无线自组网络在军用分组无线网中的应用研究
黄扬洲 彭艺 查光明
（电子科技大学通信学院，成都，610054）
摘要：本文分析了军用分组无线网的特殊应用环境和战术通信的特点，探讨并提出在军用分组无线网中采用移动多跳的分层分布式无线自组织网络体系结构，并仿照OSI的经典7层协议模型和TCP/IP的体系结构，提出了通用的军用分组无线网的5层通信协议栈，并探讨了每一层的功能及其协议栈的跨层设计思想。
关键词：军用分组无线网，无线自组网，多跳，网络结构
Research of Ad hoc network’s application
in military packet radio network
Huang Yangzhou Peng Yi Zha Guangming
（School of Communication and Information Engineering of UESTC，Chengdu，610054）ABSTRACT：The special application environment of military packet radio network and the characteristic of military communication are analyzed respectively. The universal communication protocol of military packet radio network is built according to the OSI reference model and the architecture of TCP/IP, the protocol is divided into 5 layers, the function of every layer and the idea of cross-layer design is analyzed.
Key words：Military packet radio network, Ad hoc network, multi-hop, network architecture
1、 引言
军用分组无线网的主要任务是为战术兵团和各种部队(分队)作战指挥提供保障，主要由便于携带的或车载的野战通信装备(战术电台)组成，通信手段以移动通信为主。军用分组无线网对于保障战场环境的军事通信至关重要，世界上许多国家都给予了高度重视，美军已经制定了军用战术互联网的相关标准——MIL-STD-188-220B。当前，对于节点可移动的战术互联网，保证网络的性能和通信的可靠性是一项急需解决的艰巨任务。
自组织网络是一种对等式网络，它源自美军上世纪70年代提出的分组无线电网络。自组织网络具有自组织特性，结点无需人工干预，可快速自动组网。自组织网络通常采用无线通信技术，网络中的结点互相作为其邻结点的路由器，通过中间结点的转发实现结点间的通信。自组织网络的运行不能依赖于任何预设的固定网络设施，结点可以随意移动，它可以在没有或不便利用现有的网络基础设施的情况下，提供一种通信支撑环境。因此，自组织网络特别适用于战术通信环境中“动中通”的要求。
2、 无线自组网的基本概念、特点及体系结构
2.1 无线自组网络的基本概念和特点
按照移动通信系统是否具有基础设施，可以把移动无线网络分成两类。第一种类型是具有基础设施的网络。移动节点借助于通信范围内最近的基站实现通信。移动无线网络的第二种类型是一种无基础设施的移动网络，也就是无线自组网(Ad hoc Network)，又被称为多跳
无线网(Multi-hop Wireless Network)。
Ad hoc 网络是由一组自主的无线节点或终端相互合作而形成的，独立于固定的基础设施，并可采用分布式管理的网络，是一种自建立、自组织和自管理的网络。
Ad hoc 网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，是移动计算机通信网络的一种类型，所以Ad hoc 网络是移动通信和计算机网络的有机结合的产物。
Ad hoc 网络又是一种自治的无线多跳网，整个网络没有固定的基础设施，可以在不能利用或不便利用现有网络基础设施的情况下，提供一种通信支撑环境，拓宽了移动网络的应用场合。
Ad hoc 网络中的信息流采用分组数据格式和包交换机制，基于TCP/IP 协议族。若干个移动终端组成一个独立的IP 网络，与固定的互联网并行，需要时也可与固定的互连网互联。
Ad hoc 网络具有以下特点：(1) 动态变化的网络拓扑结构。(2) 无中心网络的自组性。
(3) 多跳组网方式。(4) 有限的无线传输带宽。(5) 移动终端的自主性和局限性。(6) 分布式控制网络。(7) 存在单向的无线信道。
2.2 无线自组网的体系结构
拓扑可变的无线自组织网络包含4种基本结构：中心式控制结构、分层中心式控制结构、完全分布式控制结构和分层分布式控制结构。前两种属于集中式控制结构，普通节点设备比较简单，而中心控制节点设备较复杂，有较强的处理能力，负责选择路由和实施流量控制。完全分布式网络结构可以看成平面结构，如图1所示。源站和目的站之间一般存在多条路径,可以较好地实现负载平衡。
分层分布式控制结构又称分级结构,借鉴了完全分布式和分层中心式结构的优点。它将网络划分成多个簇,每个簇由一个簇头和多个普通节点组成,如图2所示。分层分布式控制的基本特点是网络由若干控制节点(即簇头)和许多普通节点组成，它吸取了全分布式和分层中心式的优点，其网络管理是由簇头来完成的，采用分层分布式控制是军用无线自组织网络发展的趋势。分级结构又可以分为单频分级和多频分级两种。在单频分级网络中所有节点使用同一个频率通信。簇头之间的通信需要借助于网关(连接两个或多个簇的节点)完成。簇头和网关形成了高一级的网络,称为虚拟骨干网。在多频率分级网络中,簇头一般预先设定,不同级采用不同的通信频率。低级节点的通信范围较小,而高级节点的覆盖范围较大。高级节点同时处于多个级中,可以使用不同的频率来实现不同级的通信。
图1 平面结构 图2 单层分层分布式网络结构
普通节点 簇头 网关 骨干链路 普通链路
3、无线自组网络在军用分组无线网中的运用
3.1 战术通信环境的特点
现代数字化战争与过去的传统战争方式有很大的不同，其中的战术通信环境有其独特的一面，其特点为：
(1)在一个作战区域存在大量移动的异质节点，骨干链路将向战斗单元传输大量的信息(包括数据、图像、话音和视频等)，须由系统协助战斗单元的操作者处理这些信息。整个战斗环境由多个作战区域构成，每个区域都包含大量的移动的通信终端、坦克、火炮、飞机等战斗单元，此外还包括监视传感设备以及其它通信设施用于支持战场数字化通信。
(2)每个战斗区域内具有地面骨干网络并可以使用无人驾驶飞行器(UAV)充当多功能网关。
(3)由UAV或战术通信卫星构成的空中骨干网络可以覆盖整个战斗区域，从而使彼此距离较远的作战区域可以借助空中骨干网络通信。
(4)不对称的信息传输：在战术环境中，信息业务的传输通常是不对称的，通常战斗单元接收的信息要远远多于它发送的信息，如战斗单元操作者通常会向骨干节点发送请求，希望获得所处位置的各种信息，即普通节点发送的请求消息的数据量较少，而需要接收大量的信息。但是，对于传感器网络或侦察分队，情况将有所不同。
3.2 军用分组无线网的网络体系结构
考虑到战场环境中的网络规模可能较大，节点种类繁多，并且节点的分布地理范围较广，因此可以将整个网络划分为多个战斗区域子网，每个区域子网包括若干骨干节点，并为一定范围(几百米到几公里)内的移动节点服务。距离较近的区域子网之间可以通过骨干节点进行通信，当距离较远时可以借助于UAV或战术卫星形成的空中骨干网络进行通信。由于骨干节点一般由处理能力和功率较强的车载或机载通信设备充当，由单兵可携带的通信设备充当普通节点，因此可以将这种网络看作为多跳分级网络结构。在节点可以移动的情况下，这种异质分级网络结构能够为多个战斗区域内的战斗单元提供“动中通”能力。
将整个网络划分为三级，分别对应于普通节点、骨干节点和空中中继节点，如图3所示。网络结构的三个层次具体描述如下：
(1)位于地面的自组织网络节点构成第一层网络。该层包括各种普通移动节点和骨干节点，并且以骨干节点为簇头，将网络化分成多个簇。在每个簇内，由骨干节点负责管理和协调簇内的普通节点，并且可以采用合理的信道接入机制来支持数据访问的可靠性，同时可以在簇间使用CDMA技术来增加网络的空间复用率。
(2)移动骨干网络作为第二层。为了解决网络规模较大时可扩展性较差的问题，引入骨干网络作为网络的第二层。在战术环境中，装甲车、通信车、战斗机等可以作为骨干节点，在一个战斗区域内，它们可以借助定向天线技术构成高速的点到点的无线连接。
(3)空中骨干网络作为第三层。该层主要用来维护相距较远的骨干网络之间的通信，并且在地面骨干节点失效时可以充当地面骨干网络的备份通信设施，来提高整个网络的可靠性。通过采用这种三层的立体式网络体系结构，可以为战术通信网络提供一种可靠性较强、易于管理、灵活的通信支撑平台。
图
图3 用于战术通信环境的分级无线自组织网络体系结构
上述设计的一种适用于战术通信环境的分级自组织网络体系结构，具有配置简单灵活、便于管理网络中的移动节点和协调各种节点之间的通信，能够为战场环境中的战斗单元之间的通信提供一种底层支撑平台。此外，这种结构可以根据实际需要和设备的能力自适应地组织，具有很强的通用性和可靠性，并且具有较小的控制开销。因此，这种战术自组织网络体系结构具有一定的实用价值，并将对军队数字化通信网络的建设起到积极的作用。
3.3 军用分组无线网的通信协议体系
根据无线自组网的特征，仿照OSI 的经典7层协议模型和TCP/IP 的体系结构，我们可将军用分组无线网的协议栈划分为5层，如图4所示。
图4 无线自组网的协议栈
而在军用分组无线网中，考虑到TCP/IP 已经成为网络互联标准，所以设计的军用分组无线网的体系结构应基于TCP/IP 体系结构(美军近期数字电台已经采用TCP/IP 体系结构)，且需要根据自身特点进行必要的简化、修改和扩充。例如，现有的路由协议和组网方式都必须做重大修改，无线网络中的TCP 机制和性能也需要重新评估，考虑与有线骨干网的无缝连接，兼顾网络的效率与抗毁性等。本文提出了具体的军用分组无线网通用协议栈结构，如图5所示。
图5 军用分组无线网的协议栈
在军用分组无线网协议栈结构中，物理层完成无线信号的调制解调、加密、发送和接收等任务，此外还决定采用哪种无线扩频技术(直接序列扩频(DS-SS)和跳频序列扩频(FH-SS))、移动模型和无线信道传播模型。数据链路层中的MAC子层控制移动节点对共享无线信道的访问，它可以采用随机竞争机制(CSMA、IEEE820.11或MACA等)、基于信道划分的接入机制(TDMA、FDMA、CDMA或SDMA等)、轮转机制(轮询或令牌环)或动态调度机制；逻辑链路控制子层负责数据流的复用、数据帧的检测、分组的转发/确认、优先级排队、差错控制和流量控制等。网络层可以使用IPv4协议、IPv6协议或其它网络层协议来提供网络层数据服务，并且需要完成邻居发现、分组路由、拥塞控制和网络互联功能。邻居发现用于收集网络拓扑信息。路由协议的作用是发现和维护去往目的地的节点的路由，将网络层分组从源节点发送到目的节点以实现节点之间的通信。路由协议包括单播和多播路由协议，此外还可以采用虚电路方式来支持实时分组的传输。传输层用于向应用层提供可靠的端到端服务，使上层和通信子网(下三层的细节)相隔离，并根据网络层的特性来高效地利用网络资源，特别是当需要接入Internet等外部网络时尤其需要传输层协议的支持。目前无线自组网的传输层还是基于传统有线网络中的传输层协议，包括传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)以及适用于无线环境的其它特定的传输层协议。应用层协议用于提供面向用户的各种应用服务，包括具有严格时延和丢失率限制的实时应用(紧急控制信息)、基于RTP/RTCP的自适应应用(音频和视频)和没有服务质量保障的数据报业务，此外还可以采用各种应用层协议和标准，如WAP(Wireless Application Protocol)。虚线方框的可选功能包括：功率控制机制、
分簇算法、信令协议、移动管理和位置定位、服务发现、地址自动配置和安全策略等。
此外，为了优化系统性能，应采用跨层的协议栈设计方法。如果采用传统的严格分层体系结构将使得协议的设计缺乏足够的适应性和优化，不符合动态变化的军用网络特点，其网络的性能往往无法得到有效保障，特别是当能量或QoS作为约束条件时。因此，为了满足军用网的特殊要求，需要一种可以在协议栈的多个层支持自适应和实施性能优化的跨层协议体系结构，即采用基于应用和网络特征的跨层体系结构来获得更好的性能。跨层设计使用一种综合的方法来适应网络的动态性，每层应对本地的变化和其它层反馈的信息做出合理反应。可按图6的结构进行组织和设计跨层协议栈。
图6 自适应跨层协议栈
该协议栈中，所有层之间可以交互信息，使得协议栈能够以全局方式适应应用的需求和网络状况的变化，并且根据系统的约束条件和网络特征(如能量约束和节点的移动模式)来进行综合优化。自适应跨层协议栈是在分层协议的基础上集成跨层设计方法，每个层可以利用其它层的信息来提高系统整体性能。跨层设计不仅能够提高网络和应用的总体性能，还可以减少整个协议栈所消耗的能量。为了实现这种跨层系统，需要定义应用的功能和目标，确定不同系统参数的相对重要性和协议层间交互信息的种类和方式，并且还要考虑系统的约束条件和网络特性，然后基于以上定义进行合理的折中，在满足应用需要的同时获得最大的系统效率。
参考文献
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投稿人姓名：黄扬洲 电子邮件：hyzkk@https://www.doczj.com/doc/f61038785.html, ,yzhuang2006@https://www.doczj.com/doc/f61038785.html,
校园无线建设方案部分1.项目设计方案 1.1项目概述 本次投标项目为xxxx学校高中部建设无线网络。 1.2总体要求 为充分发挥xxxx学校网络的作用，更好地服务学校信息化发展需求，需要对校园网络系统增加无线网络覆盖。 整个学校网络系统主要分布在各教学楼、实验楼、行政办公楼、科技楼、艺术楼、报告厅等楼群内，主要用于教学、科研和管理，是为学校师生提供教学应用、办公管理和通讯服务的宽带多媒体网络，是学校师生及管理人员所依托的重要资源，本次改造在原有的有线网络基础上增加无线网络覆盖。 系统要求“适度先进，留有扩展”，在满足技术要求的前提下，选用高可靠性、可维护性好、性价比高的并具有良好商业信誉和优质售后服务的国产华为品牌。 1.3具体要求 1.3.1、网络应用要求:通过增加无线网络覆盖，使得校园内可以无线上网，为了保证用户无线上网的安全，增加配套无线安全设备。 1.3.2、网络管理要求:学校前期已经建设了有线网络系统、网管软件、IT运维管理平台，本次建设的无线网络系统需要无缝对接到现有系统中，建设后通过运维管理平台能够直观全面地监控所有网络设备、服务器、数据库、应用系统的运行状态。为了保证招标单位的应用，我公司可提供实现与现有系统无缝对接方案，无缝对接所涉及的所有费用由我公司承担。 1.3.3、无线网络安全要求: 基于有线的安全网关，对于无线扫描、无线欺骗、无线破解、无线DoS等攻击更是鞭长莫及，无法防护。本次项目提供无线防火墙安全策略，可根据AP或Station的安全属性定制无线网络准入规则，通过射频信号阻止非法用户接入，建立射频安全区，提供具有物理安全、可信的无线网络。
01陈婷婷 在工作原理上，无线网卡主要由网络接口卡单元、扩频通信机和天线三个功能模块组成。 无线局域网按照网络拓扑结构可分为两类：自组织网络和基础结构网络。 无线局域网的规划与部署要充分考虑到用户需求、无线基站位置、射频损耗、系统抗干扰、用户接入控制等，以求合理、高效、安全。 无线局域网产品主要分为两类：工作于 2.4GHz 频段的IEEE802.11b/g产品和工作于 5.8 GHz频段的IEEE802.11a产品。 WBR204g提供两种参数设置方式：高级设置和设置向导。 02陈国娟 1．WWLAN的应用形式主要有全球数字移动电话系统（GPRS），网络数字包数据（CDPD），多址代码分区访问（CDMA）。 2.无线局域网的规划与部署要充分考虑到用户需求、无线基站位置、射频损耗 系统抗干扰、用户接入控制等。 1．在工作原理上，无线网卡主要由网络接口卡（NIC）单元，扩频通信机和天线三个功能模块组成。 1．如果无线路由器被连接到一台计算机，可以通过该计算机对无线路由器进行设置；如果无线路由器被连接到以太网交换机上，可以通过网络中任意一台计算机对无线路由器进行设置。 1.ISM频段频率为 2.4GHz--2.4835GHz，简称为 2.4GHz频段。 1.更低的无线连接等级、更强的低速连接能力是影响无线传输距离的一个重要因素。 03伏梦雪 为了兼顾IEEE802.11a标准优势，一些企业级的无线局域网产品能够兼具IEEE802.11a/b双频或IEEE802.11a/b/g双频三模模式，以适应部分企业用户对抗干扰性强和多信道的需求。 无线路由器中的上网方式中的宽带接入方式有：静态地址（手工配置地址）、动态地址（从DHTP服务器自动获取）、PPPOE（大部分的宽带网或XDSL）、PPTP （某些欧洲运营商）。 ESS的网络结构只包含物理层和数据链路层，不包含网络层及其以上各层，因此对于IP等高层协议来说，一个ESS就是一个IP子网。 除去协议、管理帧所占的带宽外，IEEE802.11b的实际吞吐量越为 6 Mb/s,IEEE802.11的实际吞吐量约 25 Mb/s。 采用无线传输媒体的计算机网络的主要目的是弥补有线网的不足和提高网络的覆盖。 无线上网卡主要分为： GPRS和CDMA。 05郭宽婷 1．为避免与网络中已有的，手动设置的IP地址发生冲突，通常应合理划分DHCP服务的 IP地址池。 填空： Wi-Fi认证主要针对基于 IEEE802.11x 标准的无线局域网产品。IEEE802.11定义了两种模式：Infrastructure(基础结构)模式，Ad-Hoc(自
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引言 试想学生可以一边坐在草地上，惬意的喝着饮料，一边通过无线网络与专家、老师进行网上讨论，访问图书馆电子资源；课堂上老师和学生可以通过手持无线设备进行自由沟通；奥运会比赛的时候，全校所有师生可实时在学校内任何地方观看赛事直播……这样一个美好校园网的实现，当然离不开无线网络在校园网中的规划设计和广泛应用。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 无线局域网络不仅可以覆盖课堂、教室、宿舍、阅览室等经常使用网络的场所，除此之外，校园的草坪、树林更是无线网络发挥功效的场所。由于以往室外环境无法提供上网条件，因此许多教学活动受到限制，而无线校园网络的建设恰巧弥补了这些环节的不足，把课堂延伸到易于激发学习热情的广阔空间上。无线网络技术可以实现终端设备移动漫游的功能，因此，在整个校园内，同一个设备可以在任何时候、任何地方与校园网络连接，不间断地访问校园网络资源。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 无线网络的特征是以一个固定的信息点为基础，形成一个网络覆盖面，将校园网络的覆盖面渗透到校园的任何地方，因而使网络无所不在。对于终端用户而言，直接能够感受到的是无线网络带来的便捷性。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
校园无线网络建设方案 一、现状 随着信息时代的到来，各个学校意识到校内网络建设的重要性，只有实现高度的信息共享，建设完善的校园网络平台，才能够发展成为一所现代化的学校。现在学校办学条件的日趋完善，近年来实现了与 Internet互联，同时建成了校园网络，实现校内外信息的共享、传递，而网络信息的普及，而学校的建成时间较早，没有网络综合布线设计，类似的原因制约了学校现代化办学的指导思想，伴随着IEEE802.11标准的出台，解决这一矛盾在无线技术发展成熟的今天已不是问题，同时，无线局域网(WLAN)还拥有传统网络所不能比拟的扩容性和移动性，在校园内采用无线局域网技术实施校园网络工程，最大限度地满足教师学生上网需求，对于创建较早的学校来说，年代较久的教室不宜拉网布线，理想的解决方案就是布署无线局域网。 二、需求 在校园无线网络建设需求中，主要存在四种典型的应用： 1、实现以地区教育局为中心的整个地区教育系统的无线网络连接; 2、校园内的户外公共区域覆盖; 3、局部开放的室内大环境，如典型公共教室、图书阅览室等无线覆盖; 4、用户数量不多但分布较散的楼宇，如教室、教师宿舍等的无线网络覆 三、应用方案 1、室内覆盖：在室内根据覆盖需要，放置若干个无线局域网访问点，用户在移动时，系统会自动漫游，在不同的访问点之间进行信号的切换。这些访问点连接到各楼的校园骨干网。也就是将多个AP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AP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
通过就近的AP接入网络，访问整个网络资源。 采用高灵敏度的无线AP设备，配合吸顶天线，以一个AP配合一个天线，或一个AP配合多个天线，以保障高质量的无线信号能够覆盖更远的距离，同时增强设备在干扰较大的频率环境中使用的能力，从而完成室内区域的完全覆盖要求。 2、室外覆盖： 室外区域覆盖一般包涵，体育场地，校内花园，教学区等。根据需覆盖的室外区域的实际情况，选择不同。 (1)设备的选择：AP、全向天线. (2)室外考虑因素：环境、天气。
学校网站建设方案 一、概述 学校网站是学校的名片，每一所学校都有自己的特色，每一所学校都有自己的个性。建立自己学校网站是最直接的宣传手段。学校网站可以让地区内的人们了解学校，加强家校沟通和了解。同时学校网站也是师生展示风采风貌、建设校园文化的重要途径。对于一个以教育培训为主的企业而言，企业的品牌形象至关重要。特别是对于互联网技术高度发展的今天，大多客户都是通过网络来了解企业产品、企业形象及企业实力，因此，企业网站的形象往往决定了客户对企业产品的信心。建立具有高水准的网站能够极大的提升企业的整体形象。 二、目前现状分析 校园网属于教育现代化的范畴。当前校园网信息系统已经发展到了与校际互联、国际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段，现代教育的发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求。就学校而言，十分注重校园文化建设，并加快全面建设发展步伐，不断提高教育质量，增强综合办学实力的同时，学校的网站信息平台的建设也需要跟上步伐，必须要在硬实力和软实力上同步下功夫。 三、建站目标 在互联网络高速发展的今天，网站正成为学校、公司、企业、政府及团体进行形象展示、信息发布、业务拓展、客户服务、内部沟通的重要
阵地，她不但具有快捷、无距离及随时随地均可更新的特性，更能提供一些互动性的功能，如留言板、会员制、讨论区等等，使得网站充满生气，让人倍感亲切。传统媒体就这一点是无法与之相比拟的，可以说网站的快捷、无距离及互动性是其在媒体中脱颖而出的主要因素。同时，它还可以：1、树立学校品牌，展示学校形象；2、发布学校的重大活动安排与招生政策； 3、便学生及家长更好的了解学校的动态及教学纲领。 四、学校网站建设的意义 1.学校网站是学校的"商标"，每一所学校都有自己的特色，每一所学校都有自己的个性。在这个高度信息化的社会里，建立自己学校网站是最直接的宣传手段。网站的超时空特性，不仅能让地区内的人们了解学校，更可让世界了解你的学校。凭藉学校网站，学校就可成为教育百花园中一朵鲜艳的花朵。 2.学校网站是实现教育资源分配的桥梁网络有巨大的教育资库，它集全社会的力量，使教育资源无限增长。这对于发达地区和欠发达地区，高投入学校和条件差的学校在获取教育资源的权力上达成平等，使每一位教师和学生都能均等的得到培训和受教育的机会，不再会受到学校水平、教材、教师能力的限制。不仅能极大的提高教学效率，而且能实现教育公平的社会理想。 3.学校网站能提供教学互动的全新方式学校网站使得教师与教师、教师与学生、学生与学生之间的交流有了全新的方式，它不再受到传统课堂的制约。它可以使与北京、城市与乡村的学校同处一室，共同
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计算机网络设计说明书学院名称：计算机与信息工程学院 班级名称：12级网工(4)班 学生姓名： 学号： 题目：校园无线网络组网方案设计 指导教师 姓名： 起止日期：2014年6月9日-2014年6月16日 计算机网络课程设计任务书
一、选题背景
随着我国教育行业信息化工作的逐步深入，如何建设安全可靠、经济适用、可持续发展的校园网络，如何为未来数字化教育发展培养信息化人才，已经成为所有教育单位关注的焦点。随着校园网络信息化的普及，校园内越来越要求尽可能方便、快速、移动式的使用网络，同时，随着笔记本电脑的普及，越来越多网络访问将走出有线网络的场合，以及如室外广场、大型教室、礼堂、会议室、图书馆和体育场馆等场所，也同样要求能够访问校园网络，这对于校园网的管理者和建设者来说，是急需思考与解决的问题。这对于笔记本电脑用户数量颇为庞大的安徽某些高校来说，更是个迫在眉睫的课题。经过严格测试与甄选，最终“相中”了锐捷网络的STWN（安全可信无线网络）整体解决方案，成功构建了快速、高效、无盲区、高安全、易管理的无线校园网络。其从网络设计、规划、实施的整个过程，对于国内高校建设无线校园网络有很好的借鉴意义,然而无线网络为校园网建设提出了新的可行的思路。无线局域网标准、b 能够与现有的计算机网络进行平滑无缝的连接，并能与现有的计算机网络和终端设备互联，与有线网络资源具有良好的兼容性和整合性。 二、方案设计 概述 WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）是通信行业的一个时髦词语，而且可以肯定它是一种人人都想使用的技术。WLAN 变得如此流行的原因是易于安装和使用。通过WLAN 系统，用户无须考虑复杂的线路连接和布置问题。可是WLAN系统也不是完全的“无线”，因为只有客户端是可移动的，而服务器或者说接入设备是固定的。 使用WLAN 解决方案，网络服务商和企业能给他们的客户提供无线局域网服务，这些服务包括： (1)使用带有WLAN 功能的设备组建一个无线网络。这个网络可以成为接入固网或者Internet 的入口。 (2)配置了无线PCI 网卡的客户端可以与无线网络建立连接并访问固网或Internet。 (3)WLAN 客户端与传统的局域网的互连。 (4)通过不同的加密和认证方式实现安全的访问。 (5)WLAN 功能使用户能够安全的访问网络并且能在同一移动区域内进行快速漫游。 2.校园各子网设计
目录 一无线网络技术介绍 (3) 1 无线网络技术基本概念 (3) 2 无线网络的协议标准 (4) 二无线网络的应用 (7) 1 无线网络的特点与优势 (7) 2无线局域网拓扑结构 (9) 3无线网络通信安全 (11) 4无线网络的应用场合 (13) 三无线网络设备 (14) 1 无线网卡 (14) 2 无线AP (15) 3无线路由 (17) 4无线网桥 (18) 5无线天线 (19) 四校园网中的无线网络 (21) 1无线校园网概述 (21) 2校园网应用需求分析 (22) 3无线校园网方案产品选择 (24) 4 无线校园网关键技术 (24) 5无线校园网可行性分析 (27) 6网络设计原则 (27) 7无线校园网网络拓扑图 (28) 8无线校园网实施方案 (29) 9无线校园网安全方案 (33) 总结................................................... 结束语.................................................... 参考文献.................................................. 无线网络在校园网中的应用 摘要 校园网已经成为校园生活的重要组成部分，是教职员工和学生获取资
源和信息的主要途径。它将校园里的院系、学生与从事社交、学术、业务活动的行政人员紧密地联系在一起，在教育系统中具有重要的作用。目前，越来越多的学生拥有笔记本电脑，在教室、实验室、图书馆、大型会议室、体育馆、室外广场等场合如何突破网络节点限制、实现多人同时上网的问题在应用中不可避免。 无线网络解决方案能有效缓解校园网建设中存在的传统有线网络无法解决的难题，无线网络技术具有无缝三维覆盖、可移动通讯等优点，弥补了有线网络的不足。如果校园网中采用无线接人，这一切都会发生很大的变化。 由于无线局域网技术和无线产品的成熟，无线网络已经被越来越多的用户接受，在教育培训领域，越来越多的计算机网络系统设计师将无线网络吸纳成为一个必不可少的环节，无论是校园内部信息点的分布设计、校园内建筑物的网络连接，还是学校本部和分部的联网，无线网络产品均有惊人的用武之地。此外，无线网络环境的引入，为崭新的无线多媒体提供了应用平台，从而将教育信息化建设带入一个崭新的天地。 本毕业设计课题将主要以校园无线网的建设来展开论证，从中可能用到各种技术资料及实施方案为设计导向，为校园无线网的建设提供理论依据和实践指导。 关键字：无线网络、校园网、网络协议、无线路由、无线AP、WLAN 引言 学生们一边坐在草地上，惬意的喝着饮料，一边通过无线网络与专家、老师进行网上讨论，访问图书馆电子资源；课堂上老师和学生可以通过
1-2、什么就是无线传感器网络? 无线传感器网络就是大量得静止或移动得传感器以自组织与多跳得方式构成得无线网络。目得就是协作地探测、处理与传输网络覆盖区域内感知对象得监测信息,并报告给用户。 1-4、图示说明无线传感器网络得系统架构。 1-5、传感器网络得终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块得功能分别就是什么? (1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块与嵌入式软件系统 传感模块负责探测目标得物理特征与现象，计算模块负责处理数据与系统管理，存储模块负责存放程序与数据，通信模块负责网络管理信息与探测数据两种信息得发送与接收。另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络得五层协议。 1-8、传感器网络得体系结构包括哪些部分?各部分得功能分别就是什么? (1)网络通信协议：类似于传统Internet网络中得TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层与应用层组成。 (2)网络管理平台：主要就是对传感器结点自身得管理与用户对传感器网络得管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台：建立在网络通信协议与网络管理技术得基础之上。包括一系列基于监测任务得应用层软件，通过应用服务接口与网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用得支持。 1-9、传感器网络得结构有哪些类型?分别说明各种网络结构得特征及优缺点。 （1）根据结点数目得多少，传感器网络得结构可以分为平面结构与分级结构。如果网络得规模较小，一般采用平面结构；如果网络规模很大，则必须采用分级网络结构。 （2）平面结构： 特征：平面结构得网络比较简单，所有结点得地位平等，所以又可以称为对等式结构。 优点：源结点与目得结点之间一般存在多条路径，网络负荷由这些路径共同承担。一般情况下不存在瓶颈，网络比
附件2 学院无线网络建设方案
1 校园网络建设背景 目前校园网为学校和电信运营商共同运营，电信运营商提供宿舍网维护、出口带宽。目前整个校园网有线部分已经比较完善，但是由于建设年限比较旧，建议可以逐步进行替换，将原有百兆更换为千兆接入到桌面。 校园网有线接入认证NAS均在接入交换机，每台接入交换机都需要管理人员进行配置，网络面临了设备管理难得问题，需要进行将整体网络扁平集中认证。 校园内部也有移动WIFI，但是移动WIFI单独独立于校园网，学生移动终端使用原来越频繁，学校无法监控到学生日常上网行为。只有有线网络的校园网很难以应对日益增长的移动终端使用需求。
2 校园网络总体目标校园网络项目总体目标如下： 利用先进的无线网络技术进一步扩展校园网的覆盖范围，使全校师生能够随时随地、方便高效 地使用校园网络； 满足校内日益增长的移动终端如PDA、手机、平板电脑对互联网访问的需求； 改善现有有线网络的网络体验； 提升校园网络环境，提高管理水平和效率，推动学校信息化建设，服务无所不在且安全优质， 建立校企合作的运营模式，实现校企双方的双赢战略； 2.1 项目建设目标 侧重实际应用，覆盖校园内大部分区域（包括宿舍楼、教学楼），为教学和学习生活提供切实 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，因此校园无线局域网 将主要支持802.11n/802.11ac标准，从而提供可供实际应用的相对稳定的网络通讯服务； 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，支持802.1x、web-portal、MAC快速认证、pppoe认证等方式；并且 此次需要实现有线网和无线网的统一认证； 集安全、管控、优化于一体的网络出口解决策略； 采用扁平化的网络构架、方便管理和扩展，迎合未来网络的发展趋势。
校园无线网络覆盖系统设计方案 1.项目概述 1.1.项目名称 本项目为某校园WLAN建设方案。 1.2.方案报告编制依据 （1）《综合布线WLAN工程设计规范》(GB 50311-2007)。 1.3.项目建设背景、目标 1.3.1.项目建设背景 随着时代发展，为稳步提高教学质量，树立名校品牌，需将原有教学、科研、和校园生活管理进行充分融合，营造一个融合创新的网络科研丰富多彩的校园文化、无处不在的网络学习环境。简而言之，要做一个安全、稳定、环保、网络化的校园。本次项目就是在这样的背景提出的。 1.3. 2.项目建设目标 根据某教育信息化现状，本项目建设需实现教育信息化、创新教育现代化、提高教学质量。力争实现四个新突破，即教育信息化基础设施建设新突破、优
质数字教育资源共建共享新突破、信息技术与教育教学深度融合新突破、教育信息化科学发展机制的新突破为建设目标。 2.现状分析 平台现状：平台整合了校园内的教学、教务、科研、安全、管理有关的信息资源，通过对松散数据的聚集、处理、挖掘、分析，教育信息化相对过去拥有更多元、更有价值、更具针对性的平台服务和应用，并全面实现校园数字信息化，具有统一的基础数据管理、用户管理。使其组织和业务流程梳理再造，极大推动了教育管理机构和学校进行管理、制度创新，实现教育信息化、决策科学化和管理规范化。 3.需求分析 根据某教育信息化现状以及教育局的要求，为解决师生，通过无线上网教学、学习的需求，需要实现某所辖中小学的校园WLAN的覆盖。 4.建设原则和策略 4.1.建设原则 整个WLAN网络的设计应关注“整体规划、分步实施、阶段见效、持续发展”的原则，以业务应用为
潍坊学院计算机工程学院 课程设计说明书 课程名称：网络系统集成综合设计 设计项目：无线校园网方案设计 学生姓名：潘彬彬 学号： 专业：网络工程 班级：2011级2班 指导教师：赵艳杰 2014 年9 月 一、任务与具体要求 设计一套较为完整的无线网络，以满足学校师生教学、办公、娱乐以及无线应急等项目。 二、设计说明书包括的内容 1、需求分析 2、无线网络的具体设计与实现 3、网络安全防护措施 三、应完成的图纸 四、评语及成绩 指导教师（签字）_____________ ________年____月____日
目录 一、前言...................................................... 1.1概述 ............................................................................................................................................... 1.2需求分析 ....................................................................................................................................... 1.2.1建设背景............................................................................................................................. 1.2.2总体建设目标..................................................................................................................... 1.2.3具体实施目标..................................................................................................................... 1.3校园无线网在教育中的发展与应用............................................................................................ 1.3.1教学网络............................................................................................................................. 1.3.2图书馆网络......................................................................................................................... 1.3.3行政办公网络..................................................................................................................... 1.3.4教工、学生宿舍网络......................................................................................................... 1.3.5无线应急网络..................................................................................................................... 二、校园无线网的设计方案...................................... 2.1概述 ............................................................................................................................................... 2.2 WLAN 的工作机制...................................................................................................................... 2.3硬件设备的选购............................................................................................................................ 2.3.1核心交换机的选购............................................................................................................. 2.3.2 POE交换机的选购 ............................................................................................................ 2.3.3光纤收发器的选购............................................................................................................. 2.3.4服务器的选购..................................................................................................................... 2.3.5无线路由器的选购............................................................................................................. 2.4校园无线网设计分析.................................................................................................................... 2.4.1设计原则............................................................................................................................. 2.5设计方案 ....................................................................................................................................... 2.5.1主要拓朴图......................................................................................................................... 2.5.2校园无线网络的三种典型应用及解决方案..................................................................... 三、安全防范.................................................. 3.1概述 ............................................................................................................................................... 3.2无线局域网的安全认证................................................................................................................ 3.2.1开放认证............................................................................................................................. 3.2.2共享密钥认证..................................................................................................................... 3.3安全运维管理................................................................................................................................ 3.4无线安全问题及对应策略............................................................................................................ 四、结束语.................................................... 五、参考文献..................................................
第1章参考答案 1．什么是计算机网络? 答：为了实现计算机之间的通信、资源共享和协同工作，利用传输介质、网络通信设备，将地理位置分散的、在功能上独立的一组计算机按照某种结构联系起来，并通过网络操作系统和网络通信协议对这组互连的计算机进行管理，这就是计算机网络。 2．计算机网络的主要功能有哪些? 答：（1）资源的共享。计算机的资源包括硬件资源、软件资源、数据与信息资源。 （2）交互通信。实现计算机之间及计算机用户之间的数据通信。 （3）协同工作。连网的计算机之间或用户之间可以为完成某一任务而协调一致地工作。 3．计算机网络的主要组成有哪些? 答：计算机网络由各种硬件组件和软件组件组成。 硬件组件包括：包含网卡的计算机和服务器，打印机、绘图仪、Modem等各种外部设备；中继器、集线器、交换机、网桥、路由器、无线AP或无线路由等中间设备；同轴电缆、双绞线、光纤、卫星天线等传输介质。 软件组件包括：网络操作系统、网络和通信协议、各种应用软件等。 4．从网络的作用范围来看，网络有几种分类? 答：按通信方式分：交换网和广播网； 从网络的使用者分：公众网和专用网； 按传输介质分：有线网和无线网； 按服务方式分：客户机/服务器网络和对等网络； 从网络的作用范围来分：接入网、局域网、城域网和广域网； 对分组交换网，又分为通信子网、资源子网。 5．试简述网络的拓扑结构和工作过程。 答：网络中的计算机及设备等各结点要实现互连，就需要以一定的结构方式进行连接，这种网络中各结点间相互连接的方式叫做“拓扑结构”。网络拓扑结构是指用传输介质互连各种网络设备的物理布局。网络拓扑图给出了网络中各结点相互间的连接图。 网络拓扑的基本结构有星型结构、总线型结构、环型结构；此外还有混合型拓扑结构、树型拓扑结构、网状拓扑结构、蜂窝拓扑结构等。 总线型拓扑结构信息发送的过程为：网络中的各个计算机在发送数据之前，首先要进行载波监听，当网络空闲时，开始发送数据，所有的计算机都能侦听到数据，但只有目标地址相同的计算机才会接收，其他计算机放弃。当两个以上的计算机同时监听到网络空闲并同时发送数据时，就会产生冲突现象，发送随即宣告失败。然后这两个计算机随机等待一段时间后，再重新争用网络，重发未完成的数据。 星型拓扑结构信息发送的过程为：某一工作站有信息发送时，将向中心结点申请，中心结点响应此工作站，并将该工作站与目的工作站或服务器建立会话。此时，就可以进行无延时的会话。 环型拓扑结构中，数据发送的过程为：一般情况下，环型拓扑结构采用令牌环（Token Ring）的介质访问控制，网络上的各个计算机均可以请求发送信息，请求一旦被批准（拿到空令牌），该计算机就可以向网络发送数据，并采用单向传输。只有当传送信息的目的地址
XXX 校园无线局域网技术建议书 20XX 年X 月
目录 1概述 (3) 2需求分析 (3) 2.1总体建设目标 (3) 2.2具体实施目标 (4) 3无线校园网建设方案 (5) 3.1整网逻辑拓扑图 (5) 3.2无线用户认证解决方案 (5) 3.3整网安全解决方案 (6) 3.4无线校园解决方案——更稳定： (7) 3.5无线校园解决方案——高安全： (8) 3.6无线校园解决方案——易管理： (9) 3.7无线校园解决方案——可扩展： (10) 4无线校园网建设方案总结 (10)
1概述 无线局域网（WLAN）技术于 20 世纪 90 年代逐步成熟并投入商用，既可以作传统有线网络的延伸，在某些环境也可以替代传统的有线网络。无线局域网具有以下显著特点：?简易性：WLAN 网桥传输系统的安装快速简单，可极大的减少敷设管道及布线等繁琐工作； ?灵活性：无线技术使得WLAN 设备可以灵活的进行安装并调整位置，使无线网络达到有线网络不易覆盖的区域； 综合成本较低：一方面WLAN 网络减少了布线的费用，另一方面在需要频繁移动和 变化的动态环境中，无线局域网技术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； ?扩展能力强：WLAN 网桥系统支持多种拓扑结构及平滑扩容，可以十分容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统； 随着 WLAN 技术的快速发展和不断成熟，目前在国内外具有较多的中大规模应用，诸如荷兰的阿姆斯特丹市的全城覆盖，向客户提供各种业务。 2需求分析 2.1总体建设目标 ?利用无线网络技术进一步扩展校园网的覆盖范围，使全校师生能够随时随地、方便高效地使用校园网络； ?促进教学和科研发展，进一步拓展研究空间； ?提升校园网络环境，提高管理水平和效率，推动学校信息化建设； ?要覆盖部分原来没有有线网的空间，诸如：寝室； 由于本工程是在校园有线网的基础上加以无线扩充；
黄冈师范学院 课程论文 课程名称：短距离无线与移动通信网络论文题目：校园无线网络的规划设计与实施学生班级：网络工程201301班 学生姓名：刘宏博 学生学号：2013263040111 授课教师：刘小俊
目录 一、需求分析 (2) 二、网络设计原则 (3) 三、组网分析和设计 (4) 四、无线网络的规划与设计 (5) 4.1 无线接入点信道划分 (5) 4.1.1 楼栋内各楼层信道划分 (7) 4.1.2 室外区域的信道划分 (7) 4.2 无线上网的认证 (9) 4.3 无线区域漫游 (12) 五、无线网络安全 (13) 5.1 数据加密 (13) 5.2 建立无线虚拟专用网 (15) 5.3 使用入侵检测系统 (15) 总结 (16) 参考文献 (17)
一、需求分析 以黄冈师范学院校园网为例，进行需求分析 （一）．网络应用需求 （1）所有学生在缴费后均可接入Internet； （2）在校园内部，接入校园网的方式同时满足有线和无线； （3）通过网页或客户端的方式进行上网认证； （4）无线网络要覆盖整个校园，能够满足移动设备随时随地上网需求； （5）通过无线方式访问网络后，能够在校内各区域实现漫游； （二）．安全需求 1. 校园网接入Internet,应该使用防火墙技术防止黑客和其他非法入侵者入侵网络系统， 并对接入Internet用户进行权限控制。 2. 进行用户权限设置，对不同的用户分组进行权限的设置。 3. 按照相应标准进行局域网的建设，确保物理层的安全。2.采用主机访问控制手段加 强对主机的访问控制。 4. 划分完全子网，加强网络边界的访问控制，防止内外的攻击威胁，定期进行网络安 全的检测。 5. 建立身份认证系统，对各应用系统本身进行加固。 （三）.技术需求 1. 为确保校园网的性能及安全需求，采用光纤以太网作为校园网的主干。主干网承担 了整个学校网络包交换，子网的划分，网络管理等重要的任务，应采用具有三层路由功能，包交换性能高的交换机作为主干网的节点机，分布在网络中心，图书馆，教学楼，实训楼，食堂，教师公寓和学生公寓。 2. 设立一个网络中心，配置相应的服务器以及路由交换等设备。网络中心可对整个校 园网进行管理，并作为校内连接Internet的网络关口，承担防御过滤等功能。 3. 对校内各网络节点进行监控，防止病毒的传播。校园的主要建筑有图书馆，教学楼， 实训楼，食堂，教师公寓，学生公寓，必须在这些建筑物内安装足够信息点以及信息终