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1、科信学院课程设计说明书（2011/2012学年第一学期）课程名称 ： 网 络 综 合 布 线 题 目 ： 教学楼无线局域网系统设计及实现 专业班级 ： 通信08-1 学生姓名 ： 赵 红 霞 学 号： 080312118 指导教师 ：吴开兴 、贾冬立、马永强 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2011年11月21日目 录一 概述.2二 课程设计调研.22.1.无线局域网设计环境.22.2无线局域网组建所需设备.32.3.AP覆盖需注意的问题 .3三AP覆盖方案（独立AP布点覆盖方案）.33.1.AP布点原则 .33.2.AP选型 .43.3无线局域网的组网方式 .5四 无线用户接入地址和路由规
2、划 .7五 无线网络地址和路由规划 .8六 第三教学楼IP分配表 .9七 个人总结 .10八 参考文献11一 概述WLAN（Wireless Local Area Network 无线局域网）属于一种短距离无线通信技术，它是以无线AP信号为传输媒介构成的计算机局域网络，通过无线射频技术在空中传输数据、话音和视频信号。无线局域网可以在一些特殊的应用环境中弥补依靠铜缆或光缆构成的有线局域网的不足，实现网络的延伸，使个人计算机能够迅速、方便地解决以有线方式不易实现的网络连通问题。无线局域网的主流标准802.11g，它向下完全兼容802.11b标准，最高的数据速率达到54Mbps。为了更好地支持下一代
3、更多高带宽的各种应用，NETGEAR 公司于2003年8月创新的推出了系列工作在2.4GHz的Super G 108M无线局域网产品。Super G 108M的无线产品完全兼容现有 IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。Super G的解决方案能提供更高的性能、更远的距离、更好的安全性及更简便的操作性。Super G为公司的移动办公提供了产品及技术上的可行性和对高速网络的需求。同时，多级安全管理保障机制和高性能加密算法能确保公司企业网络及数据安全。二 课程设计调研2.1.无线局域网设计环境（1） 无线局域网无线覆盖范围为整个教学楼。第三教学楼共五层，每层工作区有效面积约560平方
4、米，五层面积共2800平方米。（2） 所设计的无线局域网可在整个教学楼内自由移动进行无线接入；（3） 无线局域网具有安全措施，非法和非授权用户无法进入无线网或通过无线局域网进入整个网络；（4） 无线局域网与有线局域网相连，可在MAC层以上实现包括LLC、TCP/IP和IPX/SPX等协议在内互通；（5） 教学楼内所有无线局域网具有统一的网络标识名，即统一的ESSID。2.2无线局域网组建所需设备无线局域网的硬件设备主要包括无线网卡，无线AP，无线路由和无线天线等。我们在一般情况下只需几块无线网卡，就可以组建一个小型的对等式的无线网络。当需要扩大网络规模或需安将无线网络与传统的局域网连接在一起时
5、，就需要使用无线AP或无线路由器。只有当实现INTERNET接入时，一定要无线路由器了。无线天线的作用主要是放大信号，以接受更远距离的无线信号，从而延长无线网络的覆盖。（1）无线AP：它主要提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。在无线网络中，AP就相当于有线网络的集线器，它能够把各个无线客户端连接起来，无线客户端所使用的网卡是无线网卡，传输介质是空气，它只是把无线客户端连接起来，但是不能通过它共享上网。 （2）无线路由器：它是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体。借助于无线路由器的功能，可实现家庭无线网络中的Inte
6、rnet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入；另外，无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网，这样子网内的各种设备交换数据就非常方便，换句话说，它除了具有AP的功能外，还能通过它让所有的无线客户端共享上网。2.3.AP覆盖需注意的问题在规划WLAN网络时，首先考虑到的是满足AP跟无线网卡信号的交互，以及用户可有效的接入网络。因此如何保证无线信号覆盖范围是AP选点必须要考虑的因素。由于WLAN工作频段较高，灵敏度低（与移动基站/手机相比），信号反射和绕射损耗较大，有几种不同的室内覆盖方案，可供规划人员跟据现场实际情况进行选择参考。在设计之前一定要进行现场勘测，现场
7、勘测主要了解以下几点：1、了解覆盖区域的面积，信号覆盖质量要求，不同的地点有不同的覆盖要求。2、考察覆盖区域的现有信号分布情况，了解信号的盲点、热点和信号碰撞区域；3、考察覆盖区域建筑物的构成，对信号的阻挡情况；4、信号的接入位置与方式；5、考察设备可以安装的位置。三 AP覆盖方案（独立AP布点覆盖方案）3.1.AP布点原则WLAN规划，首先，需综合考虑覆盖和容量两方面的因素，在了解用户覆盖范围和覆盖密度需求的基础上，确定该网络所需AP数量及其摆放位置；然后，再根据各AP的摆放位置，参考一定原则来确定各AP应设定占用的频点。从覆盖角度而言，需考虑现场的无线传播环境、空间面积、平面分布、建筑材料
8、来确定单个AP在该空间内可能的覆盖范围。从容量角度而言，要收集预计该空间内客户端可能的用户数量与密度，应注意用户对数据速率的要求、同时联机数量等种种因素，这些因素都会影响到联机的质量和速率，故依实际环境的不同，规划方案也会有较大差异。由独立AP布点覆盖。在选择AP摆放位置的时候，需遵循以下几个原则：如果在一个大厅里只安装一个AP，则尽量把AP安放在大厅的中央位置，而且最好是放置于大厅天花板上；如果同一空间安装两个AP，则可以放在两个对角上。保持信号穿过墙壁和天花板的数量最小。2.4G信号能够穿透墙壁和天花板，然而，每一面墙壁和天花板都将使AP信号的覆盖范围减少1到30米。应放置AP与计算机于合
9、适的位置，使墙壁和天花板阻碍信号的路径最短，损耗最小。考虑AP和覆盖区域之间直线连接。注意AP的放置位置，要尽量使信号能够垂直的穿过（90度角）墙壁或天花板。不同的建筑材料产生不同的传输效果。由金属的框架或门构成的建筑物会使WLAN无线信号的传输距离变小。放置AP的位置应使信号通过干燥的墙壁或敞开的门，避免放置在使信号必须通过金属材料的位置。AP天线方向可调，安装AP的位置应确保天线主波束方向正对覆盖目标区域，保证良好的覆盖效果。AP安装位置需远离电子设备（起码12米），例如微波炉、监视器、电机等。3.2.AP选型无线AP可以分为两类：单纯型AP和扩展型AP。 单纯型AP:AP为Access
10、Point简称，是一个包含很广的名称，它包含单纯性无线接入点（无线AP），也同样是无线路由器（含无线网关、无线网桥）等类设备的统称. 单纯性无线接入点,一般翻译为“无线访问节点”，只能相当无线集线器,它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。通俗的讲，无线AP是无线网和有线网之间沟通的桥梁。无线AP与路由器不同，通常只有一个LAN口 无线网桥是为使用无线（微波）进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现网络互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离（可达20km）、
11、高速（可达11mbps）无线组网。无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继连接。特别适用于城市中的远距离高以及是否加用双向放大器。 从作用上来理解无线网桥，它可以用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位于不同的建筑内，相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。 在无高大障碍（山峰或建筑）的条件下，一对速组网和野外作业的临时组网。其作用距离取决于环境和天线，现7km的点对点微波互连。一对27dbi的定向天线可以实现10km
12、的点对点微波互连。12dbi的定向天线可以实现2km的点对点微波互连；一对只实现到链路层功能的无线网桥是透明网桥，而具有路由等网络层功能、在网络24dbi的定向天线可以实层实现异种网络互联的设备叫无线路由器，也可作为第三层网桥使用。 无线网桥通常是用于室外，主要用于连接两个网络，使用无线网桥不可能只使用一个，必需两个以上，而AP可以单独使用。无线网桥功率大，传输距离远（最大可达约50km），抗干扰能力强等，不自带天线，一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。无线接入点的作用是完成WLAN和LAN之间的桥接。WLAN工作站也可漫游（Roaming）在不同的AP之间。若不加外接天线，AP的覆盖理
13、论上在视野所及之处约250m。但若在半开放性空间，或有间隔的区域，则约3050m左右。由于微波是直线传播，所以微波都是小角度穿透几面墙体，墙体将减弱信号，如果墙体为钢筋混凝土，信号则会更弱。所以，在实际情况下（通常在室外），还需要加上外接增益天线，使距离到达更远、信号更强只需无线网卡及一台AP，便能以无线方式配合既有的有线架构来分享网络资源。WLAN具有安装便捷、使用灵活、易于扩展、价格便宜、辐射小等优点，能快速、方便地解决使用有线方式不易实现的网络连通问题。在安全方面，IEEE 802.11b标准能提供保密机制，学校还可以同时借助一些管理策略（如只有授权用户可以访问无线设备等）和VPN（虚拟
14、专用网）来强化安全性能。为了最大限度地兼容已有的无线网络设备，有些厂家推出了全面兼容IEEE 802.11b、IEEE 802.11a和IEEE 802.11g三种标准的三模式接入点产品。不过这种设备的价格相对于IEEE 802.11g的要贵许多，对于原有网络中没有IEEE 802.11a标准的网络设备的企业建议不要选择，因为IEEE 802.11g本身就已兼容了IEEE 802.11b标准，这种三模式的AP产品只是对并不多见的IEEE 802.11a产品提供支持而已，没有多大实际意义。在无线AP产品品牌上，比较著名的有D-Link(友讯)、3COM、NETGEAR(网件)、SMC、Links
15、ys、TP-LINK、BenQ(明基)等，国内用户普遍认可的是NETGEAR、D-Link和TP-LINK这3个品牌。在有多个无线AP的网络环境中，无线AP可以通过有线交换机集中连接在一起，也可以通过无线网桥连接在一起。在单一无线AP的网络环境中，如家庭用户、SOHO办公用户和小型办公室用户等，它通常是与有线宽带路由器连接，实现共享上网的3.3无线局域网的组网方式无线局域网组网分两种拓扑结构：对等网络和结构化网络。对等网络也成Ad-hoc网络，它覆盖的服务区称独立基本服务区。对等网络用于一台无线工作站和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯，该网络无法接入有线网络中，只能独立使用。对等网络中的一
16、个节点必需能同时“看”到网络中的其他节点，否则就认为网络中断，因此对等网络只能用于少数用户的组网环境，比如4至8个用户，并且他们离得足够近。基本结构如下图所示：图1 对等网络结构化网络由无线访问点(AP)、无线工作站(STA)以及分布式系统(DSS)构成，覆盖的区域分基本服务区(BSS)和扩展服务区(ESS)。无线访问点也称无线hub，用于在无线STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据。无线访问点通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径达几百米。这种基于无线AP的Infrastructure(基础)结构模式其实与有线网络中的星型交换模式差不多，也属于集中式结构类型，其中的无线AP相当于有线网络中的
17、交换机，起着集中连接和数据交换的作用。在这种无线网络结构中，除了需要像Ad-Hoc对等结构中在每台主机上安装无线网卡，还需要一个AP接入设备，俗称“访问点或“接入点。这个AP设备就是用于集中连接所有无线节点，并进行集中管理的。当然一般的无线AP还提供了一个有线以太网接口，用于与有线网络、工作站和路由设备的连接。连接方式如下：图2 结构化网络基本服务区由一个无线访问点以及与其关联(associate)的无线工作站构成，在任何时候，任何无线工作站都与该无线访问点关联。换句话说，一个无线访问点所覆盖的微蜂窝区域就是基本服务区。无线工作站与无线访问点关联采用AP的基本服务区标示符(BSSID)，在80
18、2.11b中，BSSID是AP的MAC地址。扩展服务区是指由多个AP以及连接它们的分布式系统组成的结构化网络，所有AP必需共享同一个扩展服务区标示符(ESSID)，也可以说扩展服务区ESS中包含多个BSS。分布式系统在802.11标准中并没有定义，但是目前大都是指以太网。扩展服务区是一个Layer 2网络结构，对于高层协议比如IP来说，它是一个子网。四 无线用户接入地址和路由规划根据三教接入用户的数量，并预留一定扩展能力的前提下，建议：1 32个C类地址段(C1-C32)，共8000个地址，用于数据/话音/访客用户接入地址分配2 C1C16，共4000个IPv4地址，作为Data-SSID客户
19、端地址；对应VLAN101-VLAN116，每个VLAN一个C类IPv4地址段；3 C32，共250个IPv4地址，作为Guest-SSID客户端地址（如果部署访客SSID）；对应VLAN191，一个C类IPv4地址段；4 C27C30，共1000个IPv4地址，作为Voice-SSID客户端地址；对应VLAN157-VLAN160，每个VLAN一个C类IPv4地址段；5 C17C26及C31，共2750个IPv4地址，作为保留地址池6 每个与SSID对应的VLAN，需要分配一个IPv4地址给无线控制器，作为IP-DHCP-Relay等功能的源地址7 也可以根据具体情况减少每个AP-Group
20、的AP数量，增多AP-Group数量（即增加VLAN数），也同时把保留的地址段分给新VLAN，避免VLAN内用户激增使VLAN内用户过多而地址不够无线用户在地址分配方式上建议采用DHCP动态地址分配，配置外置DHCP服务器实现。无线控制器WiSM对无线客户端的DHCP Request进行DHCP Proxy的操作（源地址为WiSM的VLAN接口地址）。五 无线网络地址和路由规划对于无线接入点AP，基本原则：虽然瘦AP支持通过DHCP动态获取IP地址，但是从运营管理的角度，本方案建议采用静态IP地址。如果AP连接在现有校园网的接入交换机，则IP地址由现有教学楼有线端提供，虽然从原理上来讲AP和无
21、线控制器的AP-Manager只要IP可达即可创建并维护数据/控制隧道，但是从性能/可管理性等角度出发，建议在满足下列条件的前提下可以将AP接入现有网络交换机：1 AP和无线控制器的AP-Manager之间端到端环回延迟(round trip delay)100毫秒局域网交换环境均能实现2 AP不与一般有线网络设备混合在一个VLAN中，避免有线设备的异常流量阻断AP和无线控制器之间的通讯3 连接在同一L3交换机端口下的所有AP，建议放置在一个受保护的VLAN中，部署时统一分配给这些AP静态IP地址4 需要修改现有交换机的VLAN参数设置，现有L3交换机的路由设置如果AP连接在新构建的有线网络中
22、（与原有校园有线网络隔离），则IP地址可以由有线网络分配，也可以从32个C类IPv4地址段中分配，建议从保留地址池中分配比如将C21C22(共500个IPv4地址)用来作为管理网段的IP地址池1 300个AP;2 6509上的一个WiSM需要至少4个IPv4地址，用于和AP通讯的AP-Manager地址及管理地址Management-Interface;无线网络设备需要两类地址：3 管理地址AP-Manager, Management从管理网段分配；4 无线SSID映射VLAN的Dynamic-Interface地址，有多少个AP-Group就有多少Dynamic-Interface从客户端V
23、LAN中分配六 第三教学楼IP分配表编号所属部门联系人IP地址MAC101赵继军工作室赵继军202.206.163.1210019-e09e-c247102黄伟建工作室黄伟健202.206.163.1220019-66d8-ae77103自动化技术实验室路 巍202.206.163.1090014-2ac9-9a00108现代通信实验室陈湘国202.206.163.1060016-115d-6ca4111郎利影工作室郎利影202.206.163.1200014-2ac9-9855114研究生王雪光、郎利影、倪 健202.206.163.1100023-cd39-9bfb116研究生侯华202.
24、206.163.102001e-8c52-7efc118研究生黄伟力、黄伟健202.206.163.770014-7897-0a3b119研究生吴开兴、刘增环202.206.163.101000a-ebbc-377d121研究生龚炳江202.206.163.73000d-61b5-c7dd123研究生申艳光、王社国202.206.163.1120014-7822-c02e201自动化系高敬格等202.206.163.9300c0-26a6-6d48202赵奇博士工作室赵 奇202.206.163.950021-2752-2647203工程控制实验室段广玉202.206.163.1030011-
25、2ff1-464e207PLC实验室安宪军202.206.163.105000a-eb90-0b50211研究生贺洪江202.206.163.960014-78ff-4393212研究生张永强202.206.163.94940c-6d59-0101215学工办王雪光等202.206.163.8100e0-4c44-34d7216学院办徐祥林等202.206.163.7900d0-f809-65af217小会议室王淑欣202.206.163.820013-d3bb-3a8e218教学办郝忠孝等202.206.163.80000d-61b5-d739219书记刘志申202.206.163.7500
26、1f-e24f-59bf220资料室(研究生办公室)安 新202.206.163.830014-2aba-bc6a223副院长贺洪江202.206.163.780080-c85a-cb50225赵继军院长办公室赵继军202.206.163.7600e0-4c6e-171b301电工电子教学部王振涛202.206.163.1080021-2769-69af302实习实训基地李华中202.206.163.680011-d81a-bac0304自动化技术实验室霍振宇202.206.163.1040014-2aba-cc5b311电工电子教学部王振涛等202.206.163.880023-CD66-3
27、2AB312通信与信息工程系李丽宏等202.206.163.8500c0-26a6-6dc7314自动化与电气工程系刘增环等202.206.163.860050-ba17-0014316自动化技术实验室王立国202.206.163.9900e7-003b-01a4317通信与信息工程系吴开兴等202.206.163.1140069-0012-12c7319自动化与电气工程系李兵等202.206.163.720019-e081-8cdb401计算机系倪 健等202.206.163.67001a-92b2-d380402计算机系刘云等202.206.163.70001A-92B2-D380403计
28、算机实验室蔡 恒202.206.163.84001A-92b2-d3ca404计算机实验室蔡 恒202.206.163.69000D-61B5-DF6E407计算机实验室赵建明202.206.163.111408计算机实验室赵建明202.206.163.9000d0-f839-bdf4411电工电子实验室韩万祥202.206.163.115000D-61B6-2C36412计算机实验室赵建明202.206.163.1130001-6c94-e8cd413通信信息实验室王 鹏202.206.163.920019-66bb-5023414通信与信息工程系贾少锐等202.206.163.100000
29、d-61b5-cca7417计算机基础教学部申艳光等202.206.163.8700c0-26a6-683f419计算机基础教学部韩晓鸿等202.206.163.118000B-DB7C-0C88423通信信息实验室李晓东202.206.163.117000D-61B5-D723501电工电子实验室刘春英202.206.163.107-502电工电子实验室阎 俊202.206.163.116000D-7678-C2EB505通信信息实验室刘会军202.206.163.9800e0-4c6e-0e73509计算机实验室高艳芬202.206.163.970019-e09a-2713510电工电子实
30、验室何明星等202.206.163.9100-d0-f8-39-be-0b513计算机实验室高艳芬202.206.163.7100-0D-61-B0-E5-9F515电工电子实验室龚炳江202.206.163.740014-2ac9-9fd7H3C S5500 Series 交换机202.202.163.124-天工iSpirit 2948 Switch 交换机202.202.163.125-网关202.202.163.126-七 课程设计心得本次网络课程设计让我对一些无线局域网络的基本概念、基本理论、体系结构有了更深刻的认识，通过一些实践操作还有对AP的安装与配置，让我深入了解当前的一些网络
31、技术，还有各种新技术的应用。使我对计算机网络的特点、规划设计与应用有较深刻的领会和掌握，通过实际操作，提高了我对网络系统的配置管理能力，掌握基本的课程设计方法。通过本次网络课程设计，我把课程的无线局域网络知识用到实践当中。由于本次课程涉及到很多专业方面的知识，所以需要搜集很多资料，我们在网上和学校图书馆搜集了很多知识，最后，终于成功完成了设计。两个星期的网络课程设计结束了，经过两星期的课程实习，本人还是有很多收获的。首先，这次课程实习让我学习到了一些书本上不能学到的知识，比如对一些仪器的认识，还有对其功能的认识以及对仪器的操作，这些只有通过实践课程设计才能学习到，在这期间，我遇到了很多问题，多
32、亏了同学的共同努力和老师的耐心指导。同时通过本次课设让我明白，以前学习的时候觉得自己学会了，但是应用到实践中才发现知识的匮乏。同时让我明白，一定要掌握好相关专业的基础知识，只有这样在我们实际操作过程中，出现问题时，我们才能够去分析问题，想出解决问题的方法。同时真诚的感谢老师在本次课程设计过程当中细致耐心的指导，才能使我们顺利的完成了任务。八 参考文献： 1 段水福，历晓华，段炼编著无线局域网WLAN设计与实现2 雷震甲著网络工程师教程清华大学出版社2008 3 陈建亚现代通信网络监控与管理M北京：邮电大学出版社，20014 汪新明，耿红琴著网络工程实用教程北京大学出版社2008课程设计评 语课程设计成 绩指导教师（签字） 年 月 日
