中国人民大学：量身定制个性化区域无线网

2015-12-21赵志辉马迎

中国教育网络 2015年4期

文/赵志辉马迎

中国人民大学：量身定制个性化区域无线网

文/赵志辉马迎

2013～2014年中国人民大学和运营商合作，利用一年半的时间投入近两千万元完成了校园WLAN的全面改造，此次改造，基于2010年投建的校园无线网运维管理发现的诸多问题，结合教学区、图书馆和主体办公室等区域各自的特点，定制个性化的无线部署方案，取得了较好的应用效果。

改造前无线校园状态

2010年中国人民大学（以下简称为人大）与中国移动合作，主要覆盖了办公教学区域，建网时采用AP 1020个，交换机78台，802.11n的AP 183个，802.11a/b/g的AP 800余，覆盖楼宇34座。

2012年后，校园无线终端数的急剧增加，移动无线网内，高峰时段近七千终端同时在线，无线流量出口长期保持在400M以上，受限于2010年建网时的各种条件，该网络已经不能满足师生需求，图书馆、教学楼、明德主楼等尤为突出。

对运营商而言，校园移动互联网业务快速增长带来了区域性的“智能风暴”效应，各家都愿意进入高校提供服务,增加包括WLAN在内的网络基础设施投资，2013年开始,信息技术中心与移动、联通、电信三大运营商沟通，落实了经费来源。制定了人大Wi-Fi复苏计划，并于2013年3月启动。

WLAN改造规划

此次改造希望实现覆盖、容量和用户体验效果的全面提升。覆盖方面，要求楼宇内全面覆盖，且信号强调不得低于-70dBm。容量方面，用户高密区域（如教学楼、明德楼群、图书馆等）各区域的无线实际可用容量应不低于座位数。用户体验方面，认证使用学校CAS，以实现用户IP“一次认证，全网通行”。

校园无线网的改造立项之初，就明确了以楼宇特点和用户体验作为根本出发点，使用哪种设计方案、部署哪种产品、AP密度如何、升级前后的Wi-Fi测试都需从这两个根本点出发。尤其是无线AP的部署。

原有的无线部署，采用通用的楼宇无线部署理念，对特殊区域亦是如此。此次升级应针对各楼宇特点做相应部署: 图书馆，属于人流密集区域，承载了全网近半用户，且室内空间大，AP错频部署容易相互干扰; 各处教学楼，属于人流密集且流动频繁区域，应以各个教室为核心展开部署，尤其教学一楼墙体很厚，无线信号衰减严重; 作为校园主体办公楼的明德楼群，存在墙体厚干扰信号的情况，同时金属吊顶也严重干扰了信号，另外，该楼还有教室和会议室，用户分布密度不同。这些因素都应予以考虑。

针对上面提到的特殊区域，设计与部署甚至技术方案都可能有所不同，如何达到最佳的使用效果，在遵循工业设计准则、科学施工部署的基础上，必须以用户体验和实际测试为准。由于各楼宇情况不同，需分别部署测试。

以覆盖、容量为导向的WLAN改造施工

技术方案

图1 人大室内RUC_WLA楼宇覆盖

在人大无线网建设“独立成网、全面覆盖、总体规划、分布实施、服务应用”的总原则下，笔者认为，无线技术方案作为校园无线网改造的纲领性指导文件，还应该具备以下要点：

整体规划：各运营商如何划分，各区域SSID分布，各网简介，包括投建时间、覆盖人群、交换机和AP数量、和网络拓扑结构图；针对投放区域特点选取相应的无线接入设备；用户VLAN和实现技术方案：IPOE vlan-IPv4v6地址，限速策略；AP的选型和个性化部署方案：现网使用的AP简介，普通/大容量/馈线/智能天线的选择和AP交叉部署的现场测试和合理性；校内各区域的个性化部署方案，AP部署的指导原则为馈线入室＞AP入室＞楼道部署，2.4G和5G的双频部署，各频段SSID信道下发方式，校园和运营商SSID规划；交换机的管理VLAN，全网路由，广播包抑制和环路控制；无线控制器，AC数据的数据转发方式（本地/集中）、用户隔离、数据加密；定义无线接入认证方式，全网漫游，CAS认证，实现无感知认证的可行性；无线配套网管平台。

施工指导规范

无线建设需无线厂家支持，施工前需安排产品介绍和技术交流，施工期间全程支持，完工后要有维护培训和3年以上的技术支持。在新网投入使用后，施工方需要交换机全网拓扑图（含上下联接口/物理位置IP地址），同时厂家工程师需要提供AC/AC-SW、汇聚交换机、接入交换机的配置模板。

机房：无线部署须校园有线网络拓扑一致，控制器和核心交换机部署核心机房，区域核心交换机部署于各区域核心机房，楼宇汇聚交换机必须部署于该楼汇聚机房。

光纤：学校核心、楼宇汇聚之间为单模光纤，楼内各楼层间现为多模光纤，若需新增光纤，须为单模光纤。要求无线光纤按照我校实际情况部署，楼内有多台交换机的，要通过楼宇机房汇聚后再上连。机房内已有光纤ODF盒且光纤容量足够的，优先使用，不用另布。所有新增光纤跳线，必须在两头贴上永久标签，注明用途、上下端口。

交换机：无线核心交换机上连端口用单模万兆，至核心一(Juniper MX960)，trunk用户vlan，由核心一通过IPoE下发用户IP。各接入交换机要有防环路和广播包抑制命令，交换机管理地址由无线核心交换机下发。交换机的hostname必须包含楼宇和楼宇信息，所有up的端口都要有规范的Interface description。交换机的配置，要做到上线前有标准模板、上线后有备份、每次修改前后都要有备份且提前一天正式邮件告知。上架的交换机须贴上永久标签，注明用途。

网线和AP：网线要求使用六类线，务必配以六类水晶头。网线的楼内走线需归入槽道，没有线槽的需套软管保护。AP必须有固定装置，且在不影响美观的前提下标注名称，AP的命名须包含楼宇、楼层、AP位置的信息，用“_”间隔（如YouYongGuan_F4_ AP06）。网线两端须贴上永久标签，注明连接的AP。

无线网管：所有无线设备必须有无线的网管系统，网管须支持定时（8～24小时）的邮件、短信状态通知。

AP的个性化部署方式探讨

无线网络的数据在2.4G和5G频段中在空中传播的特点，决定了其无法具备有线网线接入的稳定性。同时，在2.4G频段工作的蓝牙设备、微波炉等设备会严重干扰无线数据的传播。另外，建筑内，无线信号也会受到墙体、金属、玻璃建材阻隔而衰减。这些情况都是高校无线改造中要考虑的问题，行之有效的解决方法是有针对性地制定个性化的AP部署方法。在人大校园WLAN改造中，应用的AP部署方法如下:

1.楼道分布：适用于标准化宿舍楼和老式的办公楼，楼道内房间对开，没有套间，楼宇结构单一。

2.交错入室分布：适用与有套间的复杂办公区，考虑投资成本，同时保证覆盖效果，2014年的无线改造大部分使用交错分布。

3.AP馈线入室(智分)：适用群墙体厚，且有金属吊顶的建筑，学校W1S网络采用馈线入室的方法。

4.高密大容量：适用于图书馆和教学楼等高密区域，使用某企业WA3600 I为终端AP，该AP具有12根天线组成智能天线陈列，接入速率是普通AP的1.6倍。

通过以上四种方式组合，实现了WLAN的信号无缝覆盖，取得了良好的效果，此外，如果成本允许，高校也可以引入面板式AP，该接入方式的好处是部署简单，信号覆盖更好，不利之处是成本高，与有线一体，故障不好排查。于高校而言，更换无线接入交换机为POE交换机会是一件更大的挑战。