无线局域网课程设计 校园无线局域网的组建

信息科学与工程学院课程设计任务书题目 校园无线局域网的组建

课 程 无线与移动网技术指导教师 职称

完成时间 2014年9月----2015年1月

信息科学与工程学院制

2014年12月10日

课程设计任务书及成绩评定

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目 录

第1章系统设计背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

1 . 1引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

1 .2无线局域网概述和发展史. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

1 .3 WLAN目前的国内外发展现状. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

1 .4本课程设计研究的意义及目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1 .5无线局域网分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1 .5. 1无线局域网的理论基础. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1 .5.2无线局域网的优点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1 .5.3无线局域网的不足之处. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

1 .5.4 相关协议简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

第2章系统设计方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

2. 1网络设计原则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

2.2网络设计目标. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

2.3整体的网络拓扑图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

第3章性能测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

第4章结论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

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第1章系统设计背景

WLAN技术可以使用户在本地创建无线连接例如在公司或校园的大楼里或在某个公共场所如机场。 WLAN可用于临时办公室或其他无法大范围布线的场所或者用于增强现有的LAN使用户可以在不同时间、在办公楼的不同地方工作。

无线网络推动了数据通信进入了新的里程碑让办公、工作、学习不再受“线”制。方便实现了移动办公组建临时工作组 召开紧急会议等不再需要复杂的布线拆线无线覆盖区域直接可以通过无线进行通信。校园环境内可以让师生在不同场所如操场、草坪、宿舍、教学楼、 图书馆等地任意位置连接上Internet。随着无线网络在各个领域的成功案例及人们对它的关注程度无线网络定是未来通信的发展方向也定能在各个领域中得到美好的应用。为满足无线网络的容量需求校园无线网络在网络规划时首先需要考虑AP 无线接入点 因为AP接入简单且传输速度相对于AD_HOC高。由无线网络的特点决定用户对带宽的需求越高要求信号质量越好就要计算提供足够的覆盖所需要的AP数量。 同时兼顾考虑网络扩容也要为今后网络扩容做好预留。若是仅对于学生寝室和老师办公室进行简单的组建也可以用AD-HOC结构。

此次网络建设是在学院原有的有线网络上进行无线网络扩充。要求成全方位立体式无线覆盖让师生可以在这些区域随时随地、无拘束的连接网络教职工可以依托无线完成各项教学办公事务外来来宾可以顺畅的访问校内和校外网络资源。

1 . 1引言

随着无线通信技术的广泛应用传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求于是无线局域网Wireless Local Area Network WLAN应运而生且发展迅速。尽管目前无线局域网还不能完全独立于有线网络但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。

无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲无线局域网就是在不采用网线的情

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况下提供以太网互联功能。广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性促进了无线局域网技术的完善和产业化已经商用化的802. 11b网络也正在证实这一点。随着802. 11a网络的商用和其他无线局域网技术的不断发展无线局域网将迎来发展的黄金时期。

1 .2无线局域网概述和发展史

1 40—50年代扩频技术是扩展频谱技术的简称对该技术的研究是50年代中期从美国军方开始的。 在1971年时夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络。这被称作ALOHNET的网络可以算是相当早期的无线局域网络(WLAN) 。 它包括了7台计算机它们采用双向星型拓扑横跨四座夏威夷的岛屿 中心计算机放置在瓦胡岛上。从这时开始无线网络可说是正式诞生了。

2 1990年 IEEE正式启用了802. 11项目无线网络技术逐渐走向成熟 IEEE802. 11 (WIFI)标准诞生以来先后有802. 11a和802. 11b

802. 11g 802. 11e 802. 11f 802. 11h 802. 11i 802. 11j等标准制定或者酝酿现在为实现高宽度、高质量的WLAN服务 802. 11 n也即将横空出世。

3 2003年以来无线网络市场热度迅速飙升已经成为IT市场中新的增长亮点。 由于人们对网络速度及方便使用性的期望越来越大于是与电脑以及移动设备结合紧密的WiFi、 CDMA/GPRS、蓝牙等技术越来越受到人们的吹捧。于此同时在相应配套产品大量面世之后构建无线网络所需要的成本下降了一时间无线网络已经成为我们生活的主流。

1 .3 WLAN目前的国内外发展现状

在美国 300多家星巴克咖啡连锁店已经为客人提供无线接入服务今年年底这数字将变成2000在日本随处可见年轻人拿彩色屏幕的3G手机下载信息拨打可视电话在新加坡用户通过手机、 PDA或者笔记本电脑连接到UOB网络银行可以查询他们的个人银行账户、支付账单、买卖信贷或者预定宾馆。

在我国信息产业部最近发出通知今后无线局域网、无线宽带、蓝牙设备和交通无线电台等将共同使用5.8GHz的频段。在清除了无线上网政策上的屏障之后相关投资者都开始相继出手——5月中旬 中国网通集团首先在上海推出“天翼通”无线宽带业务随后福建、广东等地也都陆续推出这项新业务并大加推广 5月17日世界电信日中国移动也宣布其GPRS

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网络正式投入商业运营覆盖全国138个城市 中国移动甚至宣称他们将从第四季度开始建设无线局域网而中国联通大规模建设CDMA 1X网络的工作也已全面展开。一切表明我国无线已越来越近触手可及。

1 .4本课程设计研究的意义及目的

从国外的经验可以看出在一代人中培养“网络文化意识” 是建设“住处高速公路”最重要的思想准备的技术准备是在“住处时代”仍然可以处于领导地位的重要战略措施。

21世纪的国力竞争说到底就是人才的竞争而人才的能否大量涌现主要看学校的教育质量本世纪是计算机和通讯的时代如何利用计算机组建一个无线网激发学生自主学习 已经是一个很实用的问题。

在组建一个无线网时要达到以下目的

(1)增强学生的网络文化意识激发学生的学习兴趣。

(2)带动大家的动手实践能力达到学以致用的目的。

(3)支持教育教学改革提高教育技术的现代水平和教育信息化程度

(4)在校园内部实现资源高度共享使同学之间的交流更加方便。

(5)及时、准备、可靠地收集、处理、存储、传输学校的教育教学信息完成与因特网的通讯和资源共享实现社会教育、学校教育、 为学家庭教育的有机整合。

(6)实现课堂多媒体电化教学具备适用于双向课堂语音教学及语音室功能学习。

总之促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平生提供了一个实践的环境为教师和同学提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库。

从长远来看无线网络的建设其主要意义是有利于学校教学、科研的快速发展它能使广大教师和学生利用计算机网络环境进行教学开展科研活动进而提高学校的教学质量和科研水平为回忆培养面向世界面向未来的高素质人才提供有力的保障。

1 .5无线局域网分析

1 .5. 1无线局域网的理论基础

目前无线局域网采用的传输媒体主要有两种即红外线和无线电波。按照不同的调制方式采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩

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频方式与窄带调制方式。

1红外线Infrared Rays IR局域网

采用红外线通信方式与无线电波方式相比可以提供极高的数据速率有较高的安全性且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。

2扩频Spread Spectrum SS局域网

如果使用扩频技术 网络可以在ISM 工业、科学和医疗频段内运行。其理论依据是通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术FHSS和直接序列扩频DSSS两种方式。

所谓直接序列扩频就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩把展开的扩频信号还原成原来的信号。而跳频技术与直序扩频技术不同跳频的载频受一个伪随机码的控制其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化并保持与发射端的变化规律一致。跳频的高低直接反映跳频系统的性能跳频越高抗干扰性能越好军用的跳频系统可达到每秒上万跳。

3窄带微波局域网

这种局域网使用微波无线电频带来传输数据其带宽刚好能容纳信号。但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照其它方式则可使用无需执照的ISM频带。

1 .5.2无线局域网的优点

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。无线局域网可以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。

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。

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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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。

由于无线局域网有以上诸多优点 因此其发展十分迅速。最近几年无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。

1 .5.3无线局域网的不足之处

无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时也存在着一些缺陷。无线局域网的不足之处体现在以下几个方面

1性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输所以会影响网络的性能。

2速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。 目前无线局域网的最大传输速率为54Mb i t/s只适合于个人终端和小规模网络应用。

3安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道无线信号是发散的。从理论上讲很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号造成通信信息泄漏。

1 .5.4 相关协议简介

无线局域网Wireless Local Area Network缩写为“WLAN”是高速发展的现代无线通信技术在计算机网络中的应用是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。不像传统以太网那样基于802. 11标准的无线网络在空气中传播射频信号在信号范围内的无线客户端都可以接受到数据为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供了实现的手段。无线局域网WirelessLAN技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时无线局域网也在改变着人们的生活方式。无线局域网是指以无线电波、激光、红外线等无线媒介来代替有线局域网中的部分或全部传输媒介而构成的网络。它不仅可以作为有线数据通信的补充和延伸而且还可以与有线网络环境互为备份。

802. 11协议、蓝牙标准和HomeRF工业标准是无线局域网所有标准中最主要的竞争对手。它们各有优劣各有自己擅长的应用领域有的适合于办

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