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1、编号：XH03JW037-11/0厦门海洋职业技术学院毕 业 设 计 （论 文）题目: 无线局域网在校园网的应用 系 别： 信息技术系 班 级： 电子3093班 姓 名： 陈xx 学 号： xxxxxxxxx 指导教师： xxx 2012年 x 月 x 日目 录引 言- 2 -第一章 绪 论- 3 -1.1 局域网简介- 3 -1.1.1网络的体系结构-3 -1.1.2 网络协议- 3 -1.2 无限局域网- 3 -1.2.1无线局域网的概念- 3 -1.2.2无线局域网的特点- 4 -1.2.3 无限局域网的缺陷- 4 -1.3、局域网的组网方法- 5 -1.3.1同轴电缆组网方法- 5 -
2、（1）粗缆方式（总线型拓扑结构）- 5 -（2）细缆方式（总线型拓扑结构）- 5 -1.3.2双绞线组网方法- 6 -（1）双绞线组网示意图- 6 -（2）按使用集线器的不同方式分- 6 -1.3.3同轴电缆和双绞线组网比较简图- 8 -1.4快速以太网组网方法- 8 -1.5千兆以太网组网方法- 8 -第二章 网络设备- 9 -2.1 常用网络设备- 9-2.1.1 网卡- 9 -2.1.2 交换机- 9 -2.1.3 路由器- 10 -2.1.4 传输介质- 10 -2.2 服务器- 10 -第三章 网络安全与防护- 11 -3.1 校园网络规划设计的若干问题- 11 -3.1.1网络覆盖
3、的问题- 11-3.1.2每个AP接入点的发射功率- 11-3.1.3访问AP的权限- 11 -3.1.4对校园网WLAN的管理- 11 -3.2、网络安全的功能和措施- 12 -第四章 构建方案- 12 -4.1 校园网的建设- 12 -结 论- 14 -参考文献- 14 -无线局域网在校园网的应用摘要：随着INTERNET的蓬勃发展，近年来高校在计算机网络技术和数字化信息资源的应用等方面都得到了突破性的发展，以现代网络技术、多媒体技术及Internet技术等为基础建立起来的计算机网络，一方面连接学校内部子网和分散于校园各处的计算机，另一方面作为沟通校园内外部网络的桥梁。校园网为学校的教学、
4、管理、办公、信息交流和通信等提供综合的网络应用环境。考虑到成本、场所限制、美观等原因，不可能在校园任何地点都铺设网络接口，此外，会议室和图书馆等临时性应用需求，有线网络难以满足以上的要求，而无线局域网是以无线电波为介质，由于不受一大堆电线的约束，减少了设计和施工的难度，因而可以比较方便地解决以上问题。由此可见，无线局域网在大学数字化校园建设中必将起到举足轻重的作用。关键词：无线局域网 校园网 安全 优势 引 言在Internet以惊人的速度席卷全球之际，校园网成为电脑网络中的一个重要组成部分。提供丰富的教育教学信息和资源是校园网的生命力。校园网络具有距离短、延时少、相对成本低和传输速率高等优点
5、；它的低层协议较简单，控制选择等问题大大简化，因而又具有组网简单、易于实现的特点。“校园网”的建设从广义上看，是以一个地区的教育行政部门牵头，以大量资金投入对整个地区的教育部门进行信息技术硬件建设开始起步的，与此同时，还投入了大量资金进行人员培训等软件建设，服务于整个地区的各级教育机构的计算机信息网络；对“校园网”的狭义理解，则是为一所学校教育、科研、管理以及社会服务建立的计算机信息网络，其目的是利用先进实用的计算机技术和网络通信技术，实现校园内计算机联网、信息资源共享并通过Internet与国际学术计算机网络互连，其服务对象主要是校内的教学、科研、行政管理单位和相关单位。校园网的建设是教育信
6、息化、乃至教育现代化建设的重要内容，校园网在学校教育教学工作中其作用的发挥程度如何，反映出一所学校、一个地区的教育信息化水平。近些年来，随着国家对教育信息化力度的不断加大, 许多学校都相继建立了自己的校园网络, 有的学校特别是高校还在原有网络基础上加以扩充和完善。但是，现在高校规模一般都比较大, 拥有多幢建筑物, 并且一些建筑物还具有悠久的历史, 甚至被列为文物保护建筑,如图书馆等, 当初并没有规划网络基础布线, 如果要构建基于计算机的工作和学习环境, 在这些建筑里重新进行网络基础布线不仅费用非常昂贵且不易安装, 而且还有可能给建筑物造成破坏。对于那些被人占用或短期租用的校舍, 这类问题会更加
7、严重。 然而, 人们的工作和学习却越来越离不开计算机和网络, 如何解决这一矛盾? 无线局域网为校园网络的建设提供了有力的补充。第一章 绪 论1.1 局域网简介局域网是同一建筑、同一校园、方圆几公里远的地域内的专用网络。局域网通常用来连接公司办公室或企业内部的个人计算机和工作站，以共享软、硬件资源。 1.1.1网络的体系结构 网络通常按层或级的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上。不同的网络，层的名字、数量、内容和功能都不尽相同。但是每一层的目的都是向它的上一层提供服务，这一点是相同的。层和协议的集合被称为网络体系结构。作为具体的网络体系结构，当前重要的和使用广泛的网络体结构有OSI体系结构和
8、TCP/IP体系结构。1.1.2 网络协议 网络协议是通信双方共同遵守的约定和规范，网络设备必须安装或设置各种网络协议之后才能完成数据的传输和发送，在校园局域网上用到的协议主要有，ICP/IP协议、IPX/SPX协议等。1.2 无限局域网1.2.1无线局域网的概念 无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物, 它利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信, 并为通信的移动化, 个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说, 无线局域网就是在不采用传统缆线的同时, 提供以太网或者令牌网络的功能。与有线网络一样,无线局域网同样也需要传送介质但它不是使用双绞线或者光纤, 而是红外(UR)
9、或者射频(RF)波段, 以后者使用居多, 我们现在所应用的无线网络基本上都是用的微波传输技术。无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub , 无线接入站(AP), 无线网桥, 无线Modem 及无线网卡等来实现, 其中以无线网卡使用最多。1.2.2无线局域网的特点(1)移动性：传统的有线上互联网因电话线限制只能在固定地点上网，而无线局域网则不需网线，即可随心所意地在无线局域网覆盖范围内移动地浏览互联网。(2)高速上网：无线局域网使用的无线频率处于开放频段，为2.4GHz，最大带宽可达11M。您可快速畅游互联网络。(3)覆盖灵活：无线局域网不但可在办公场所，还可在饭店、茶楼、机场、游戏厅等公
10、共场所和娱乐场所为不同用户提供高质量的上网服务。(4)安装便捷：一般在网络建设当中，施工周期最长、对周边环境影响最大的就是网络布线的施工了。在施工过程时，往往需要破墙掘地、穿线架管。而WLAN最大的优势就是免去或减少了这部分繁杂的网络布线的工作量，一般只要在安放一个或多个接入点(Access Point)设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。(5)使用灵活：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WLAN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，进行通讯。(6)经济节约：由于有线网络中缺少灵活性，这就要求网络的规划者尽可能地考虑未来的发展的需要，这就
11、往往导致需要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时的预期，又要花费较多费用进行网络改造。而WLAN可以避免或减少以上情况的发生。(7)易于扩展：WLAN有多种配置方式，能够根据实际需要灵活选择。这样，WLAN能够胜任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(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。1.2.3 无限局域网的缺陷 （1）无线电波易受干扰，建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输，会影响网络的性能。（2）无线信道的传输速率与有线信道相比偏低。（3）从理论上讲，无线网络更容易被监测到信息，造成通信信息泄漏。针对无线局域网的
12、以上缺点，我们将现有的VPN安全技术与802.11b安全技术结合起来，不失是解决无线局域网络的安全的好方案。再就是建立相应的无线网络管理系统。完善和升级现在所用的网管系统、监控系统，做到主机能够监视无线网络系统中所有单元、监视和报告无线信号的变化以及接入点的业务类型和负载情况、自动发现进入无线网络体系结构的新设备，就能保证网络的传输速率的稳定。1.3、局域网的组网方法1.3.1同轴电缆组网方法 （1）粗缆方式（总线型拓扑结构）小型网络一般不使用粗缆，粗缆主要用于主干网络。但如果距离要求超过200m，可以考虑用粗缆。使用的设备有：粗缆、粗缆收发器、收发器电缆、N系列桶型接头和N系列终端匹配器(7
13、5，作用是阻止信号的流失)、AUI接口网卡（10Mbps）。采用粗缆连网的拓扑结构为总线型，如图1所示。图1 总线型粗缆拓扑结构连接粗缆网络要点： 粗缆两端一定要用终端匹配器终结且一端接地； 任何网络节点都要通过收发器电缆连接粗缆收发器和AUI接口的网卡； 收发器电缆最长为50m； 粗缆每段不能超过500m。采用粗缆的优点：单个网段可达500m；可扩充成主干网络。采用粗缆的缺点：成本高；安装较难；维护不易。（2）细缆方式（总线型拓扑结构）这是一种最便宜、最容易安装的网络方案。需要的设备有：细缆、BNC头、T型头、终端匹配器（50）、BNC接口网卡（10Mbps）。采用细缆连网的拓扑结构为总线型
14、，如图2所示。图2 总线型细缆连网的拓扑结构连接细缆网络的要点： 细缆两端用终端匹配器终结，其中一端接地； 不允许细缆上的T型头再连出另一条细缆线，即不能出现三叉分路； 细缆每段不能超过185m。该方案的优点是：成本低；安装容易。该方案的缺点是：可靠性差，如果总线出了问题，则整个网络都不能工作；维护困难，断网后不易查找故障点。 1.3.2双绞线组网方法 （1）双绞线组网示意图双绞线是目前最为流行并使用最广泛的局域网传输介质，以HUB或交换器为中心，工作站、服务器和其他网络设备都通过双绞线连接到HUB或交换器上。所需设备：带RJ-45接口的以太网卡、双绞线、HUB或交换器、RJ45接头。采用双绞
15、线连网的拓扑结构为星型，如图3所示。图3 双绞线连网的星型拓扑结构连接双绞线网络的要点： 任何网络节点，不管是工作站还是服务器都必须用双绞线连接到HUB或交换器上； 即使一台工作站与服务器相连时也需要一台HUB，不能直接用双绞线将工作站和服务器连接起来（用交叉线将两台机器连接起来称为点对点连接，不是真正意义上的网络）； 从站点到HUB之间的最大距离不能超过100m； HUB与HUB或交换器之间可以级联。优点：成本适中；可靠性高，某站点出现故障只会影响该站点，而不会影响其他节点。缺点：双绞线从HUB到站点间的距离不能超过100m。（2）按使用集线器的不同方式分单一集线器结构、堆叠式集线器结构和多
16、集线器级联结构。第 - 15 - 页 共 14 页单一集线器结构多集线器级联结构堆叠式集线器结构图4 按集线器不同的分类1.3.3同轴电缆和双绞线组网比较同轴电缆和双绞线组网比较组图如下所示。图5 比较简图1.4快速以太网组网方法 基本的硬件设备：100Mbps集线器或100Mbps以太网交换机10Mbps集线器10Mbps以太网卡、100Mbps以太网卡或10/100Mbps以太网卡双绞线或光缆 图6 典型的千兆以太网组网方法 1.5千兆以太网组网方法 基本的硬件设备： 1000Mbps以太网交换机1000Mbps以太网卡100Mbps以太网交换机或100Mbps集线器10Mbps以太网卡、
17、100Mbps以太网卡或10/100Mbps以太网卡双绞线或光缆 第二章 网络设备2.1 常用网络设备网络设备主要是指硬件系统，各种网络设备之间是有着相互关联而不是相互独立的，每一部分在网络中有着不同的作用，缺一不可，只有把这些设备通过一定的形式连起来才能组成一个完整的网络系统，网络设备主要包括网卡、集线器、交换机、路由器、传输介质等。2.1.1 网卡网卡（简称NIC），也网络适配卡或网络接口卡，网卡作为计算机与网络连接的接口，是不可缺少的网络设备之一。无论是双绞线网络、同轴电缆网络还是光缆网络，都必须借助于相应类型的网卡才能实现与计算机的连接，是计算机与局域网相互连接的惟一接口。每块网卡上都
18、有一个世界惟一的ID号，也就是MAC（Media Access Control）地址，计算机在连入网络之后，就是依靠这个ID号才能实现在不同计算机之间的通信和信息交换。网卡有很多种，不同类型的网络需要使用不同种类的网卡，不同速度的网络需求也要使用不同的网卡。如根据带宽来分的话，有10Mbit/s网卡、10/100Mit/s自适应网卡和1000Mbit/s网卡；如按总线分，有ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线网卡等。从目前校园网建设的实际情况来看，工作站网卡选择PCI总线的10M/100Mbit/s自适应网卡最适合。2.1.2 交换机交换机，也称交换式集线器，是专门设计的，使各计算机能够相
19、互高速通信的独享带宽的网络设备。作为高性能的集线设备，随着价 格的不断降低，交换机已逐步取代了集线器而成为集线设备的首选。由交换机构建的交换式网络系统不仅拥有高速的传输速率，而且交换延时很小，使得信息的传输效率大大提高，适合于大数据量并且使用非常频繁的网络通信，被广泛应用于各种类型的多媒体和数据传输网络。交换机具有很强的网络管理功能，它能自动根据网络通信的使用情况来动态管理网络，因为交换机采用了独享网络带宽的设计。2.1.3 路由器路由器除了有连接不同的网络物理分支和不同的通信媒介、过滤隔离网络数据流及建立路由表，还有控制和管理复杂的路径、控制流量、分组分段、防止网络风暴及在网络分支之间提供安
20、全屏障层等到功能。根据路由设备的组成可以分为软路由和硬路由。根据路由表的设置方式可以将路由器分为静态的和动态的。路由器工作在网络层，因此它可以在网络层交换和路由数据帧，访问的是对方的网络地址。当数据帧到达路由器后，路由器查看数据帧的目标地址，并在路由表查看到达目标地址的路径，根据路径的代价，选择一条最佳的路径，然后把数据帧沿这条路径发送给目标地址。2.1.4 传输介质网络要求把各个独立的计算机连接起来的，这样就必然要求有一种介质将计算机连接起来，这就是传输介质，局域网的传输介质可分为有线介质和无线介质两种，一般情况下都是用有线介质的，因为它的稳定性高，连接可靠，无线介质只是在特殊环境下才使用的
21、传输方式。常用的有线介质主要有(1)同轴电缆(2)双绞线(3)光纤三类。2.2 服务器校园网中的服务器主有数据库服务器和代理服务器，数据服务器与代理服务器主要是面向校园网内部用户的服务，对来自Internet的用户服务也很多，主要是对校园网内部用户进行Internet代理服务。目前，绝大多数校园网都要求内部服务用户通过代理访问Internet，这样内部用户就不能直接访问Internet，同时代理服务器保存着内部用户访问Internet的日志，以作为记费的依据。由于用户数量非常大，也非常集口中，所以在选型代理服务器时，主要考虑的是要有较大的容量、较高的处理速度和较高的稳定性，一般来说都选用大型服
22、务器作为代理服务器。第三章 网络安全与防护3.1 校园网络规划设计的若干问题3.1.1网络覆盖的问题规划校园网络的时候，应考虑尽量覆盖大范围的室外场所。如果不能在大范围的校园覆盖面积下保证移动办公的需要，也就不能适应现代校园网的发展需求。在设计一个校园网WLAN的时候，应该保证接入点的覆盖面积与它相邻的接入面积有20%的重叠区域。这样可以最大限度地保证不受其他无线电频率的干扰。3.1.2每个AP接入点的发射功率每个接入点都用最大的发射功率来设计校园网络不是一个很好的选择。跟蜂窝电话接入系统一样，网络接入带宽的需求量决定了进行总体和分区域带宽设计的标准。比方说，图书馆可以采用多个AP重叠的设计；
23、而有些地方，如室外的操场等场所，这些地方的上网需求不如图书馆，所以可以只设计一个接入AP。在人员需要密集上网的地方，如学校的寝室，在设计WLAN的时候，可以结合学校现有的LAN来设计，因为无线网络在满足大量用户同时上网方面不如有线局域网的优势明显。保证校园网内部AP设计科学合理，这是满足校园网应用资源的优化和合理配置的有效手段。3.1.3访问AP的权限因为每个WLAN不可避免地需要上网登录，这就事先需要验证访问的权限，需要对WLAN在校园网进行内部管理以及解决如何分配WLAN的账号等问题。比如说，可以配置为学院内部的教师只能登录学院内部的WLAN网络，学院的管理员统一分配学院内部的登录账号和密
24、码，并不允许告知学院以外的人员。根据学校的寝室上网人员的数目进行访问权限密码的分配，可以进行适当的收费管理。3.1.4对校园网WLAN的管理 对校园网的访问跟其他WLAN的控制访问没有什么区别，其中包括WEP加密技术和接入点具有的MAC地址过滤功能、外部防火墙等技术。对校园WLAN内部使用的网络，应该根据运营的成本进行详细的规划设计，合理进行收费。WLAN有它潜在的优势，但是，收费的合理性也会制约它应用的普及和发展。3.2、网络安全的功能和措施计算机网络安全问题是一个很复杂的问题，任何时候都不会有一劳永逸的解决措施。因为计算机的安全与反安全会一直地进行下去，故要使计算机网络具有较高安全性，需要
25、将计算机系统的各种安全防护技术（如实体安全防护技术、防电磁辐射泄露技术、软硬件防护技术、防火墙技术、数据保密变换以及安全管理与法律制裁等）结合使用，对计算机系统进行综合分层防护，从而提高计算机网络的整体防护水平。当安全具体化时，它有一定范围，这个范围便是属于某个组织的处理和通信资源的集合，称为安全区域。在某一个安全区域内，应该有一个关于安全问题的总体目标和规划，这就是安全策略。以下是几种常见的网络安全策略：（是抽象策略，不是具体策略）（1）最小特权原则。（2）多道防线。（3）阻塞点。（4）最薄弱环节。（5）失效保护机制。（6）普通参与。（7）防御多样化。第四章 构建方案4.1 校园网的建设校园
26、网建设作为一项复杂的系统工程，与任何一项工程建设一样，在开始建设前都要根据工程的特点事先进行详细的工程规化与技术需求分析，它的成功与否都直接影响到工程的建设质量以及今后网络能否可靠运行都有直接的关系，因此要特别认真地进行系统规划。对于校园网来说，必须对技术和教育的发展前景有着清醒的认识，只有这样，才能从很好地为校园网进行合理的规划。教室局域网组建:（1）在室内部署WLAN的第一步是要确定路由器的数量和位置也就是要将多个路由器形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖各覆盖区域之间无缝连接。所有路由器通过双绞线与有线骨干网络相连形成以有线网络为基础无线覆盖为延伸的大面积服务区域。所有无线终端通过就
27、近的路由器接入网络访问整个网络资源。（2）覆盖区的间隙会导致在有些区域内无法连通。安装人员可以通过地点调查来确定路由器的位置和数量。地点调查可以权衡实际环境如教室的面积等和用户需求考虑到教学环境对网络带宽、网络速度的要求这包括覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等。多个路由器通过线缆连接在有线网络上使无线终端能够访问网络的各个部分。 （3）架设一个点对点无线网络的第一步是为PC建立一个共同的组环境即设置所有的PC使用相同的组名比如“WORKGROUP”“OFFICE”。接下来就是为每台PC配置IP地址及相关信息如图1在一个没有访问点Access Point或无线路由器Wireless Router的
28、点对点环境中您需要去为每台PC配置一个静态的IP地址和一个共同的子网掩码Subnet Mask比如每台PC的IP地址是192.168.0.X子网掩码是255.255.255.0网关全部指向此无线网络中任一台计算机的IP地址。建议将192.168.0.10作为第一台PC的IP地址再以1为增量为余下的PC配置IP地址即第二台的IP地址是192.168.0.11网关是192.168.0.10。因为192.168.0.1这个地址一般作为路由器或网关的地址所以这前10个IP地址我们保留下来作为以后添加网络设备的预留地址。（4）当配置完IP地址后我们就要开始配置无线网络的参数了。默认情况下大多数的无线网络
29、适配器在“基础设备模式”Infrastructure Mode下运作。这种模式是针对一个有访问点或无线路由器的网络环境。在点对点网络中这项设置应该被改变为“Ad-Hoc Mode”如图2这使得网卡可以相互通信而不去搜寻访问点或无线路由器。（5）在这之后验证所有的无线网卡是否都使用了相同的设置。所有的无线网卡应该使一个共同服务标识符Common Service Set Identifier或SSID就像工作组名同时它们应该使用相同的频道Channel来传输数据。此外在配置过程中所有级别的WEP或WPA加密都应该被取消掉。当然所有人都希望自己的数据足够安全但WEP或WPA的设置将会对我们造成很大的
30、麻烦特别是在使用了不同生产厂商的无线网卡的情况下。如果您无论如何都想用WEP或WPA加密那么您就必须确保所有的无线网卡都使用一样的加密级别64位128位和其它级别并且使用相同的密钥Encryption Keys。（6）事实上无线网卡就像标准以太网卡在局域网中一样可以在没有Internet连接的情况下通过一些相关的配置以点对点模式实现数据的共享。（7）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虚拟专用网来强化安全性能。结 论与有线网络相比,无线局域网存在许多问题和挑战,还有许多地方值得进行深入细致的研究和完善。在无线局域网技术大规模普及前,仍然有一些障碍需要突破。如无线网络传输速度
31、还存在着一些局限,通信环境要受到更多的限制,同时安全、网络的可用性等方案还有待提高和完善。但是随着技术的不断成熟, 无线局域网将会有更大的发展机会,可迅速地应用于需要在移动中连网和在网间漫游的区域,并为不易布线的地方和远距离的数据处理节点提供强大的网络支持。参考文献1刘小辉主编：网络硬件完全手册，重庆大学出版社，2002年5月。2.牛伟, 郭世泽等. 无线局域网. 北京:人民邮电出版社, 2003年3. 郭峰等. 无线局域网. 北京: 电子工业出版社, 2000年.4.涂道伟 我国高等教育发展战略与现代教育技术J 华中师大学报 1998年10月5.Andrew S.Tanenbaum 计算机网络M 清华大学出版社 19986. 张玉清.网络安全漏洞研究 J.信息网络安全，2008年11月7谭珂、全惠民编著：局域网组建与管理实习手册，中国青年出版社，2003年。8戴雄 编著：计算机网络，中华人事出版社，2001年1 月。9. 侯光明.王俊鹏基于信息技术的通信传输资源管理计算机与信息技术网络期刊,200610. 侯光明, 王俊鹏, 刘建昌.MIS 与GIS融合的通信网络管理信息系统J.北京理工大学学报,2004,24(4):338- 341.11.任沂军, 戴吾蛟.基于GIS 的电信传输资源管理系统计算机应用,2002.（6）22:74- 77.