基于Opnet的无线园区网构建方案

郝达亮

摘 要：无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）是计算机网络与无线通信技术相结合产物，采用无线传送方式提供有线局域网的功能，是对有线局域网的一种补充和扩展。文章基于对园区网现有网络存在的网络盲点，扩建成本高等问题，引入了无线校园网这个概念，并利用Opnet仿真技术设计具体实施方案，与现有网络互补，高效实现园区网的扩建改造升级。

关键词：Wlan；无线园区网；802.11x；Opnet；AP

1 绪论

如今，园区网已经成为企业的一个重要组成部分，是企业员工获取资源和信息的主要途径，在办公流程中具有不可或缺的地位。

但随着企业的发展和互联网技术的发展，企业的园区网不能满足现有需求，需要进行很多改造。而在改造过程中也面临很多问题，如：有线网络布线建设周期长、费用高、不利于移动办公等。

而无线局域网的架设与维护容易、高速无线上网、具有较好的抗干扰性、布线灵活等特点刚好可以解决有限网络的不足，突破有线网络节点的限制，解决多人同时上网的问题，实现使用户能够在任何时间、任何地点均能实现数据通信的目标。正是基于以上原因，很多全区网在升级改造的过程中选择无线有线相结合的方式。

本论文以某学校的园区网为例，讨论无线园区网构建方法。

2 某学校园区网现状分析

2.1 某学校的园区网拓扑结构图

校园网以学校网络中心机房为中心，通过光缆以星型扩展拓扑千兆下连到各大楼，以千兆、万兆上连到教育网及Internet，这些有线网络组成了校园网的主干网。

校园网采用“主干光纤千兆，百兆交换桌面”的三层设计思路，各骨干线路均为1000M光纤，10/100M自适应到用户。

核心层选用高性能的核心万兆路由交换机，对全网的数据进行高速无阻塞的交换，负责路由管理、网络管理、网络服务、核心数据处理等，选用锐捷RG-S8614，其高达512G的背板带宽和286Mpps的二/三层包转发速率可为用户提供高性能的交换。

汇聚层在宿舍区和教学够区选用锐捷网络的RG-5750，RG-3512交换机为三层路由交换机，其22G的背板带宽为用户提供高速无阻塞的交换。在办公区选用锐捷网络的RG-2150交换机，提供上联百兆，充分满足用户的高速接入，并支持堆叠功能、流媒体、和安全访问控制等功能等。

接入层选用锐捷网络的网管型交换机STAR-S1924F+和STAR-S2024M，10/100M桌面接入，并采用认证和流控等手段进行接入控制。

2.2 无线应用空间分析和需求

现有的有线网络已经基本能够满足广大师生的需求，但是只限于在有线覆盖的范围内，比如固定的办公和休息地点，学校实验室机房，图书馆电子阅览室，老师办公室，学生宿舍等。

但是对于学校其他的公共区域，比如在以下场所：

（1）图书馆自习区：宽敞，高大，适合无线网络，学生，教师可以携带自己的笔记本电脑入馆，查阅资料和记录。

（2）会议室：干净，整洁，不适合有线布局，在需要时候，与会者可以用笔记本电脑查阅会议信息和资料，并与演讲者互动。

（3）办公室、实验楼：流动人员多，科研，办公场所变化极快，有线网络跟不上搬迁，改建速度。

（4）运动场以及各类休闲场所等一些空旷地带，弥补有线网络的不足之处。

3 无线组网方案选择

3.1 技术的选择

鉴于校园现有网络的情况和校园网络需求的特点，我们不采用全覆盖的方法，而是选择以有线网络作为校园骨干网络，再在需要的地方增加无线覆盖的方案。采用IEEE802.11无线局域网技术，结合Fit AP模式+无线控制器（AC）集中的方案。

3.2 认证技术的选择：802.11X

高校作为一个比较敏感的地点，向来得到比较多的重视。高校人员流动性大，范围广，信息量需求大，这都对身份认证的选择提出了要求。

本方案本着沿用原来有线校园网认证方式简便的原则，最后选择了802.11X认证作为本方案的认证技术。

3.3 无线网络设备选型

根据本次组网中主要需要无线AP、PoE交换机、无线控制器等设备。无线AP又根据需求和环境分为室内AP和室外AP。本次方案中室内无线AP选用型号为：TL-WR941N，室外的网络覆盖采用D-LINK公司的DAP-2590企业级无线AP，该无线AP是由D-LINK公司推出的一款针对企业级应用的无线AP，PoE交换机选用型号为：SF200E-24P，无线控制器采用cisco5500型号。

4 肇庆学院无线网络构建方案

根据现有网络情况，首先，我们选择的系统方案是无线交换机加“瘦”AP的组网方式，覆盖范围是全校区教学，行政，公共区域。整体设计方案如图2所示。

4.1 无线控制器的部署

由于整个网络采取的是静态路由协议，无线控制器应该尽可能地放置在核心层附近，所以直接将无线控制器串联到RG8614三层交换机上。位置确定好后，RG8614三层交换机下连的无线设备的网络连接结构如图2右边区域所示。

为了更好的保护无线控制机及其他设备，我们可以在三层交换机RG8614上配置一个新VLAN，专门用于核心交换机与无线控制器的互联。同时在AC上开启DHCP服务功能，为无线接入分配指定网段的IP地址。

4.2 无线接入点AP配合PoE交换机的部署

对于PoE交换机和AP的接入点选择，为了降低无线网络建设成本，这次无线网络建设的主干链路还是用原来校园网的有线光纤主干，AP的接入根据不同的场所选择不同的接入点，这样做的目的是为了减少无线AP接入有线校园网络所消耗的网络布线的长度，降低建设成本。

有两种接入方式，如图书馆，图书馆是人流密集地，而且自习区学生人数一整天都是处于爆满状态，接入的需求相当大，所以AP先接入PoE交换机，然后直接把新增的PoE交换机接入到汇聚层RG35-12交换机上。

而在离汇聚层交换机比较远的广场上，因为网络拉线距离问题还有这些地方的对网络的需求弹性比较大，则选择直接将新增的PoE交换机接入到有线接入层交换机上。具体如图2左边区域所示。

不论瘦AP还是胖AP都是要通过上连交换机实现网络互联。为解决AP的供电问题，交换机一般都要支持远程供电（即PoE交换机）。对于原来校内的交换机不支持PoE功能的，我们将新增带有PoE功能的交换机，用以连接AP设备，主要是考虑这样可以省去AP需要额外供电的麻烦，而且PoE功能可以提供远程重启，在AP吊死的情况下，可以通过对PoE功能的控制使AP快速重启，提高了维护工作的效率。

5 方案仿真验证

方案设计完成后，需要用最简单的方式验证方案的可行性，OPNET是一个网络仿真技术软件包，它能够准确的分析复杂网络的性能和行为，被广泛应用于网络前期方案设计和研究中。

根据以上设计，我们利用OPNET提供的网络组件建立各关键位置的网络仿真。主要仿真对象为汇聚交换机RG_3512、图书馆P0E交换机、汇聚层3512互联链路仿真、无线接入AP与P0E接入交换机互联链路、图书馆无线接入AP。限于篇幅本论文以整个无线网络（Wireless lan）global变量仿真结果为例说明。

从图3中可以看出，随着仿真时间的增长，在校园无线网的数据吞吐量基本维持在15，000，000bit/sec时，网络的延迟却有不断变大的趋势，说明此时网络是处于了重负载的状态，拥塞大，存在网络不稳定等问题。

6 结束语

通过整个仿真结果分析知道，伴随无线的接入，当无线接入流量过大时，局部的网络数据包传递的延迟会变的很大，主要的问题不是在设备互联链路上，而是伴随着流量的接入增多，原来的服务器需要优化升级，或者增加服务器台数，分担处理的流量，在用户较多的地方，比如图书馆，无线AP的个数也要增加，提高整体的网络性能。

鉴于此，我们可以提出的优化方向，对网络做进一步的改造，主要改造方法是在各个无线接入点增加AP个数和在网络中心增加服务器。

参考文献

[1]张杰.无线局域网在校园网建设中的设计与实现[D].华中科技大学，2006，10

[2]冷杰.OPNET网络仿真技术及网络设计[M].天津：天津大学，2006.

[3]张敬涛，李向阳.数字化校园建设探析[J].山东师范大学学报（自然科学版），2007（24）：56-71.

[4]孙利民，李建中，陈渝.无线传感器网络技术及应用[M].北京：清华大学出版社，2007.