无线网络的优化与改进.docx
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无线网络的优化与改进.docx
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无线网络的优化与改进
毕业设计
设计题目学院图书馆无线
网络的优化与改进
指导教师(行业)
姓名
班级信安07
(1)班
所在系(部)信息技术系
2010年6月9日
毕业设计开题报告
姓名
班级
信息安全07
(1)班
系部
信息技术
毕业设计题目
图书馆无线网络的优化与改进
一、选题理由:
无线网络的发展是伴随着计算机技术的进步走到今天的。
近年来,网络技术取得了巨大的进步。
一方面,速率大大提高,可达千兆级。
但“接入点的固定和有限”随着“移动办公”日益强烈的需求,有线接入难以为继。
同时,众多局域网的互联,使得布线遇到重重困难。
针对图书馆无线网络的分布及网络设置,以及不足之处如:
1、网络信号不稳定;2、无线网络搜索不够全面;3、经常出现掉线情况等原因。
我将着重从这三个方面入手,对目前存在的情况进行进一步的分析,从而对该无线网络进行更好更完善的改进,使这里的无线网络覆盖范围更广,稳定性更强,速网更快,为同学带来方便的绿色网络环境。
这就是我为什么选这个题目的理由。
二、拟实现的目标:
要求实现无线网络的主体工程,思索无线覆盖需要;建立完善的无线网络,为学员提供真正无拘束的上网环境。
同时网络还要兼容原有网络管理中心,方便维护网络的正常运转。
兼容原有的收费系统,简化网络结构。
而且在进行布线时,不能对的装修和墙壁有任何损害。
对于网络性能,用户还有以下要求:
1、使无线网络接收范围更广泛;2、提高无线网络的稳定性3加强无线网络的网速运行速度。
三、综述﹛与本设计相关的已有研究(设计)成果的综述﹜:
无线网络的历史起源可以追溯到五十年前,当时美军首先开始采用无线信号传输资料,并且采用相当高强度的加密技术。
这项技术让许多学者得到了一些灵感,1971年,夏威夷大学的研究员开创出了第一个基于封包式技术的被称作ALOHNET的无线电通讯网络,可以算是早期的无线局域网络。
这最早的WLAN包括了7台计算机,横跨四座夏威夷的岛屿。
从那时开始,无线局域网络可说是正式诞生了。
七十年代中期,无线局域网的前景逐渐引起人们注意,并被大力开发,而在八十年代,以太局域网的迅速发展一方面为人们的工作和生活带来了极大的便利,而另一方面也越来越显出自身的不足,于是无线网络以其自身的优势理所当然地也是必然地登上了民用网络的舞台。
但由于当时的IEEE802.3标准存在着易受其它微波噪声干扰、性能不稳定、传输速率低、不易升级、不同厂商的产品相互也不兼容等弱点,无线网络的应用和发展都受到很大的制约,还是作为有线以太网的一种补充。
无线局域网发展史上真正引起革命性的第一块里程碑是1997年6月的IEEE802.11标准的出台,802.11标准提供的“一点对多点接入”、“点对点中继”等工作模式提供了一种替代有线网络的高效高速的方案,为无线局域网技术的不断发展奠定了基础,在此后的被称为Wi-Fi的802.11b标准统一无线局域网标准更是功不可没。
1999年9月,802.11b标准的正式出台推动了无线应用的新进程,至今,IEEE802.11b技术已经成为无线局域网统一标准,它不但提供了更快和更稳定的接入方式,而且成本也不高,广泛被应用于家用和企业内部。
但802.11b标准最大的缺点是不能担起大容量数据传输这个重任,于是更快传输速度的IEEE802.11a标准应运而生,但也因自身存在的不足只是作为802.11b标准的一种补充方式。
2003年9月,802.11g标准获得正式批准,使得无线局域网的应用跨入了一个新纪元。
该标准吸取了11b和11a两个标准的优点,同时克服了它们各自的不足,速率已高达108M。
更有专家预言:
11g标准的产品将统领无线网络系统的天下。
无线局域网技术的应用前景因之将获得前所未有的高速增长。
正如现阶段越来越多的人加入到无线网络的生活中。
无线技术正在改变着人们传统的工作学习方式,相信在不远的将来,就像目前的手机那样,它将全面进入和改变我们的生活方式。
TENDA(腾达)推出的穿三甲系列产品,把最新的无线技术引入到精彩IT生活中,不再需要铺设通信电缆,可以灵活机动地应付各种网络环境的设置变化;使得高性能、低价格的无线网络布设成为时尚,这将为大型企业、中小型公司、办公室、会议室、餐厅、酒店、机场、咖啡厅、校园网络、交易市场、仓库、港口、矿山、水利、油田、江河湖坝区、建筑群网络桥接、军事流动网、公安流动网、野外勘测实验等的网络应用带来新的便利。
四、设计的主体框架与进度安排:
主体框架:
1.网络的发展及相关优势。
(1)无线网络的概述
(2)校园无线网络优化及改进的方法的概述
2.在改进过程中存在的问题
3.解决思路
(1)总体思路
(2)如何更好的利用无线网络
进度安排:
1、查找、阅读并整理资料,完成开题报告;2009.11.15-2010.1.25;
2、完成系统和数据库分析和设计;2010.1.25-2010.2.25;
3、实现各个系统模块的功能,编写文档;2010.2.25-2010.4.15;
4、毕业设计文档的撰写、修改;20010.4.15-2010.5.31;
5、毕业文档的定稿打印、评阅、验收、答辩;2010.6.1-2010.6.9。
五、指导教师意见:
本选题能充分结合学生所学知识,对我院图书馆无线网络系统进行理解、分析和改进,可以检验学生对专业知识的掌握能力,也考验了其对专业知识的拓展能力,具有一定的学习价值,同意开题。
签章:
年月日
六、教研室意见:
签章:
年月日
2010届毕业设计任务书
姓名
专业
计算机信息管理
指导教师
郑鹏
毕业设计题目
图书馆无线网络的优化与改进
主要研究内容
根据市场需求和无线网络的迅速发展,分析、研究现有的网络的开发和使用,确定图书馆的无线网络更好的发展。
在覆盖范围上、网络的稳定上、接收性能上有更好的提升。
研究方法
本系统从覆盖范围、网络稳定、接收性能三个层次上进行改进。
主要任务及目标
网络优化的目标是寻找一系列系统变量的最佳值,优化有关性能指标参数,最大限度地发挥网络的能力,提高网络的平均服务质量。
从网络的角度看,网络优化的主要目标是提高网络的稳定性,增强网络运行速度,加大网络的覆盖范围。
主要参考文献
[1](美)DanielM.Dobkin.无线网络RF工程:
硬件、天线和传播[M].北京.科学出版社.2010
[2]麻信洛李晓中董晓宁廖勇.无线局域网构建及应用[M].北京.国防工业出版社.2010
[3]彭海深.网络故障诊断与实训[M].北京.科学出版社.2006
[4]宋红王长春吴建军.小型网站建设实训教程[M].北京.清华大学出版社.2010
[5]王达阚京茂.金牌网管师(初级)--中小企业网络组建、配置与管理[M].北京.中国水利水电出版社.2010
进度安排
1、查找、阅读并整理资料,完成开题报告;2009.11.15-2010.1.25;
2、完成系统和数据库分析和设计;2010.1.25-2010.2.25;
3、实现各个系统模块的功能,编写文档;2010.2.25-2010.4.15;
4、毕业设计文档的撰写、修改;20010.4.15-2010.5.31;
5、毕业文档的定稿打印、评阅、验收、答辩;2010.6.1-2010.6.9。
指导教师签字:
系(教研室)负责人签字:
年月日
图书馆无线网络的优化与改进
计算机信息安全07
(1)班指导老师
内容摘要:
随着网络信息技术的逐渐成熟与完善,由局域到广域,由细缆到粗缆,由有线到无线。
校园无线网络对整个校园的用户来说都是一种有利资源。
正因为网络的不断进步,无线网络已成为人类目前使用最为便捷的网络之一,为人们搜索资料提供了良好的途径。
但由于无线网络的局限性,在有限的空间内如何更好的布置无线网络成了中心问题。
本文借助于传统无线网络的布置问题,并针对无线网络使用情况,设计了一个对图书馆无线网络的改进。
(1)加强无线网络的接收范围。
(2)增强无线网络的稳定性。
(3)加强无线网络的配制。
该措施有效解决了图书馆无线网络的布置问题,并达到使用的最佳效果。
关键字:
无线网络改进优化稳定性
目录
第1章绪论1
第2章无线网络的发展及特征3
2.1无线网卡的起源3
2.2无线网卡特征及分类3
2.3无线网卡标准4
第3章无线网络的安全隐患5
3.1无线网络的安全问题及解决措施5
3.2无线网络WPA-PSK的设置过程5
第4章无线网络的基本原理及相关设置6
4.1无线局域网的基本工作原理6
4.1.1无线局域网的工作原理6
4.1.2无线局域网网络结构7
4.2无线网络优化的措施8
第5章对图书馆无线网络的存在问题及特点的处理10
5.1解决问题10
5.1.1创建图书馆无线网络的射频接口10
5.1.2解决无线网络终端WEB认证11
5.2无线网络的具体实施功能13
第6章无线网络的优化及改进16
6.1无线网络的改进方案16
6.1.1图书馆的具体分布17
6.1.2校园无线网络存在的缺陷18
6.1.3优化方法20
6.1.4改进后的效果21
6.2无线网络优化的常用工具21
第7章无线网络展望22
结论24
致谢25
参考文献26
第1章绪论
当今的Internet网络依然有很大程度上是架构在电话交换系统之上的。
Modem具有数模信号转换的功能,实现了计算机接入互联网的功能。
1957年--USSR(前苏联)发射了的一颗人造卫星,她的重要性在于:
在全球通讯领域迈出了第一步。
今天许多信息实际上都在通过卫星传输。
美国设立了与之竞争的ARPA机构(高级研究规划署),并作为国防部的一部分,为美国军方科技应用打下基础。
计算机网发展至今,经历了三个历史阶段:
第一代计算机网络:
第一代网络刺激了当时计算机数量的增加,可是这种网络缺点很多:
系统响应时间过长,单机系统可靠性很低,一旦计算机发生故障,会导致整个网络系统的瘫痪。
第二代计算机网络:
为了解决第一代网络的问题,人们开始借鉴电话网中的电话交换技术,1966年提出了“分组”的概念。
到1969年12月,DARPA的计算机分组交换网ARPANET投入运行。
ARPANET以通信子网为中心,主机和终端都处在网络的边缘,用户不仅可以共享通信子网的资源,而且还可以共享用户资源子网丰富的硬件和软件资源。
这种以资源子网为中心的计算机网络为第二代计算机网络。
第三代计算机网络:
在第二代计算机网络中相互通信的计算机之间需要高度的协调工作,而这种协调是非常复杂的,为了降低网络设计的复杂性,国际标准化组织(ISO)于1977年设立了专门的机构研究这个问题,并在不久后提出了一种使计算机互连的标准柜架---开放式系统互联参考模型(OSI)它把网络分成了七层,并且规定了每层的功能。
OSI参考模型的推出,意味着计算机网络发展到第三代。
现在我们用的TCP/IP模型也是使用第三代网络模型,所在也属于第三代网络。
由网络的逐渐发展成熟至今,我们也进入了更高档的无线网络层次。
所谓无线网络,就是利用无线电波作为信息传输的媒介构成的无线局域网(WLAN),与有线网络的用途十分类似,最大的不同在于传输媒介的不同,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份,只可惜速度太慢。
无线网卡是终端无线网络的设备,是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。
具体来说无线网卡就是使你的电脑可以利用无线来上网的一个装置,但是有了无线网卡也还需要一个可以连接的无线网络,如果你在家里或者所在地有无线路由器或者无线AP的覆盖,就可以通过无线网卡以无线的方式连接无线网络可上网。
第2章无线网络的发展及特征
2.1无线网卡的起源
无线上网是靠无线网卡,当然,配套的还需无线路由(无线猫)。
说到无线网卡的历史起源,就不能不提到无线局域网的的历史。
无线局域网的的起源可以追溯到二十世纪四十年代的第二次世界大战期间,当时美国陆军就采用了无线电信号做资料的传输,他们研发出了一套无线电传输技术,并且采用非常高的加密技术。
后来,这项技术就在美军和盟军中间广泛使用了;这让一些学者对此产生了兴趣并从中得到了灵感。
1971年,夏威夷大学(UniversityofHawaii)的研究人员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络,被称为ALOHNET网络,是最早的无线局域网(wirelesslocalareanetwork,WLAN)。
这个WLAN包括了7台计算机,采用双向星型拓扑(bi-directionalstartopology)横跨四座夏威夷的岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛(OahuIsland)上。
从这时起,无线局域网可以说是正式诞生了。
1997年IEEE(TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers)提出并制定了最早的无线标准IEEE802.11;在1999年9月又提出了IEEE802.11a标准和IEEE802.11b标准。
随着IEEE802.11a、IEEE802.11b标准的出台以及WI-FI组织的成立促进了无线局域网产品的兼容化、标准化以及市场化。
从此以后,无线局域网随着电脑的普及得到了人们越来越多的关注。
2.2无线网卡特征及分类
无线网卡相当于是接收器,无线路由(无线猫)相当于发射器。
其实还是需要有线的Internet线路接入到无线猫上,再将信号转化为无线的信号发射出去,由无线网卡接收。
一般无线路由可以拖2~4个无线网卡,工作距离在50米以内效果较好,远了通信质量很差。
这种无线方案严格的说,只是无线布网,工作环境必须紧挨着有线网络。
一套的售价在300~800不等。
另外一种就是纯粹的无线了,这就需要通信器材,比如卫星接收器,或可以上网的手机等等,这些东西通过专用的数据线接入电脑,由他们接收来自卫星或无线网络服务的信号,但是速度不怎么样,通信费用超贵。
并且卫星接收器和手机的价格也不匪,通常在3000-5000不等,优点就是,即使你在荒山野岭也能上网(当然要有电脑)。
这两种方案都可以用在笔记本和台式机上,当然,台式机本来移动就不方便,无线就没什么太大的意义了。
2.3无线网卡标准
1、IEEE802.11a:
使用5GHz频段,传输速度54Mbps,与802.11b不兼容;
2、IEEE802.11b:
使用2.4GHz频段,传输速度11Mbps;
3、IEEE802.11g:
使用2.4GHz频段,传输速度54Mbps,可向下兼容802.11b;
4、IEEE802.11n:
用于Intel迅驰4笔记本和高端路由上,即将全面推广,可向下兼。
第3章无线网络的安全隐患
3.1无线网络的安全问题及解决措施
随着使用无线网络、无线访问的企业和个人日益增多,其安全问题也日益突出。
有超过50%的人承认:
在没有得到明确允许的情况下,曾经用过别人的无线互联网访问。
这不得不令我们思考这样一个问题:
怎样阻止它人特别是“邻家”窃取或盗用自己的无线连接?
△使用加密技术
现在出产的无线路由器几乎都向用户提供加密数据的选择,妥善使用此功能就可以避免自己的银行账户的细节信息(包括口令等)不会被居心叵测的人截获。
不过,需要注意,Wi-Fi保护访问技术(WPA和WPA2)要比WEP协议更加强健,因此在保障无线通信安全方面作用更大。
3.2无线网络WPA-PSK的设置过程
1、路由器上的设置和说明
打开路由器的“无线设置”->“基本设置”:
“安全认证类型”设置为WPA-PSK。
“加密方法”有三种选择:
自动选择、TKIP、AES,“加密方法”选择那一项关系不大,客户端是会和无线路由器自动协商的。
在这里我们可以设置为“自动选择”。
WPA-PSK密钥设置和无线网卡上的设置是要求一致的,本例中为tplinkfae。
2、客户端无线网卡上的设置
在“用户文件管理”里面选中当前使用的配置文件,点击“修改”:
在“安全”里面,把安全设置选为“WPAPassphrase”。
然后点击“配置”:
这里输入的预共享密钥可一定要和路由器里面设置的一样!
tplinkfae连接成功后,显现数据加密类型为“AES”(路由器设为自动选择,当你在路由器里面强制选择为TKIP加密算法时,这里会显示为TKIP)。
W2K3中无法设置。
3、我们来查看一下WPA-PSK认证方式下在路由器上的主机状态显示:
打开路由器的“无线设置”->“主机状态”。
可以看到已经有一个电脑通过WPA-PSK加密方式连接到路由器上。
第4章无线网络的基本原理及相关设置
4.1无线局域网的基本工作原理
4.1.1无线局域网的工作原理
无线联网技术是基于ieee802.11标准(用于无线网络的国际标准),该标准主要对网络的物理层和访问层(mac)进行规定,其中mac层是重点。
在mac层以下,802.11规定了三种发送及接收技术:
扩频(spreadspectrum)技术、红外(infared)技术、窄带(narrowband)技术。
而扩频又分为直序(directsequence,ds)扩频和跳频(frequenyhopping,fh)扩频两种。
我们知道,扩频技术利用的是开放的2.4ghz频段,由于这是个公用频段,因此十分拥挤,微波噪声最大,采取何种发送和接收方法,会直接影响到微波传输的质量和速率。
直序扩频技术同时使用整个频段,信号被扩展多次而无损耗;而跳频扩频技术是连续间断跳跃使用多个频点。
当跳到某个频点时,判断是否有干扰,若无,则传输信号;若有则依据算法跳至下一频段继续判断。
正是由于利用了跳频技术,使得跳频的范围很宽,但是信息在每个频率上停留的时间很短(仅为1/1000秒左右),不仅使得数据的抗干扰能力大大提高,而且传输更加稳定,提高了数据的安全性,这就是无线网络传输的关键。
无线联网所需的设备:
构建无线局域网所需要的设备十分简单,同有线网络相似,只不过有一段链路由微波承担。
以一台远程工作站和一个局域网相连的情况为例说明,主要需用到以下设备:
1、sa-10(单口适配器)
用在工作站端,它的作用是将一台工作站连接到802.11的无线局域网上。
它支持多种以太网设备,提供一个10base-t网的rj45端口。
如果有多个设备,可以选用sa-40(提供四个端口)。
2、ap-10(无线hub)
用在局域网一端,是无线工作站进入有线以太网的访问点,支持ee802.1d桥接协议,在同一地点放置多个无线hub可以实现更高的吞吐量。
它的外形同sa-10,十分小巧,便于安装。
3、除了以上两个主要设备外,两个网络端还需要架设天线,用于发送接收微波信号。
和pci无线网卡等。
4.1.2无线局域网网络结构
局域网只涉及到ISO/RM七层网络模型中的最低两层:
物理层和数据链路层所以网络结构相对较简单。
根据局域网的特点,IEEE(国际电气电子工程师协会)早在90年代初就开始研究并制定无线局域网的标准。
近来称为IEEE802.11的这一标准被正式确立。
在IEEE802.11标准中,具体将局域网结构划分为“点到点(Peer-To-Peer)”和“主从(Master-Slave)”两种标准形式。
“点到点”结构用于连接PC机或便携式计算机,允许各台计算机在无线网络所覆盖的范围内移动并自动建立点到点的连接,使不同计算机之间直接进行信息交换。
而“主从”结构中所有工作站都直接与中心天线或访问节点(AP:
AccessPoint)连接,由AP承担无线通信的管理及与有线网络连接的工作。
无线用户在AP所覆盖的范围内工作时,无需为寻找其它站点而耗费大量的资源,是理想的低功耗工作方式。
同时IEEE802.11对无线局域网的物理层、应用环境和功能等方面也作了如下规定目前无线局域网采用的拓扑结构主要有网桥连接型、访问节点连接型、HUB接入型和无中心型四种。
1、网桥连接型
该结构主要用于无线或有线局域网之间的互连。
当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时,可使用网桥连接型实现点对点的连接。
在这种结构中局域网之间的通信是通过各自的无线网桥来实现的,无线网桥起到了网络路由选择和协议转换的作用。
2、访问节点连接型
这种结构采用移动蜂窝通信网接入方式,各移动站点间的通信是先通过就近的无线接收站(访问节点:
AP)将信息接收下来,然后将收到的信息通过有线网传入到“移动交换中心”,再由移动交换中心传送到所有无线接收站上。
这时在网络覆盖范围内的任何地方都可以接收到该信号,并可实现漫游通信。
3、HUB接入型
在有线局域网中利用HUB可组建星型网络结构。
同样也可利用无线HUB组建星型结构的无线局域网,其工作方式和有线星型结构很相似。
但在无线局域网中一般要求无线HUB应具有简单的网内交换功能。
4、无中心型结构
该结构的工作原理类似于有线对等网的工作方式。
它要求网中任意两个站点间均能直接进行信息交换。
每个站点既是工作站,也是服务器。
无线局域网的网络速度与以太网相当,一个AP最多可支持100多个用户的接入,最大传输范围可达到几十公里,具有以下的通信特点:
具有高移动性,通信范围不受环境条件的限制,拓宽了网络的传输范围。
可在一定区域内进行点对网或网对网通信,从而消除了有线链路可能发生的各种故障隐患。
▽传输速度快。
其传输速率可达2Mbps,是电话线传速率的上百倍,DDN网传输速率的十几倍。
有效地缓解了图像等大数据量通信的远距离传输问题。
▽数据保密性强,抗干扰、抗截获能力强,同时也不会造成干扰。
▽点对点通信距离可达30公里,点对面通信距离可达13公里。
若增加放大设备或使用无线中继器可成倍延伸通信距离。
▽自动识别有线网故障,并动态切换到无线中继器模式。
▽采用获得专利的微蜂窝(MicroCellular)结构,提供无与伦比的漫游和功率管理,并拥有全向网桥等先进设备,可大规模减少网络中通信设备的数量。
市域计算机无线网络的布局无线网络采用了微蜂窝网络技术,并拥有全向网桥等一批先进设备,可大规模减少网络中通信设备的数量。
4.2无线网络优化的措施
1、无线网络优化
在WLAN项目建设与运营过程中,除工程勘测、方案设计,工程实施、测试验收、业务上线外,有些工作还必须通过网络优化这一步骤完成,比如对用户业务的分析和数据侧的优化,或者对于用户的分布、业务量、使用模式发生变化时的适应调整等等。
有效的网络优化不仅保证用户使用的效果与最终体验,还可以提高设备接入用户数量,延长设备使用寿命,从而在一定程度上保护客户的已有投资,最大可能地发挥无线网络的使用价值。
无线网络优化一般按照确定标准、分析问题、信号侧优化、数据侧优化、测试效果五个步骤进行。
而在实际的项目中,根据具体问题的不同,相关步骤可能需要循环进行。
步骤一、确定标准:
确定无线网络验收的一般标准,例如某运营商网络验收标准为主要覆盖区域信号强调不低于-70dBm,一般覆盖区域信号强调不低于-75dBm,丢包率不高于3%等。
步骤二、分析问题:
分析造成现有无线网络使用问题的内在原因,如客户端无法打开Portal认证页面、或无线上网速度太慢的根本原因可能是丢包严重或数据发送速率较低。
步骤三、信号侧优化:
按照无线覆盖的一般原则(如蜂窝覆盖)完成工程安装规范、设备功率、信道、覆盖方式方面的调整,以保证无线信号强度与质量的要求。
步骤四、数据侧优化:
在信号侧
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- 无线网络 优化 改进