。1、一般來講室內(nèi)容許最大覆蓋距離為35~100米，室外容許最大距離100~400米2、障礙物阻擋要觀測無線覆蓋周圍的障礙物確定AP的數(shù)量和放置位置。2.4G電磁波對于各種建筑材質(zhì)的穿透損耗的經(jīng)驗值如下：A.水泥墻(15~25cm):衰減10~12dBB.木板墻(5~10cm):衰減5~6dBC.玻璃窗(3~5cm):衰減5~7dB各種建筑材料對無線訊號的影響如下：當(dāng)AP與終端隔一座水泥墻時,AP的可傳送覆蓋距離約剩下<5米有效距離。當(dāng)AP與終端中間隔一座木板墻時,AP的傳送距離約剩下<15米有效距離。當(dāng)AP與終端中間隔一座玻璃墻時,AP的傳送距離約剩下<15米有效距離。所以在安裝選點時，一定要注意以避開墻、柱子等覆蓋方式：在覆蓋區(qū)域內(nèi)，選擇教學(xué)樓和辦公樓為主，其他區(qū)域為輔的覆蓋方式，實現(xiàn)全校整體無線覆蓋。具體分為室內(nèi)覆蓋和室外覆蓋兩種方式，其中室外覆蓋局部包含局部區(qū)域采用Mesh方式進行覆蓋。根據(jù)國家無線電管理委員會1997年《2.4GHz頻段的管理方法》中規(guī)定的場強標(biāo)準(zhǔn)，選配不同技術(shù)規(guī)格的全向天線、扇區(qū)天線，既要考慮到每個信號輸出點的電頻強度，又要顧及信號對人體可能存在的危害，到達“綠色環(huán)?！钡男Ч?。再經(jīng)過現(xiàn)場的覆蓋區(qū)域現(xiàn)場勘測后，可以對無線覆蓋區(qū)域進行再進行詳細(xì)描述。室內(nèi)覆蓋室內(nèi)覆蓋規(guī)劃原那么：AP的放置要遵循兩個原那么AP覆蓋區(qū)域無間隙；AP重疊區(qū)域最小。相鄰AP工作在不同頻道，以1，6，11三個頻道實現(xiàn)全方位的覆蓋。根據(jù)經(jīng)驗值，當(dāng)相鄰AP設(shè)定相同頻點時,要求間隔25米以上；當(dāng)相鄰AP設(shè)定相鄰頻點時,要求AP間隔16米以上；當(dāng)AP設(shè)定相隔頻點時,要求間隔12米以上。室內(nèi)典型環(huán)境覆蓋〔一〕主要特點是：環(huán)境開闊、用戶數(shù)量相對集中、對帶寬需求較高，主要用戶群是校內(nèi)教師、學(xué)生，例如：多功能廳、會議室、報告廳等。主要用戶群：校領(lǐng)導(dǎo)、教師以及來訪用戶，用戶使用環(huán)境相對封閉。室內(nèi)典型環(huán)境覆蓋〔二〕環(huán)境特點是：房間多、用戶數(shù)量不多但分布較分散的樓宇，樓長、墻體結(jié)構(gòu)厚、房間多，用戶無線應(yīng)用也比擬頻繁。主要用戶群是校內(nèi)教師、學(xué)生。如：教學(xué)樓、科研樓等。這個典型環(huán)境包括：法學(xué)大樓、新聞大樓、人文大樓、經(jīng)濟大樓、科研辦公樓、教學(xué)1樓、新圖書館、多媒體教學(xué)樓等。該環(huán)境下，覆蓋AP安裝樓道內(nèi)，通過內(nèi)置天線覆蓋樓道兩側(cè)房間，微波通過房間的門窗傳輸?shù)绞覂?nèi)，實現(xiàn)了比擬細(xì)膩的覆蓋環(huán)境，AP通過有線接入到樓層交換機。教學(xué)樓四層室內(nèi)無線覆蓋示意圖教學(xué)樓長約120m，寬約100m，樓層最高處是14層。教學(xué)樓AP具體安裝位置和數(shù)量根據(jù)各樓層辦公室或教室數(shù)量和位置而定，AP安裝在樓道裝飾掉頂內(nèi)，根本每臺AP覆蓋其周圍兩側(cè)8間教室或辦公室。教學(xué)樓四層是樓層面積教大一層，其覆蓋AP分布如上圖所示，共采用11臺AP安裝在樓道內(nèi)，AP的間隔距離根據(jù)房間的分布而定。在報告廳內(nèi)安裝1－2臺AP進行覆蓋報告廳整個會場。教學(xué)樓室內(nèi)1層無線覆蓋示意圖教學(xué)樓整體形狀是“回”字型，長約80m，寬約60m，露高4層。在四周樓道內(nèi)分別布置AP。如下圖，每臺AP覆蓋的左右8－10間教室?？蒲薪虒W(xué)樓室內(nèi)1層覆蓋示意圖科研樓分為3各區(qū)域，中間區(qū)域高3層主要是禮堂和會議室，其他兩區(qū)域樓道長度約為30－40m。中間區(qū)域通過3臺AP覆蓋禮堂和會議室，其他兩區(qū)域沒層各安裝1臺AP進行覆蓋，具體位置選擇在樓道拐角處。室外覆蓋室外設(shè)備的AP使用數(shù)量大概也遵循室內(nèi)的條件，但外AP的放置和設(shè)計又有它的獨特性主要包括：天線的使用天線的正常使用包括對天線增益和天線類型的選擇。對室外設(shè)備特殊要求室外設(shè)備應(yīng)該放置在密封盒內(nèi)；天線布置應(yīng)該增加避雷器放置雷擊；不提供本地供電的場所，應(yīng)盡量選用POE遠(yuǎn)程供電設(shè)備；室內(nèi)覆蓋區(qū)域AP分配：室內(nèi)覆蓋建筑AP數(shù)量法學(xué)大樓20新聞大樓11經(jīng)濟大樓A42經(jīng)濟大樓B20人文大樓13科研教學(xué)樓25教學(xué)1樓40新圖書館16多媒體教學(xué)樓15小計：202室外典型環(huán)境覆蓋〔一〕環(huán)境特點是：宿舍樓、家屬樓、局部教學(xué)樓、后勤、體育場、室外空曠休息區(qū)等區(qū)域相比照擬分散、無線用戶應(yīng)用更加靈活、活動范圍更廣。整體校區(qū)室外局部進行全面覆蓋，通過室外無線接入點外接增益天線的方式覆蓋室內(nèi)區(qū)域。表達覆蓋范圍最大化的覆蓋原那么，來保證無線用戶需求。從整體上對全校室外局部進行規(guī)劃，通過室外建設(shè)Wlan射頻基站對室外和室內(nèi)用戶進行無線覆蓋。室外射頻基站由室外型AP、外接天線〔全向、扇區(qū)〕以及配套避雷設(shè)備和報桿等組成。根據(jù)復(fù)雜的室外建筑結(jié)構(gòu)，外接天線的選擇更加尤為重要。選擇天線型號時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境考慮如下因素：增益、水平波束寬度、垂直波束寬度、極化方式、視覺效果〔尺寸、外形、重量〕。增益當(dāng)規(guī)劃覆蓋范圍較小，安裝位置距重點覆蓋區(qū)域也很近時，天線增益可以低一些。當(dāng)天線置于樓頂，目標(biāo)為覆蓋周圍地區(qū)較大面積時，選擇增益較大的天線為益。水平、垂直波束寬度〔1〕當(dāng)AP天線安裝在墻壁上時，天線掛上下于周圍建筑物高度，為了既能充分覆蓋低層室內(nèi)局部，又能兼顧樓層較高局部的室內(nèi)覆蓋，根據(jù)樓層高度不同，可以選擇垂直波束寬度范圍35~80°的定向天線。水平波束寬度的考慮與天線的安裝位置及其覆蓋目標(biāo)有關(guān)。可以選擇水平波束寬度60~150°的定向天線，或者全向天線、雙向天線〔即8字形天線〕。需要選擇天線垂直和水平的角度要相對較大扇區(qū)天線，天線的增益也需要選擇增益較大天線，保證更大的覆蓋范圍。并且，天線的安裝位置需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行細(xì)微調(diào)節(jié)，到達最好的覆蓋效果，可以選擇安裝在覆蓋樓本身中間側(cè)面墻或相關(guān)周圍有利于無線傳輸?shù)钠渌ㄖ纾红o園、林園等；〔2〕當(dāng)AP天線置于樓頂或燈桿高處時，也可選擇水平波束寬度較大的定向天線或者全向天線。選擇定向天線，主要是通過對樓反射信號覆蓋本身樓房；而選擇全向天線時，信號覆蓋將比擬均勻。具體方案應(yīng)從現(xiàn)場覆蓋需求，樓身寬度和樓群分布情況角度出發(fā)來確定。當(dāng)樓房建筑較窄，樓層較多時，一般將選擇定向天線。例如：知行樓區(qū)域、東風(fēng)樓區(qū)域等。室外典型環(huán)境覆蓋〔二〕一如其他成功的技術(shù)，Mesh技術(shù)建立在多種現(xiàn)有的主流技術(shù)之上，并且技術(shù)本質(zhì)非常簡單。具體地說，Mesh是由多個WLANAP組成的自治網(wǎng)絡(luò)。Mesh網(wǎng)絡(luò)中的AP除了可以提供WLAN客戶端的接入效勞之外，還能完成相鄰節(jié)點的自動發(fā)現(xiàn)、相互認(rèn)證和配置，從而智能地為網(wǎng)絡(luò)流量設(shè)計一條最優(yōu)的路徑，實現(xiàn)帶寬和覆蓋范圍的增加，并且，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某臺AP發(fā)生故障時。其他AP能夠通過自動配置動態(tài)改變路徑，繞過有故障的節(jié)點，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自我修復(fù)。Mesh技術(shù)構(gòu)建于現(xiàn)有的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的根底之上，包括802.11a/b/g和802.11i;當(dāng)前已經(jīng)得到Cisco、Intel、北電等大廠商的支持，并被納入802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃之中，將被命名為802.11s。CiscoAironet1500系列AP可以同時支持IEEE802.11h和802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)，同時采用一種目前正在申請專利的自適應(yīng)無線路徑協(xié)議〔AWP〕，在遠(yuǎn)程接入點之間建立一個動態(tài)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。AironetAP可以在提供這種動態(tài)的、自適應(yīng)的連接方法的同時，為任何兼容Wi-Fi的客戶端提供平安的無線接入〔參見以下圖〕。通過CiscoAironet1500產(chǎn)品構(gòu)成的Mesh傳輸平臺，可以為應(yīng)用系統(tǒng)的整體應(yīng)用帶來如下好處：高帶寬/吞吐量；有線無線一體化網(wǎng)絡(luò)平安；快速平安切換漫游；一體化管理與維護；針對不同應(yīng)用級別的差異化效勞質(zhì)量；具備高度可擴展的系統(tǒng)。對于RAP(具備有線回傳連接)的Aironet1510產(chǎn)品，我們設(shè)計使用9.5dBiSector天線做為5.8G的無線回傳鏈路天線，采用5.5dBiOmnidirectional天線做為2.4G無線客戶端接入的天線。使用9.5dBi高增益Sector天線有助于提供AP群的覆蓋范圍，使RAP無線AP可以穩(wěn)定可靠的接入。同時我們采用5.5dBi的Omni天線做為RAP的接入覆蓋。對于PAP(需要無線回傳連接)的Aironet1510產(chǎn)品，我們設(shè)計使用采用7.5dBiOmnidirectional天線做為5.8G的無線回傳鏈路天線，采用5.5dBiOmnidirectional天線做為2.4G無線客戶端接入的天線。使用7.5dBi的Omnidirectional有助于在連接原有RAP鏈路失敗的情況下，在其他方向上使用Cisco的AWP快速參加其他RAP。由于園區(qū)內(nèi)大多MeshAP的均會選取燈桿做為安裝點，所以我們提供了相應(yīng)的燈桿安裝套件，以便快速方便的進行AP的安裝。無線AP的供電方式我們會采用就近集中式供電〔例如由就近的交通路口的信號燈的電源引出〕。由于AP大多安裝在燈桿處，燈桿已經(jīng)形成了一個天然的避雷設(shè)施，我們建議只需把AP的接地線可靠的與燈桿同地，即可以防止大多數(shù)感應(yīng)雷擊的損害，所以我們在方案中并沒有配置避雷裝置，在實際工程中，可以根據(jù)需要酌情增加少量必要的外接避雷器。邏輯設(shè)計SSID和VLAN根據(jù)高校實際情況和應(yīng)用需求，建議學(xué)校園區(qū)使用三種SSID數(shù)據(jù)效勞SSID－Data-SSID：基于三層的Web認(rèn)證；VoWLAN/雙模等形式效勞的SSID－Voice-SSID：基于二層的MAC認(rèn)證根據(jù)所部署校園的需求，可能還有第三個為訪客效勞的SSID－Guest-SSID，為訪客/中國移動漫游客戶接入提供特定VLAN的訪問上述SSID原那么上均是全部可以播送出去，提供對外效勞的。也可以根據(jù)實際部署需求進行靈活定制。比方學(xué)校的某些特定場所，不允許訪客進入的/或者不允許訪客在此無線上網(wǎng)的，此處的AP可以不用開啟Guest-SSID。為了有效的隔離播送域，提高校園無線網(wǎng)絡(luò)的性能，建議采用思科AP-Group技術(shù)，將所有AP劃分不同的組〔Group〕，每一組AP為一個VLAN。300個AP的校園無線覆蓋典型環(huán)境下，支持同一SSID的所有AP，按照AP所處樓層、校區(qū)位置劃分為不同的AP-Group，客戶端接入不同AP-Group時被分割到不同的VLAN，獲得不同網(wǎng)段的IP地址。建議根據(jù)用戶實際情況〔應(yīng)用類型、上網(wǎng)人數(shù)等〕，每個數(shù)據(jù)類AP-Group不超過30個AP；Voice類AP-Group不超過80個AP。根據(jù)實際情況，建議：Data-SSID對應(yīng)16個AP-Group，每個AP-Group對應(yīng)一個VLANVoice-SSID對應(yīng)4個AP-Group，每個AP-Group對應(yīng)一個VLANData-SSID對應(yīng)VLAN101-116Voice-SSID對應(yīng)VLAN157-160Guest-SSID對應(yīng)VLAN191(訪客數(shù)量相對很少，暫時僅分配一個VLAN)管理網(wǎng)段對應(yīng)VLAN199SupervisorEngine720完成VLAN間的路由地址和路由無線用戶接入地址和路由規(guī)劃根據(jù)高校接入用戶的數(shù)量，并預(yù)留一定擴展能力的前提下，建議：32個C類地址段(C1--C32)，共8000個地址，用于數(shù)據(jù)/話音/訪客用戶接入地址分配C1—C16，共4000個IPv4地址，作為Data-SSID客戶端地址；對應(yīng)VLAN101-VLAN116，每個VLAN一個C類IPv4地址段；C32，共250個IPv4地址，作為Guest-SSID客戶端地址〔如果部署訪客SSID〕；對應(yīng)VLAN191，一個C類IPv4地址段；C27—C30，共1000個IPv4地址，作為Voice-SSID客戶端地址；對應(yīng)VLAN157-VLAN160，每個VLAN一個C類IPv4地址段；C17—C26及C31，共2750個IPv4地址，作為保存地址池每個與SSID對應(yīng)的VLAN，需要分配一個IPv4地址給無線控制器，作為IP-DHCP-Relay等功能的源地址也可以根據(jù)具體情況減少每個AP-Group的AP數(shù)量，增多AP-Group數(shù)量〔即增加VLAN數(shù)〕，也同時把保存的地址段分給新VLAN，防止VLAN內(nèi)用戶激增使VLAN內(nèi)用戶過多而地址不夠無線用戶在地址分配方式上建議采用DHCP動態(tài)地址分配，配置外置DHCP效勞器實現(xiàn)。無線控制器WiSM對無線客戶端的DHCPRequest進行DHCPProxy的操作〔源地址為WiSM的VLAN接口地址〕。無線網(wǎng)絡(luò)地址和路由規(guī)劃對于無線接入點AP，根本原那么：雖然瘦AP支持通過DHCP動態(tài)獲取IP地址，但是從運營管理的角度，本方案建議采用靜態(tài)IP地址。如果AP連接在現(xiàn)有校園網(wǎng)的接入交換機，那么IP地址由現(xiàn)有校園網(wǎng)有線端提供，雖然從原理上來講AP和無線控制器的AP-Manager只要IP可達即可創(chuàng)立并維護數(shù)據(jù)/控制隧道，但是從性能/可管理性等角度出發(fā)，建議在滿足以下條件的前提下可以將AP接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)交換機：AP和無線控制器的AP-Manager之間端到端環(huán)回延遲(roundtripdelay)<100毫秒－局域網(wǎng)交換環(huán)境均能實現(xiàn)AP不與一般有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備混合在一個VLAN中，防止有線設(shè)備的異常流量阻斷AP和無線控制器之間的通訊連接在同一L3交換機端口下的所有AP，建議放置在一個受保護的VLAN中，部署時統(tǒng)一分配給這些AP靜態(tài)IP地址需要修改現(xiàn)有交換機的VLAN參數(shù)設(shè)置，現(xiàn)有L3交換機的路由設(shè)置如果AP連接在新構(gòu)建的有線網(wǎng)絡(luò)中〔與原有校園有線網(wǎng)絡(luò)隔離〕，那么IP地址可以由有線網(wǎng)絡(luò)分配，也可以從32個C類IPv4地址段中分配，建議從保存地址池中分配比方將C21＋C22(共500個IPv4地址)用來作為管理網(wǎng)段的IP地址池300個AP;6509上的一個WiSM需要至少4個IPv4地址，用于和AP通訊的AP-Manager地址及管理地址Management-Interface;無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要兩類地址：管理地址AP-Manager,Management從管理網(wǎng)段分配；無線SSID映射VLAN的Dynamic-Interface地址，有多少個AP-Group就有多少Dynamic-Interface從客戶端VLAN中分配IPv6規(guī)劃考慮用戶終端IPv6地址設(shè)計按IPv6常規(guī)單播地址規(guī)劃方式分配，前64比特作為Prefix，對應(yīng)不同學(xué)校和VLAN；后64比特對應(yīng)終端，對應(yīng)不同主機、終端或接口。主機地址采用AutoConfiguration方式，采用EUI-64地址方式映射傳統(tǒng)MAC地址終端IPv6單播地址獲得過程：Controller/AP需要翻開IPv6Pass-through功能和以太網(wǎng)組播穿過支持功能整個LWAPP隧道對包括ICMPv6在內(nèi)的IPv6的傳輸是透明的終端和Sup720路由引擎之間采用Autoconfig或在相應(yīng)VLAN內(nèi)使用DHCPv6都可以。無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IPv6地址設(shè)計當(dāng)前無線局部無需設(shè)置IPv6地址當(dāng)前無線局部對IPv6的支持是穿透方式的將來很快我們會支持在NativeIPv6的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)LWAPP等機制而在當(dāng)前無線局部無需設(shè)置IPv6地址Sup720的VLAN路由虛端口和對外CERNET2的相關(guān)端口需要分配IPv6地址IPv6的無線客戶端可以被看做是被透明連接到6500Sup720的不同VLAN上的IPv6終端靠6500豐富的雙棧支持實現(xiàn)IPv6的高性能傳輸因此Sup720的VLAN路由虛端口和對外CERNET2的相關(guān)端口需要分配IPv6地址和做相關(guān)IPv6路由設(shè)置IPv4和IPv6組播地址規(guī)劃還需根據(jù)組播應(yīng)用需求進行進一步考慮認(rèn)證和計費采用Web和Mac地址認(rèn)證相結(jié)合的認(rèn)證方式：Data-SSID針對無線用戶的數(shù)據(jù)終端接入建議采用Web認(rèn)證方式，外置Portal，MD5-CHAP采用CERNET的Portal/RADIUS與CERNET計費系統(tǒng)相集成Voice-SSID對于無線話音設(shè)備建議采用Mac認(rèn)證方式，以保證使用的方便性采用CERnet的Portal/RADIUS完美解決方案高性能的IPv6和IPv4無線接入IPv6作為下一代互聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)對于處于科研前沿的高校而言至關(guān)重要，思科是業(yè)界最早支持IPv6的無線接入，并且無線控制單元與核心交換機一體化設(shè)計，利用核心交換機超大容量的背板和轉(zhuǎn)發(fā)能力，保證交換無瓶頸，為用戶提供高性能的無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。思科無線控制器是業(yè)界最高性能的無線控制器之一，在設(shè)計初始即為所有的AP預(yù)留了足夠的帶寬，保證無線控制器不成為整個無線網(wǎng)的性能瓶頸。以6509上的WISM模塊為例，WISM到背板的帶寬高達8Gbps，可以同時支持300個AP。假設(shè)每個AP下20個用戶同時使用網(wǎng)絡(luò)〔中度負(fù)荷〕，那么每個用戶可以得到8G/300/20=1.33M的背板帶寬保證。雖然價格貴一些，但還是業(yè)界性價比非常好的一款無線控制器。一個65