搜索
1某大学新老图书馆无线桥接与无线局域网组网解决方案姓名：班级：学号：2第一章无线局域网网概述无线网络自诞生以来，已被公认为可为用户提供前所未有的灵活性、便利性及显著提高工作效率，在减少工作压力、改善生活水平乃至提高用户社会地位等方面都具有得天独厚的优势。随着Internet的蓬勃发展，信息的获得更为便利。信息的及时交换与传递显得非常重要，很多企业相继开办了分支机构，第二厂区等多个办公，生产点。而随着企业管理上的需求，需要将这些分散的点的计算机组成一个局域网，WLAN无线桥接就应运而生，以安全、方便、快捷、经济多项优点受到人们青睐，成为多点联网的首先方案。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频识别技术，取代旧时的双绞线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能。网络所需的基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙壁里，而且可以随需移动或变化。它使用无线信道来接入网络，为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段，并成为宽带接入的有效手段之一。因此，无线局域网可以达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。1.1无线局域网标准简介IEEE802.11bIEEE802.11b标准是IEEE802.11标准的高速扩展，依然工作于2.4GHz频段。IEEE802.11b的重要改变在于它在IEEE802.11协议的物理层中增加了两个新的速率：5.5Mb/s和11Mb/s。其所采用的调频技术是直序展频(DSSS)。为了提高通信速率，IEEE802.11b标准不再使用11bit长的Chipping-Barker序列，而是采用了CCK（互补码键控）调制技术。为了在有噪环境下也能保持较好的数据传输速率，IEEE802.11b采用了动态速率调节技术，允许无线设备在不同的环境下自动调整连接速度来弥补环境的不利影响。IEEE802.11aIEEE802.11a由于传输速率可高达54Mbps，将可使用在更多的应用中，其安全性相对IEEE802.11b较高，而且支持语音、数据、图像等业务，因此被视为下一代高速无线局域网络规格，802.11a选择具有能有效降低多重路径衰减与有效使用频率的OFDM为调变技术，并选择干扰较少的5GHz频段。IEEE802.11g由于下一代规格IEEE802.11a与目前的802.11b规格之间，频段与调变方式不同使得其3互相之间不能够相通，已经拥有802.11b产品的消费者可能不会在802.11a设备问世之后就立即购买。而802.11g较好地解决了升级后的兼容问题，它与IEEE802.11a一样拥有54Mb/s的物理层传输速率，但却工作在与IEEE802.11b相同的2.4GHz频段，让已拥有802.11b产品的使用者能够以802.11g的产品达到一个速度升级的需求。另外，IEEE802.11g也继承了IEEE802.11b覆盖范围广的优点，并且整体实现成本要比IEEE802.11a低。1.2无线局域网的技术优势与不足与传统有线局域网相比，无线局域网的技术优势如下：1）移动性和灵活性无线局域网利用无线通信技术在空中传输数据，摆脱了有线局域网的地理位置束缚，用户可以在网络覆盖范围内的任何位置接入网络，并且可在移动过程中对网络进行不间断的访问，体现出极大的灵活性。2）安装便捷传统有线局域网的传输媒介主要是铜缆或光缆，布线、改线工程量大，通常需要破墙掘地、穿线架管，线路容易损坏，网中的各节点移动不方便。无线局域网的安装工作快速、简单，无需开挖沟槽和布线，并且组建、配置和维护都比较容易。3）易于进行网络规划和调整对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网、布线，费时费力且需要较大的资金投入。而无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松转移和布置，有效提高了设备的利用率并保护用户的设备投资。4）故障定位容易、维护成本低据相关统计，尽管目前构建无线局域网需投入的资金要比构建有限局域网高30%左右，但是由于后期维护方便，无线局域网的维护成本要比有线局域网低50%左右。因此，对于经常移动、增加和变更的动态环境来说，无线局域网的长远投资收益更加明显。在有线局域网中，由于线路连接不良而造成的网络中断往往很难查明，检修线路需要付出很大的代价。无线局域网则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。5）易于扩展无线局域网可以以一种独立于有线网络的形式存在，在需要时可以随时建立临时网络，而不依赖有线骨干网。无线局域网组网灵活，可以满足具体的应用和安装需要。无线局域网比传统有线局域网提供更多可选的配置方式，既有适用于小数量用户的对等网络，也有适用4于几千名移动用户的完整基础网络。在无线局域网中增加或减少无线客户端都非常容易，通过增加无线AP就可以增大用户数量和覆盖范围，可以很快地从只有几个用户的小型局域网扩展到支持上千用户的大型网络，并且能够提供节点间“漫游”等有线局域网无法实现的特性。6）网络覆盖范围广无线局域网具体的通信距离和覆盖范围视所选用的天线不同而异：定向天线可达到5km-50km；室外的全向天线可覆盖15km-20km的半径范围；室内全向天线可覆盖250m的半径范围。无线局域网的不足之处1）传输距离与有线网络相比，无线网络物理层通信的可靠性较差。无线局域网依靠无线电波进行传输，信号得不到保护，其可靠性与所处环境的电磁干扰频率及强度有很大的关系。并且，建筑物、车辆、树木的障碍物可能阻碍电磁波的传输，从而影响网络的性能。2）传输带宽目前，无线网络的带宽与有线局域网主干网络的1000Mb/s相比还差得很远，主流的IEEE802.11g无线标准可提供54Mb/s数据传输速率，最新的IEEE802.11n标准最高的数据传输速率为600Mb/s。与有线网络相比，无线网络的通信环境要受到更多的限制。由于无线电波在传输过程中没有外部屏蔽能力，再加上电源限制、可用的频谱限制以及无线网络的移动性等特点，使得无线网络一般具有带宽小、延迟长、连接稳定性差、可用性较难预测等特点。3）安全性无线信号从理论上讲很容易被监听，如果没有足够可靠的信息加密方案及身份认证措施的话，很容易造成通信信息泄露。尽管目前的无线网络标准中大都应用了无线加密协议和用户身份认证等措施来提高无线网络的安全性，但仍然存在着较多的信息安全隐患，并且也增大了成本、降低了兼容性。4）标准不统一，产品不能兼容目前，能够提供无线局域网相关产品的厂商很多，但不同厂商往往遵循的技术标准也不尽相同，从而导致诸多的无线局域网产品在兼容性方面或多或少存在一些问题。这一点与有线局域网不同，有线局域网经过了较长时期的发展，形成了统一的技术标准，产品兼容性问题解决得非常好。5尽管无线局域网技术仍有许多不足之处，但其先天的优势和良好的发展前景是不容置疑的。无线网络的主要优点是安装便捷、便于调整用户数量或更改网络结构以及可提供无线覆盖范围内的全功能漫游服务，在这些方面，无线网络弥补了传统有线网络的不足。1.3无线局域网的未来有线LAN的技术发展历史可用一句话来概括，“更快、更好、更便宜”。无线LAN技术已经开始沿着同一道路发展：数据传输速率从1兆位/秒增加到11兆位/秒，随着IEEE802.11b标准的出现互操作性已经成为事实，而且价格已经大大降低。从目前来看，国内的无线局域网应用呈现以下趋势：1）与移动通信网的结合无线局域网虽然简便、灵活、成本低，但覆盖范围有限，而现有的移动通信网络可以提供广域覆盖。因此，移动运营商可以将移动通信网的漫游功能和无线局域网结合，提高用户无线上网的覆盖范围。2）与固定电话网络的结合在机场、酒店、办公楼和咖啡厅等商务密集地区，采用无线局域网提供公共移动服务的成本很低，可满足大量用户的移动上网需求。3）无线城市逐渐浮现所谓无线城市，就是用高速宽带无线网络覆盖整个城市，方便无线局域网用户在城市范围内随时随地利用笔记本电脑或PDA进行宽带上网。随着开放办公室的流行和手持数码设备的普及，国内用户对移动性访问和存储信息的需求将越来越多，因而，无线局域网将会在办公、生产和家庭等领域不获得广泛应用。可以预见，一个成熟的无线局域网市场将在国内逐步形成。1.4无线局域网的设备价格不断下降的WLAN设备价格开创了一个全新的市场。随着数量的持续增加，制造效率得到提高，成本下降，价格将进一步下跌。尽管无线客户机适配器的价格不太可能与有线的客户机适配器相提并论（已计入布线和人工成本），但价格上的差别将变得越来越不重要。6第二章无线局域网技术可行性分析2.1安全可靠性原则802.11标准中与有线系统相当的保密性（WEP）选项只是满足客户安全需要的第一步。AXELWAVE能够提供目前无线网络可以达到的最高级别的安全性，可以提供128位加密功能，并可支持802.11标准的加密和身份验证选项。按照标准中的规定，AXELWAVE使用了具有40或128位密钥的RC4算法。当实现WEP支持时，每个台站（客户机和接入点）最多可以有4个密钥。密钥用于在使用无线电波对数据进行传输之前对其进行加密。如果一个台站接收的数据包没有经过适当密钥的加密，该数据包将被丢弃，永远也不会被发送到主机上。2.2先进性、开放性及实用性原则在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个AP设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网。2.3使用灵活性原则在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。2.4可维护、可扩展性原则无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像漫游等有线网络无法提供的特性。7第三章无线方案设计3.1、需求分析某学校现希望在校园中建立无线局域网。客户校园网的具体需求为在新旧两个图书馆中建立无线局域网的连接，两个图书馆的距离为2km，每个图书馆分为四层，每层有两个阅览室，每个阅览室要求能够最多同时容纳50人的无线接入。其中新图书馆一楼阅览室面积较大约1000(20*50)平方米，其余各阅览室约为200(20*10)平方米。3.2、两个图书馆桥接方案设计由于两个图书馆之间距离比较远，如果用有线，就会难以施工，而且在投入方面会更大，施工周期更长。而如果在该方案中采用点对点无线桥接的方式来连接，不仅网络结构比较简单、易于施工、传输距离远，而且传输速率较高、受外界环境影响也较小，可以大大的节约成本和时间。在该方案中，只需要分别在两边楼顶放置一套网桥设备，通过调试参数后，使两台设备能够相互通讯，再将两台设备分别接入两边的网络的交换机上，这样，两边的网络就通过无线网桥设备形成一个网络了。两边的工作站都可以随时的访问对方资源或者实现数据通讯。3.2.1无线桥接方案示意图3.2.2桥接方案说明在本方案中由于两栋大楼不能完全的彼此看到，中间有其他楼宇阻挡。同时由于两边的楼层高度都为4层，两个点之间相距2km，距离比较远，所以根据2.4G设备需要进行视距传输的要求，在有阻挡的情况下，会有比较大的信号损耗，为了保证设备能在一切的天气影响，阻挡影响的情况下正常通讯，同时需要保证足够的网络带宽，所以该方案选用WK-8021AUI电信级室外无线网桥，该无线网桥内集成23dbi高增益板状天线，所以无需再配置室外定向天线，同样也保证了足够大的连接增益和发射功率。同时该方案中设备位置是架设在8室外楼顶上，需要加上避雷器，做好避雷措施，防止设备内雷击，以确保使用安全和使用寿命。3.3两个图书馆覆盖方案设计由于该校每个图书馆分为四层，每层有两个阅览室，每个阅览室要求能够最多同时容纳50人的无线接入。而其中新图书