华北水利水电大学无线校园网建设探讨

来源：华北水利水电大学现代教育技术中心 作者：潘晓勇 孟先新 邱道尹 发表于：2018.06.29  1340浏览

华北水利水电大学自建校以来，服务于教务教学的校园网络设施，有力地支持了学校的高速发展。但随着学校业务系统的增多和新型教学方式的转变，学生的学习、实验探究和实践的需求明显提高，对整个学校的校园网性能承载和功能要求也随之发生了很大变化，现有的校园网络已难以满足需求；另外，由于原有的网络设备使用年限和技术更新等因素，现有校园网设施也已很难满足新课程对现代教育技术的需求。

随着无线应用及移动终端的普及，为了更好地服务师生，加快教育信息化建设的步伐、促进校园信息化建设成为学校育人的有机组成部分，大力发展校园无线网络，建设高速、稳定、可靠、可运营、可管理的无线网络对于塑造华北水利水电大学新一代“智慧”校园来说，具有重要的战略意义。

现在无线网络产品和技术都已成熟，无线802.11n技术相比传统802.11g的技术在性能和覆盖上都有了质的飞跃，加上学校无线应用越来越多，如笔记本、Pad、手机等终端广泛应用，学校全校无线校园网建设成为学校信息化发展的必然趋势。

一、无线校园建设背景及需求

我校花园路校区占地约500余亩，有师生约10000人；龙子湖校区占地约1600余亩，有师生也约16000人。目前已基本建成一个连接两校区的可靠、实用、融合、统一管理的有线网络环境和平台。

为满足师生随时随地接入网络获取资源和信息的需求，将学校的院系、学生与从事社交、学术、业务活动的行政人员更紧密的联系在一起，我校无线网络主要覆盖教学楼、图书馆、实验楼等学习和交流场所，以及湖边、草地、操场等室外休闲场所，为教师、学生提供快速便捷的Internet访问和学习资源查找服务。

我校花园路校区有5栋教学楼、1栋礼堂、动力馆、水利馆、后勤楼、讲堂、图书馆、行政楼、综合实验楼、文体活动中心、4号宿舍楼、研究所楼、餐厅等18栋建筑，以及教学区前方广场、图书馆前广场等室外人流量大的地方需要覆盖；龙子湖校区教学楼、实验楼、各个院系教学办公楼、报告厅、餐厅等15栋建筑及室外操场需要实现无线覆盖。

为保证新建无线网络系统与原有网络系统的经济性、可用性和可靠性，无线覆盖系统尽量借用已有的校园网综合布线系统。

龙子湖校区平面图如下：

花园路校区平面图如下：

二、无线网络建设目标

WLAN无线网建设要充分利用现有资源，与有线网络实现统一认证计费、统一资源共享，覆盖学校教学楼、办公楼和操场等场所，实现笔记本、智能手机、平板电脑等多种WiFi无线终端泛在接入。

WLAN无线网建设的主要目标为：主要覆盖场景中，笔记本、台式计算机、智能手机、平板电脑等多种类型WiFi无线终端，802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等多种标准的终端均可便捷接入。相关具体指标如下：

1、服务质量

无线漫游：覆盖区域内无线漫游，用户终端从一个AP覆盖范围移动到另一个AP覆盖范围，无需重新登录和认证。

多用户调度：AP能感知接入用户数量，灵活调整物理信道竞争参数，降低碰撞几率，避免过多的用户接入同一AP，保障服务质量和体验。

2、安全防护

无线安全加密：无线信号是开放的，任何人都可以接收到，因此存在数据被窃听、篡改等安全隐患。WLAN无线网络需要支持WEP、WPA/WPA2、WAPI等加密认证方式，充分保证学校师生重要信息的私密性、数据传输的安全性。

无线入侵防护：为了更好地保证网络的安全性和可靠性，WLAN无线网络需要支持泛洪攻击、Spoof攻击、暴力PSK破解、Weak IV等WIDS/WIPS安全防护。

3、稳定可靠

AP设备：室外AP设备的防尘、防水防护等级达到IP67要求，同时AP自身内置5kV防雷器，减少工程施工和网络运维的困难。

AC设备：AC支持1+1热备份，解决AC单点故障问题。

网络链路：本地转发模式下，若遇到CAPWAP隧道中断、AC故障、控制链路错误等问题时，AP可进入半自治状态，继续对终端业务数据进行转发，业务不中断，保障用户体验。

4、认证计费

认证方式：架设服务器，部署认证计费软件，并和联通认证系统关联。

计费方式：需要针对不同的群体实现差异化的灵活计费方式，如基于时长（包月、包年）。

5、与有线网络兼容

新建WLAN无线网络必须考虑与原有有线网络之间的兼容，实现与现有系统使用同一个账号、密码进行认证，并获取相同的访问权限，与有线网络使用同一个账号、密码进行计费，使用相同的计费策略。

6、运行维护

网络监控：通过网管软件查看当前设备物理拓扑，直接显示设备间连接关系，监控设备及链路状态。通过WLAN业务拓扑监控无线设备告警、状态、网络设备逻辑结构，包括AC、AP、终端用户、非法AP的逻辑连接关系及其详细信息，并提供一定故障诊断处理能力。

故障恢复：通过AC远程批量重启AP，恢复AP配置。通过AC快速完成AP替换，替换后业务不变。

7、天线选型

室内产品最好能内置天线，以便AP可以与教室的环境融合，减少对现有结构的施工。

三、无线拓扑设计

WLAN网络部署采用业界经典的“瘦AP+AC”模式，拓扑如下：

我校花园路校区每栋建筑均有光纤接入口，现有有线网络已经部署，但现有有线网络设备部分老化，运行不稳定，无法很好地满足学校日常教学活动，为此新建的无线网络从汇聚层以下尽量独立部署，室内由放装型AP和面板式AP覆盖，室外AP覆盖校园公共活动区域，从而满足师生在教学区域和公共活动区域随时随地无线上网的需求。

无线网络中对无线AP的控制和策略下发由无线AC完成。本项目无线AC采用旁挂部署在核心交换机一侧，实现对无线AP的控制。

四、建设亮点

华北水利水电大学无线校园网从论证到建设完毕历经1年多的时间，于2017年10月1日开始全校试用，并于2018年4月1日正式使用，全校师生可在校园内实现有线无线一体化无障碍上网。本次无线校园建设中的亮点如下：

1、带宽大。现在学校总出口带宽40Gbps，单个用户带宽可达50Mbps。

2、选择自由。用户根据自己所使用手机运营商，可以自由选择相应运营商的无线套餐，也可以根据需要选择其他运营商的无线套餐上网，无需绑定特定运营商。

3、有线无线一体化。全校师生可以实现有线无线一体化认证，有线上网和无线上网均可以通过一个账号进行认证，增强了上网的便利性。

4、校企合作。华北水利水电大学这次无线校园网建设采用校企共建模式，经过公开的招投标流程，由社会企业出资建设、运营和维护，学校负责相关管理。

五、小结

经过半年多的运行，华北水利水电大学的无线校园运行流畅，特别是上网速度大幅提升，为学校师生的学习和生活提供了极大便利，获得了一致好评。

不过，受本次建设规模影响，也有一些后续建设需要跟进：1、无线校园和智慧校园建设的集成度不够；2、增强学校内的无线导航定位建设；3、进一步拓展相关校园移动应用。