重庆邮电大学移通学院本科毕业设计(论文)
第二章 校园无线局域网(WLAN)的设计
第一节 校园网的需求分析
一、建设背景
在信息迅猛发展的今天，国内很多高校均实现了有线校园网的建设。但随着教学设施的完善，越来越多的便携式计算机终端被带进了教室，越来越多的学生也开始拥有了带有无线网卡的计算机终端。教师和学生对高校校园网的依赖性相当之高，“随时随地获取信息”已成为广大师生们的新需求[4]。
二、WLAN由以下几个部分组成
（一）Client（客户端）：带有无线网卡的便携机。
（二）Access Point（无线路由器，接入点）：执行桥接操作的设备，在客户端（Client）和局域网（LAN）之间对无线帧和有线帧进行相互转换。
（三）Access Controller（AC，无线控制管理器）：对WLAN 内所有无线路由器进行管理和控制的设备，通过与认证服务器的通信来进行信息过滤。
（四）Wireless Medium（无线媒介）：用于客户端间进行帧传输的媒介。在 WLAN系统里使用无线电频率做为媒介。
三、总体建设目标
（一）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；
（二）促进教学和科研发展，进一步拓展应用空间；
（三）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； （四）要覆盖部分原来没有有线网的空间，诸如：宿舍、教室、办公楼、图书馆、实验室等；
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第二节 组网方案的分析
一、组网原则
无线局域网的主要指标决定了设计无线局域网的原则是以数目尽可能少的无线路由器来为所有网络用户提供服务。
设计原则：无线覆盖设计将遵循按照信号范围最大化原则，在全校全面覆盖的前提下重点选择部分区域进行更加细腻的覆盖。并且，保证无线网络稳定性并与绝大多数主流无线网卡兼容，同时兼顾考虑网络扩容，为今后网络扩容做好预留[7]。
二、拓扑结构
网络拓扑是网络形状，或者是它在物理上的连通性。构成网络的拓扑结构有很多种。它主要有一下几种：
（一）星型拓扑结构
星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。星型拓扑结构便于集中控制，因为端用户之间的通信必须经过中心站。星型拓扑结构的网络延迟时间较小，传输误差较低。中心系统必须具有极高的可靠性，因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份，以提高系统的可靠性。
图2.1 星型
（二）环型网络拓扑结构
环行结构的特点是：每个端用户都与两个相临的端用户相连，因而存在着点到点链路，但总是以单向方式操作，于是便有上游端用户和下游端用户之称；信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制；环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单；由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当
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环中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长；环路是封闭的，不便于不便于扩充；可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较难。
图2.2 环型
（三）总线型拓扑结构
总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式，也就是说，连接端用户的物理媒体由所有设备共享，各工作站地位平等，无中央节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。维护难，分支节点故障查找难。
图2.3 总线型
（四）树型拓扑结构
树型结构是分级的集中控制式网络，与星型相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便，但除了叶节点及其相连的线路外，任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
图2.4 树型
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（五）网状拓扑结构
网状拓扑结构主要指各节点通过传输线互联连接起来，并且每一个节点至少与其他两个节点相连。网状拓扑结构具有较高的可靠性，但其结构复杂，实现起来费用较高，不易管理和维护，不常用于局域网[5]。
图2.5 网状型
第三节 主要设备的选择原则
对于设备的选择，并不是要求选最好、最贵、最新的设备，而是要求通过对各个指标和要求的衡量选择一个最合适的。网络设备的选择原则包括设备向厂商的选择原则、网络的可扩展性原则、网络技术的先进性原则，以及设备的性价比和质量原则。
（一）设备厂商的选择原则
网络的关键设备（特别是如路由器、交换机等设备）最好是同一个厂家生产的产品，这样其在互联性、兼容性、可扩展性和互操作性等方面都有很大的优势。同时，在设备的安装调试及维护完善方面都会带来很大的便利。对于厂商的选择，一般要考虑厂家产品的齐全性、市场占有率、售后服务支持及技术认证等。
（二）网络的可扩展性原则
网络在初次设计时，就应该考虑以后的系统扩展，因为高端的核心交换路由产品的价格非常昂贵，购买以后很难再更新，但其地位在网络系统中举足轻重，所以在选择的时候要留有一定的余量。而其低端的设备够用即可，因为它们的价格不高，更新速度也很快且易于扩展，所以一台设备不够用时，可以用堆叠方式扩充。
（三）网络技术先进性原则
网络技术与设备的发展日新月异，因此选取时要承担较大的风险，必须尽可能多
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听取建议，多衡量各类产品，选择最合适的。
（四）设备的性价比和质量原则
设备的性价比高，质量好，能够使资金的投入产出尽可能地大。在系统投入使用后，可以用较少的成员与资金来保证系统的运行和维护。
一、路由器的关键技术指标
要对路由器进行选择，就要先了解它的技术性能指标。路由器一般包括下面各项指标：
（1）全双工线速转发能力。它指的是以最小的包长（以太网64B，POS口40B）和最小包间隔在路由器端口上双向传输同时不引起丢包，这是对路由器包转发能力的最佳衡量。
（2）设备及端口吞吐量。设备吞吐量指的是设备整机的包转发能力，即每秒转发的包数。
（3）背靠背帧数。它指的是最小帧间隔所发送的最多且不引起丢失的数据包的数量，其测试的是路由器缓存的能力。
（4）路由表能力。路由器靠所建立及维护的路由表决定其转发路径，路由表应与当前网络链路和节点状态相适应。它也是路由器性能的体现之一。
（5）背板能力。指的是路由器输入端与输出端之间的物理通道。它是路由器的内部实现。
（6）丢包率。指的是在稳定持续负荷的情况下，系统中所丢失数据包数量占所有发送数据报数量的比值，通常丢包率的测试是在吞吐量的范围内，它能体现路由器超负荷工作的性能。
（7）时延及时延抖动。时延指的是数据包从第一个比特进入到路由器，直到最后一个比特离开路由器之间的时间间隔。
（8）内部时钟精度。如果在拥有ATM端口做电路仿真或是在POS口的路由器互联时，要用到内部时钟，这时内部时钟的精度会影响网络系统的误码率。
（9）冗余。它包括接口、插卡、电源、系统及时钟板和设备的冗余，多用于保证设备的可靠性与可用性。
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