ensp网络工程校园网毕业设计—无线校园网络设计与研究
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摘 要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1研究目的和意义
1.1.1研究目的
1.1.2研究意义
1.2国内外现状
1.3研究的主要内容和方法
1.3.1研究内容
1.3.2 研究方法
第2章 无线网络规划建设的相关技术
2.1 无线局域网主要组网技术
2.1.1.瘦AP+AC组网方式
2.1.2.敏捷分部Wi-Fi方案组网
2.1.3 直连式组网-直接转发
2.1.4 直连式组网-隧道转发
2.1.5 旁挂式组网—直接转发
2.1.6 旁挂式组网—隧道转发
2.3 AC备份基本概念
2.4 AC（无线接入控制服务器）双机热备
2.2 NAT网络地址转换
2.3子网划分与IP地址规划
2.4 路由技术OSPF
2.5 虚拟局域网技术VIAN
2.6 VRRP协议应用
2.7 ACL访问控制链表
2.8 DHCP动态主机配置协议
2.9防火墙技术
2.10 GRE over IPSec
2.11 无线局域网WLAN
第3章 总体设计和分析
3.1可行性分析
3.1.1经济可行性
3.1.2技术可行性
3.2 需求分析
3.2.1用户需求分析
3.2.2网络需求分析
3.3总体设计
3.3.1网络拓扑结构设计
3.4综合布线系统设计与施工
3.4.1综合布线设计原则
3.4 AP 的部署
第4章无线网络具体配置
整体网络规划图
摘 要
本设计旨在实现一个全面的无线校园网络，覆盖范围广泛，包括教学楼、宿舍区、图书馆以及户外休闲区等关键区域。采用最新的Wi-Fi 6技术标准，该网络能够支持更高的数据传输速率，增强的接入能力以及改进的功耗管理，确保了在用户密集环境下的高性能连接体验。预计该无线网络将服务于数千名师生，因此设计中特别考虑了高并发用户数量的需求。为了保障网络安全性，实施了多层次安全措施，包括强化的认证机制、端到端加密，以保护用户数据免受未经授权访问和其他潜在威胁。稳定性和可靠性是该无线网络设计的核心。通过使用冗余硬件、智能负载均衡和自动故障转移机制，确保网络即使在高流量条件下也能持续稳定运行。此外，定期维护和软件更新计划被纳入日常管理中，以应对未来技术的变革和潜在的安全漏洞。
关键字：无线网络、传输速率、WI-FI6、负载均衡、故障转移
ABSTRACT
This design aims to establish a comprehensive wireless campus network covering a wide range of areas, including academic buildings, dormitories, libraries, and outdoor leisure areas. Adopting the latest Wi-Fi 6 technology standard, the network is capable of supporting higher data transmission rates, enhanced access capacity, and improved power management, ensuring high-performance connectivity in densely populated environments. It is expected to serve thousands of students and faculty members, hence the design particularly considers the demand for high-concurrent user numbers. To ensure network security, multiple layers of security measures are implemented, including strengthened authentication mechanisms and end-to-end encryption, to protect user data from unauthorized access and other potential threats. Stability and reliability are the core of this wireless network design. Through the use of redundant hardware, intelligent load balancing, and automatic fail over mechanisms, the network is ensured to operate continuously and stably even under high-traffic conditions. Additionally, regular maintenance and software update plans are incorporated into daily management to address future technological changes and potential security vulnerabilities.
Keywords: wireless network;transmission rate; Wi-Fi 6;load balancing; fail over
第1章 绪论
1.1研究目的和意义
1.1.1研究目的
此次设计的研究目的主要包括提升校园网络的覆盖范围和质量，满足日益增长的网络需求。通过对校园无线网络的研究，可以探索如何优化网络拓扑结构和部署策略，以实现更广泛的覆盖和更高的网络性能。此外，研究还可以探讨如何提高网络的安全性和稳定性，保障校园网络的可靠性和数据安全，满足师生在学习、教学和生活中对网络的需求。其次，校园无线网络的研究目的还包括探索新技术在校园网络中的应用，如物联网、5G技术等，以满足未来教育需求的发展趋势。通过引入新技术，可以提升网络的智能化和管理效率，为学校提供更加便捷和高效的网络服务。以校园网络架构为背景，运用OSPF动态路由协议合理规划网络区域，满足学生们的需求。综上所述，校园无线网络的研究旨在不断提升网络性能和服务质量，促进教育信息化建设，推动学校教育教学水平的提高。
1.1.2研究意义
随着信息化技术的不断发展，校园无线网络已成为支撑教育教学和管理的重要基础设施，因此，研究校园无线网络的优化和提升可以有效促进教育信息化建设，提升教育教学水平和服务质量。最近几年,互联网技术在不断的快速发展,无线网络也慢慢的走进了人们的日常生活与学习中,并且应用的范围越来越广,并且在校园里快速普及无线网络,创造一个传输效率高、可调控性灵活便利、具有较高安全性的无线网络使用环境。其次，校园无线网络的研究还能够推动无线通信技术的发展和应用，为学术界和产业界提供技术支持和创新思路，推动无线网络技术的进步和应用。还有就是，校园无线网络的研究还能够促进教育资源的共享和开放，加强师生之间的互动和交流，为学校教育改革和创新提供技术支持和保障。另外，通过研究校园无线网络的安全性和稳定性，可以有效保障师生的网络使用体验，保护个人隐私和学校数据的安全，维护校园网络的良好秩序和稳定运行。
1.2国内外现状
在国内，校园无线网络已成为高校和中小学等教育机构不可或缺的基础设施。许多学校已实现了全覆盖的无线网络，提供便捷的上网服务。一些高校甚至引入了先进的技术，如Wi-Fi6和5G，以提升网络速度和稳定性。此外，一些学校还开发了智能化管理系统，实现了网络设备的自动监控和管理，进一步提升了网络运行效率。
在国外，校园无线网络的发展同样迅猛。许多知名大学和教育机构在校园内部署了先进的无线网络，提供高速、稳定的上网服务。一些学校还在网络安全方面进行了加强，采用了先进的安全技术和策略，保护用户信息的安全。此外，一些国外学校还积极推动校园网络与社会服务的融合，为师生们提供更丰富的网络资源和服务。
1.3研究的主要内容和方法
1.3.1研究内容
在此次校园网络中，需要研究的内容是多方面的。首先，研究人员需要关注网络覆盖范围和网络容量的规划，包括确定无线接入点的位置、信号覆盖范围和网络负载量的分配等。其次，研究人员需要研究无线网络的技术标准和协议，如Wi-Fi标准、802.1X身份认证、WPA/WPA2加密协议等，以确保网络的安全性和稳定性。此外，还需要研究无线网络的性能优化和故障排除方法，以提升网络的运行效率和可靠性。借助一些设备,在校园的主要道路上进行测试,通过观察参数,分析后选择出较好的校园无线网络优化方案,为学校的移动网络优化提供参考。文章从网络安全改造、IP分配机制优化以及全覆盖无线网部署等方面阐述了校园网优化升级改造的方案,提高了校园网络的安全性和可靠性,提升了访问校园网的速率,为学校各项业务的开展提供了有力保障[8]。最后，研究人员还需要关注无线网络与有线网络的互联互通，实现无缝的网络切换和流量管理，为用户提供更加便捷和高效的网络体验。
另外，校园无线网络建构的研究内容还包括了网络安全、服务质量和用户体验等方面。在网络安全方面，研究人员需要研究网络攻击与防御、数据加密与认证等技术，保障网络数据的安全性和隐私性。在服务质量方面，研究人员需要研究流量控制、网络优化和负载均衡等策略，确保网络能够稳定、高效地运行。在用户体验方面，研究人员需要关注用户需求和行为，研究网络接入方式、应用体验和用户满意度等指标，优化网络设计和服务提供，提升用户的网络体验和满意度。
1.3.2 研究方法
校园无线网络建构的研究方法通常包括理论分析和实践验证两个方面。首先，先进行理论分析，对无线网络的基本原理、技术标准和协议进行深入研究，了解其工作原理和特点。在此基础上，结合校园网络的实际需求和情况，制定适合的网络规划和设计方案。其次，进行相应的实践验证，通过搭建实验平台或模拟环境，对网络方案进行测试和评估。利用专业设备和工具，对网络性能、覆盖范围、安全性等方面进行实验，收集数据并进行分析，评估网络方案的可行性和优劣势。
除了上述内容，还包括调研和案例分析。首先对国内外校园无线网络建构的现状进行调研，了解各种技术方案和实践经验，借鉴其成功经验和教训，为本地区或特定场景的网络建构提供参考。同时，对已有的校园无线网络案例进行深入分析，探讨其设计理念、实施过程和效果评价，总结经验教训，为研究提供借鉴和启示。
第2章 无线网络规划建设的相关技术
2.1 无线局域网主要组网技术
2.1.1.瘦AP+AC组网方式
1.根据AP与AC之间的网络架构可分为：二层组网（AP与AC建立CAPWAP在同一个网段）、三层组网；
二层网络连接模式：瘦AP和无线控制器属于同一个二层广播域，瘦AP和AC之间通过二层交换机互联；
三层网络连接模式：瘦AP和无线控制器属于不同的IP网段，瘦AP和AC之间需要通过路由器或者三层交换机三层技术来转发；
2.根据AC在网络中的位置可分为：直连式组网（AP的流量无论是直接转发或者隧道转发都是要经过AC的 ）、旁挂式组网（流量不经过AC）；
直连式组网：直连式组网中AC同时扮演AC和汇聚交换机（不一定）的功能，AP的数据业务和管理业务都由AC集中转发和处理；
旁挂式组网：AC旁挂在AP与上行网络的直连网络上，AP的业务数据可以不经过AC而直接到达上行网络；
2.1.2.敏捷分部Wi-Fi方案组网
通过AC集中管理和控制多个中心AP，每个中心AP集中管理和控制多个RRU。
图1-1 RRU AP
适合宿舍楼和宾馆，当然有两种方案，一种是利用室内分部是系统，引馈线（有衰减）且只能连接8个宿舍；另外一种就是上图的敏捷分部，利用中心AP直接接到弱电机柜，利用网线接入RRU AP，每台中心AP可以接48台RRU；
图1-2 敏捷分布式WLAN组网图
2.1.3 直连式组网-直接转发
AC和AP控制层面利用CAPWAP隧道下放IP地址，数据层面为普通的传递方式，所以AC左边需要利用TRUNK口对不同VLAN进行区分；
2.1.4 直连式组网-隧道转发
AC和AP控制层面利用CAPWAP隧道下放IP地址，数据层面为CAPWAP的传递方式，所以不需要TRUNK进行区分，传递出的数据都是用CAPWAP进行了封装；
2.1.5 旁挂式组网—直接转发
旁挂式组网—直接转发主要是数据流量不需要通过AC，直接从上行链路传递出去，所以上行的交换机的左边还是需要利用TRUNK进行流量的标记区分转发；
2.1.6 旁挂式组网—隧道转发
旁挂式组网—隧道转发主要是数据流量需要要通过AC，然后从上行链路传递出去，所以上行的交换机的左边不需要利用TRUNK进行流量的标记区分转发，所传递出去的流量都被CAPWAP进行了封装。
2.1.7 管理VLAN：主要是用来传送AC与AP之间的管理数据；
2.1.8 业务VLAN：主要负责传送WLAN用户上网时的数据；
2.1.9 用户WALN：基于用户权限的VLAN；
2.3 AC备份基本概念
对一个AP部署两个AC，一个AC管理AP，另一个AC作为前一个AC的备份。当前一个AC故障时，备AC替代其工作，以达到提高网络可靠性的目的。
。
图2-2 AC备份基本概念
如图所示，AP部署有AC1和AC2两个AC。AC的角色分为主和备，状态分为工作和备份。
AC角色是数据规划时指定的哪个AC为主AC，哪个AC为备AC，不因网络和设备的故障或恢复而改变。
主AC：规划用来管理AP和为AP提供业务服务的AC。如图所示，AC1的角色是主AC，数据规划人员希望网络和设备正常无故障时，由AC1承担AP的管理工作。
备AC：规划用来做主AC的备份。如图所示，AC2的角色是备AC，数据规划人员希望网络或设备故障时，由AC2承担AC1的工作。
为保障AP和STA业务的可靠性，AC的实际状态会因网络和设备的故障或恢复而发生变化。
工作状态：处于管理AP和为AP提供业务服务的状态。如图所示，AC1故障前，AC1是工作状态；AC1故障后，AC2是工作状态；AC1故障恢复后，AC1重新变成工作状态。
备份状态：不管理AP，也不为AP提供业务服务，仅准备等待工作状态的AC故障后接替其工作。如图所示，AC1故障前，AC2是备份状态；AC1故障恢复后，AC2重新从工作状态变成备份状态。
2.4 AC（无线接入控制服务器）双机热备
双机热备即用户采用主备方式接入业务部署时，AP 通过接入交换机双点备
份接入到主备 AC，用户信息在备 AC 上进行备份，同一业务在主备 AC 上进行互备，主 AC 故障则由备 AC 代替其职责，主 AC 恢复时重新执行其职责。
AC+FIT AP 架构的 WLAN，所有 AP 由 AC 通过 CAPWAP 隧道统一管理和
下发配置。为防止当 AC 出现故障时，AC 和所有 AP 之间的 CAPWAP 隧道断开，AP 掉线，用户搜索不到 WLAN 信号，该网络所有 WLAN 用户无法上网，此次设计中采取 AC 双机热备技术。主备 AC 之间分别建立 CAPWAP 隧道，AC 间的业务信息通过 HSB 主备通道同步。当 AP 与主 AC 间链路断开，AP 会通知备AC 切换成主 AC（由于 AP 状态切换慢，需等待检测到 CAPWAP 断链超时后才会切换）。在优先级相同的情况下，会根据 AC 负载（AP 和 STA 个数)确立主备。当优先级不同时，根据优先级较高的确定为主 AC。
2.2 NAT网络地址转换
在此次校园网络中采用该技术主要是为了满足访问公网的需求。首先，NAT技术能够有效地隐藏校园内部网络的真实IP地址，将内部私有IP地址转换为公网IP地址，从而增强了网络的安全性，保护了校园网络的隐私和数据安全。其次，NAT技术可以节省IP地址资源的使用，通过将多个内部主机共享一个公网IP地址，实现了IP地址的重用。此外，NAT技术还可以解决IP地址不足的问题，通过多对一的地址映射方式，实现了多个内部主机共享一个公网IP地址，降低了网络建设和运维成本。
2.3子网划分与IP地址规划
在校园网络中，通过合理的子网划分，可以有效管理和控制网络流量，提高网络的性能和稳定性。通过将大的网络划分成多个子网，可以减少广播域的范围，减轻网络拥塞，提高数据传输的效率。再结合IP地址规划技术，能够充分利用IP地址资源，避免地址冲突和浪费，确保每个设备都能够获得唯一的IP地址。另外，子网划分与IP地址规划技术还能够增强网络的安全性。通过将不同的用户、设备或服务划分到不同的子网中，并采取适当的访问控制策略，可以有效隔离和保护敏感数据和重要资源。
2.4 路由技术OSPF
OSPF能够实现快速的网络收敛和路径选择，适应无线校园网动态变化的网络拓扑和链路状态。通过实时监测网络的链路状态，并根据最短路径算法计算出最优的路由路径，OSPF能够及时调整网络路由，保证数据传输的高效性和稳定性。其次，OSPF支持分层网络设计，能够将校园网分为不同的区域，实现逻辑上的分割和管理，减少网络的复杂性和管理开销。这种分层设计能够提高网络的可扩展性和灵活性，为校园网的规模扩展和升级提供了便利。链路状态动态路由协议，能够适应网络拓扑的变化，增加网络管理灵活性适应信息学院这种较大的网络应用需求。OSPF 在执行过程中要确定相邻路由器可达、链路状态数据库同步和链路状态的更新。
2.5 虚拟局域网技术VIAN
在二层网络，VLAN技术能够实现逻辑上的网络分割，将一个物理网络划分为多个逻辑上独立的虚拟网络，使得不同用户或部门之间的数据流量相互隔离。这种隔离性能够增强网络的安全性，防止未经授权的用户访问敏感信息，有效保护网络数据的安全。其次，VLAN技术提高了网络的灵活性和可管理性。通过逻辑划分，可以更精确地控制数据流量的传输路径和访问权限，实现更精细化的网络管理。此外，VLAN技术还能够减少广播风暴和冲突域，提高网络的性能和稳定性，优化网络资源的利用率，进而提升用户的网络体验。
2.6 VRRP协议应用
通过VRRP，多台交换机可以组成一个虚拟的交换机组，其中一台路由器作为主设备，而其他交换机作为备份设备。在主设备发生故障时，备份设备能够迅速接管主设备的工作，实现对网络流量的无缝切换，确保网络的连通性和可用性。这种冗余备份的机制有效避免了单点故障导致的网络中断，提高了网络的可靠性。
VRRP技术能够提高网络的负载均衡和性能。通过VRRP，主备交换机之间可以根据配置的优先级进行流量分发，实现对网络流量的合理分担，有效避免网络拥堵和性能瓶颈。
2.7 ACL访问控制链表
在网络流量管理上，ACL能够实现对不同业务流量的精确识别和控制。通过制定合理的ACL规则，可以限制某些非关键业务的带宽占用，确保如语音和视频这类高优先级业务的质量得到保障。ACL通过定义一系列的允许或拒绝语句来控制数据包的流动，从而有效提高网络带宽的利用率并优化网络性能。在网络安全方面，ACL在校园网中对学生上网权限的控制以及对教师流量的限制起到了至关重要的作用。通过对各个部门之间访问的控制和封闭特定端口来防范病毒等安全威胁，ACL显著提高了校园网的网络安全性。
2.8 DHCP动态主机配置协议
DHCP技术可以自动为无线设备分配IP地址、子网掩码、网关地址等网络参数，极大地简化了网络管理工作。无需手动配置每个设备的网络参数，网络管理员可以通过DHCP服务器实现统一管理和自动分配，节省了大量的时间和人力成本，提高了网络管理的效率。其次，DHCP技术能够灵活应对网络规模的变化和设备的增减。随着无线设备的不断增加或减少，网络规模和设备数量会发生变化，而DHCP服务器能够根据实际情况动态调整IP地址池和分配策略，自动适配不同规模的网络环境，保证网络的稳定运行。此外，DHCP还支持地址的重用和租期管理，有效地管理IP地址资源，提高了地址的利用率。
2.9防火墙技术
防火墙能够有效阻止未经授权的访问和恶意攻击，保护无线网络免受网络威胁和攻击的侵害，提高了网络的安全性和稳定性。通过配置防火墙规则和访问控制策略，可以限制用户对网络资源的访问权限，防止未经授权的访问和非法入侵，有效保护了网络数据和隐私安全。其次，防火墙技术能够实现对网络流量的监控和管理，帮助网络管理员及时发现和处理网络异常行为和安全事件。防火墙可以对网络流量进行深度检测和分析，识别并拦截恶意代码、病毒和网络攻击，保护网络设备和数据免受威胁。同时，防火墙还可以实现对网络资源的分流和负载均衡，优化网络流量的传输和分配，提高了网络的性能和效率。
2.10 GRE over IPSec
GRE over IPSec 技术能够实现安全的点对点通信，通过在 GRE 封装的数据包上应用 IPSec 加密和认证机制，确保数据在传输过程中的机密性和完整性。这种双重保护机制有效防止了数据在传输过程中被窃听、篡改或伪造，保障了无线网络通信的安全性。其次，GRE over IPSec 技术能够实现跨网络的安全通信，允许远程用户或分支机构通过公共网络安全地访问企业内部资源。通过建立安全的 VPN 隧道，可以在不安全的公共网络上建立加密的通信通道，实现安全的远程访问和数据传输。这种灵活且安全的通信方式使得无线校园网能够支持远程办公、移动办公等场景，提高了网络的可用性和灵活性。
2.11 无线局域网WLAN
无线校园网络，WLAN技术最为关键，其能够提供灵活的网络接入方式，使学生、教职员工和访客可以随时随地通过无线设备连接到校园网络，实现移动办公和学习。其次，WLAN技术支持高速数据传输，能够满足大量用户同时访问网络的需求，保证网络的稳定性和性能。此外，WLAN还具有易于部署和管理的特点，可以快速覆盖校园各个区域，并通过集中管理系统实现对无线设备的集中监控和配置，提高了网络的运维效率。WLAN扩展技术能够解决校园无线网络中难以避免会出现的信号盲点、信号衰减、信号不稳定、信号延迟掉线的状况,更好地满足校园教职员工及学生的教与学、工作和生活的网络需求,具有一定的现实意义,值得实践和推广。
第3章 总体设计和分析
3.1可行性分析
随着无线网络技术的成熟,在高校信息化建设推进过程中,无线网络的建设与应用受到广泛关注和重视。文章在明确建设目标的基础上,展开需求分析,结合某校园网络实际情况,提出高校园区无线网络覆盖架构规划,通过室内、室外信号覆盖规划、无线信号优化设计,构建了校园有线网络和无线网络互补共存的综合网络,改善高校信息化建设中的校园网络环境[3]。校园无线网络构建在技术、经济和管理方面具备较高的可行性。现代无线网络技术成熟稳定，能够提供覆盖广泛、速度快的网络连接；与有线网络相比，无线网络设备价格逐渐下降，建设和维护成本相对较低；同时，先进的网络管理平台能够提供便捷的监控和配置功能，有助于有效管理校园网络。然而，需面对复杂的校园环境和安全隐患，需要针对性规划和加强安全措施，以确保网络的稳定性和安全性。
3.1.1经济可行性
校园无线网络建设在经济效益方面具有多方面的考量。首先，尽管初期投资可能较高，包括设备采购、网络规划与布线等费用，但相较于传统有线网络，无线网络的布线成本较低，无需大量的布线材料和人工费用。此外，随着技术的进步和市场竞争的加剧，无线网络设备的价格逐渐下降，降低了建设成本。
其次，校园无线网络的维护费用相对较低。无线网络的维护主要集中在设备的日常管理和系统的更新维护上，与有线网络相比，减少了对网络布线和连接的维护费用。而且，随着网络管理技术的不断发展，许多网络设备已经具备了远程监控和自动故障排除的功能，进一步降低了维护成本。
长期来看，校园无线网络能够为学校带来更多的收益和效益。首先，无线网络能够提高学校的教学、科研和管理效率，为师生提供更加便捷、灵活的网络服务，提升了学校的整体竞争力和声誉。其次，无线网络还为学校创造了更多的发展机遇，如在线教育、远程科研合作等，进一步促进学校的发展和创新。综合看来，校园无线网络建设具有明显的经济效益。
3.1.2技术可行性
在校园内构建一个无线网络系统的技术可行性需要考虑多个方面，包括所需设备、网络架构、安全措施和维护方案。
首先，所需设备包括无线接入点、无线控制器、交换机等。根据校园的具体规模和需求，需要确定设备的数量和规格。对于此次校园网络需求规模，决定采用集中式无线控制器和分布式无线接入点的架构，以提高网络的管理和控制能力。其次，网络架构方面，采用层次化的架构，包括接入层、汇聚层和核心层。在接入层部署无线接入点，汇聚层部署无线控制器，核心层连接到校园主干网络，实现对整个校园网络的管理和控制。
在安全措施方面，使用WPA2-Enterprise加密协议和MAC地址认证技术，限制未经授权的设备接入网络，保护网络数据的安全性。
最后，维护方案需要考虑网络的日常运维和故障处理。可以通过网络管理系统实现对网络设备的监控和管理，及时发现和解决网络故障。同时，定期进行网络性能评估和安全漏洞扫描，并及时更新网络设备的固件和软件，提高网络的稳定性和安全性。
3.2 需求分析
3.2.1用户需求分析
在构建无线校园网时，不同用户群体可能具有不同的需求。例如，学生可能更注重网络的稳定性和速度，以便顺畅地进行在线学习、观看视频和下载资料。教职工则可能更关注网络的安全性和灵活性，需要能够安全地访问敏感数据和办公文件，同时可能需要更高级别的网络权限和管理功能。
其中，关键的需求可能包括网络的稳定性、安全性、速度和覆盖范围。学生和教职工都需要在校园各个角落都能够稳定地接入网络，无论是在教室、图书馆、宿舍还是户外区域。同时，安全性也是至关重要的，特别是对于教职工来说，他们可能需要访问包含敏感信息的系统和文件，因此网络需要提供可靠的身份认证和数据加密功能。
这些需求将直接影响网络的设计和实施。为了满足用户对网络稳定性和速度的需求，需要合理规划无线接入点的位置和数量，确保网络覆盖范围和信号强度的均衡分布。为了提高网络的安全性，可能需要采用高级的身份认证机制，如MAC地址认证，以及加密传输协议，如WPA2-Enterprise。此外，还需要根据不同用户群体的需求，设置相应的网络权限和访问控制策略，以确保敏感信息的安全性和私密性。
3.2.2网络需求分析
校园无线网络构建的现网需求涉及多个方面。首先是网络覆盖范围，需要覆盖校园内的各个教学楼、图书馆、实验室、宿舍区、户外场所等，确保用户在任何地点都能方便地接入网络。其次是带宽需求，随着在线学习、教学视频和云服务的普及，带宽需求将不断增长，需要足够的带宽支持大量用户同时访问和高清视频流传输。再者是用户数量，校园网络需要支持大量同时在线的学生、教职工和访客，因此需要具备良好的承载能力和负载均衡机制。
在设备兼容性方面，考虑到不同终端设备的多样性，无线接入点和网络设备需要兼容各种操作系统、设备类型和连接方式，确保广泛的设备覆盖范围和无缝的接入体验。同时，安全性是校园无线网络的重要考量因素，需要采用高级的安全技术和加密标准，确保网络数据的机密性和完整性，防止未经授权的访问和网络攻击。
针对未来的网络扩展性和升级性，建议采用可扩展的网络架构和设备，例如使用基于控制器的无线解决方案，以便快速添加新的无线接入点和扩展网络覆盖范围。另外，定期进行网络性能评估和容量规划，根据实际需求进行网络资源的动态调配和优化，以满足不断增长的用户需求。同时，引入新的技术和标准，如Wi-Fi 6、5G和SDN，以提升网络性能和用户体验，确保校园网络保持领先水平。
3.3总体设计
3.3.1网络拓扑结构设计
在设计AC热备份配置的无线校园网络结构时，首先采用分层的网络拓扑结构，包括接入层、汇聚层和核心层。在接入层，部署多个AP以覆盖校园各个区域，并连接到汇聚层的交换机上。汇聚层的交换机连接多个接入层交换机，并连接到核心层的核心交换机上，形成一个完整的网络架构。
在设备选型方面，选择具有AC热备份功能的无线控制器，并配备相应数量的AP。AC作为无线网络的控制中心，负责管理和控制AP的运行状态，实现对无线网络的集中管理。通过部署AC热备份，确保即使其中一台AC发生故障，另一台AC可以立即接管其工作，保障网络的连续性和稳定性。
冗余机制方面，将两台AC配置为互为主备模式，其中一台为主AC，另一台为备用AC。主AC负责实时监控无线网络的状态和AP的运行情况，备用AC处于待命状态。一旦主AC发生故障或失去连接，备用AC将立即接管其工作，继续对AP进行管理和控制，实现故障转移。
在故障转移过程中，当主AC发生故障或失去连接时，备用AC将自动接管其工作，并向AP发送通知，通知其与备用AC重新建立连接。同时，备用AC会从主AC处继承所有的配置信息和状态数据，确保网络可以继续正常运行，用户不会感知到任何中断或影响。通过这样的设计，可以有效应对AC单点故障带来的风险，保障无线校园网络的稳定性和可靠性。
3.3.2 IP和VIAN划分
| 地点 | 类型 | 网段 | 网关 |
| 教学区 | 有线 | 114.115.10.0/24 | 114.115.10.254 |
| 无线 | 114.115.20.0/24 | 114.115.20.254 | |
| 办公区 | 有线 | 114.115.30.0/24 | 114.115.30.254 |
| 无线 | 114.115.40.0/24 | 114.115.40.254 | |
| 宿舍区 | 有线 | 114.115.50.0/24 | 114.115.50.254 |
| 无线 | 114.115.60.0/24 | 114.115.60.254 |
| 地点 | 类型 | Vlan |
| 教学区 | 有线 | 10 |
| 无线 | 20 | |
| 办公区 | 有线 | 30 |
| 无线 | 40 | |
| 宿舍区 | 有线 | 50 |
| 无线 | 60 |
图1-1 IP和VLAN划分
3.3.3网络安全设计
在构建无线校园网络时，设计网络安全措施是至关重要的。随着无线网络的发展,安全性问题不可避免地成了校园建设中备受关注的重点之一,校园的无线网络安全高度依赖管理者的技术水平,通过提高技术水平可以建立稳定的校园网络环境。首先，采用先进的加密技术，如WPA3，以保护无线数据传输的安全性。WPA3通过SAE等强大的加密算法，防止中间人攻击和密码破解，提高了Wi-Fi连接的安全性。其次，实施多因素身份验证或基于证书的身份验证等方法，确保只有授权用户可以接入网络。此外，采用访客网络隔离和访问控制列表等措施，将访客与内部网络分隔开来，限制其访问权限，防止未授权的访问和潜在的安全风险。同时，定期进行安全漏洞扫描和修复，加强对网络设备和系统的安全监控和管理，及时应对潜在的安全威胁和攻击。
3.4综合布线系统设计与施工
3.4.1综合布线设计原则
在设计校园内的综合布线时，需要考虑到教学区、办公区和宿舍区的不同需求，并确保无线网络的可靠性、安全性和扩展性。首先，针对教学区，应该确保网络覆盖范围广泛且信号稳定，以满足师生们在教学楼、实验室和图书馆等地的上网需求。在布线设计上，可以采用分布式无线接入点布置，覆盖每个教室和走廊，保障教学区的网络连接稳定。同时，为了应对高密度用户场景，可以采用智能AP调整技术，根据实时网络负载情况自动调整AP的功率和频率，以提供更好的网络覆盖和性能。
其次，对于办公区，需要考虑到办公人员对网络带宽和安全性的要求较高。因此，在办公楼布线设计中，应该充分考虑到网络负载均衡和冗余备份，采用双机热备份的方式部署核心设备，保证办公区网络的稳定性和可靠性。同时，配置访客网络和员工网络，实施访客隔离和身份验证机制，以保护内部网络安全。最后，对于宿舍区，需考虑到学生们的多样化网络需求，包括视频、游戏等大流量应用。在布线设计上，应该充分考虑到网络带宽的分配和管理，采用智能带宽控制技术，根据用户需求动态分配带宽资源，避免网络拥堵和带宽浪费。
3.4 AP 的部署
遵循校园无线网络的规划设计原则,对校园无线网络进行规划和部署.通过室内、室外部署无线AP,将无线网络作为有线网络的补充和延伸,构建校园有线网络和无线网络共存互补的综合网络,改善高校信息化建设中的校园网络环境。
正常情况下，室内（如会议厅）无线 AP 允许的最大覆盖距离为 10~20
米，室外场景（如篮球场）要采用室外 AP 进行无线覆盖 ，室外 AP 的防尘防
水等级高，功率大，覆盖范围广，单个 AP 可覆盖半径 100~200 米。由于校园
环境中存在建筑物墙壁等类似的障碍物，这些障碍物会一定程度上降低无线AP 的覆盖范围，在实际的 AP 部署中，需要把各个因素考虑在内。在室外无线组网信道规划中我们也要考虑到：同一方向的网桥之间的信道或被重叠信号覆盖的网桥之间的信道不会相互干扰；网桥与网桥之间传输线路上 AP 信道互不干扰；相邻的两个 AP 之间的信道也互相不干扰。由于实际校园无线 AP 部署过程中，校园场景较为多样，则在不同环境下需选择不同类型的 AP ，AP 部署应遵循如图 2-1 所示要求。
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AP类型 |
特点 |
覆盖范围 |
应用场景 |
布点思路 |
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面板AP | 美观性较好，与室内家居融为一体，覆盖性能有保障 | 半径 10m 的球星覆盖
| 校园宿舍、小型会议室 | 每个房间一个面板 AP
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吸顶AP | 布线需求少、安装方便 | 可覆盖半径10米左右 | 餐厅、教室、通道走廊 | 在教室内选择双频吸顶 AP
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室外AP | 支持防水防尘空间超大、 室外安装
| 可覆盖半径 100~200 米
| 公园、停车场 | 无线网桥组网 做好足够的 规划
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图2-1 AP 部署场景安排
第4章无线网络具体配置
整体网络规划图
图4-1 整体网络规划图
