无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的应用

郭　可

（秦皇岛职业技术学院，河北　秦皇岛　066100）



无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的应用

郭可

（秦皇岛职业技术学院，河北秦皇岛066100）

摘要：在人们的生活中无线互联局域网发展越来越快，在范围比较大的区域要使用WLAN进行无线网络全覆盖具有一定的局限性。无线Mesh网络是一种新型的无线网络，覆盖范围大，容量大，效率高。在校园网的无线网络建设中无线Mesh网络发挥着重要的作用。文章对无线Mesh网络技术进行分析，并对无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的应用进行研究。

关键词：无线Mesh网络；无线局域网；WLAN ；覆盖式；校园无线网

随着中国教育现代化的不断发展，在学校中教学和科研水平提升很快，一些社团活动，学生交流会不断增多。在教学楼、学生公寓等场所，无线网络的覆盖可以帮助学生们更好的使用笔记本、3G手机登移动互联设备进行学习和交流，无线网络的建设是校园网络建设重点。有线网络在布线施工的时候受到地理环境的制约很大，施工比较复杂，成本比较高，而且在校园内不能达到网络的全覆盖，无线网络是有线网络的扩展，有线网络不能覆盖的地方，我们可以通过无线网络为用户提供网络接入点。在校园网络的建设中要采用新的网络技术，才能够使校园网更好地满足学生们的需要。

许多学校建设的都是传统的校园网，传统校园网的铺设主要都是有线网络，网络运行比较稳定，为学生们提供了学习和娱乐的保障，但是在校园的体育场、草地等地方，没有铺设有线网络，这样学生们就不能接入互联网。学校的校园网存在一定的盲点，不能满足学生们在任何地点都可以上网的需求。为了满足学生们在校园内上网的需求，把无线网络引入到校园的建设中来，把有线网络的固定上网方式转换成无线网络的移动上网方式，我们提出了无线Mesh网络技术，无线Mesh网络技术是无线网络的新的技术，无线Mesh网络地理区域覆盖范围大，效率高，是一种全新的无线网络技术。无线Mesh网络技术在数据传输上支持点对多点和多点对多点传输方式，无线Mesh网络技术改变了传统网络接入方式，克服了传统校园网建设中的弊端，解决了无线网络全覆盖局限性的问题，支持无线网络多点的信息接收方式。

1　无线Mesh网络技术

1.1无线Mesh网络技术综述

在无线网络局域网中，我们把无线Mesh网络也叫做无线网状网，无线Mesh网络技术和其他的移动网络技术可以很好的结合，无线Mesh网络技术可以提高地理区域覆盖范围和提升网络宽带容量，信息在无线Mesh网络传输过程中的稳定性高，在无线网络技术的应用中具有很大的发展前景。传统的无线网络的拓扑结构大多是点对多点的星型网络拓扑结构，拓扑结构图如图1所示 ，在传统的无线网络星型拓扑图中可以看出，所有的终端的节点要进行数据通信，必须经过中心节点才能够进行数据交换。

图1 星型拓扑图

图2 点对点拓扑结构图

无线Mesh网络的网络拓扑结构是点对点的，如图2所示，在点对点网络拓扑图中可以看出全功能点彼此构成了一个网状结构，全功能点之间的通信互相之间就可以完成，不必通过共同的中心节点。

综合以上分析，无线Mesh网络的网络拓扑结构可以弥补传统星型网络拓扑结构中扩展性差和安装维护难度大等问题。无线Mesh网络的网络拓扑结构把星型拓扑结构和网状拓扑结构结合在一起，在网络的性能上提高了很多。在无线Mesh网络的点对点网络拓扑结构中，在节点上加入路由表实现路由功能，无线Mesh网络技术采用对等网络结构，节点在对数据转发的时候可以与其相邻的节点之间进行转发，可以说无线Mesh网络是自己可以管理自己的网络。

1.2无线Mesh网络基本结构

无线Mesh网络主要有3种基本结构分别是：骨干网型Mesh结构、客户端型Mesh结构和混合型Mesh结构。

1.2.1骨干网型Mesh结构

骨干网型Mesh结构的主干网由多个路由器组成，遵守IEEE802.11国际标准化协议，可以实现自动配置和自动修复的功能。Mesh结构由多个Mesh路由器构成，彼此的连接时点对点跳转连接。Mesh路由器和有线网络连接实现对internet网的访问，客户端与Mesh路由器相连，接入骨干网，与Internet连接，使内网和外网可以互相访问。骨干网型Mesh结构支持客户端和路由器之间的无缝切换，采用不同无线网络技术的客户端与骨干网相连，可以通过连接以太网接口的基站来实现接入。

1.2.2客户端型Mesh结构

在客户端型Mesh结构中，具有相同无线网络技术的客户端不采用传统的access point方式连接而是彼此之间相互连接构成，采用点对点的连接方式。在客户端型Mesh结构中没有中心节点，客户端相邻节点直接通信，不相邻节点之间通过跳转实现通信，客户端型具有路由功能，可以自动进行配置，缺点是移动性小。

1.2.3混合型Mesh结构

混合型Mesh结构是把骨干网型Mesh结构和客户端型Mesh结构结合到一起形成的结构。在混合型Mesh结构中具有Mesh结构的骨干网，客户端和路由器之间以及客户端之间形成Mesh结构。混合型Mesh结构功能多，对客户端要求较高。混合型Mesh结构如图3所示。

图3　混合型无线Mesh网络结构

1.3无线Mesh网络关键技术特点

无线Mesh网络采用的技术有MAC协议、路由协议、信道分配等。MAC协议是为了保证网络和资源共享的公平性，对网络中的站点占有信道的问题进行管理。路由协议是无线Mesh网络组成的重要技术，在路由上对传输的信息进行共享，路由协议包括内部网关协议和外部网关协议。信道分配在移动通信网络中时重要的无线资源管理方式，信道分配分为动态和随机两种信道分配方式，动态信道分配对信道资源进行分配和配置是根据信道通过量的参数，随机信道分配为通信传输设备选择最佳的信道的方式是采用多普勒计算，在随机的条件下采用通信系统的码分复用技术。

2　无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的应用

2.1应用需求

学生在校园的学习和生活都离不开网络，在校园的传统网络建设中，有线网络的覆盖范围有局限性，有一些地方不能进行网络覆盖，满足不了学生上网的需求，在学校的体育场和公用绿地等区域不允许铺设有线网络设施，影响学生上网的质量。有线网络的建设需要铺设线缆，施工费用大，无线网络避免了铺设大范围线缆工程，网络安全性也得到了保证，在施工中节省人力、物力，所以要对学校内进行无线Mesh网络覆盖，保证无线Mesh网络满足学生上网的要求。无线Mesh网络技术具有网络拓展性强、覆盖范围广、抗干扰性强和建设成本低等优点，满足校园网络的高效率、低成本的网络建设需要。在校园网中建设无线VoIP网络，通过移动设备在内部零话费进行通信。在校园内通过无线网络安装监控，保证校园内全天候安全监控。无线Mesh网络技术保证校园无线网络全覆盖。

2.2建设难点

在学生活动比较集中的地方需要优质的高效率的无线网络服务，比如公寓、食堂等学生活动密度大的区域。对无线网络的安全性也是一个重要的问题，在校园内进行上网认证实名制，一个学生一个账号，建立上网计费系统，保证上网安全。

2.3解决方案

根据区域的特点，在室内可以使用无线Mesh路由器，对接入点的安装实现大面积覆盖。在体育馆和食堂等地方可以采用安装AP或者WIFE热点的方式实现无线网络覆盖，对学生活动比较少的区域使用AP的宏方式，对使用量大的区域使用AP的室外方式。校园无线Mesh网络拓扑图如图4所示。

图4　校园无线Mesh网络拓扑图

3　结语

无线Mesh网络吞吐量大、覆盖范围广、网络稳定性和安全性高、建设施工费用低。无线Mesh网络技术符合校园无线网建设的需要，满足学生和老师的上网需求，是校园网络现代化建设的新的技术。无线Mesh网络技术的发展必将促进校园网络建设更好的发展。

［参考文献］

［1］纪威.基于WLAN技术在校园网络建设中的应用［C］//第二十六届中国（天津）2012IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集，2012.

［2］罗奇.无线Mesh网络技术在高校校园中的应用［J］.硅谷，2012（6）：146-147.

［3］郭靖.无线Mesh网构建无线城市［J］.通信世界，2008（32）：1007.

The Application of Mesh Network Technology in the Construction of the Campus Wireless Network

Guo Ke
(Qinhuangdao Institute of Technology, Qinhuangdao066100, China)

Abstract：The development of the wireless LAN in the life of people more and more quickly, in a larger area for a complete coverage of the wireless network using WLAN has some limitations. Wireless Mesh network is a new type of wireless networks, large coverage, large capacity, high effciency. Wireless Mesh network in campus network wireless network construction play an important role. In this paper， the wireless Mesh network technology are analyzed, and the wireless Mesh network technology application in the construction of campus wireless network for research.

Key words：wireless mesh network; wireless local area network(lan); wlan; overlay; the campus wireless network

作者简介：郭可（1980-），男，河北秦皇岛，本科，助教；研究方向：计算机网络与数据库技术。