浅析高校无线网络覆盖的研究与设计

2022-09-12

随着我国科技水平的不断发展, 网络成为人们日常生活重要的组成部分。高校数字化校园背景下, 智能移动终端的普及, 数据流转都将通过网络进行。高校校区的不断扩增, 有线网络布线繁杂, 使用范围有限, 已经满足不了在校师生日常办公、学习及教学需求。学校应该尽可能去满足师生在教室、图书馆、实验室、会议室、饭堂等场所实现Wi-Fi上网, 为师生提供便利、安全、稳定、高效的无线网络接入服务。因此, 探讨高校校园无线网络覆盖, 如何让在校师生随时随地、安全、稳定的使用无线网络, 具有十分重要的现实意义。

一、无线网络发展现状

在1999年10月, 美国卡内基·梅隆大学使用了校园无线网络, 也是世界上第一个使用无线校园网络的高校。在之后不到20年的时间, 无线校园网不断快速的创建于世界各地的高校之中。至2018年, 据调查, 在欧美发达国家里, 有98%的高校都已建设了无线校园网。可见无线技术在校园里是多么的炙手可热。在Wi-Fi联盟新近公布的一份民意调查中数据显示, 美国大学中90%的学生表示Wi-Fi技术已经成为其必不可少的学习工具, 通过Wi-Fi接入到互联网中, 美国的大学生能充分感受到与以往完全不同的生活方式。也就说明无线网络对学生学习的积极性, 对高校的影响力都有很高的提升。

在中国, 北京大学是第一个尝试无线校园网的。在2002年, 北京大学在原有的有线网络上建设出适合自己的无线校园网。此后, 全国各地的大型高校也纷纷建设了自己的无线校园网。在2012年, 浙江大学组成了当时世界最大型的无线校园网, 当时一共用了一万多台无线AP, 是国内无线校园网络的一个里程碑。至2018年, 国内大部分的高校都已经有计划去建设自己的无线校园网, 而且我国无线网络的技术已经可以达到世界先进的水平。

二、无线网络覆盖的重要性及必要性

(一) 无线上网需求增长

就目前情况而言, 智能移动终端如笔记本电脑、平板、手机等设备的普及, 促使互联网逐渐朝移动互联网演进。《第37次中国互联网络发展状况统计报告》中显示:截至2015年12月, 我国手机用户中通过3G/4G上网的比例为88.8%, 而通过无线网络接入互联网的比例高达91.8%[1]。在校园中, 教职人员移动办公、学生网络学习、日常生活都对网络有极大的依赖性。现有的有线网络无法满足日常师生随时随地连接互联网的需求, 这种状况亟需改变。

(二) 现代教育技术改革需求

自从“互联网+”概念出现后, 高校也开始倡导“互联网+教育”模式。借助互联网的力量, 突破传统课堂的“师”、“生”、“教材”模式, 将现代教育技术充分融入课堂教学。信息技术的发展给教育带来全新的革命, 在信息技术高速发展的今天, 老师们也要思考如何让学生进行主动、高效的学习。蓝墨云班课、雨课堂、慕课等智慧教学工具的使用, 可以充分调动课堂氛围。学生通过手机、平板等设备参与课堂教学互动, 下载课件, 提高了参与度及学习效率。而这一切都是基于“互联网+教育”现代教育技术的改革, 离不开校园无线网络的支持。

三、无线网络覆盖建设

(一) 设计原则

建设无线校园网最基础的目标就是让全校的师生们可以在学校任何地方都享受到无线校园网的方便, 运用无线校园网提高工作和学习效率。建设无线校园网应秉持以下几个原则:

(1) 稳定高速原则:无线网络技术发展日新月异, 建设应综合考虑应用的技术是否成熟, 是否是国际国内主流行业认可度较高的实施技术。使用合适的网络协议标准, 使无线校园网达到稳定, 高速的结果。同时, 为后续升级改造预留一定的空间。

(2) 经济实用原则:在学院建设无线校园网时, 必须控制好成本, 尽量把无线网络设备使用最大化。比如每个AP的距离要控制好, 不要浪费AP的传输范围。在办公楼和教学楼里尽量保证信号的强度;在宿舍、图书馆、饭堂等人流密集的场合就要保证无线网络设备的最大接入用户数足够;在室外的场合则要保证设备的覆盖要全面。

(3) 安全性原则:在建设好无线校园网后, 应采用一定的网络安全策略, 保障接入用户的安全要求, 确保网络的稳定。适当的限制用户们浏览的网页或下载的应用, 从而阻止网络病毒的传播, 避免受到攻击, 打造一个安全的无线校园网。

(二) 组网技术

目前主流无线网络的组网技术主要分为瘦AP+无线AC模式和胖AP模式[2]。AP即Access Point:无线接入点;AC即Wireless Access Point Controller:无线控制器。瘦AP与胖AP的主要区别在于后者具备单独作业的能力, 类似家用路由器, 无需依赖其他控制设备。胖AP适用于小规模组网, AP之间缺乏有效管理手段, 接入及安全策略不足, 后期升级维护成本较高。因此。目前高校普遍采用的是瘦AP+无线AC控制器的拓扑结构。即瘦AP+无线控制器的组网模式下, AP不做任何配置, 所有的参数设定都在AC上进行, AC能够完成统一管理, 智能规划信道及用户接入、安全控制策略等工作。AP和AC相互配合, 分工明确便于管理者监控无线网络状态。因此瘦AP+无线AC模式组合更适用于高校无线网络覆盖。

(三) 网络部署

无线网络部署需要根据室内跟室外、人流密集度及环境因素设计。室内如教学楼、图书馆、体育馆、食堂、报告厅等人流密度较大的场所可以采用吸顶式或壁挂式的室内AP, 而学生公寓这种人员数量较为固定的可以采用差分式室内AP。对于田径场、校道等室外公共区域, AP需要覆盖的范围较广, 受环境因素干扰过多, 应采用功率较高的设备, 多点测试减少信号盲区, 确保用户使用期间网络无掉线, 信号切换平稳过渡, 无需重新认证。

(四) 安全管理

无线网络覆盖后, 如何为校内师生提供一个良好的网络环境, 可以从这几个方面进行管理: (1) 用户实名认证使用;可以采用学号或身份证号作为用户入网唯一标志。一个实名用户只能登陆一台设备终端, 实名认证用户可以及时发现盗号问题, 解决问题, 从而避免损失。 (2) 采用一定的网络安全策略;校园无线网应用中, 极易遇到诸多安全隐患, 比如拒绝服务攻击、MAC地址欺骗、网络窃听等。为了有效保护校园无线网络不被攻击, 以及用户使用的安全性, 学校要加强认证访问控制, 采用虚拟专用网技术, 应用无线入侵检测技术, 确保通信数据的保密性和完整性[3]。 (3) 运维与管控;通过人为限制部分软件及网页访问, 减少病毒入侵的可能性, 定期对无线网络防火墙等进行检查。适当与运营商合作, 增加专业技术岗位, 开展无线网的运维管理模式, 加快信息化建设。

四、结语

在移动互联网时代下, 无线网络覆盖作为高校数字化校园建设的重要组成部分, 在现代教育技术智慧课堂中起到关键作用, 也为师生学习、生活营造了一个良好的环境。无线网络覆盖的建设, 要充分调研用户需求, 结合环境等因素做出合理的技术解决方案。保障无线网络高速稳定的情况下, 考虑经济适用性, 并为后续设备升级改造预留一定的空间。着重无线网络的安全策略、运维和管理, 减少病毒入侵, 才能保证校园无线网的安全与畅通, 加快高校数字化校园的建设目标。

摘要:近年来, 移动终端与无线网络技术齐头并进、发展迅速。随着高校数字化校园建设的不断发展, 无线网络的需求日益增加。校园无线网络覆盖可以使在校师生摆脱有线网络的束缚, 随时随地的连接互联网, 提高学习和工作效率, 促进数字化校园的建设, 提高教学质量。本文通过对高校无线网络覆盖的现状分析, 论述无线网络覆盖的重要性及必要性。研究无线网络覆盖的关键技术、设计原则、安全策略等问题, 为更好的建设校园无线网络提出一些建议。

关键词:数字化校园,无线网络,安全策略

参考文献

[1] 罗凤娅, 王燚, 陈杨.互联网+时代的在途WiFi专网运营模式[J].移动通信, 2016 (12) :92-96.

[2] 全丹峰.瘦AP架构WLAN网络设计[J].数字地方, 2011 (11) :45.

[3] 王健, 寇宏.“互联网+”时代下高校无线网的建设和维护[J].无线互联科技, 2017 (19) :41-42+60.