无线网络技术满分期末大作业

期末大作业设计报告课程名称：无线网络应用姓名：学院：系：专业：学号：指导教师：张昱，史笑兴，李惠忠2014年11月24日概况描述1、某教学区有四栋教学楼A、B、C、D楼，目前A楼有6个电脑用户，B楼有4个电脑用户，C楼有6个电脑用户，D楼有7个电脑用户。其中A、B、C楼三楼呈三角形分布，彼此间距大约为30米左右；D楼和其他三楼的距离大约为50米左右，不超过100米（注：D楼的具体位置可自定，50米为D楼距其他三楼中最近一楼的距离）。从现实条件来看，A、B、C三楼有线、无线连接组网均可，D楼和其他三楼间视野通透但不适合有线组网，只适合无线连接。现需将四个楼连接成可互相访问的综合网络；并且各楼内的用户有增加的趋势，设计时要予以长远考虑，便于扩展设计。2、网络资源规划：（子网掩码均为255.255.255.0）A楼地址池分配为：192.168.1.1——192.168.1.100B楼地址池分配为：192.168.1.101——192.168.1.200C楼地址池分配为：192.168.2.1——192.168.2.100D楼地址池分配为：192.168.2.101——192.168.2.2003、可供使用的网络设备有：（参考各次实验中所使用过的网络设备的具体型号）TP-LINKTL-WR847N型无线路由器若干台TP-LINKTL-WA801N型无线AP若干台TP-LINK有线交换机和集线器若干台TP-LINK有线路由器若干台网线若干所有的电脑单机中均配置有线和无线网卡一、原理概述1.WLAN原理：无线局域网（WLAN）是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网（LAN）的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。WLAN支持较高传输速率（2~54Mbps，甚至更高），主要利用射频无线电，借助直接序列扩频（DSSS）或跳频扩频（FHSS）、GMSK、OFDM等技术，甚至将来的超宽带传输技术UWBT，实现固定、半移动及移动的网络终端对Internet网络进行较远距离的高速连接访问。WLAN一开始是作为有线局域网络的延伸而存在的，各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步发展，WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为“公共无线局域网”，成为国际互联网Internet宽带接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性较强、抗干扰等特点。2.无线AP的工作模式用无线方式连接连个相同网段的局域网的方式有很多，本工程采用了APRepeater的工作模式来连接连同一网段的局域网。AP的工作模式有很多，主要有AccessPoint模式，APClient模式，Bridge（PointtoPoint）模式，Bridge（PointtoMulti-Point）模式和Repeater模式。APClient模式下，既可以有线接入网络也可以无线接入网络，但此时接在无线AP下的电脑只能通过有线的方式进行连接，不能以无线方式与AP进行连接。3.WAN口和LAN口的互访WAN口主要用于连接外部网络，如ADSL、DDN、以太网等各种接入线路；而LAN口用来连接家庭内部网络，主要与家庭网络中的交换机、集线器或PC相连。可以说这两类网口一类对外，一类对内。因此，有Router的LAN口可以顺利访问WAN口所连接的网络Server，但连接WAN口的机器访问LAN口内网的机器将是不对等和收到限制的。通过引两个网线将两个Router之间的WAN口与另一Router的LAN口连接，LAN口与另一Router的WAN口连接就可以达到不同网段之间的互相连通，因而才可以实现不同大楼客户端之间的互相访问。二、设计思路说明现实中各楼内组网方式选择余地很多，无线、有线网均可使用。因为无线网络组网灵活、成本较低，实施比较便捷，而有线网络在使用中需要专门接线，发生故障时又多一道排查工序，所以本次设计在各楼内尽可能考虑使用无线组网。作业背景限定，D楼和其它几栋楼不适合用有线组建网络，并且由“网络资源规划”的网段分配可以看出需要将四栋楼分成两个网段，典型的做法是使用无线AP的桥接模式将四个楼分成两个小的网络后再连接起来。进一步从网段分配可以看出，A、B为一个网段(192.168.1.x)，C、D为一个网段(192.168.2.x)，要实现楼内客户端的互相访问非常容易，而两个网段之间的访问则需要借助路由器的LAN口和WAN口进行。以上思路已经容易实现四栋大楼之间的互相联通，但为了让所有客户端可以访问外网资源，并从长远考虑，还应实现Ad-Hoc和DHCP等网络功能。不妨假设在A,B,C成三角形分布，各相距30m的情况下，D楼与C楼相距50m，且在AB边的对侧。则D楼离A,B楼相对较远，此时C就成为了其他三栋楼的“枢纽”，D和A,B的通信必须经过C，而A,B的地位则是基本对等的。处于同一网段的A、B楼便于实现基于同一有线网络的AP漫游功能，但实际上为了减少网络设备的数量，这两栋楼的AP可以用无线路由器代替，尽管会造成A、B楼通信地位上的不平等，但能节省开支，由于目前A楼已知用户数量多于B楼，所以更倾向于让B楼的无线路由器经过A楼与C、D楼联通。由于C楼的特殊地位，不妨在C楼设置一台高性能PC作为网络服务器并利用其有线和无线网卡共享网络资源。另外为了防止IP冲突，还需要在四栋楼分别选择合适的设备作为DHCP服务器。三、设计拓扑结构根据上面的组网原理和讨论，我用MicrosoftVisio绘制了网络拓扑图，同时标注了各关键网络设备的静态IP配置情况如下图：图中左上为A楼，左下面为B楼，中间为C楼，右边为D楼。其中C楼特别选出了一台高性能机器作为Server。四、具体实现步骤1.首先需要购置需要用到的网络设备才能进行组网：表1.网络设备采购清单名称数量单价/元总价/元TP-LINKTL-WR847N无线路由器4个110440TP-LINKTL-WA801N无线AP1个255255五类网线200米1200合计895以上预算基于网络参考价格给出，实际采购时可能会有出入，而网线出于保险起见比150米多购买50米。以上设备总价应该可以控制在一千元左右。2.楼层内网络的组建：表2.各网络设备IP地址配置设备名称LAN口WAN口RouterA192.168.1.1192.168.2.201RouterB192.168.1.101192.168.3.1（悬空不用）RouterC192.168.2.1192.168.1.201RouterD192.168.2.203192.168.4.1（悬空不用）APD192.168.2.202无如之前的网络拓扑图中所示，A楼和B楼中各设置一台无线路由器，分别为RouterA和RouterB，C楼需要设置一台RouterC，D楼除了需要RouterD,还需要一台APD，并设为APClient模式，才能实现与RouterC的无线连接，从而克服D楼与其他楼无法有线组网的限制。以上五台设备均应该按照表2所给参数设置IP地址。另外，还需要把C楼中Server的无线网卡IP设为192.168.2.100，有线网卡IP设为192.168.2.210，通过无线网卡开启Ad-Hoc模式，在C楼内便可以实现Ad-Hoc组建的WLAN网络相连。表3.各大楼DHCP服务器的设置楼宇DHCP服务器IP地址池分配范围A楼RouterA192.168.1.1～192.168.1.100B楼RouterB192.168.1.101～192.168.1.200C楼Server192.168.2.2～192.168.2.99D楼RouterD192.168.2.101～192.168.2.200如表3设置四栋楼的DHCP服务器，同时必须禁用掉其他不在表中的自带DHCP功能的设备的DHCP功能，而各大楼网内普通客户端PC只要连接到各楼内的DHCP服务器，选择自动获取IP地址，就可以动态地分配IP地址同时避免IP地址冲突。3.楼宇之间的互联：A、B楼之间的互联较为简单，只需要将RouterB与RouterA的LAN口用直通线相连，则A、B就能直接互访。C、D楼之间通过APD的Client模式，将RouterC的MAC地址添加在APD的连接地址中，再将APD的接口与RouterD的LAN口直接相连；RouterC的LAN口则与Server的有线网卡相连。这样C、D之间也能互相访问了。表4.各设备网关配置设备网段网关A楼用户192.168.1.x192.168.1.1B楼用户192.168.1.x192.168.1.1C楼用户192.168.2.x192.168.2.1D楼用户192.168.2.x192.168.2.103按照上表配置各楼内用户的网关，实际上为各自网段中对外连接路由器的LAN口地址，其中C楼用户也包含了Server的有线和无线网卡。RouterA和RouterC处于不同网段，在完成了各自IP地址和网关配置的前提下，只需要用两根网线，一根将RouterA的WAN口与RouterC的LAN口相连，另一根将RouterA的LAN口与RouterC的WAN口相连，则C已经可以访问到A、B。但此时D仍然无法跨越到A、B所处网段，因为其WAN口悬空，无法得知如何才能访问1.x网段，需要明确指出，于是可以在RouterD上设置静态路由表，具体参数为：目的IP地址：192.168.1.0子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.2.1其中默认网关即RouterC的LAN口IP，这样一来当D楼的PC要处理到1.x网段的请求时，就会先转到RouterC的LAN口去，而通过C就可以成功转到1.x网段。需要注意的是，尽管RouterD的WAN口悬空不用，也不能将其IP设置为1.x或2.x网段否则会影响静态路由的跳转。同理，B楼目前同样无法访问2.x网段，按照类似的方法设置RouterB的静态路由表：目的IP地址：192.168.2.0子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.1.1默认网关设为了RouterA的LAN口IP，当访问2.x网段时也会经过A转入2.x网段，也要注意RouterB的WAN口IP不能设置成1.x或2.x网段。虽然也可以通过添加一根线将RouterB的WAN口和RouterC的LAN口相连，就无需以上设置，但比起添加一根50米的线，修改静态路由显得更加经济简便。至此A、B、C和D四栋大楼已经可以实现互访，但仍需为各无线设备选择合适的信道，才能各覆盖区域之间保证通信顺畅。表5.无线设备SSID和信道选择无线设备SSID网段信道RouterArouter@A192.168.1.x1RouterBrouter@B192.168.1.x11RouterCrouter@C192.168.2.x6RouterDrouter@D192.168.2.x6APDAP_Client@D192.168.2.x6Server无线网卡Ad_Hoc@C192.168.2.x6信道选择主要考虑1、6、11三个信道几乎不会互相干扰，因此不同覆盖区域的设备可以在这三个信道中选用不同的信道较为合理，同时也显示了容易辨识的SSID。但实际上还应该根据周围其他网络的信道使用情况灵活选取信道，此时可能需要wirelessmon类型的软件对周边信道使用情况进行监控，本次设计假设周边不存在干扰。4.Server的配置在Server上选择允许无线网卡通过有线网卡共享网络，即可以实现WLAN网络与外部网络的相连。又由于DNS服务只能由Server提供，整个网络内需要使用DNS服务的PC都需要把DNS服务器设为Server有线网卡的IP地址，即192.168.2.210。至此，四栋大楼的网络组建基本完成。五、测试方案说明对于四栋大楼网络连通性的检测，主要通过命令行中的ping命令来完成，而在各PC端互ping之前首先应通过ipconfig命令确认自己分配到的I