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计算机技术的突飞猛进,使无线网络技术悄然走入我们的生活。虽然目前大多数的网络仍是有线的架构,但是近年来无线网络的应用却日渐增加,特别是当无线网络技术与Internet相结合时,发挥了其巨大的优势。从最早的红外线技术到被给予厚望的蓝牙,乃至今日最热门的IEEE 802.11(Wi-Fi),无线网络技术一步步走向成熟。它的出现,使网络间的数据传播摆脱了对传统线缆的依赖,在网络领域得到迅速普及,形成了令人不可低估的用户群体。
在此影响下,数字化校园建设开始兴起,目前大部分学校的有线网络构建已基本完成,并在不断完善中。在校园网络基础的进一步拓展升级中,无线网络技术以其方便快捷优势,更受广大师生的青睐,从而成为人们翘首以盼的校园新宠。
一、无线网络的定义及特点
无线网络,其英文全称为Wireless network。无线网络技术涵盖的范围非常广泛,既包括允许其用户建立远距离无线连接的语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术以及射频技术。无线网络与有线网络用途基本类似,它们最大的不同在于传输介质的不同。无线网络利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为补充。它是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。
随着技术的发展,以及IEEE 802.11a及IEEE 802.11g等标准的出现,现在IEEE 802.11这个标准已被统称作Wi-Fi。从应用层面来说,要使用Wi-Fi,用户首先要有Wi-Fi兼容的用户端装置。在硬件设备完备并顺利运行的情况下,无线网络能够使得任何人随心所欲的在任意时间、地点以任何方式和设备接入网络并进行彼此间的有效沟通。帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体的互联网技术,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。同时,它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。能够访问Wi-Fi网络的地方被称为热点。通常能够接入无线网络的设备包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、MP5等等。无线网络的类型基本分为无线广域网、无线城域网、无线局域网、和无线个人网。
学校无线网络可以说是无线局域网的具体应用实例,其主要适用于以下三种情况:有大量需要使用移动网络的用户和设备;由于某些不可逆转因素的限制导致有线网络无法架构;需要在有线网络之外的建设备用网络系统。
二、校园有线网络的不足
在网络覆盖率不断增加的今天,校园网无疑已经成为学校生活的重要组成部分。无论是教学管理还是师生生活都越来越离不开网络。正如网络对其他行业的帮助一样,互联网的广泛应用极大的提高了学校的教学质量,提升了行政人员的工作效率,在教育系统中占有愈发重要的地位。即使我们承认有线网络尚能满足大部分电脑用户的上网需求,但面对日益庞大的智能手机用户,有线网络实在已经是无法满足他们的上网需求。增加固定而有限的网络信息点固然可以在一定程度上缓和师生的这种需要。但利用交换机等网络设备不断在办公大厅和学校宿舍楼内扩展网络接入点,无疑会使得本就拥挤网络架构更加复杂,增加了网络运行负载量,给网络安全带来了不少的隐患。
1.网络接入端口不足
在教学楼、宿舍楼、图书馆等人流涌动区域,学生教师们对方便快捷地接入网络有较大的需求。然而,相对有限的有线网络接入点无疑是无法满足师生们日益增加的这种需求。出于网络架构安全,以及学校经费等种种方面的考虑,试图利用交换机等网络设备不断扩展网络接入点从而解决这一矛盾的做法,显然也是不切实际的。
2.网络接入受地点限制
即使是在能够自由使用网络端口情况下,有线网络中的网线亦完全将渴望自由上网的师生们绑在几米至多十几米的方寸之地。例如在会议或者演讲以及各种活动中,主持人或者主讲人也许需要通过网络来与受众进行即时交流,然而有线网络使得他们只能固定于台式电脑前,而不能随心所欲的在任何位置以网络与各类受众进行交流。在教室中,特别是小班教学中,老师更希望与学生有着近距离的接触,然而在绝大部分多媒体教室中,电脑的位置都是固定的,使得老师只能在电脑后面隔着投影仪与同学们交流。
三、校园无线网络的优势
实际上,无线网络与有线网络的最大不同在于无线网络并不需要网线作为其传输介质,这使得无线网络与有线网络相比更具超时空特质。而这一重要特质运用在学校中,无疑可以更好更快的实现全方位教学。在空间上说,无线网络的应用可以使得学生和教师在除教室以外的地方进行网络教学。从时间上来说,无线网络更好的延展了有线网络的超时间性,比如如果我们想要查阅电子阅览室的某些资料,不必等到规定的时间进入阅览室查阅,而是可以拿着自己的笔记本电脑自由地接入电子阅览系统随时随地进行课外学习。所以,无线网络在学校中的主要应用首先在扩展原有的有线网络在教学和管理中的作用,突破有线网络的应用局限,从而取长补短成为有线网络的有力补充和后备力量,甚至可以完全取代有线网络,真正实现全方位的数字化校园系统。
1.以最小化成本实现网络接入最大化
相比起升级已有的有线网络,构架新的无线网络,无疑是最能够节省教育经费的。首先,有线网络建设中的前期网络布线工程,不仅施工周期长,而且对周边环境破坏极大的。在施工过程中,往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线网络的架构无疑是免去或减少了网络布线的工作量,在无线网络的架构中,一般只要安装一个或多个接入点AccessPoint(简称AP)设备,就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。当然无线网络的负荷能力也是有限,不能无限容纳网络接入,但构建无线网络确实能以较低成本最大限度满足用户需求。
2.无线网络的拓展性使得不断增加网络接入成为可能
无线网络提供多种架构组合方式,能够根据不同用户的不同需要,灵活选择,随意搭配。从只有区区几个用户的小型网络到动辄上千用户的大型网络的拓展升级,在无线网络架构范围内都是较为简易的事情。在硬件方面,只需增加接入点设备。在软件方面,亦只需进行相应的软件设置即可。此外,无线网络能够提供很多有线网络无法提供的特性,如漫游等等。 3.继承有线网络的便捷化管理
以无线接入的方式来访问校园网,在安全维护方面并不需要特别投资。并且在管理方面,则可以继续沿用有线网络的管理方式,即如设置防火墙,限定除指定IP段以外的用户访问,给不同的用户分配不同的使用权限。此外,构架无线网络,并不需要对已有的各类信息系统如教务管理系统,图书浏览系统等,进行扩充改造。但如有需要,甚至可以开发各类终端应用,如利用手机应用来实现点对点的教学管理。
四、校园无线网络的应用
目前无线网络在校园中的应用主要在弥补有线网络的不足,如扩大接入点,突破网络的地点限制等等。具体来说,无线网络的应用主要在于以下场景或情况:
1.基础无线应用。目前,多数学校建设无线网的目的,更主要的是解决难于进行综合布线的公共区域(如会议中心、图书馆等)上网问题,无线校园网建成后,除了能满足校内用户对网络的移动性需求外,还能在出现大规模网络服务需求的场合(如网上考试报名等),提供临时性的无线网络服务。无线信号覆盖到校园的任何角落,使整个校园变成一个巨大的信息资源空间。
2.移动VoIP应用。作为最抢眼无线网应用,它已经出现在如北京大学等国内知名院校内,移动VoIP将价格低廉的VoIP技术与灵活的无线技术相结合,同时结合了无线网络的可移动性、隐蔽性和高扩展性的特点及VoIP的实时性、综合性特点,可以根据所传输的图像质量调节占用的带宽。符合目前的低成本需求以及移动性需求的技术趋势。通过无线网络实现低成本VoIP业务,将使多媒体会议、远程教学及网络电话等应用的普及率大幅提高。
3.链路的冗余备份。目前,大的校园普遍由多个区域组成,通常采用租用链路的方式将多个区域互连。我们可以利用无线技术来解决这个问题,只需在各区域的建筑物顶上安装一个无线网桥,架设高增益天线和放大器后,在几十千米的范围内仍能保证高速数据传输,实现区域间不同网段的链路,最大程度地降低在网络改造过程中,由于光纤被挖断而导致的区域间断网情况的影响。
4.无线化教学和办公。无线校园网可以对教学资源进行有效地整合和利用,其中包括已经存储在服务器中的资料(网络教学平台、课件下载中心、综合教务系统等),以及正在上的某一节课,从而改变传统的教学方式,解决了很多学校学生多机器少,排课困难的问题。而且可以为学生复习提供第一手资料,可以有更多的交互性,学校精品课程、优秀教师的课堂录像资料等可以通过VOD视频点播、AOD音频点播学生可以分享优秀教学资源外提高了学习的效率和质量。同时,将无线网覆盖至学校的各学院主要办公楼或主要办公区域,通过对主要办公区域提供无线网络,使得行政人员的工作地点更为自由,从而提高广大教职工的办公效率。
然而,无线网络在继承有线网络的优点的同时,也存在着信息安全问题。互联网最具破坏性的影响是通过盗窃身份证明,拒绝服务攻击,侵犯隐私,刺探以及缺乏相应的信任手段对用户造成的伤害,移动网络使这一情况变得更糟,如果用户信任当前打开的Wi-Fi连接,有可能使他们遭受毁灭性的风险。IEEE最近批准了802.11w标准,它保护无线管理帧,使无线链路更好地工作,Networks公司首席分析师Matthew Gast说:“Wi-Fi客户端现在可以接收和采用‘落地网络’信息,在此之前这个信息可能是由攻破访问点的黑客利用MAC地址伪造的,11w标准切断了这种攻击”。
同时,由于采用无线电波作为传输介质,无线网络无疑非常容易受到外来信号的干扰和冲击。高大的树木、来往的车辆、成片的建筑物,这些都能够阻碍电磁波的传输,影响网络的性能。此外,无线网络在凸显其便捷优势背后,也隐藏着传输速率偏低的问题。但随着技术的发展和进步,这些问题都将逐步得到解决,而无线网络未来必将在数字化校园的建设中占有愈发重要的地位,便于校园内的教学交流和学术交流等各方面业务的开展。
在此影响下,数字化校园建设开始兴起,目前大部分学校的有线网络构建已基本完成,并在不断完善中。在校园网络基础的进一步拓展升级中,无线网络技术以其方便快捷优势,更受广大师生的青睐,从而成为人们翘首以盼的校园新宠。
一、无线网络的定义及特点
无线网络,其英文全称为Wireless network。无线网络技术涵盖的范围非常广泛,既包括允许其用户建立远距离无线连接的语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术以及射频技术。无线网络与有线网络用途基本类似,它们最大的不同在于传输介质的不同。无线网络利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为补充。它是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。
随着技术的发展,以及IEEE 802.11a及IEEE 802.11g等标准的出现,现在IEEE 802.11这个标准已被统称作Wi-Fi。从应用层面来说,要使用Wi-Fi,用户首先要有Wi-Fi兼容的用户端装置。在硬件设备完备并顺利运行的情况下,无线网络能够使得任何人随心所欲的在任意时间、地点以任何方式和设备接入网络并进行彼此间的有效沟通。帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体的互联网技术,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。同时,它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。能够访问Wi-Fi网络的地方被称为热点。通常能够接入无线网络的设备包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、MP5等等。无线网络的类型基本分为无线广域网、无线城域网、无线局域网、和无线个人网。
学校无线网络可以说是无线局域网的具体应用实例,其主要适用于以下三种情况:有大量需要使用移动网络的用户和设备;由于某些不可逆转因素的限制导致有线网络无法架构;需要在有线网络之外的建设备用网络系统。
二、校园有线网络的不足
在网络覆盖率不断增加的今天,校园网无疑已经成为学校生活的重要组成部分。无论是教学管理还是师生生活都越来越离不开网络。正如网络对其他行业的帮助一样,互联网的广泛应用极大的提高了学校的教学质量,提升了行政人员的工作效率,在教育系统中占有愈发重要的地位。即使我们承认有线网络尚能满足大部分电脑用户的上网需求,但面对日益庞大的智能手机用户,有线网络实在已经是无法满足他们的上网需求。增加固定而有限的网络信息点固然可以在一定程度上缓和师生的这种需要。但利用交换机等网络设备不断在办公大厅和学校宿舍楼内扩展网络接入点,无疑会使得本就拥挤网络架构更加复杂,增加了网络运行负载量,给网络安全带来了不少的隐患。
1.网络接入端口不足
在教学楼、宿舍楼、图书馆等人流涌动区域,学生教师们对方便快捷地接入网络有较大的需求。然而,相对有限的有线网络接入点无疑是无法满足师生们日益增加的这种需求。出于网络架构安全,以及学校经费等种种方面的考虑,试图利用交换机等网络设备不断扩展网络接入点从而解决这一矛盾的做法,显然也是不切实际的。
2.网络接入受地点限制
即使是在能够自由使用网络端口情况下,有线网络中的网线亦完全将渴望自由上网的师生们绑在几米至多十几米的方寸之地。例如在会议或者演讲以及各种活动中,主持人或者主讲人也许需要通过网络来与受众进行即时交流,然而有线网络使得他们只能固定于台式电脑前,而不能随心所欲的在任何位置以网络与各类受众进行交流。在教室中,特别是小班教学中,老师更希望与学生有着近距离的接触,然而在绝大部分多媒体教室中,电脑的位置都是固定的,使得老师只能在电脑后面隔着投影仪与同学们交流。
三、校园无线网络的优势
实际上,无线网络与有线网络的最大不同在于无线网络并不需要网线作为其传输介质,这使得无线网络与有线网络相比更具超时空特质。而这一重要特质运用在学校中,无疑可以更好更快的实现全方位教学。在空间上说,无线网络的应用可以使得学生和教师在除教室以外的地方进行网络教学。从时间上来说,无线网络更好的延展了有线网络的超时间性,比如如果我们想要查阅电子阅览室的某些资料,不必等到规定的时间进入阅览室查阅,而是可以拿着自己的笔记本电脑自由地接入电子阅览系统随时随地进行课外学习。所以,无线网络在学校中的主要应用首先在扩展原有的有线网络在教学和管理中的作用,突破有线网络的应用局限,从而取长补短成为有线网络的有力补充和后备力量,甚至可以完全取代有线网络,真正实现全方位的数字化校园系统。
1.以最小化成本实现网络接入最大化
相比起升级已有的有线网络,构架新的无线网络,无疑是最能够节省教育经费的。首先,有线网络建设中的前期网络布线工程,不仅施工周期长,而且对周边环境破坏极大的。在施工过程中,往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线网络的架构无疑是免去或减少了网络布线的工作量,在无线网络的架构中,一般只要安装一个或多个接入点AccessPoint(简称AP)设备,就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。当然无线网络的负荷能力也是有限,不能无限容纳网络接入,但构建无线网络确实能以较低成本最大限度满足用户需求。
2.无线网络的拓展性使得不断增加网络接入成为可能
无线网络提供多种架构组合方式,能够根据不同用户的不同需要,灵活选择,随意搭配。从只有区区几个用户的小型网络到动辄上千用户的大型网络的拓展升级,在无线网络架构范围内都是较为简易的事情。在硬件方面,只需增加接入点设备。在软件方面,亦只需进行相应的软件设置即可。此外,无线网络能够提供很多有线网络无法提供的特性,如漫游等等。 3.继承有线网络的便捷化管理
以无线接入的方式来访问校园网,在安全维护方面并不需要特别投资。并且在管理方面,则可以继续沿用有线网络的管理方式,即如设置防火墙,限定除指定IP段以外的用户访问,给不同的用户分配不同的使用权限。此外,构架无线网络,并不需要对已有的各类信息系统如教务管理系统,图书浏览系统等,进行扩充改造。但如有需要,甚至可以开发各类终端应用,如利用手机应用来实现点对点的教学管理。
四、校园无线网络的应用
目前无线网络在校园中的应用主要在弥补有线网络的不足,如扩大接入点,突破网络的地点限制等等。具体来说,无线网络的应用主要在于以下场景或情况:
1.基础无线应用。目前,多数学校建设无线网的目的,更主要的是解决难于进行综合布线的公共区域(如会议中心、图书馆等)上网问题,无线校园网建成后,除了能满足校内用户对网络的移动性需求外,还能在出现大规模网络服务需求的场合(如网上考试报名等),提供临时性的无线网络服务。无线信号覆盖到校园的任何角落,使整个校园变成一个巨大的信息资源空间。
2.移动VoIP应用。作为最抢眼无线网应用,它已经出现在如北京大学等国内知名院校内,移动VoIP将价格低廉的VoIP技术与灵活的无线技术相结合,同时结合了无线网络的可移动性、隐蔽性和高扩展性的特点及VoIP的实时性、综合性特点,可以根据所传输的图像质量调节占用的带宽。符合目前的低成本需求以及移动性需求的技术趋势。通过无线网络实现低成本VoIP业务,将使多媒体会议、远程教学及网络电话等应用的普及率大幅提高。
3.链路的冗余备份。目前,大的校园普遍由多个区域组成,通常采用租用链路的方式将多个区域互连。我们可以利用无线技术来解决这个问题,只需在各区域的建筑物顶上安装一个无线网桥,架设高增益天线和放大器后,在几十千米的范围内仍能保证高速数据传输,实现区域间不同网段的链路,最大程度地降低在网络改造过程中,由于光纤被挖断而导致的区域间断网情况的影响。
4.无线化教学和办公。无线校园网可以对教学资源进行有效地整合和利用,其中包括已经存储在服务器中的资料(网络教学平台、课件下载中心、综合教务系统等),以及正在上的某一节课,从而改变传统的教学方式,解决了很多学校学生多机器少,排课困难的问题。而且可以为学生复习提供第一手资料,可以有更多的交互性,学校精品课程、优秀教师的课堂录像资料等可以通过VOD视频点播、AOD音频点播学生可以分享优秀教学资源外提高了学习的效率和质量。同时,将无线网覆盖至学校的各学院主要办公楼或主要办公区域,通过对主要办公区域提供无线网络,使得行政人员的工作地点更为自由,从而提高广大教职工的办公效率。
然而,无线网络在继承有线网络的优点的同时,也存在着信息安全问题。互联网最具破坏性的影响是通过盗窃身份证明,拒绝服务攻击,侵犯隐私,刺探以及缺乏相应的信任手段对用户造成的伤害,移动网络使这一情况变得更糟,如果用户信任当前打开的Wi-Fi连接,有可能使他们遭受毁灭性的风险。IEEE最近批准了802.11w标准,它保护无线管理帧,使无线链路更好地工作,Networks公司首席分析师Matthew Gast说:“Wi-Fi客户端现在可以接收和采用‘落地网络’信息,在此之前这个信息可能是由攻破访问点的黑客利用MAC地址伪造的,11w标准切断了这种攻击”。
同时,由于采用无线电波作为传输介质,无线网络无疑非常容易受到外来信号的干扰和冲击。高大的树木、来往的车辆、成片的建筑物,这些都能够阻碍电磁波的传输,影响网络的性能。此外,无线网络在凸显其便捷优势背后,也隐藏着传输速率偏低的问题。但随着技术的发展和进步,这些问题都将逐步得到解决,而无线网络未来必将在数字化校园的建设中占有愈发重要的地位,便于校园内的教学交流和学术交流等各方面业务的开展。