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摘要：針對高校無線網絡建設現(xiàn)狀和存在的問題，以北方工業(yè)大學無線網絡建設的具體實踐為例，對北方工業(yè)大學無線網絡建設的現(xiàn)狀、原則、建設方案以及建成后的效果等進行了介紹，重點論述了無線網絡建設的總體框架、網絡拓撲、頻段與信道覆蓋優(yōu)化、SSID規(guī)劃、無線網絡使用等方面，提出了適合北方工業(yè)大學的無線建設思路，為其他高校的校園無線和智慧校園建設提供了參考。

關鍵詞：校園；無線網絡；建設

一、引言

隨著學校信息化程度不斷提高，校園網早已成為校園里不可缺少的基礎設施，在學校網絡建設和運維管理工作中，不斷涌現(xiàn)出新的挑戰(zhàn)。校園無線是高校重要的教學、科研和管理應用平臺，目前大多數高校都已實現(xiàn)無線網絡全覆蓋，并為每個學生開通了上網賬號，高校校園網無線上網的用戶數已經超過了有線上網用戶數。移動互聯(lián)網時代，智能手機和平板電腦開始大量出現(xiàn)，據不完全統(tǒng)計，高校學生98%以上都擁有智能手機，這些終端只能通過WiFi或3G/4G接入網絡，甚至越來越多的筆記本電腦開始不配備以太網接口，只提供有線接入的校園網已經無法滿足用戶需求。隨著無線互聯(lián)技術和移動終端的飛速發(fā)展，新的技術手段對高校無線網絡建設提出了新的要求。因此，擬以北方工業(yè)大學的具體實踐為例，論述高校校園無線網絡建設的實踐經驗及取得的成效。

二、北方工業(yè)大學無線網絡建設現(xiàn)狀

北方工業(yè)大學校園網承載著學校網絡教學平臺和教學資源共享平臺以及教務、圖書、財務、校務辦公信息等十多個教學、科研管理信息系統(tǒng)，并擁有學校和學校各院系、部處的數十個網站，成為學校教學、科研和管理的重要基礎設施。校園網為全校師生員工提供了網絡教學、資源共享服務及DNS、E-mail、WWW、FTP等互聯(lián)網服務，為學校教育信息化的進程提供了有力的支持。北方工業(yè)大學從2008—2017年，分階段進行了無線校園網的規(guī)劃與實施，目前全校無線AP點位3780個，已經實現(xiàn)了主要教學區(qū)、辦公區(qū)、學生宿舍區(qū)、生活區(qū)等的無線網絡全覆蓋，具體建設歷程如下：2008年，校園網改造項目中涉及了一部分無線校園網的局部覆蓋，主要解決了學校一些公共會議室、專業(yè)教室的無線覆蓋，該項目包含30臺AP和一個4402無線控制器。2009年，北方工業(yè)大學無線局域網第一期，涉及186臺無線AP、2臺無線控制器，覆蓋各個教學樓的公共大教室（超過100人的）、紅葉公寓、國教中心、第五教學樓的部分專業(yè)教室和研究生實驗室、第一教學樓一層的部分辦公室。2010年，北方工業(yè)大學無線局域網第二期建設，針對圖書信息樓的無線信號覆蓋，涉及38臺無線AP、3臺POE交換機。2011年，北方工業(yè)大學老圖書館改造，實現(xiàn)了老圖書館無線網絡覆蓋，涉及57臺無線AP、3臺POE交換機、1臺無線控制器。2015年，北方工業(yè)大學第三實驗樓網絡建設（新竣工樓配套）項目實現(xiàn)了第三實驗樓的有線和無線網絡覆蓋，涉及280臺無線AP，全面覆蓋第三實驗樓的公共空間、專業(yè)教室和實驗室。2015年，北方工業(yè)大學圖書館無線網絡升級改造項目，新增70臺無線AP、3臺POE，實現(xiàn)圖書館書架區(qū)域和辦公區(qū)域的無線覆蓋，滿足圖書館所有區(qū)域的無線應用和無線上網需求。2016年，學生宿舍區(qū)無線網絡建設項目（一期）主要針對學生9公寓、學生11公寓進行無線覆蓋，涉及85臺無線主AP，1500臺無線分AP，全面覆蓋學生9公寓、11公寓每個宿舍和公共空間。2017年，學生宿舍區(qū)無線網絡建設項目（二期）主要針對學生7公寓、8公寓、10公寓進行無線覆蓋，涉及1587臺無線AP，全面覆蓋上述學生公寓和學生生活區(qū)。

三、北方工業(yè)大學校園無線網絡設計與建設方案

北方工業(yè)大學無線網絡建設是一個系統(tǒng)工程，它涉及多個設計細節(jié)和執(zhí)行環(huán)節(jié)，可以滿足大量用戶無線終端統(tǒng)一接入的需求，結合《北方工業(yè)大學信息化頂層設計方案》進行無線網絡的設計與實現(xiàn)。1.無線網絡建設總體框架。根據北方工業(yè)大學校園網“整體規(guī)劃，逐步實施”的原則，我校將統(tǒng)籌考慮學校信息化建設現(xiàn)狀及學校未來信息化發(fā)展需求，按照集約建設的思路實現(xiàn)建設與“現(xiàn)代化大學”相適應的信息化建設水平的總體目標，我校校園無線網絡規(guī)劃如圖1所示。2.無線網絡建設原則。（1）經濟實用性原則。北方工業(yè)大學對無線項目的投入遵循經濟實用性原則，在選擇方案時，性能價格比是最重要的衡量標準之一。（2）簡單易用性原則。北方工業(yè)大學信息中心IT專業(yè)管理人員同時需要負責網絡、系統(tǒng)、應用系統(tǒng)的維護，所以平臺的易用性，操作的簡便性，部署的方便性就顯得尤其重要了。（3）平衡性原則。風險、效率、投入是相互制約的因素，平衡性原則的第一個要素便是平衡這三者的關系，追求效率的時候不忘記風險，控制風險的時候要平衡效率和投入，風險存在在很多地方，有限的投入需要合理分配。（4）先進性原則。無線網絡建設必須能夠滿足未來3—5年技術、應用的發(fā)展需要，所以在校園無線網絡項目建設過程中，所采用的無線產品必須在無線技術方面具備一定的先進性，無線網絡設備均支持802.11a/b/g/n/ac協(xié)議，滿足未來無線接入的趨勢。（5）安全性原則。無線產品必須具備高安全性，通過對無線用戶做靈活的認證、加密來確保網絡和用戶的安全性，采用專用接入點控制設備（AC）集中管理、控制所有的AP，即“瘦AP+AC”的架構進行無線組網，同時引入WAPI標準，進行公鑰的雙向認證，保證了無線傳輸的安全性。3.無線網絡建設方案。（1）無線網絡采用集中控制和管理的方式，采用無線控制器對分布在校園內的眾多AP進行統(tǒng)一管理。無線網絡管理軟件能夠發(fā)現(xiàn)對無線網絡造成干擾的射頻干擾源，并對其進行物理位置的定位。（2）與現(xiàn)有校園網統(tǒng)一認證平臺相結合，通過校園網統(tǒng)一認證平臺對用戶進行認證和權限的分配，向無線、有線用戶提供統(tǒng)一的服務，實現(xiàn)有線無線一體化。（3）無線設備可升級支持最新的協(xié)議，無線AP同時支持WAPI國家無線加密標準，采用無線核心隨板AC的方式，節(jié)約整體設備成本，可以對無線AP的集中控制和遠程自動升級，支持本地轉發(fā)和頻譜分析。（4）無線網絡管理軟件對所有的無線設備進行統(tǒng)一的配置和管理，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)并報告故障點，支持查看每個AP上所連接的客戶端數量、AP信道狀態(tài)、信道使用率、信噪比、信號強度分布及AP的狀態(tài)，對大批量的AP或者控制器配置采取模板定制功能，通過無線網絡管理軟件自動下發(fā)參數實現(xiàn)AP的零配置管理。支持對同一區(qū)域內的無線設備進行動態(tài)功率調節(jié)和監(jiān)控，具有分析網絡運行日志的功能，能夠輸出到指定的日志服務器。

四、北方工業(yè)大學無線網絡優(yōu)化與應用

北方工業(yè)大學對校園無線網WLAN信道進行統(tǒng)一規(guī)劃，WLAN信道規(guī)劃的好壞影響到無線網絡的帶寬、性能、擴展以及抗干擾能力，也必將影響到廣大師生的上網體驗。1.頻段與信道覆蓋優(yōu)化。WLAN系統(tǒng)主要應用在兩個頻段：2.4GHz和5.0GHz。2.4G頻段具體頻率范圍為2.4GHz—2.4835GHz的連續(xù)頻譜，信道編號1—14，非重疊信道共有3個，一般選取1、6、11這3個非重疊信道。5.0G頻段分配的頻譜并不連續(xù)，主要有兩段：5.15GHz—5.35GHz、5.725GHz—5.85GHz。不重疊信道在5.15GHz—5.35GHz頻段有8個，分別為36、40、44、48、52、56、60、64；在5.725GHz—5.85GHz頻段有4個，分別為149、153、157、161，可以根據實際部署情況，選擇相應的非重疊信道。為保證信道之間不相互干擾，北方工業(yè)大學無線校園網對WLAN信道進行了統(tǒng)一規(guī)劃并實施。WLAN信道規(guī)劃需遵循兩個原則：蜂窩覆蓋、信道間隔。根據覆蓋密度、干擾情況、選擇2.4G/5G單頻或雙頻覆蓋。AP交替使用2.4G的1、6、11信道及5.0G的36、40、44信道，避免信號相互干擾。一般情況單獨使用2.4G或5.0G的頻段，對于會議室、體育館等高密度用戶接入場所，啟用雙頻進行覆蓋，以便提供更好的接入能力。2.無線網絡SSID規(guī)劃。北方工業(yè)大學無線網絡采用隨板AC的方式，在每個AC上可以配置多個SSID，通過配置多個SSID，AC針對不同的SSID下發(fā)不同的策略，SSID根據策略進行終端與業(yè)務管理。目前廣播1個SSID：NCUT-AUTO，采用802.1X認證方式，用戶初次使用需要輸入用戶名和密碼，以后每次自動連接，不需要重復輸入密碼，所有無線終端都可以接入使用。3.無線網絡安裝情況。北方工業(yè)大學無線網絡采用“AC+瘦AP”組網模式，目前共部署無線AP點位3780個，覆蓋了學生宿舍區(qū)、生活區(qū)和主要辦公區(qū)。宿舍區(qū)采用室內面板AP，AP安裝到房間內，按照每間宿舍對應1個AP，采用壁掛安裝方式，AP配有防護盒，避免學生破壞或粉刷損壞AP。食堂、體育館、圖書館和會議室等區(qū)域采用高密度AP，根據座位數量和容納人數，按照每50人對應一個AP進行規(guī)劃裝，AP盡可能靠近覆蓋區(qū)域，減少對周圍區(qū)域的頻段干擾。辦公區(qū)采用普通放裝AP和面板AP，AP安裝到房間和樓道內，根據房間面積規(guī)劃AP安裝數量，采用吸頂或壁掛安裝方式。4.無線網絡使用情況。北方工業(yè)大學無線網絡服務于全校學生和教職工（約13000人），截至2018年6月，最大同時接入終端總數超過7000個，無線網絡流量峰值超過2GBps。我校無線網絡滿足了全校師生在各種場景下的用網需求。在教學區(qū)，師生可以在任意一間教室將自己攜帶的無線終端快速接入校園網，并且支持大量終端同時接入。在宿舍區(qū)，學生在無線網絡中訪問校內外網絡資源，除了個別游戲和個別終端在高峰期略有延時以外，各種IPv4和IPv6應用都可以正常工作，學生宿舍區(qū)無線網絡運行情況見圖2。同時，運維人員排除網絡故障的速度大大提高，我校無線網絡建設有力促進了學校教學、科研的發(fā)展，有力提升了教育信息化和智慧校園建設水平。

五、總結

黨的“”報告明確提出“推動新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展”，順應首都打造“智慧北京”的建設目標，圍繞服務于師生的宗旨，全力打造智慧校園。通過加快建設高速無線網絡的方式，建設高速、覆蓋全校的信息化網絡基礎設施，實現(xiàn)無處不在的校園網絡服務。以云計算技術為突破口，建設能夠支撐“現(xiàn)代化大學”的信息化基礎設施、數據中心和計算資源，搭建統(tǒng)一交換、虛擬化、泛載、可信、綠色低碳的信息服務環(huán)境，實現(xiàn)信息資源的高度共享。通過綜合信息門戶平臺、身份識別與訪問控制平臺與共享數據服務平臺建設，推動信息技術與教學、科研和管理的深度融合，提高我校的辦學質量和效益，為全校師生提供高層次全方位的服務。北方工業(yè)大學的信息化建設任重而道遠，我們將依托學校的資源優(yōu)勢，總結學校無線網絡建設經驗，綜合利用云計算、物聯(lián)網、大數據、人工智能等技術，努力推進我校智慧校園建設。

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作者:李書欽 馬時來 李 琳 王志方 單位:北方工業(yè)大學信息中心