毕业设计论文楼宇无线局域网设计与规划.docx
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毕业设计论文楼宇无线局域网设计与规划
毕业设计
楼宇无线局域网设计与规划
指导教师
学院名称
工程学院
专业名称
通信工程
论文提交日期
年月
论文答辩日期
年月
答辩委员会主席____________
评阅人____________
摘要
随着Internet应用的迅猛发展，以及便携机、PDA（PersonalDataAssistant）等移动智能终端的使用的日益增长，给广大用户提供了诸多便利（随时随处自由接入Internet、能享受更多的业务、安全且有保障的网络），成为发展的必然。
在接入速率和适应环境上与3G技术互为补充的WLAN（WirelessLocalAreaNetwork）――无线局域网迅猛发展，成为新一代高速无线接入网络
企业无线局域网为企业用户提供了切实可行的网络应用环境。
无线网络自诞生以来就被认为是为用户提供前所未有的灵活性、便利性以及显著提高工作效率，在减少工作压力、改善生活水平，乃至提高企业用户社会地位方面具有得天独厚的优势。
本文着重于无线局域网的规划与设计，充分利用无线局域网技术（WLAN），以办公——宿舍楼宇无线网络一体化为实例，在标准协议基础上，采用了三级结构，利用无线AP与二三级交换机，摆脱有线传输介质的束缚,在一定区域内实现不间断移动办公和生活娱乐的需求,并且随着需求增加,将来还可以迅速、方便地部署更多的网络节点。
关键词：
无线局域网企业AP
1前言
1.1无线局域网的概述
.1无线局域网的发展现状
现在网络的影响力已经为所有人所认可,网络无处不在已经不仅成了人们的希望,更成为一种必须。
而无线局域网凭着他的各方面的特点,越来越受到人们的关注,越来越快速地发生变化。
越来越多的人开始接受并采用无线技术———不仅是在企业中,还包括家庭、公共接入和嵌入式设备市场等。
无线局域网技术正在改变人们的种种观念,改变着人们传统的工作学习和生活方式。
不可否认,无线局域网已经走上了迅速发展之路。
2003年以来，无线局域网市场热度迅速飙升，已经成为今年IT市场中新的增长亮点。
据预测，中国WLAN市场将会以平均每年51%的速度增长，到2006年，市场规模有望翻一番。
根据Gartner公司的调查报告显示，到2005年，无线局域网的发展是2001年的三倍，在全球最大的1000家公司中，有三分之一的公司采用了无线局域网产品。
2009年1月，我国正式发放3个3G牌照。
中国移动的TD-SCDMA、中国电信的CDMA2000、中国连通的WCDMA三个3G网都已经在我国重点城市开通。
在不久的将来，3G网络将被广泛应用。
3G网络建成后，各大运营商都会考虑3G与现有的WLAN网络的融合，3G/WLAN一体化网络也将会被建成和应用。
无线局域网可以应用于区域覆盖和点对点传输，其中又以区域覆盖应用占绝大多数。
国内的无线局域网现状按照应用规模大致可以分为以下四种类型：
（1）个人及家庭用户：
拥有多台计算机的家庭越来越普遍，此类用户一般会使用集成无线功能的宽带路由器。
（2）企业用户：
这类用户的无线网络大部分由自己或系统集成商搭建，网络规模差异很大，网络的设计水平和安全状况也参差不齐。
（3）热点应用：
近年来，在咖啡厅、酒店、医院、商场、车站等场所纷纷兴起了提供无线上网的服务，这些网络仍然是有用户自己或系统集成商搭建，但是网络的利用率不高。
（4）大面积覆盖：
为提升城市形象或出于ISP之间的竞争等目的，目前涌现了大批的机场覆盖、无线社区、无线高校、甚至无线城市，这类大型网络一般是由各大运营商进行部署，从设计到实施都比较系统。
上面这些不同规模的网络具有各自不同的特点，但他们的共同点就是能够极大地方便人们的生活。
不管未来会采用何种无线技术标准，可以肯定的是，未来无线网络的传输速率及稳定性将会不断提高，甚至会超越传统有线网络。
同时硬件设备的成本将呈下降趋势，结合无线网络移动性强、易扩展、易部署等传统优势，在未来的各个层次各种规模的消费群体里都将具有极大的发展空间。
1.无线局域网的优点
无线局域网被看作传统有线网络的延伸，在某些环境还可以替代传统的有线网络。
与之相比，无线局域网有以下显著的益处：
（1）灵活性和移动性。
在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。
无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。
（2）安装便捷。
一般在网络建设中,施工周期长、对周围环境影响最大的就是网络布线的施工。
在施工过程中,往往需要破墙掘地、穿管架线。
无线网络最大的优势就是免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络,可遍及有线不能到达的地方。
（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。
重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
（4）故障定位容易。
有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。
无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。
（5）易于扩展。
无线局域网有多种配置方式，它的网桥系统支持多种拓扑结构及平滑扩容，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。
（6）综合成本较低。
由于有线网络缺少灵活性,所以会要求网络的规划者尽可能地考虑未来的发展需要,往往导致需要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想,又要花费较多费用进行网络改造。
但是，对于无线局域网来说，它一方面可以减少了布线的费用，另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中可以更好地保护已有投资。
同时，由于WLAN技术本身就是面向数据通信领域的IP传输技术，因此可直接通过百兆自适应网口和企业、学校内部Intranet相连，从体系结构上节省了协议转换器等相关设备。
无线局域网的标准
、802.11b、、802.11i、802.11e、802.11n、802.11k等大量标准。
但最常见的是、802.11b、以及新兴的802.11n，下面着重介绍这几种标准。
是802.11原始标准的一个修订标准，于1999年获得批准。
标准采用了与原始标准相同的核心协议，工作频率为5GHz，使用52个正交频分多路复用副载波，最大原始数据传输率为54Mb/s，这达到了现实网络中等吞吐量（20Mb/s）的要求。
如果需要的话，数据率可降为48，36，24，18，12，9或者6Mb/s。
拥有12条不相互重叠的频道，8条用于室内，4条用于点对点传输。
由于2.4GHz频带已经被到处使用，采用5GHz的频带让具有更少冲突的优点。
然而，高载波频率也带来了负面效果。
几乎被限制在直线范围内使用，这导致必须使用更多的接入点；同样还意味着不能传播得像802.11b那么远，因为它更容易被吸收。
它不能与802.11b进行互操作，除非使用了对两种标准都采用的设备。
IEEE802.11b是是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。
其载波的频率为2.4GHz，频段范围为2.4to2.483GHz，共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。
物理层的调制方式为CCK（补码键控）的DSSS。
传送速度为11Mbit/s。
802.11b规定的是动态速率，允许数据速率根据噪音状况进行自动调整。
这就意味着802.11b设备在噪声的条件下将以比正常速率11Mbps更低的速率，如1Mbps、2Mbps、5.5Mbps等多种速率进行传输。
多速率机制的MAC（介质接入控制）确保当工作站之间距离过长、干扰太大或信噪比低于某个门限时，传输速率能够从11Mbps自动降到5.5Mbps，或者根据直接序列扩频技术调整到2Mbps和1Mbps。
是为了提高更高的传输速率（跟802.11b相同），使用CCK技术与802.11b（Wi-Fi）后向兼容，同时它又通过采用OFDM技术支持高达54Mbit/s的数据流，净传输速度约为24.7Mbit/s（跟相同），所提供的带宽是的1.5倍。
不但能够兼容802.11b，保护现有的设备投资，而且还可以达到54Mbit/s的速率。
除了具备高传输率以及兼容性上的优势外，IEEE所工作的频段的信号衰减程度不像IEEE的那么严重，并且IEEE还具备更优秀的“穿透”能力，能适应更加复杂的使用环境。
新兴的802.11n标准具有高达600Mbps的速率，是下一代的无线网络技术，可提供支持对带宽最为敏感的应用所需的速率、范围和可靠性。
802.11n结合了多种技术，其中包括SpatialMultiplexingMIMO（Multi-In,Multi-Out）（空间多路复用多入多出）、20和40MHz信道和双频带（2.4GHz和5GHz），以便形成很高的速率，同时又能与以前的IEEE802.11b/g设备通信。
的比较，可发现WLAN标准不断发展的轨迹。
表1的比较
数据速率
54Mbit/s
11Mbit/s
54Mbit/s
300Mbit/s
吞吐量
23Mbit/s
19Mbit/s
74Mbit/s
频率
5GHz
兼容性
无
与
兼容
作用范围/m
35～120
38～140
38～140
70～250
信道数
3
最高23
3
14
传输方式
OFDM
DSSS
DSSS/OFDM
MIMO
其他
非主流技术，速度快，价格高
次主流技术，速度慢，价格低，技术成熟，普遍应用
主流技术，速度快，价格低
未来技术，速度快，价格高，技术不成熟
今天，企业组织机构开始向扁平化发展。
各企业单位的职员更多的是使用笔记本电脑和跨组织、跨地区的其他员工在一起工作。
其产生不仅发生在他们的工作台旁,而且还发生在不断的开会、沟通和交流之中,所以他们非常需要有一种手段可以使得他们在离开工作台后还能够连接到网络中。
无线局域网正迎合了这种需求,给这些移动的办公人员一个接入网络的途径,有了无线局域网,工作人员能够在公司的任何地方:
会议室、咖啡厅或者其他分公司的办公室里访问网络资源,无线局域网提供给计算机管理员一个新的技术手段,允许他们能够设计开发一个不需要依靠线缆的新的网络环境,而且可以省钱省力。
无线网络的引入，为企业提供了一种新型的网络应用平台，为企业创建了无线自由的工作空间，可以实现企业内信息的高度共享、传递，大大提高工作效率，还可以建立出口通道，实现与Internet互联，方便地进行资料查询，实现企业对外信息的交流，还需要。
事实上，无线应用已经深入到了企业当中，虽然它不会取代传统的有线网络，但它已经成为传统有线网络灵活扩展的重要技术。
本文在充分掌握无线局域网技术（WLAN）知识的基础上，规划和设计办公——宿舍楼宇一体化无线局域网，其中通过采用标准，利用无线AP和交换机等为企业打造一个强大、灵活、稳定、安全的高性价比无线企业网，能够为其不同职能部门的多元化需求提供多样化的网络支持，以及使员工宿舍之间实现资源共享，构建员工信息交流平台，加强员工之间的沟通交流，培养员工的企业归属感与团队精神。
2需求分析
总体建设目标
现阶段公司有一栋5层的办公楼，三栋四层的宿舍楼，22间房间、会议室有1间、办公楼中包括15间办公室以及6间办公大厅，宿舍楼每层五间宿舍。
现阶段，企业采用的是有线局域网接入方式，星型接入结构，使用的10M带宽接入。
但由于公司的急剧扩张，人员需求的增加，使得接入网络数量增多，造成端口不足，带宽不足和经常掉线等问题，公司决定重新构建一个办公——宿舍一体化的无线局域网。
我们将会克服现阶段所有的问题的前期下，完成漫游，更高网速，可扩展性网络，更安全，更省电，高覆盖面无线局域网的建设。
通过这种设计方案，能在未来三到五年内适应办公——宿舍系统的发展需求，为此，我们需要达到：
（1）作为一个基于企业Intranet的信息管理和应用的网络系统，提供相应的各种服务。
（2）网络上各种软、硬件资源能得到共享，并能快速、稳定地传输各种信息，提供有效的网络信息管理手段。
（3）采用开放式、标准化的系统结构，以利于功能扩充和技术升级。
（4）能够与外界进行广域网的连接，提供、享用各种信息服务。
（5） 具有完善的网络安全机制。
（6）能够与原有的计算机局域网络和应用系统平滑地连接，调用原有各种计算机系统的信息。
（7）利用无线网络技术进一步扩展办公——宿舍网的覆盖范围，使企业员工能够随时随地、方便高效地使用网络。
（8）促进公司培训的发展和员工娱乐的丰富，进一步拓展网络空间。
（9）提升企业网络环境，提高管理水平和效率，推动企业信息化建设；
（10）要覆盖部分原来没有有线网的空间，诸如：
人行绿化走廊；
2.2具体实施目标
实施说明
工厂——宿舍系综合楼为综合楼五层，其中高层职工楼三层，办公楼两层；普通宿舍楼三栋，每栋四层，第一层为饭堂。
虽已预埋楼层间网线并留有接口,但由于建筑采用传统结构化布线工程,每个功能间只布设了两个信息点。
我们设想利用无线网络技术使有线网络得到延伸扩展以满足多人同时上网交流,以及调取资料的需求;将来可满足员工自带笔记本电脑上网,公司可不再因没有提供足够的微机供员工使用,以及为缺少机器的维护升级经费而发愁;配置有了灵活性和移动性,这样公司员工就不再受位置或者教室里可用数据端口数量的限制了。
综合楼三层、四层是人员较为集中的主要办公场所,公司事务主要在这里开展,因而电脑用户比较多。
为了提高这里用户的数据传输速率,设计这两层楼共安放4个无线接入点,相对比别的楼层多,以保证传输带宽、冗余性和可靠性。
区域内的笔记本电脑安装无线PCMCIA网卡,台式计算机安装PCI卡,通过无线接入点连接有线网络。
在一层、二层的机房及大会议室中各单独安装无线接入点设备,为保证信号的完全覆盖且不受干扰,根据需要还可临时加配无线路由器接入点。
由于无线接入点可简便灵活使用,在需要的时候,二到五层休息室内还可利用室内有线端口增设无线接入点,架设无线局域网,员工和客户可自带机上网。
覆盖宿舍内部分区域，为生活提供切实可用的无线网络环境；采取通行的网络协议标准：
目前无线局域网普遍采用802.11系列标准，因此区域无线局域网将主要支持（54M带宽）标准以提供可供实际应用的相对稳定的网络通讯服务，同时兼顾多种类型应用和将来的投资保护，需要同时支持，802.11b，实现双频三模技术；全面的无线网络支撑系统（包括无线网管、无线安全，无线计费等），以避免无线设备及软件之间的不兼容性或网络管理的混乱而导致的问题；保证网络访问的安全性；采用非独立型的无线网络结构选型；
2.2.2各项指标要求
（1）有线网络无法接入的室外场所：
公司和宿舍的一些场所很难实现网络有线接入，采用无线方式可以实现覆盖大范围室外空间的无线网络接入，而且灵活性高。
本次建设主要包括各宿舍、宿舍食堂、宿舍走廊和公司等。
（2）有线网络使用不便或受限的室内空间：
公司内一些室内场所空间较大，会产生许多人同时接入网络的需求，采用有线的方式只能提供少量接口，不能满足要求。
用无线网络覆盖来解决相当数量的移动设备同时访问网络的问题。
（3）安全、认证、计费和管理要求：
要与现有的计费系统对接，实现针对用户计费、管理、控制功能；
（4）工厂——宿舍无线网网络结构要求：
无线接入所需布设的AP通过校园网的汇聚层设备接入到校园网中，在汇聚层都提供相应的接口给无线网线，在接入层设备要在方案中进行描述。
（5）工程布线和安装要求：
室内部分：
定好较为开阔位置，将网线和电源线走暗线敷设到位；挂在墙上，可利用设备本身自带的安装附件进行安装；如果需要遮蔽，则需要定制非金属安装盒；如果是挂在天花板上，则根据天花板的情况而定，若天花板是非金属结构，可以固定在天花板内。
安装过程中应充分考虑防盗问题。
室外部分：
根据设备位置有两种布线方式。
如果AP设备放置在楼顶，则需要走网线和电源线；如果AP设备放置在室内，天线放置在室外，则需要走天线馈线。
这两种方式馈线都需走铁管，贴防水胶方式处理，安装过程中应充分考虑防盗。
供电部分：
AP的供电可采用POE方式由接入的网络设备进行供电（无需本地供电）。
（6）产品能力要求要求：
产品支持AES、WEP加密等安全标准；漫游切换；支撑QOS能力。
3设备的选型
对于中小规模的网络，设备选型时应遵循以下一些基本原则：
（1）标准化原则：
所选择的设备必须基于国际标准或行业标准。
因为只有基于标准的产品才有可能与其他厂商的产品互连、互通（需要指出的是，并非只要基于标准的产品，彼此之间就可以互连、互通）。
（2）技术简单性原则：
对网络需求必须十分明确。
对于普通用户而言，在满足需求的前提下，尽可能选择简单实用的技术和设备。
否则，今后的运行管理、故障诊断等，都需要请专业人员，开销巨大，运行效果却不见得好。
（3）环境适应性原则：
不要轻信国外某些机构的评测报告，其中不乏商业因素。
而且，即使是权威机构的评测报告，也只是在特定网络环境下取得的结果，不能作为产品选型的全部依据。
对于大型网络而言，上述基本原则仍然十分重要，但也不必完全拘泥。
因为大型网络往往技术要求新，应用需求多，技术力量强，完全可以根据自身网络环境的要求，结合具体的设备和技术，度身定做。
但是，仍然有些必须充分考虑的因素。
（4）可管理性原则：
对于大型网络而言，这一点是至关重要的，它不仅关系到系统的性能指标，甚至关系到系统的可用性。
主要应考察网管系统对所选设备的监管、配置能力，以及设备可以提供的统计信息和深层次的故障检测手段，如骨干交换机必须具备端口镜像能力。
这对于故障诊断，以及今后的网络规划具有特别重要的价值。
（5）容错冗余性原则：
除了在网络设计时要考虑冗余，骨干设备的容错冗余也是必须的。
所谓容错，就是设备的某一模块出现故障时，是否会影响其他模块，乃至其他设备的正常工作，是否支持热插拔，是否支持备份设备的自动切换等。
所谓冗余，就是配置的设备，是否可以安装多个相同功能的模块，在工作正常的情况下实施负载分担，当其中一个出现问题时自动切换。
3.1.2交换机具体选型
1、二层交换机选型：
Aruba800-16-SX-AOS-STD所需：
1台
该型号交换机的详细参数如表2所示：
表2Aruba800-16-SX-AOS-STD的详细参数
指标
具体参数
产品型号
800-16-SX-AOS-STD
产品类型
移动控制器
其他参数
8个10/100M的PoE端口和一个1000BaseSX上联端口；支持最多16个AP；支持通过2或3层网络连接AP，或直接连接AP
性能
Aruba800移动控制器专为分支机构应用设计，可最多支持16个AP和数百名并发用户；Aruba800配备有八个10/100Mbps以太网端口和一个千兆以太网（GBIC）上行链路；加快加密速度的集成硬件提供高速性能，使Aruba800可以提供高达200Mbps的加密吞吐量；
说明：
2、三层交换机选型：
Aruba200-6-Aos-STD所需：
4台
该型号交换机的详细参数如表3所示：
表3Aruba200-6-Aos-STD的详细参数
指标
具体参数
产品型号
Aruba200-6-Aos-STD
产品类型
移动控制器
外形尺寸
×241×171mm
接口参数
快速以太网端口（10/100M）×1，千兆以太网端口（10/100/1000M）×1
电源电压
100-127VAC,200-240VAC
最大功率
12W
其他参数
一个10/100M上联端口和一个10/100/1000BaseT局域网端口；支持最多6个OmniAcessAP;支持通过2或3层网络连接AP
支持网络标准
802.11i安全标准（WFA认证的WAP2和WPA），802.1X用户和设备认证，支持AP-PEAP,EAP-TL和EAP-TTLS,集中式AES-CCM,TKIP和WEP加密，802.11iPMK缓存技术
WLAN支持
支持VLAN功能，802.1d生成树协议（STP）,802.1OQVLAN标签
MAC地址表
4096K
3.2AP选型
1、宿舍选取路由器TP-LINK的TL-WA501G+所需：
22台
该型号路由器的详细参数如表4所示：
表4TP-LINK的TL-WA501G+的详细参数
指标
具体参数
型号
TL-WA501G+
支持协议
TCP/IP协议，IPX/SPX协议，NetBEUI协议
无线标准
IEEE802.11b,IEEE
传输速率
54，48，36，24，18，12，11，9，6，5.5，2，1Mbps
接口类型
RJ-45，1个
工作频段
覆盖范围
室内最远200米，室外最远830米（因环境而异）
状态知识LEDS
LAN,电源，无线网络连接状态
额定电压
9V，，50Hz
外形尺寸
165×108×28mm
主要参数
提供全中文Web管理，支持软件在线升级/天线可拆卸
2、会议室选用AP型号：
ArubaAP-65所需：
2台
该型号路由器的详细参数如表5所示：
表5ArubaAP-65的详细参数
指标
具体参数
产品型号
AP-65
接口类型
10/100/1000BASE-T端口
其他参数
AP-65无线接入点，具有内置天线（2.4GHz&5GHz频段，支持分极）；支持和802.11b/g；支持一个10/100Base-T（RJ-45）以太网接口（支持PoE和SoE）
性能
Aruba65是Aruba公司体积最小的双射频瘦体系结构接入点，可提供和802.11b/g服务的并发操作；Aruba65的设计只能与Aruba移动控制器配套使用，背面嵌有以太网接口和集成的天花板瓷砖轨道安装点，Aruba65独立的低成本设计非常适合分散的部署应用；Aruba65一台多用途设备，可用作接入点和射频监视器—单独或同时在2.4GHz和5GHz频谱上使用了；Aruba65支持集成的高增益天线，最大化多波段覆盖率
4系统总体设计方案
4.1系统的组成
该系统是由一台主交换机+防火墙+第三层交换机+AP接入点的机构组成的，采用的是星型+树型结构，具体拓扑结构见图1。
图1局域网拓扑图
4.2实际楼宇具体布局
各栋楼方案图：
宿舍布局：
楼层具体布局图：
公司会议室布局图：
公司楼层布局图：
5方案的特点及其性能分析
本方案设计了一个“工厂-宿舍”无线局域网组建模式，针对工厂中带宽不足，人员增长过快以及有线局域网综合布线规划不合理造成资源浪费等问题。
提出了组建工厂-宿舍一体化无线局域网。
方案性能分析：
1、运用专用服务器机构，数据保密性强，可以严格的对每一个工作站设置访问权限可用性高。
2、通过改建后的局域网带宽明显增大，可扩展性变强
3、员工可以任意漫游，不再受到线路的限制，AP覆盖范围足够广。
4、管理更好，MH1000做了时间排程，分段时间上网，禁止了p2p和PPlive,PPS等设定。
防ARP病毒，做MAC邦定，Qos+限速。
三栋宿舍电脑200台左右,一般在线数为150台左右，防网络风
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