清华大学无线网络构建应用案例分析

解决方案概要

　　清华大学作为国内一流高等教育学府，在已经建成全国规模最大的有线校园局域网同时，正在积极开展无线局域网方面的相关研究和试验性推广工作，目前已经在校图书馆、主楼和部分教学楼架设了功能完善的基于IEEE802.11b标准的无线局域网络。

　　业务挑战: 学校环境复杂，有线局域网不可能覆盖每一个角落

　　始建于1911年的清华大学是我国一流的综合性高等教育学府，学校设有建筑学院、土木水利学院、信息科学技术学院、人文社会科学学院、经济治理学院等11个学院共44个系。目前有在校学生25000余人，教职员工7000余人。

　　清华大学网络化建设在国内高校中一直处于领先地位，其校园内计算机网络及相关的系统开发已有15年以上的历史。清华大学的校园网是全国范围内规模最大的校园网，覆盖了校内教学楼、学生宿舍等主要地区，现有注册用户超过3万人。除了基础网络设施建设外，清华大学的科研和治理活动也全面网络化，这对于科研治理，科研水平的提高起到了很重要的作用，此外，学校大量开展网络化教学活动，学生的每一门课都有网址，内容包括课程介绍，课程材料，学生答疑，作业提交，教师批改等，成为师生间很好的交流窗口。

　　作为综合性高等教育学府，清华大学除了拥有数量众多的教学楼、宿舍楼、图书馆等基础设施外，校内如医院、体育馆、超级市场等生活教学辅助设施齐全，由于有90多年历史，清华大学校园内还保留了如大礼堂、古月堂等多处具有纪念意义的古典建筑。随着互联网的普及，学校学生以及教职员工对网络的需求日益迫切，而校内很多建筑无法架设或不适于架设有线网络的现状，严重阻碍了全校信息化的步伐，影响了学生和教职工的学习、工作效率。

　　因此，清华大学早在1998年便有了架构无线局域网的想法，由于当时无线设备成本高，技术尚不完善，而未能大规模实施，但清华大学对无线局域网技术的基础性研究和试验性推广工作并没有停滞。1999年伴随着IEEE802.11b标准的出台，无线传输速率达到了11Mbps。经过几年的发展，该标准无论在传输速率还是有效范围等方面都得到了市场和厂商们的认可，随着研发成本的不断下降，相关产品的性价比已经趋于合理化，进入市场已是大势所趋。

　　“无线局域网技术发展非常迅速，我对该技术寄予很高期望，它最大的优势是解决了无线接入问题，同时接入后与互联网完全融合在一起。”

　　吴建平 清华大学计算机系教授，清华大学网络工程研究中心主任， 中国教育科研计算机网（CERNET）网络中心主任

　　在这种情况下，清华大学决定在校园内图书馆和部分教学楼试验性地架设基于IEEE802.11b标准的无线局域网络，清华大学信息网络工程研究中心相关负责人解释了在校内架设无线局域网的主要原因，它们包括：

• 学校内建筑设施复杂多样，包括体育馆，图书馆，超市和一些古典建筑，这些场所都是不易于或者不能进行综合布线的，因此适合架设无线局域网。
• 教职员工对移动办公的要求比较高，如会议、校长办公等都适合使用无线局域网。
• 部分公共场所如图书馆，由于端口数量的限制导致现有有线网络资源紧张，给使用者都来不便，无线局域网则可解决该问题。
• 虽然初期投入无线局域网要高于有线局域网，但是后期运行维护成本要大大低于后者。

　　以清华大学图书馆旧馆二层（参见图1）为例，该层共有三个普通阅览室以及楼道走廊等设施，根据图书馆的特点，考虑到每个阅览室容纳师生的数量，如图所示，在第三普通阅览室架设四台AP（access Point），覆盖阅览室内和室外楼道走廊等覆盖阅览室内和室外楼道走廊等空旷地区，在第一和第二普通阅览室分别架设两台AP，覆盖阅览室内和室外楼道走廊等空旷地区。

　　“尽管搭建无线局域网初期投入的资金要比搭建有线局域网高30％左右，但是由于后期维护方便，我们的运行维护成本只有原来的50％。”

　　李贺武博士 清华大学信息网络工程研究中心

　　这样设计，不但满足了师生们对无线局域网的使用需求，又使整个网络与现有的有线网络充分结合，便于网络治理和维护。

　　除网络基础构建，网络基础设施评估外，清华大学还进行了一系列无线局域网相关研究工作，如目前已经可以做到治理多种厂商产品的无线网管系统，结合了VPN （Virtual PRivate Network）、VLAN （Virtual Local Area Network）等新技术的无线安全技术和具有本地特色的无线计费系统等。而一些基于无线局域网流媒体应用、语音应用等，也在研发、测试中。在新的无线局域网的驱动下，清华大学中越来越多的学生和老师开始接触并投入其中，很多人通过它来辅助学习或查阅资料。一些人为此专门购买了支持无线功能的终端产品，也有人选择从学校租用无线网卡。学生们利用无线局域网连接中国教育科研计算机网（CERNET）和清华大学内部网络，他们从课程网页下载讲义、习题，访问学校图书馆目录。此外，学生们还使用微软公司的Office软件记笔记，制作多媒体讲演稿，并通过网络向老师提交作业。随着无线局域网在学校内的普及，体积轻便，移动方便的笔记本电脑越来越受到师生们的青睐，由于具备完善的操作系统和大量附加功能，笔记本电脑是可访问终端中最理想的设备。同时，移动应用中的笔记本电脑也对自身的电池续航能力提出了更高的要求。

收获与经验

　　无线局域网是有线网络的完善和补充

　　“中国有很多固定电话，但是移动电话还是发展起来了”，这个例子可以很好的用在互联网身，虽然现在有线网络已经非常发达，但是无线互联网还是一个未知数。有线网络和无线网络，二者并不是技术竞争，而是技术互补，互为完善，互为补充。

　　使用无线局域网，应该从学校开始

　　学生是最有热情，最轻易接受新鲜事物的群体，只有他们充分了解、把握了新技术、新产品后步入社会，才能让更多的人接受、使用它们。

　　厂商的支持和帮助非常重要

　　在清华无线局域网的建设中，英特尔公司起到了重要的作用，从初期提供产品来协助完成架设测试工作到后期的技术建议，英特尔公司给予了清华大学很大帮助和支持。

　　无线局域网建设过程中需要注重三点

　　无线局域网的架设门槛很低，但是加入真正想做好，做精，是很难的。架设无线局域网要充分吸取前人的经验教训,尤其关注三点：

• 无线网络要和应用结合，要根据应用去选型；
• 妥善考虑无线网络的支撑系统（包括无线网管、无线安全，无线计费等），否则无线设备之间的不兼容性，或者网络治理的混乱会导致大量问题；
• 无线网络基础构建的时候要考虑采用专业的设施，聘请专业的队伍去操作，否则在规模扩大到一定程度时就会碰到功率控制、频率选择、环境噪声等很多问题。

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