根據(jù)校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求提出無線全覆蓋實(shí)施方案

　　無線網(wǎng)絡(luò)及智能手機(jī)在現(xiàn)如今得到了廣泛應(yīng)用，無線網(wǎng)絡(luò)為人們的生活提供了便利。但是在目前無線網(wǎng)絡(luò)在校園建設(shè)中仍然存在一些不足，下面文章以山西廣播電視大學(xué)為例，論述校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體需求和無線架構(gòu)，目前山西廣播電視大學(xué)仍然使用的是有線校園網(wǎng)，這些已不能滿足學(xué)校綜合科研和教學(xué)的需要。在校園構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)十分重要，本文對山西廣播電視大學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的覆蓋范圍，安全穩(wěn)定提出了設(shè)計(jì)思路。

　　關(guān)鍵詞：山西廣播電視大學(xué),無線網(wǎng)絡(luò),互聯(lián)網(wǎng)

　　山西廣播電視大學(xué)是一所主要以利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)的高等學(xué)校，各種移動終端的使用和移動學(xué)習(xí)APP的廣泛應(yīng)用迫使校園無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的建設(shè)。無線網(wǎng)絡(luò)可以為全校師生提供無處不在、隨時(shí)隨地地接入互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，為移動學(xué)習(xí)和辦公平臺的建立提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，使學(xué)校在教學(xué)、科研和管理等各項(xiàng)業(yè)務(wù)變得更加方便便捷，并能更好地服務(wù)于學(xué)校基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程教學(xué)、在線服務(wù)、教育資源共享等各種應(yīng)用中。

　　一、我校校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)

　　山西廣播電視大學(xué)是一所主要以利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)的高等學(xué)校，其無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)目標(biāo)就是利用校園現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)資源對校園網(wǎng)進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)的延伸，以便能夠在校園網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源的共享，保證各有線終端和無線移動終端都能夠聯(lián)網(wǎng)，使校園網(wǎng)絡(luò)的利用率有所提高，繼而提高廣大教職工和學(xué)生工作和學(xué)習(xí)的效率，提高學(xué)校的管理水平和管理層次。

　　有了無線網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)，在校園中，教職工和學(xué)生通過學(xué)校網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證系統(tǒng)能夠隨時(shí)隨地聯(lián)網(wǎng)打開與外界交流溝通，校園中能夠做到信息的及時(shí)共享，隨時(shí)隨地都能學(xué)習(xí)。教師可以對自己的課程下發(fā)作業(yè)，能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)、交流和組織活動，極大地提高學(xué)習(xí)效率。學(xué)校管理人員也可以接入辦公系統(tǒng)，讓移動網(wǎng)絡(luò)無處不在，讓辦公系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。隨時(shí)都能學(xué)習(xí)、辦公和生活，促進(jìn)學(xué)校數(shù)字化校園智慧化校園更好的建設(shè)。

　　二、我校校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總體需求

　　無線覆蓋范圍。為了滿足學(xué)生和教職工在大型的公共場所能隨時(shí)隨地使用無線網(wǎng)絡(luò)，此次規(guī)劃的無線覆蓋范圍涵蓋綜合辦公樓、各種大小會議室、閱讀室、招生辦等室內(nèi)，還包括室外可以覆蓋操場、食堂等區(qū)域。無線網(wǎng)絡(luò)安全。由于在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下無線終端是通過搜索無線信號進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接這一特性決定了在安全管理方面比有線網(wǎng)絡(luò)具有更高要求和更大難度。要做到接入用戶認(rèn)證，識別用戶分類，安全審計(jì)用戶信息等。便捷易用，穩(wěn)定可靠。

　　在接入認(rèn)證方式上分教師、學(xué)生和訪客三種身份，要做到一次登錄認(rèn)證，下次無需認(rèn)證; 要做到在校園內(nèi)不同場所無需人工切換，無需重復(fù)認(rèn)證。還要做到使用者在使用無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)不中斷、不掉線、不卡頓等。運(yùn)營維護(hù)管理。方便管理者管理和維護(hù)各種不同型號、安裝在不同場所中的無線 AP，確保能全面監(jiān)控所有接入 AP 運(yùn)行情況，精準(zhǔn)定位故障 AP。與原有線網(wǎng)絡(luò)兼容。為了提高設(shè)備利用率，減少不必要的投資，無線網(wǎng)絡(luò)往往是建設(shè)在有線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，利用原有線網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，比如核心、匯聚交換機(jī)、認(rèn)證系統(tǒng)等，與有線網(wǎng)絡(luò)共用一套認(rèn)證系統(tǒng)，同一個(gè)賬號既可以在有線網(wǎng)絡(luò)上使用，也可以在無線網(wǎng)絡(luò)上使用，使用相同或者不同的認(rèn)證策略以及訪問控制策略。

　　三、我校校園網(wǎng)無線覆蓋實(shí)施方案

　　( 一) 校園無線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)選擇

　　目前，無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有傳統(tǒng)的自治型無線接入點(diǎn)即“胖 AP”和“無線交換機(jī)+瘦 AP”兩種。其兩者不同點(diǎn)在于“胖 AP”所有管理與配置集成在設(shè)備自身，每個(gè)無線設(shè)備自己管理，沒有全局的統(tǒng)一管理，更沒有對無線鏈路、無線設(shè)備和無線用戶等的監(jiān)測與管理、故障排查、流量控制和審計(jì)等功能，比如家用的無線 AP 小路由器。而“無線交換機(jī) + 瘦 AP”這種解決方案全部集中在無線控制器上管理控制，并通過控制器后臺可以直觀地對全網(wǎng)接入設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的、批量的發(fā)現(xiàn)、升級、配置，甚至包括對無線鏈路的監(jiān)測，對無線用戶的管理。在全局的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一安全、統(tǒng)一認(rèn)證和設(shè)備自身的安全性等方面進(jìn)行對比，結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，適合采用“無線交換機(jī) + 瘦 AP”這種解決方案。

　　( 二) 校園無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　為了提高設(shè)備利用率，減少不必要的投資，我校無線校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)直接在原有線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行疊加。即利用原有線網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，比如核心交換機(jī)、認(rèn)證系統(tǒng)等，將 AC無線控制器部署在校園網(wǎng)核心機(jī)房，旁掛于內(nèi)網(wǎng)核心交換機(jī)上。

　　(三) 校園無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計(jì)

　　室內(nèi)場景覆蓋。圖書館、會議室等這類用戶數(shù)量多，空間面積大，接入終端多且支持頻率不同的室內(nèi)場景采用室內(nèi)高功率雙頻 AP，根據(jù)具體施工情況和安裝效果選擇吸頂或面板式安裝方式。室外場景覆蓋。室外這類場景有一個(gè)典型特點(diǎn)就是:室外環(huán)境復(fù)雜，有雷雨等天氣影響。AP 需要具體防塵防雨等特點(diǎn)。將 AP 部署在人員密集區(qū)域，不僅需要滿足終端接入還需要滿足信號的穩(wěn)定性和較高的終端接入數(shù)。對于室外環(huán)境，采用高性能、高吞吐量、高用戶并發(fā)等優(yōu)異的性能AP。

　　(四) SSID 規(guī)劃和信道規(guī)劃便于用戶使用無線網(wǎng)絡(luò)，使用 SSID 進(jìn)行廣播，針對學(xué)生、教師和訪客等不同的用戶群體，在無線 AP 上設(shè)置不同的 SSID，同時(shí)不同的 SSID 采用的接入認(rèn)證方式不同，并通過無線控制器 AC 針對不同的 SSID 設(shè)置不同的訪問控制策略等。信道規(guī)劃。學(xué)校無線網(wǎng)絡(luò)部署的是雙頻 AP，即一個(gè)AP 可以同時(shí)發(fā)射 2. 4G 網(wǎng)絡(luò)和 5G 網(wǎng)絡(luò)，使用 2. 4GHz 網(wǎng)絡(luò)，為保證信道之間不相互干擾，通常采用 1、6、11 三個(gè)信道，要求兩個(gè)信道之間間隔 5 個(gè)信道以上，比如采用 1、6、11三個(gè)信道。對于 5GHz 網(wǎng)絡(luò)來說，最多可以提供 5 個(gè)不重疊的信道同時(shí)工作，在我國一共開放了 5 個(gè)信道，分別是149、153、157、161、165 信道，這 5 個(gè)信道相互之間不重疊，為互不干擾信道，這樣可以有效降低無線干擾，提高無線上網(wǎng)速度。除此之外，國家針對于 802. 11 AC 新一代無線網(wǎng)絡(luò)，也逐漸開放了更多的頻段，擁有 13 個(gè)不重疊、不干擾的無線信道。5G 網(wǎng)絡(luò)具有無線傳輸快、環(huán)境干擾小的優(yōu)勢。

　　( 五) 校園無線網(wǎng)絡(luò)安全性設(shè)計(jì)

　　無線接入認(rèn)證。對于不同的使用者，可以做不同的認(rèn)證方式。教師通過無線辦公可以使用 802. 1X 的無感知認(rèn)證方式。對于學(xué)生可以采用 Portal 賬號認(rèn)證，免除了繁瑣的認(rèn)證方式。對于訪客則可以通過微信短信等認(rèn)證手段來提高宣傳的力度，增強(qiáng)學(xué)校的整體形象。無線空口安全。無線校園網(wǎng)的無線空口安全威脅主要來自非法接入點(diǎn)、空口竊聽、惡意攻擊。非法接入點(diǎn)。非法接入點(diǎn)，如私接無線接入點(diǎn)、共享熱點(diǎn)、AD - Hoc 等，其威脅主要是對校園無線網(wǎng)的干擾以及誘使用戶接入從而盜取用戶信息，通過無線控制器 AC 的檢測功能檢測無線環(huán)境中存在的攻擊和危險(xiǎn)行為，實(shí)時(shí)告警并產(chǎn)生日志，并對指定類型的攻擊對象執(zhí)行反制。

　　空口竊聽，眾所周知，無線網(wǎng)絡(luò)是以空氣為介質(zhì)進(jìn)行傳播的，數(shù)據(jù)通常被暴露在空氣中，惡意訪問者利用無線空口抓包工具進(jìn)行破解賬號密碼、數(shù)據(jù)分析等，對無線校園網(wǎng)造成安全隱患，通過對無線空口進(jìn)行 WPA/WPA2 /WAPI 等安全加密，或采用高安全性的 Portal 安全認(rèn)證方式，對用戶認(rèn)證數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全加密，防止空口數(shù)據(jù)被竊聽。惡意攻擊。在校園網(wǎng)絡(luò)中典型的惡意攻擊包括 D -dos 攻擊、Ping 攻擊、ARP 欺騙攻擊，D - dos 攻擊、Ping 攻擊等洪泛攻擊可以使主機(jī)資源被耗盡，從而達(dá)到攻擊的目的，致使服務(wù)器癱瘓、無法訪問的情況。可以通過在無線層面的攻擊檢測技術(shù)，將攻擊終端加入到動態(tài)黑名單中凍結(jié)一段時(shí)間并產(chǎn)生告警通知，有效預(yù)防 AP 接入資源、服務(wù)器等資源被耗盡。同時(shí)，不影響其他終端的正常接入。

　　訪問控制，可以利用無線控制器的應(yīng)用訪問控制，將控制策略下發(fā)到 AP，從而實(shí)現(xiàn)對內(nèi)外網(wǎng)的訪問權(quán)限控制，保證無線校園網(wǎng)的安全性。另外，互聯(lián)網(wǎng)資源極其豐富，但卻良莠不齊，學(xué)校作為提供互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)服務(wù)單位，有義務(wù)規(guī)范學(xué)生的上網(wǎng)行為。將違法、違規(guī)、暴力、黃色等不良網(wǎng)頁過濾掉，凈化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境; 同時(shí)過濾釣魚網(wǎng)站、惡意廣告、垃圾博客，防止用戶不慎訪問不受信的網(wǎng)站帶來的上當(dāng)受騙。行為審計(jì)記錄。為了進(jìn)一步保證學(xué)校的信息安全，對特定的系統(tǒng)資源以及網(wǎng)絡(luò)輿論進(jìn)行保護(hù)，對與學(xué)校的系統(tǒng)、BBS 論壇、貼吧等相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)行為進(jìn)行審計(jì)記錄，當(dāng)疑似出現(xiàn)安全問題時(shí)，能夠做到有跡可循。針對于無線用戶的上網(wǎng)行為審計(jì)，包括但不限于 http外發(fā)內(nèi)容、訪問的網(wǎng)站和下載、郵件、ftp、telnet、其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)頁內(nèi)容、ACL 拒絕行為以及上網(wǎng)流量與時(shí)長控制。

　　( 六) 校園無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定快速設(shè)計(jì)

　　通過流量控制等措施確保校園無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定快速。由于互聯(lián)網(wǎng)各類應(yīng)用程序所需的帶寬越來越大，可視化視頻應(yīng)用越來越多，對出口帶寬的需求很大。如何能合理地利用有限的帶寬，根據(jù)用戶類別、應(yīng)用類型和時(shí)段等不同因素設(shè)置不同的流量極為關(guān)鍵。此次校園網(wǎng)無線覆蓋要求:

　　1. 根據(jù)業(yè)務(wù)類型進(jìn)行流量控制，比如可以按照 P2P 下載、FTP 下載、視頻、網(wǎng)頁瀏覽等應(yīng)用進(jìn)行流量控制，并設(shè)置一定的優(yōu)先級，比如教務(wù)管理系統(tǒng)、會議視頻系統(tǒng)等學(xué)校業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行流量的優(yōu)先設(shè)置，這樣可以避免占用帶寬大的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用影響重要業(yè)務(wù)應(yīng)用的正常使用;

　　2. 根據(jù)用戶類型，針對學(xué)生、教師和訪客等不同身份進(jìn)行帶寬的分配，比如為教師分配相對帶寬大一點(diǎn)，對學(xué)生則統(tǒng)一分配一定額度帶寬等;

　　3. 根據(jù)使用無線的時(shí)間段進(jìn)行流量控制，針對不同應(yīng)用、不同的用戶等在不同時(shí)間段進(jìn)行合理的流量控制; 4. 還可以根據(jù)實(shí)際帶寬使用情況，實(shí)時(shí)調(diào)整通道流量。這樣可以合理分配帶寬資源，提高帶寬利用率。

　　( 七) 校園無線網(wǎng)絡(luò)高可靠性設(shè)計(jì)

　　通過 AP 災(zāi)備冗余、認(rèn)證服務(wù)器冗余等措施確保校園無線網(wǎng)絡(luò)可靠性。AP 災(zāi)備冗余。基于 AC + FIT AP 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，AC 作為無線網(wǎng)絡(luò)中最核心的設(shè)備，當(dāng) AC 宕機(jī)之后，無線網(wǎng)絡(luò)將變得不可用，通過 AP 災(zāi)備冗余方案，當(dāng) AP 與無線控制器因外界因素( 如 AC 宕機(jī)、控制器與核心交換機(jī)網(wǎng)線斷開) 造成的通信連接斷開后，自動啟用應(yīng)急策略或應(yīng)急 SSID，新接入的用戶會劃分到指定的應(yīng)急 VLAN 以及分配相應(yīng)的應(yīng)急角色，仍然能保證用戶正常上網(wǎng)以及新用戶的認(rèn)證接入，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時(shí)，這些用戶會從災(zāi)備角色中剔除，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。

　　認(rèn)證服務(wù)器冗余。無線校園網(wǎng)利用原有線網(wǎng)絡(luò)的外置認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證，無線網(wǎng)絡(luò)可關(guān)聯(lián)多個(gè) Radius 服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)認(rèn)證服務(wù)器的冗余備份，當(dāng)一臺 Radius 服務(wù)器宕機(jī)后，另一臺 Radius 服務(wù)器繼續(xù)提供服務(wù)，為用戶提供可靠的接入服務(wù)。另外，通過認(rèn)證服務(wù)器逃生功能，即使當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的全部認(rèn)證服務(wù)器都宕機(jī)后，依然能保證用戶正常上網(wǎng)以及新用戶的認(rèn)證接入，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。

　　( 八) 校園無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)設(shè)計(jì)

　　由于無線 AP 分布較點(diǎn)數(shù)較多、地域較廣，給運(yùn)營維護(hù)和管理方面帶來一定困難。通過無線控制器統(tǒng)一集中管理平臺，對無線 AP 統(tǒng)一下發(fā)配置，對無線 AP 進(jìn)行圖形化管理，根據(jù)圖形顯示情況，確定故障點(diǎn)。還可以通過對部署在覆蓋目標(biāo)的 AP 進(jìn)行分組管理，比如按照建筑物劃分管理組，方便 IT 管理員管理運(yùn)維。同時(shí)，IT 管理員可在控制器上可統(tǒng)一查看所有 AP 的運(yùn)行情況( 如 AP 接入用戶、AP 帶寬使用情況、設(shè)備利用率、AP 在線情況等) ，當(dāng) AP 設(shè)備出現(xiàn)異常或故障時(shí)，會出現(xiàn)告警事件，幫助 IT 管理員及時(shí)排除問題。

　　( 九) 校園廣告

　　當(dāng)然校園網(wǎng)無線覆蓋不僅可以方便用戶使用網(wǎng)絡(luò)，還可以針對不同用戶推送一些新聞公告等信息，主要包括Wi Fi 入口廣告推送、推廣學(xué)校公眾號和用戶行為精準(zhǔn)推送等。Wi Fi 入口廣告推送。在 Wi Fi 入口進(jìn)行校園廣播等信息展示，訪客連入 Wi Fi 時(shí)，會觀看到推送的公告信息。學(xué)校可以根據(jù)樓層、區(qū)域的不同推送不同的 Wi Fi 入口信息，比如: 當(dāng)用戶連接校園東區(qū)無線網(wǎng)時(shí)，提示校園東區(qū)等信息; 并且可以強(qiáng)制用戶觀看一定時(shí)間的公告之后才可以點(diǎn)擊我要認(rèn)證上網(wǎng)。

　　推廣學(xué)校公眾號。學(xué)校為用戶提供免費(fèi)的無線網(wǎng)絡(luò)，訪客通過關(guān)注學(xué)校微信公眾號獲得上網(wǎng)資格，有效幫助學(xué)校推廣教學(xué)資源以及提高學(xué)校整體形象。當(dāng)學(xué)校需要發(fā)布消息時(shí)，可以在微信平臺發(fā)布。提高了學(xué)校發(fā)布信息的效率。用戶行為精準(zhǔn)推送。當(dāng)用戶使用學(xué)校 Wi Fi 時(shí)，用戶行為精準(zhǔn)推送，會根據(jù)用戶在百度、谷歌等網(wǎng)頁搜索引擎內(nèi)容進(jìn)行信息推送( 需管理員設(shè)置好關(guān)鍵字組對應(yīng)的廣告，比如搜索“圖書”時(shí)推送學(xué)校相應(yīng)的書籍內(nèi)容) ，推送形式支持網(wǎng)頁內(nèi)嵌 banner 廣告、微信、短信等方式。

　　四、結(jié)語

　　無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋彌補(bǔ)了傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的不足。滿足了師生隨時(shí)隨地通信、學(xué)習(xí)等辦公、學(xué)習(xí)和生活的需要，同時(shí)也為我校提供了日常生活、辦公和學(xué)校管理緊密相連的信息化平臺，也提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。但本文只是針對我校無線校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體需求和無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、覆蓋范圍、安全、可靠、穩(wěn)定以及維護(hù)方面等實(shí)施方案提出的一種設(shè)計(jì)思路，具體實(shí)施中還需要針對具體校園環(huán)境和實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行不斷改進(jìn)、完善和優(yōu)化。在以后無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和使用過程中，應(yīng)對無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理分布、配置優(yōu)化。在網(wǎng)絡(luò)安全方面，要完善管理制度。隨著無線體系的逐步完善，無線網(wǎng)絡(luò)使我們生活和學(xué)習(xí)真正享受無線的樂趣。

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