浅谈无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的应用

范申民

（商洛学院，陕西　商洛　726000）

浅谈无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的应用

范申民

（商洛学院，陕西商洛726000）

随着人们对高校教育的重视程度不断上升，高校学生数量越来越庞大，对学生信息管理的工作也变得越来越困难.我国科学技术在不断发展，信息化已经成为了当前社会发展的主流趋势，为了使高校的信息化建设更加完善，将有效网络向无线网络转变，更好的满足了师生的各项需求.

无线Mesh网络技术；校园无线网络；建设

随着信息化技术的不断发展，云计算以及网络技术的运用越来越广泛，在这些新兴运用模式下，人们的学习、生活和工作都变得更加便捷，无线网络技术高校得到了广泛的应用.为了使师生之间的交流、生活和学习更加方便，各大高校都建立了校园网络，将无线Mesh网络技术应用到校园无线网络的建设中，满足了人们对网络的高要求，为学生和教师提供了更多的便捷.

1　无线Mesh网络关键技术

无线Mesh网络是一种宽带无线的新型网络结构，在最后一公里可以无线接入，具有高容量、高速率的特点，随着信息化技术的不断发展，在人们的日常生活和学习工作中都发挥着不可或缺的作用.在无线Mesh网络结构中，任何无线设备的节点都可以作为路由器，在整个网络中，每一个节点都可以发送和接收信号，每一个节点都可以和另一个甚至多个对等的节点进行直接通信，因此具有高速率的特点，如图1所示.

图1　无线Mesh网络示意图

无线Mesh网络的关键技术主要包括以下几个方面：

1.1路由技术

路由可以分为两个部分，路由转发和路由选择，路由技术的主要作用是将业务数据从源节点指引到目的节点.从整个网络的构成中来看，路由功能主要体现待网络层，路由转发功能是在收到路由转发之后完成的，根据数据的目的节点来搜索转发表，根据转发表来确定分组的发送方面，从而进行数据的发送［1］.路由选择功能是选择最佳的传输途径，在将业务数据从某一个源节点传输到目的节点，可能有多个途径，而路由选择功能发挥作用之后，就可以选择一种最佳的数据传输路径，会形成一个路由表.

1.2信道分配

在网络通信的整个系统中，无线资源管理中最重要的功能就是信道分配，通信分配分为很多种，按照分配的方法不同，可以将通信分配分为动态通信分配、固定通信分配和混合通信分配.动态通信分配在实现通信资源的分配时，是根据业务量参数进行的，不仅可以实现通信资源的优化配置，还可以重新配置通信质量准则.固定通信分配的通信资源和通信传输等都是固定不变的，常见的分配方案有很多种，其中均匀固定通信分配方案为常见.混合通信分配就是指在移动系统中，采用信道复用技术在多信道公用的情况下，通过最快的速度和有效的方式为每一个小区的通信设备都提供数量最多的可以使用的信道.

1.3MAC层

MAC层也叫介质访问控制层，主要功能是负责对物理层和物理介质进行连接和控制.在传统的网络系统中，每一种传输介质的物理层都有自己对应的MAC层，采用CSMA/CD访问控制方式进行控制.而在无线Mesh网络结构中，一般使用的网络为IEEE 802.11，工作方式主要采用分布控制和中心控制.

2　无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的优势

2.1移动性强

无线Mesh网络和传统的有线网络相比，可以将无线设备的节点作为路由器，线缆不是其必备物质，在没有线缆的地方也可以接收到信息服务，移动性非常强.在传统的有线网络中，一定要有线缆才能实现通信服务，所以两个站点之间的距离较近，一般在500米之内.随着科学技术的不断发展，人们使用光纤代替传统线缆，两个站点之间最多也不会超过3000米的距离.而应用无线无线Mesh网络，不用受到线缆的约束，可以根据实际的环境和需求找两个地方建立站点，在重新配置站点的时候也比较方便，两个站点之间的最远距离可以达到50千米以上，这样在一个不被环境允许的地方就可以不用建立站点，网络的传输范围也大大增加了.

人作为社会的一员，既是自然环境的产物，也是社会环境的产物，社会环境和家庭环境对一个人性格与志向的形成有着决定性的作用。正是以下几个方面的原因让陶渊明形成了“兼济天下”的大志向。

2.2灵活性高

无线Mesh网络是以一种独立的形式存在的，可以随时随地建立，如果环境不允许或者不需要的时候也可以随时拆卸，使用起来更加方便和灵活.无线Mesh网络无论在小数量的网络模式中还是大数量的网络模式中都可以灵活的应用，小到一个家庭使用一个无线Mesh网络，大到几千个用户可以同时使用一个网络，例如校园网络，在整个网络结构中，只需要根据实际的需求减少或者增加接入点的数量，就可以随时改变网络的使用范围和使用用户数量，因此灵活性非常高.

2.3安装方便

在建设有线网络的时候，需要花费很长的时间，投入很多的人力和物力，尤其是在网络布局的施工过程中，会对环境造成非常大的影响，要挖地，可能会破坏很多的植物和建筑，穿线架管的时候，线缆在空中，也会对建筑和空中的环境造成一定的影响［2］.而无线Mesh网络在建设的过程中，就不用进行网络布线的施工了，只需要安装一个接入点设备就可以了，安装起来非常方便.

2.4维护方便

无线Mesh网络在建设过程中，虽然更加方便，但是需要的资金也更多，虽然搭建过程需要耗费更多的资金，但是一旦搭建完成，在后期的维护过程中耗费的资金却要比有线网络少的多.在无线网络中，由于外界环境经常发生变化，所以经常需要对站点进行重新搭建，相比而言，无线网络在后期的维护中就要方便很多，所以无线Mesh网络的长远投资效益要比有线网络高很多.此外，无线网络在后期的维护过程中，需要做的工作也非常简单，技术性要求不高，一般的工作人员就可以胜任.

3　目前无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的问题

无线Mesh网络技术应用到校园无线网络建设中有很多优势，因此在国内很多高校中都得到了广泛的应用，但是在时间应用中仍然存在着一定的问题.

3.1信号有效

随着人们对高校教育的重视程度越来越高，所以高校大学生的数量越来越多，而学生在日常学习和生活中的活动场所比较集中，主要集中在教师、图书馆和宿舍，学生使用的时候时间也比较统一，白天一般在教室，晚上在宿舍较多，饭点的时候在食堂，所以容易导致网络信号不稳、网络拥堵或者信号差等现象，影响了学生和教师对网络的正常使用.

3.2通信量多

无线Mesh网络不受线缆限制，通过中间无线设备节点就可以实现多跳转发，每一次多跳转发都会使网络延迟.由于校园无线Mesh网络使用的人数和频率非常高，应用的范围也非常广，所以中间节点接跳现象也非常常见，由于接跳频率的数量大，积累下来的总延迟量就会达到一个非常大的数据，所以学校要花费很多资金购买大量的接入点设备.

3.3互操作性

校园无线Mesh网络技术的一个缺陷是互操作性.无线Mesh网络技术到目前都还没有一个统一的技术标准，师生需要面对怎样和不同的嵌入式无线设备接口，一般会采取使用一个厂家的无线Mesh产品，这样就会影响无线Mesh网络技术的普及和推广［3］.

4　无线Mesh网络技术在校园无线网络建设中的应用

高校校园内，教学楼的分布比较密集，师生宿舍楼的分布较广，所以校园用网范围非常大，用户数量多，需要的网络流量较大.根据校园的环境特点，决定了校园网络的网络规模庞大和网络覆盖的范围广.校园师生的宿舍分布广，教学楼、图书馆和食堂等区域都对网络使用有较大需求，也就是说在学校的每一个角落都要覆盖到网络，只有这样才能满足全校师生对网络的需求.此外，随着计算机、智能手机等的普及，学校使用无线校园网的人数非常多，并且随时随地都有用网需求，并且不同的用户对于网络的需求是不一样的，很多人需要观看视频、阅览大量的资料以及进行在线学习等，所以需要产生较多的上网流量.将无线Mesh网络技术应用到校园无线网络的建设中，应该根据学校的用网特点来进行具体设定，对于室内环境的特点，可以采用无线Mesh路由器按照大面积覆盖式的安装接入点，对于学生密度大，网络需求大的环境可以选择AP中的室外方式［4］.

4.1无线Mesh网络技术在户外公共区域的应用

在高校校园内，有很多户外公共区域，在户外公共区域布线是不现实的，所以可以选择无线Mesh网络结构.在高校中，很多室内的区域都建立了有线网络，并且是相对独立的，例如图书馆的网络、教学楼网络等都是相对独立的，他们针对的用户群也是不一样的，所以很容易形成孤岛，所以可以采取网络接入中继方法将这些独立的区域连接起来.虽然校园无线Mesh网络得到了广泛的应用，但是仍然有一些是使用有线网络的，对于校园网络中不完善的地方就可以在无线网络较完善的地方进行数据的收发，以网络完善的地方为中心作为数据共享的出口和进口，从而实现网络的共享［5］.在这个过程中，只需要安装一个无线设备就可以在中心区域的接入点连接到校园网，为户外公共区域的各种活动提供了网络便捷.

4.2无线Mesh网络技术在室内的应用

校园中有很多室内的公共区域，比例教室、图书馆和实验楼等，在这些区域中对网络的需求量也比较大，在这些区域中，一般覆盖了有线网络，但是由于网络的接口比较少，插接过程也比较多，所以在网络使用过程中并不方便，而通过接入无线网络，就可以进一步完善有线网络，从而实现网络的扩展.在图书馆中，学生数量比较多，尤其是在期末复习时候，所以在有线网络中，可以安装多个无线AP，将无线网络和有线网络连接起来，所有的通信数据就可以通过AP进行转接，让无线网络分布在图书馆的每一个角落.在这个过程中，将所有的无线站点连接起来，最终实现了网络的共享.在接入无线AP之后，原来PC之间的有效距离就大大增加，网络应用的范围变得更广［6］.在整个学校范围内也可以通过这种方式实现网络的共享，在建立大规模的无线网络时，可以增加接入点的个数，增加了无线网络覆盖的范围.

Mesh网络技术具有容量大、效率高、建设方便、后期维护成本低等优点，因此在高校无线网络建设中得到了广泛的应用，可以满足高校校园对网络的实际需求，提高全体师生使用网络的质量，使人们学习、生活和工作更加便捷.

〔1〕海艳.无线局域网在校园网中的应用及其安全防范［J］.消费电子，2014，21（4）：56-57.

〔2〕杨运涛.无线局域网技术在校园网建设中的应用［J］.计算机安全，2014，31（9）.52-53.

〔3〕刘国辉.基于无线Mesh接入服务技术的校园网设计与实现［J］.长沙大学学报，2014，28（2）:43-45.

〔4〕陈金超，谢东亮.无线网络TCP拥塞控制算法研究综述［J］.软件，2015，36（1）:82-87.

〔5〕张军国，周峰.无线传感器网络规格化优化部署及仿真研究［J］.新型工业化，2013，1（9）:91-97.

〔6〕周唯，刘冬，刘会师.基于无线传感器网络拓扑的研究与设计［J］.软件，2013，34（12）:22-25.

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