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中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)07-0166-01
无线网络与有线网络的最大区别是开放式和易于接入性,这是无线网络最大优点也是缺点。正因为开放式和易于接入的特点,这就造成了任何符合无线网络接入规则的物理设备都可以轻易入侵无线网络。
在经过无线网络的数次攻击后,无线网络的安全问题一一暴露。有攻击就有防守,在无线网络被攻击后,专家学者会对攻击行为进行不断分析,制订安全解决方案,这也为无线局域网的保密与验证机制提供了保障。
本文以“无线网络的安全问题及解决方案”为话题来对此进行阐述,谈一谈我在这方面的认识。
1 “无线网络”的含义
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。
2 “无线网络”的安全问题
随着无线网络应用的日益广泛,无线网络的安全问题也越来越多,并具有各种各样的特点,虽然各类安全问题花样繁多,但在本质上是相似的。笔者根据日常工作和生活中对无线网络的理解和认识,总结了主要的安全问题。
据笔者分析, 无线网络主要存在以下三类安全问题:
(1)非授权用户接入问题:对于无线网络设置了很低安全防护或是没有设置安全防护的用户,非授权用户利用攻击工具能很容易的搜索并入侵这类用户的无线网络,从而造成很严重的后果。非授权用户的入侵会造成很大损失,由于带宽是一定的,他人的非法入侵会造成网络流量被占用,降低自己的网络流量,导致网络速度大大变慢,降低网络带宽利用率。更有甚者,某些非授权用户会对安全级别设置低的无线网络进行非法篡改,导致该无线网络内的合法用户无法正常登陆,造成不必要的损失。(2)链路易泄密问题:无线AP的非法接入及黑客钓鱼导致用户的重要信息被泄露,例如网银账户、邮箱账户、炒股账户、淘宝等购物账户等涉及自身利益的账户信息遭到别人窃取,给个人造成很大的经济损失,另外个人信息被泄露后,不法分子也会通过各种手段进行不正当操作,给无线网络用户造成其他方面损失。(3)数据安全问题:无线网络具有使用方便,配置简单的特点,并且无线网络的信号是以开放的方式在空间中传送的。非法用户或是恶意攻击者会通过破解用户的无线网络的安全设置,冒充合法设别的身份进入无线网络进行非法操作,例如通过WEP加密、MAC过滤等技术手段就可以进行以上操作。另外,不法分子或黑客会通过一些网络工具对无线网络传输的明文信息进行窃听和截取,从而达到不法操作或破坏信息的目的。
3 “无线网络”安全问题解决方案
无线网络使用方便、配置简单,有其自身无法替代的优势,但凡事都有两面,相较于有线网络,无线网络的开放式接入的特点也为其安全管理埋下了重大的安全隐患。无线网络的传输介质是电磁波,电磁波具有穿透大多数物体的特点,在无线网络所服务的区域内,任何符合无线网络基本接入规则的终端都可以接入或窃听该无线网络内的信息。基于此无线网络的安全管理解决方案便成了一个挑战性的问题。
针对以上总结的无线网络存在的安全问题,笔者总结了以下安全解决方案:
(1)做好接入控制:保证无线接入点安全的关键是禁止非授权用户访问网络。制定严格的接入用户身份验证机制,对授权接入用户限定可访问的资源,拒绝未经授权的用户访问任何资源。(2)保密、维护链路安全:积极使用对无线网络上信息加密的标准--无线加密协议。防止未经授权的用户读取、引入或更改在网络上传输的数据,确保链路的保密与完好。由于无线网络与有线网络的另一区别是可移动性,做好移动切换的随时接入、断开的安全防护就尤为重要,需要针对无线链路进行优化。对于链路上的非授权接入点进行实时监测,及时对非授权接入点进行禁用、清除操作。另外,无线网络发射装置的放置位置对链路的安全性也起着至关重要的作用,其位置应该在无线网络服务区域的中心,应尽可能的满足无线网络服务区中的每一个用户并要防止无线信号尽可能没有泄露到服务区之外,保证无线网络服务区内的信号量。(3)数据安全防范:禁用无线网络的动态主机配置协议,对于无线网络设备必须进行TCP/IP参数,如网关、子网掩码、IP地址等必需参数的破解,这就为无线网络的安全防护增加了又一道防线。通过无线网络的无线接入点设置无线网络内各个用户的访问列表,定期更新并下载访问列表,保持访问列表信息的实时更新,防止非授权用户对无线网络内数据的破坏。在无线网络中,服务集标识符(SSID)是无线接入的身份标识符,为接入无线网络的无线接入点设置一个唯一并且非常复杂的SSID可以阻断非授权用户对无线网络的非法入侵。在无线网络传输过程中,改变服务集标识符并且禁止SSID广播,这样能保证无线网络中各个接入点与无线网络发送设备的独立性。
综上所述,无线网络在使用过程中存在诸如非授权用户接入、链路易泄密、数据安全等方面的问题,随着安全问题的日益凸显,针对无线网络的安全问题,无线网络的安全防护技术也在日渐完善,不过,完全控制无线网络的安全是几乎不可能的,本文总结的是本人在工作和生活中在无线网络安全方面的主要问题及解决方案,当然无线网络的安全还需要人们采取其它一些措施来保证网络的安全。无线网络的安全防护也是随着安全问题的暴露所逐渐改善、优化的,需要无线网络专家和技术人员的不断努力。
参考文献
[1]Zerone无线安全团队.无线网络黑客攻防[J].中国铁道出版社,2011(10).
作为3G通信协议之一的TD-SCDMA技术,因为其标准采用了TDD(时分双工)的技术,直放站系列产品必须采用环行器和开关方式来隔离并区别上行和下行放大链路,国人通信自主研发的多种同步技术,可以保证不同应用场景中TD-SCDMA直放站系列产品与系统网络的同步,达到提升网络覆盖质量的目标。
产品特点:
国内领先的功放线性化技术;
标准化的RF检波、GPS、基带解调同步实现模块;
同步方式灵活多样,可根据环境需求进行选择;
产品体积轻巧设计,便于工程安装;
开关工作调整时间准确度高、抗外界干扰能力强;
具有节能模式,提高设备可靠性,降低运营成本;
支持远程下载升级监控程序。
配套无源系列产品
产品类型:
多频合路分路器,支持不同类型不同频段的系统与TD-SCDMA合路集约化建设;
功分器、耦合器、电桥、衰减器等无源产品。
产品特点:
产品采用高Q值的矩形谐振腔结构,损耗小,功率容量大;
采用内置交叉耦合技术,在不增加腔数的条件下,通过电磁能量的转换更有效的提高带外抑制度,使产品体积大大减小;
采用精确的软件仿真技术,实现最优化设计,使产品的研发周期大大缩短;
采用先进的数控加工技术和一流的测试设备,利用先进的生产工艺,保证产品的品质量;
防水防潮,可适应各种恶劣工作环境的要求;
体积小,外形美观,安装灵活,可靠性高。
解决方案:
光纤拉远系统解决方案;
快速响应覆盖解决方案。
方案
1.ICS自激消除边界漫游抑制方案
2.太阳能绿色供电系统解决方案
3.综合网络管理解决方案
4.环境天馈美化解决方案
5.多系统合路覆盖解决方案
6.地铁覆盖综合解决方案
7.大型场馆覆盖解决方案
【关键词】H3C;WLAN;应用与研究
1.引言
WLAN即无线局域网(Wireless Local Area Networks)。它是传统有线网络方式的重要补充和延伸,广泛应用于传统物理传输介质无法覆盖的领域或移动数据处理的场合。无线网络的机动性明显优于传统有线网络。作为3G技术的补充,它能在建筑物内提供高带宽。它业已成为各地通信运营商打造无线城市、智慧城市的重要组成部分。WLAN近年来发展势头强劲。随着无线网络技术的不断进步,无线网络正渐渐成为人们生活中不可获缺的一部分,如今,在机场、学校、企业、家庭……WLAN信号随处可见,大众对无线网络的需求量越来越大,同时人们对无线网速、无线技术支持、服务质量等亦提出了更高的要求。
目前,国内宽带网络覆盖范围不断扩大,传输和接入能力不断增强,无线网络的发展和普及,已成为推动国内信息化发展与进步的关键要素之一。H3C作为业内领先的IP网络设备供应商,在无线市场占据着重要的地位。H3C推出了多种研发产品及其解决方案,对无线网络可以进行轻松部署和管理。H3C认为,无线网络要保持业务上的连续,有效保障各类业务不受网络故障的影响,就要在网络设备上选择高可靠性网络产品,合理设计网络架构,方能为用户提供更加高速、稳定、业务丰富的无线宽带网络,体现最大网络价值。
有效整合有线和无线网络,实现统一的网络控制,确保系统的可扩展性、安全性和可靠性,尤其对于企业应用具有非常重要的意义。把无线控制器(AC)功能集成到交换机或路由器平台之中,通过提供覆盖整个企业的设备管理、资源管理、安全策略、服务质量保证,构筑统一的、端到端的网络环境,将有效保证应用、保护用户投资、降低部署的复杂性、减少管理维护工作量。
2.WLAN的优点
灵活性和移动性。优点1:有线网络中,网络设备的安放位置受网络位置的限制,无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。优点2:移动性,连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。优点3:安装便捷。WLAN可以减少网络布线的工作量,只要安装一个或多个接入点(AP)设备,就可建立覆盖整个区域的局域网络。优点4:易于进行网络规划和调整。WLAN可避免或减少,因办公地点或网络拓扑的改变,重新组网、布线的费时、琐碎的过程。相比传统有线网络显得整洁美观。优点5:故障定位容易。无线网络很容易定位故障,只需更换故障设备即可恢复网络连接。优点6:易于扩展。无线局域网有多种配置方式,可以很快从只有几个用户的小型
局域网扩展到上千用户的大型网络,并且能够提供节点间“漫游”等有线网络无法实现的特性。
3.H3C WLAN设备待改进问题
H3C FIT AP解决方案解决了企业无线网络应用的局限性。H3C FIT AP解决方案在无线基础设施中引入了集中控制、可扩展架构、基于用户的管理和安全策略实施等功能,使得部署大规模、性价比高的安全无线网络成为可能。
在企业级无线网络建设中,无线网络建设普遍采用FIT AP建网模式。它的一大优势是在三层漫游环境下避免重新认证,使漫游切换时间小于50ms。这对于企业移动业务,尤其是对切换时间要求最苛刻的语音业务意义重大。
管理无线网络绝不是件轻松的工作,虽然H3C FIT AP减轻了管理员的工作量。在大型企业环境中尤其如此。传统的FIT AP解决方案由无线控制器(AC)及无线接人点(FIT AP)构成,整个无线网络具有少量设备管理、安全管理和用户管理功能,但与有线网络难于统一,无法在整个企业范围内实现用户管理及认证、质量控制和安全策略实施等要求。故,通常引入无线网络会降低安全性,整个网络管理起来更加复杂,且维护成本也比预期的高。在长期使用FIT AP网络之后,企业在组网时遇到了一些麻烦。这些麻烦主要集中在几个方面:
(1)稳定性:WLAN网络的组网包括无线控制器(AC)、交换机、无线接人点(AP)等大量设备,通常需要通过以太网解决供电问题,这些环节都会影响企业无线网络的稳定性;无线信号的传播深受环境影响,无线信号会在不同方向上存在非常复杂的衰减现象。实时调整无线接入点的信道、发射功率等是困扰无线网管的难题。(2)安全性:所有有线网络存在的安全威胁和隐患无线网络同样存在。不可信无线设备在信号覆盖范围内进行网络接入的尝试,加剧了无线用户的安全隐患。例如:在无线网络中使用WEP协议时,因密钥重复带来的安全隐患。无线网络安全不仅是物理层安全,也包括了用户接入安全、网络层安全、设备安全、安全管理等。使企业无线用户在使用网络时像使用有线网络一样安全、可靠显然十分必要。用户认证不方便。用户需要输入帐号、口令才可访问网页,认证问题直接影响用户的体验。认证无需安装客户端软件,智能手机也可访问互联网。终端技术的发展方向则是主动搜索网络,让用户无感知自动登录WLAN。(3)管理:相比FAT AP,FIT AP解决方案帮助企业网管实现无线网络的快捷安装与应用,但管理无线网络仍然是一项坚巨的任务。通常引入无线网络会降低安全性,整个网络管理起来比较复杂,并且维护成本也比预期高。(4)扩展性:WLAN新技术、新标准层出不穷,由于IPv6技术的推广,无线产品和解决方案都要为未来的升级和应用做好准备。(5)应用:WLAN终端的不断普及,例如智能手机。如何在开放的WLAN平台上开展丰富的业务是设计者们必须要考虑的问题。如:WLAN、无线定位等业务这些业务让无线接入变得更有价值。(6)实施规划:无线网络实施也是待解决的问题。1)无线网络实施过程中信号覆盖范围不足导致信号盲点。建筑物中的墙壁会对无线信号的传输造成影响,因此部署大量AP时,必须考虑盲点覆盖。2)无线AP供电。许多单位在建筑中没有预留WLAN设备的电源,重新改造电路,将增加额外成本。3)AP间的干扰。在某一空间内布置多个AP,射频信号交错重叠互有干扰。
4.H3C移动网络解决方案
H3C一体化移动网络解决方案,有效实现了有线和无线网络的融合。它通过统一的硬件平台、统一的网络管理、统一的用户管理、统一的应用安全,为大型园区、中小型办公场所及远程分支机构提供安全的企业无线接入。
H3C高端无线控制器可以通过增加模块,提升系统整体处理能力。H3C通过IMC智能网络管理平台为网管提供图形化、一体化的管理能力,从而高效的管理有线/无线网络。
H3C一体化移动网络解决方案,有效实现有线与无线的融合,减少了硬件投入,大大降低了企业大规模部署WLAN的难度,减少网管的维护工作量,提高了生产效率。其技术特色主要表现在:(1)无线网络更稳定。H3C WLAN稳定性解决方案从无线控制器的可靠性、接入交换机供电的可靠性、无线信号的可靠性这几方面入手,极大提高了WLAN网络的可靠性。对网路访问进行审计体验信息化,无线网络更安全。H3C一体化无线网络解决方案提出分层的安全体系架构,将WLAN的安全从单一的物理层安全延伸到了物理层安全、用户接入安全、网络层安全、设备安全、安全管理多个层面上,使用户在使用WLAN网络时能够像使用有线网络一样安全、可靠。(2)无线网络更易管理。H3C一体化移动网络实现了企业内有线网络和无线网络的统一管理。管理系统实现了射频资源管理、无线性能监视等需求。(3)无线网络扩展至IPv6非常便捷。它可将IPv6独立网络连接至一个WLAN网络上。基于H3C的Commware操作系统平台,H3C WLAN产品从设计阶段就考虑了学校用户对IPv6的需求。无线控制器(AC)、无线AP可以灵活的通过IPv4互联,也可以通过IPv6互联,还可以灵活的选择是使用IPv4接入无线网络还是IPv6接入无线网络。
当前,H3C推出了WA4600等新一代千兆网络无线产品,产品具有智能(如自动调节带宽、智能天线)、安全、易用、低耗能等特性、它们必将引领下一代Wi-Fi部署潮流。此类无线产品为用户提供了更加有力的帮助,同时也为“宽带中国”的发展带来更多契机。
5.综述
在“宽带中国”大背景下,互联网业务愈加丰富,发展速度极快。以H3C为代表的WLAN产品及其技术必定会有更加广范的应用前景。网络设备供应商也将为用户提供更加优质、完善的服务,以适应下一代互联网络的发展与挑战。
注:本文用到如下H3C设备:AP:WA2620、交换机LS-3600、无线AC:EWP-WX3010等,如图1所示。
图1 H3C无线AP、AC、交换机
参考文献
[1]吴晓刚.WLAN建设项目管理[J].华东科技(学术版),2013(1):29.
2010年,309医院采用IEEE802.11n标准的无线网络解决方案,结合309医院现有网络和主要应用需求打造了一个高速率、高覆盖、高安全、有线无线一体化、易扩容的无线医疗网络,为309医院的移动医疗建设打下了坚实的基础。
无线网络为移动医疗奠基
309医院的移动医疗应用主要包括无线体征监护和无线移动临床医、护工作站。无线体征监护能够实时向主治医生同步病人的心电监护等生命体征信息,在出现异常情况时,主治医生可以在第一时间掌握病人病情及病人当前生命体征信息。而且,大规模的无线体征监护应用可以大幅降低患者的医疗费用,使病人可以在普通病房里享受到ICU(重症监护病房)的监护环境。309医院还在全国率先推行iPad移动医生、护士工作站。医生通过iPad无线访问医院HIS服务器,随时调取病人的电子病历。在移动查房过程中,医生还可以通过无线医疗网络调用PACS影像。
目前,309医院日均影像数据量约为19G。每日平均调阅影像数据量为45GB,每天向WEB转发的数据约10GB。每小时峰值阅片量为6.3GB。这就要求无线网络建设不单要稳定,而且需要高可靠的带宽支持。医生通过手持终端进行数据录入调取必须保证百分百精确、稳定、高效、安全,因为这些都关乎广大医患病人的生命安危。因此,无线网络建设是移动医疗的基础建设,稳定的网络环境才能够让移动医疗众多应用系统发挥作用,它是移动手持终端完成工作的依托。
无线网络成功的六大元素
■高性能、高带宽
309医院采用的无线网络产品,它的射频芯片是采用业内最高的性能芯片方案,支持3X3MIMO技术,采用双频技术,支持600Mbps的速率,实现802.11n高性能业务应用。同时,通过本地转发,智能无线交换网络将大量数据转发、加密和策略实施的任务从无线交换机转移到无线智能接入点,进而极大地减少了无线交换机的工作负担,智能无线交换网络可以高速处理相当于802.11a/g12倍的吞吐量,有效满足了无线移动临床医、护工作站对高带宽的要求。
针对移动终端的特殊性,309医院无线网络方案实现了安全和易用性完美结合,既满足了无线终端安全接入,又实现了终端零配置的解决方案,提高了医护工作者无线易用性。
■高稳定
无线控制器是无线网络的核心,通过无线控制的N+1备份来提高无线网络的稳定性、可靠性。无线控制器采用的冗余备份技术是在虚拟化架构下开发出来的。当主控制器异常宕机时,备份控制器和主控制器之间的心跳检测机制可以快速检测到主设备的状态,并及时通知AP进行主备用CAPWAP隧道的切换,这一过程的切换时间将保持在毫秒级别,用户的业务不会出现任何中断。
■高覆盖
在309医院,需要护士携带终端ipad到病人床旁录入病人体征、执行医嘱等工作。这就对无线网络信号质量提出了更高的要求。针对病房墙体结构对无线信号衰减的问题,309医院信息中心无线网络解决方案采用了放装AP布置和 “微室分”方案结合的覆盖方式,既充分满足了病房内无线信号质量,也有效避免了同频干扰等问题,保障了医护业务的连续性。■安全易用
为了满足医院特殊无线体征监护的需求,该方案根据体征采集仪器无线特性而定制了无线AP与心电监护间私有协议的开发,更好实现了医疗设备简单、安全的无线接入,并通过DTLS加密算法实现完整的数据安全保障机制。采用国际标准协议CAPWAP进行加密通信,既实现了与有线网络的隔离,又保证了RG-WS5708与AP之间实时通信的保密性;划分多个ESSID,网管人员可以对使用相同SSID的子网或VLAN单独实施加密和隔离,并可针对每个SSID配置单独的认证方式、加密机制等;通过多种内在的安全机制可有效防止和控制病毒传播和网络流量攻击,控制非法用户使用网络,保证合法用户合理化使用网络;通过多种认证方式(MAC、WEB、802.1X)实确保只有合法的用户才能进入网络;通过支持全局网络安全解决方案(GSN),灵活实现对进入网络的用户划分访问权限。此外,通过用户完整性检查将对网络安全有威胁的用户隔离到安全区域,避免个别用户的行为导致整网断网,从而保护全网的安全。
■有线无线一体化管理
采用基于Web的RG-SNC管理系统,为网管人员提供了易用性极强的管理平台。RG-SNC可对无线网络中的无线控制器和无线接入点等设备与有线网络设备进行一体化集中管理,信息中心对全网设备信息和状态可随时全盘掌握。RG-SNC可自动创建系列无线接入点配置文件,统一远程配置AP的射频功率、无线信道分配等参数,并可实时与设备保持配置信息的同步与更新。
■专业的无线实施团队
如果能在单一架构下管理多个无线网络的实时数据,或者说在单一架构下管理统一后的单一无线网络的实时数据,应该是过程行业用户一致的要求,所以我们说多种无线通信技术标准的融合是一个大趋势,它可以提供远程操作的更高可靠性和更低成本。三大无线国际标准合作的技术基础原本是存在的,因为ISA100.11a、WirelessHART和WIA-PA的底层协议都是IEEE802.15.4,而提供芯片和通信协议栈的商家往往同时提供这几种技术的部件,即使是在ISA100.11a、WirelessHART和WIA-PA阵营内,还包括有很多相同的会员。作为ISA100的核心成员单位的尼维斯(Nivis)公司一向以其管理和优化网状网络的软件而闻名,同时在利用ISA100.11a、WirelessHART和6LoWPAN开发基于标准的无线网状通信堆栈方面拥有丰富的知识和能力。尼维斯公司目前是我们所了解到的唯一同时提供ISA100.11a和WirelessHART两种流程行业无线产品供应商,比如其无线节点和路由器用在ISA100.11a和WirelessHART的型号是相同的,使用户能够在单一的硬件上运行任何一种标准。如VersaRouter910路由器既支持Nivis的ISA100.11a标准,也支持WirelessHART标准,拥有在同一平台上运行的软件,VersaRouter910是一个双启动硬件(Dualboothardware),是集全功能于一身,专门为客户准备好提供的无线解决方案设计的工业级无线路由器。中科博微公司是可同时提供WIA-PA、WirelessHART两种流程行业无线产品供应商,比如其无线网关既有属于WIA-PA无线网络的WIAPA-GW1498、WIAPA-GWS12002种型号的网关,又有属于WirelessHART无线网络的WHT-GW1250网关。北京天宇蓝翔科技发展有限公司也可提供WIA-PA、WirelessHART两种无线网络产品。在ISA100.11a和WirelessHART问世之初,在ISA名下成立过ISA100.12工作组,负责寻找将WirelessHART和ISA100.11a无线标准融合的技术途径。当时认定实现无线标准融合技术途径的唯一方法是提案申请,后有3个团队提出申请。但最终这些团队没有解决以下核心问题:网络规范的定义能够取代ISA100.11a和WirelessHART及提供2个现有网络的反向兼容。代表ISA100.11a和WirelessHART供应商的两个团队都不能接受修改自己基础网络的要求,因此无法达成任何妥协协议。其原因非技术方面,而是集中在营销效应方面。因此在2013年,ISA100.12工作组已决定放弃在无线通信技术标准融合方面的努力。ISA100.12工作组中的最终用户曾建议的融合备选方案是供应商可提供同时对ISA100.11a和WirelessHART无线网络进行操作的产品,即“双启动”产品的解决方案。2010年初,德国测量与控制标准委员会NAMURPressRelease(公告),开始提出单一(融合)工业无线标准(仅过程自动化领域)的要求,建议三个标准合并为一个IEC标准。2010年8月在伦敦的Heathrow(希思罗)机场召开了工作组第一次会议,工作组即以希思罗命名。2011年3月底在瑞士的融合工作组会议形成备忘录决定成立技术工作组,重庆邮电大学是希思罗工作组的5名核心成员之一和技术工作组主要成员。技术工作组首先完成“三个标准的异同”资料的编辑,然后达成分三步开展工作的共识,第一步是实现三标准共存,如图1所示,第二步完成渐进式融合,第三步以单一的OSI/ISO层过程仪表协议的现场设备、统一的接入点、统一的网关实现标准的最终融合,这里的现场设备、接入点、网关均以希思罗命名。2012年12月现场总线基金会(FF)宣布与国际自动化学会自动化标准委员会ISA100合作提出了一个通用的框架,允许多个工业通信协议通过共享无线集成架构在过程自动化系统中运行,使现场总线连接到远程的I/O和ISA100.11a、WirelessHART、有线H1协议集成到单一的标准化环境中,这称为基金会的远程操作管理ROM,这是通过第三方的开放融合,以便为用户提供更高的可靠性和更低成本的远程操作。这个框架保持了“基础设施”战略,而不是试图在无线设备水平方面竞争。
2、系统架构的创新
霍尼韦尔公司2004年推出工业无线变送器——基于ZigBee无线技术的XYR5000无线压力变送器,载频为902MHz~928MHz,以此为基础的无线网络系统构成如图2所示。作为网关设备的基站WBR与各种类型的XYR5000无线变送器可直接通信,最大数量为50台,最大距离610m。基站还可有线接入最多25个AO/DO组件,基站与控制系统的连接有RS485ModbusRTU接口,还可提供RS232到WMT无线管理工具上显示。随后IEC三大国际标准的早期无线网络系统的架构是由网关和无线现场设备组成,如横河电机无线系统的早期架构是YFGW710现场无线一体型网关和现场无线设备,一台网关可接入最多10台(刷新率1s)或50台(刷新率5s)现场无线设备,如图3所示。艾默生过程管理公司下属的罗斯蒙特公司真正针对流程行业无线网络系统的研究始于1998年,2006年推出的智能无线解决方案是采用900MHz,2007年以后在欧洲和亚洲则推出2.4GHz的解决方案。早期无线网络系统的架构也是由网关和无线现场设备组成,可能会包括适配器等设备,同时每一台无线现场设备还可作为路由器将其他无线现场设备的信息传送到网关,如图4所示。2007年6月11日,霍尼韦尔公司推出基于ISA100.11a思路的OneWireless无线网络方案,采用了XYR6000变送器,载频为2.4GHz。推出OneWireless无线网络后,系统架构也在不断更新,较早的版本是2009年4月的120版,当时作为网关的是多功能节点;2011年9月200版的新功能包括无线变送器无路由功能改为路由功能可选、增加了现场设备接入点FDAP、增加了HART适配器等,2011年10月又引入了CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备、CiscoWLAN控制器;2013年4月210版的新功能包括在线无线设备授权等新功能。AP节点设备被分为两类:网格接入点(MAP)和根接入点(RAP)。网格接入点是Mesh网络的远程接入点,它作为ISA100.11a无线现场设备网络和IEEE802.11a/b/g/nWi-Fi网络的接入点,这是所有接入点的默认角色。对下层ISA100.11a无线现场设备网络来说,每个网格接入点都可以发送和接收来自无线现场设备的消息,同时,它又作为一个路由器,为其相邻网格接入点以IEEE802.11a/b/g/nWi-Fi网络转发消息,从而在2层网络中为无线设备和主机应用之间实现数据传输,通过转发过程,数据可以找到通过中间网格接入点抵达目的地的最佳路径。如果一个链路因为任何原因而出现故障,网络会自动通过其他路径安排数据传输,直到数据抵达网关为止。根接入点通过光纤、有线以太网或电缆连接器连接到有线网络或服务器,作为到有线网络的“根”或“网关”,它必须在接入点配置时设定为根接入点。通信时,网格接入点通过网格接入点之间的路径或直接传送到根接入点。在这种网络拓扑结构中,接入点之间有许多冗余路径连接,因而特别可靠。随着网络规模的增大和网格接入点数量的增加,有必要使用多台根接入点以保证无线网络所需的性能和吞吐量(如图5所示)。推荐根接入点对网格接入点比值为20,这意味着,最多20个网格接入点可以共享相同的一次和二次根接入点,由于每个网格接入点可接入数十台无线现场设备,每个根接入点可接入20个网格接入点,而根接入点又可以多个同时接入交换机,其应用规模可满足数百点到数千点的大型无线网络的要求。艾默生过程管理公司在WirelessHART网络中也推出了CiscoAP节点设备作为构成回传网络节点的接入点,菲尼克斯公司在WirelessHART网络中也推出了可与该公司多台WirelessHART网关组成骨干网络的WLAN接入点,且都通过Wi-Fi传送采集的所有信息,同时,WirelessHART网络也可接收支持802.11Wi-Fi通信的无线设备的信息。随着工业无线网络将过程控制延伸到工厂现场的各个角落,其应用越来越普及,单个应用实例的规模也越来越大,已突破一个工序或一个车间的范围。在这种形势下,流程行业无线网络设备的制造厂家不失时机地推出可覆盖整个工厂的全集成式多用途无线网络。这样的网络中既包括简单的无线现场仪表网络,也覆盖多种无线应用的场合。创新的系统架构主要体现在接入点设备作为主干网络节点,比如OneWireless无线网络先后推出的现场设备接入点FDAP、CiscoAironet1552SOutdoorAP节点,横河电机ISA100.11a无线网络的YFGW510现场无线接入点,艾默生过程管理公司WirelessHART无线网络推出的781远程链路、CiscoAP节点设备和WLAN接入点,菲尼克斯公司WirelessHART无线网络的WLAN接入点。这些设备具有骨干路由器功能,可将众多的无线现场设备的信息通过底层网络采集后,尽快地通过骨干网络传送到无线网关。这种将网关功能分离为接入点和现场无线管理站以及将信息传送分为底层网络及骨干网络的分层架构,不仅扩大了网络的规模、提高了信息传送速度,还能更好地实现同时管理多个现场无线子网通信系统的要求。
3、引入无线行业领军厂家的技术和产品
关键词 高校 校园网 无线网络 建设方案
进入21世纪,网络的发展开始朝着宽带化和移动化的方向发展,截止到目前,前一种发展趋势已经定型,后一种发展趋势仍在延续。近年来,无线网络技术得到了快速发展,而且其终端成本也呈现出下降的趋势,这为无线网络的广泛应用奠定了良好的基础,无线上网已经成为一种常态,在影响着人们的生活和工作,无线网络服务也因此成为各运营商角逐市场的重要战略业务,在此背景下,高校市场也得到了开发,无线网络进入校园,有助于高校校园网的进一步完善。
一、高校无线网络建设现状分析
(一)建设背景
早在2006年,运营商就开始关注校园市场,并将无线网络建设作为一项重要的战略投资,在校园开展无线网络业务,服务于广大师生,在这种背景下,高校无线网络建设随之开展起来。目前,各高校多只能够在计算机室等一些安装有线网络的区域上网,而高校师生的活动范围并不局限于这些区域,他们越来越希望能够在图书馆、体育馆、宿舍楼等区域也能够连接上网络,搭建无线网可以满足这一需求。加快无线网络建设,能够为教职员工以及学生的生活带来更大的便利,这也是为了适应校园网广泛服务发展需求而采取的必然举措。无线网络开始进入校园,由于无线网络具有开放性的特点,对校园网的安全认证服务、非法用户的监测以及无线网络信号提出了更高的要求,当前高校无线校园网建设正处于起步阶段,因而还存在很多网络盲点,关于无线网络建设需要正确的指引,从初步建设到正式投入运行需要一个过程,有必要做好校园网络改造和建设方案优化工作,为无线网络建设奠定良好的基础。[1]
(二)部署方式
无线网络主要由有线网络和无线网络两部分内容组成,通过无线设备接入有线网络来实现无线业务。[2]高校无线网络建设,从技术角度来看,无线网络技术已经成熟,对其进行广泛应用已经具备了技术条件;从实际应用角度来看,校园网原有网络设施已经相当完备,在此基础上搭建无线网络也已具备了现实基础。在实际建设中,主要有三种部署方式,即室外放装式、室内放装式和室内分布式,前一种是将AP设备置于室外,借助外置天线来实现;中间一种是将AP设备置于室内,通过网线连接天线来实现;后一种是将AP设备通过馈线分布到各室内然后统一在一起,进行合路部署。无线网络建设具体采用哪种部署方式,其主要依据是覆盖区域接入用户的密度,就校园而言,建议采用室内放装式,在此基础上制定和优化建设方案。随着无线业务使用人数的不断增多,校园无线网络涵盖的AP数量也在增多,用户增多会导致AP处于饱和状态,AP密集又会造成一定的网络干扰,要想解决这些问题,就必须对无线网络建设方案进行优化,进行多种方式部署,如在宿舍区域,可以改用室内分布式,解决并发密集的问题。
二、高校无线网络的建设方案
对于无线网络的建设,在此做出如下部署:
(一)明确建设目标,进行需求分析
高校无线网络设计要考虑到校园内的各种影响因素,根据校园网的要求和无线网络的性能,确立建设目标,具体方案设计应从功能性、经济性和安全性三个方面入手,将相关要素作为实施无线网络建设的影响因素。具体而言,无线网络建设应满足以下几点需求:其一,通过无线网络对校园网进行访问,首先要解决出口接入的问题,要想获取更多的信息资源,就要采取多种访问策略,具备更多的网络权限,即要达到多出口的设计需求。其二,无线网络也有其自身的局限性,由于网络处于相对开放的状态,攻击者非法窃取信息资源有了可乘之机,对此应做好网络安全管理工作,即要达到安全管理的设计需求。其三,校园网用户的素质较高,对信息资源需求更大,内部访问较为集中,网络设备需要承受相当大的压力,对此应对用户进行身份认证,对网络资源进行合理分配,即达到用户管理的设计需求。此外,还要考虑到应用系统支持、信息标准、建设成本等方面的需求。[3]
(二)把握规划原则,安排设计步骤
无线网络建设应遵循一定的原则,在实用性原则指导下,搭建高效、低成本的无线网络,确保无线网络的可靠性,使校园网能够稳定运行,此外还要遵循扩展性、安全性等原则。对于无线网络的搭建,可按照以下步骤进行:第一,勘察调研,调研内容包括用户主体、使用设备、工作环境等。第二,分析现时运行环境,重点探讨网络、系统和用户之间的应用关系,据此提出解决方案。第三,设计初步方案,需要提交书面化解决方案,涉及设计资料、设计目标、数据流图等内容。第四,执行设计方案,方案评审通过后便进入实施阶段,需要对无线网络的覆盖范围、响应时间、冗余容量、安全性能、可靠性等内容进行测试。
(三)选择协议标准,制定应用方案
目前无线网络的主流组网模式有两种,即胖AP模式和瘦AP模式,前者在初期投入成本较低、见效较快,但是不便集中管理。因此,建议采用后一种模式,该种模式简化了AP配置,无线网络的整体性能和安全管理水平都能得以提升,结合校园网的实际使用需求,有802系列、Home RF等协议标准可供选择,其关键点在于对安全方案和应用方案的制定,安全方案要解决审计、认证、加密等问题,对于无线网络的额加密,通常采用AES-CCMP方式;应用方案涉及具体的应用领域,主要是对有线网络进行扩展的补充。[4]
三、结论
通过对高校校园网建设现状的分析,鉴于无线网络具有易维护、易架设、抗干扰性强等优点,以及无线网络技术的广泛应用,加快高校无线网络建设,已成为高校校园网发展的一个趋势,在此背景下提出无线网络的建设方案,具有重要的现实指导意义。
(作者单位为沈阳航空航天大学)
参考文献
[1] 王凤霞.校园网无线网络管理与应用优化[D].复旦大学,2012.
[2] 林兴国.无线网络在大学图书馆网络建设中的应用设计――以四川大学图书馆为例[J].四川图书馆学报,2004,11(2):
55-58.
恰逢其时
技术更新的浪潮总是滚滚向前。众所周知,802.11ac被认为是802.11n的继承者。当802.11n无线设备开始逐渐走进人们的视野并得到应用的时候,802.11ac又被各大网络厂商推上台前。
“其实,H3C选择在这个时间点802.11ac产品是非常合适的。”H3C产品线副总裁孙德和告诉记者,现在的无线网络市场和以前比已有了很大的区别。2008年H3C802.11n产品的时间是超前很多的,这是因为那个时候无线网络还是一个新的技术发展方向,市场需要培养和预热。而现在,无线网络市场已经成熟,用户更为看重的是产品的实际品质和运营能力,需要一个好的产品和解决方案来支撑未来的主营业务。
H3C产品营销副总裁郑志松则认为,WLAN产业的发展与智能终端产业链的发展是紧密结合的。“过早的一个离应用很远的技术是没有意义的。如果很早产品,不管产品好坏,最起码终端是不支持的。”截至今年9月,三星Galaxy S4、诺基亚Lumia 1020等主流手机厂商的产品陆续开始支持802.11ac标准,这标志着终端产业链做好了迎接新WiFi标准的准备。
智能天线保障真正商用
郑志松告诉记者,相对于802.11n主要部署在2.4GHz频段,802.11ac只能工作在5GHz的频段上。而5GHz频段由于频率高、衰减强,传输距离不如2.4GHz远,尤其是穿墙性能较差,覆盖范围要比2.4GHz频段小30%~50%,而且对射频电路的器件要求更高,调优更为困难。
“如果802.11ac设备的天线还跟802.11n一样的话,就会造成同样的位置的AP部署会让WLAN的覆盖范围缩小30%至40%的情况。H3C的WA4600系列作为一个能够真正商用的产品,采用了由24根振子组成的H3C第二代智能天线,可以组成1600万种不同的波瓣,覆盖范围比通常的天线超出50%,这样就能弥补5G覆盖不足的情况,能达到和以往2.4G相同的覆盖效果,实现更精准的用户感知,让用户拥有无缝、顺畅的无线网络体验。”郑志松表示,“通过智能天线来实现信号的有效覆盖,才是对于802.11ac设备最为重要的。这也正是H3C称该是业界真正第一款可大规模商用的802.11ac产品的底气的原因。”
据了解,低能耗是H3C WA4600系列的另一大特点。与其他只能够支持POE+的802.11ac产品相比,WA4600可使用标准的POE供电,在每一个环节均做到节能、低功耗,保证PoE交换机的最高利用率,为用户节约大量设备成本和能源,保护用户投资。
近日,思科与中国地质大学(武汉)展开深入合作,通过部署思科最新的第二代802.11ac无线技术,以及AVC(应用可视化)、VideoStream(无线视频就绪)、HDX(高密度覆盖)、CMX(移动定位体验)等在内的全套解决方案,成功帮助中国地质大学(武汉)搭建起有线无线一体化的校园网络平台,促进了第二代802.11ac无线技术落地项目。
经过系统的调研和实地的测试,思科为中国地质大学(武汉)提供了定制化的第二代802.11ac无线技术全套解决方案。该方案结合了思科在无线技术上的领先优势,以及在国内外校企合作领域的成功经验,兼具AVC、VideoStream、HDX、CMX等众多技术功能。整个规划中,思科分别对东、西、北三个校区的教学、实验、办公、体育场馆、公共活动区域及主要干道进行全面的无线网络铺设和信号覆盖。计划部署两台思科8540无线控制器,2072个思科1852I室内无线AP,100个思科1852e室外无线AP,将占地面积多达109万平方米的校园区域进行整体覆盖,打造高品质的无线接入体验。其中,无线带宽将能够支持包括在线课堂、视频会议、即时语音通信、高清视频、实时导航、物联网数据采集传输与监控,以及视频监控在内等众多应用,达到国际一流高校的无线网络部署标准。
思科最新的第二代802.11ac无线技术,以及AVC、VideoStream、HDX、CMX等在内的全套解决方案,让中国地质大学(武汉)不仅实现了“无线为主、有线为辅”的网络部署目标,也让在线教学更加灵活、接入体验更加流畅、网络管理更加高效。值得一提的是,思科最新的第二代802.11ac无线技术允许接入点同时向多个客户端传输,较低速度客户端所导致的限制不会再拖慢其他客户端的整体下行链路吞吐量,有效避免网络容量不足的问题,能够拥有更高的无线网络覆盖速率和更高的无线网络覆盖。于此同时,第二代802.11ac无线技术既可以实现向上兼容也可以向下兼容,能够在未来数年内不必再对无线网络平台进行重新部署。而思科的AVC技术,面向教师、学生、访客等不同群体,实现了准确的应用识别,为校园的高效网络管理提供了切实便利。VideoStream技术则为电子课堂交互式视频教学的实现提供了切实保障。对于食堂、大教室等呈现“潮汐”特征的校园区域,思科的HDX技术则有效确保即使在高峰期,师生们也能够拥有高品质的无线接入体验。此外,基于WiFi定位原理的CMX方案能够进行数据的采集、传输和监控,从容应对大型活动人流情况的监测、重要资产位置的监控、保安人员位置的共享等校园网络管理场景。
创国内连锁经营先河
助力店铺提升经营能力
据悉,锐捷睿易是锐捷网络专门针对中小企业推出的一个产品的子品牌。这个品牌是在2013年正式的,由锐捷网络SMB事业部独立运营,经过一年多的发展,锐捷睿易已经拥有50多款产品,主要的产品线包括交换机、网关无线、商业与路由四条产品线,这些产品线能够为包括网吧、中小教育、中小医疗等各行各业的中小网络用户提供整体的解决方案。锐捷睿易的解决方案最大的特点是能够根据不同的中小网络用户的需求,提供定制化的解决方案。此次推出的商业O2O营销云平台解决方案,就是锐捷睿易专门针对商业零售业市场里面的连锁商户、连锁商家客户群定制的一款解决方案。
锐捷睿易商业O2O营销云平台方案,由无线网络、商业云路由、WMC营销云平台以及RBIS商业智能云系统共同组成。其中,小微店铺专用无线路由器RG-BCR800W、以及由RG-AP220-L无线AP和RG-SAC无线网络软件管理系统组成大中型店铺专用无线网络解决方案,为连锁商家提供高质量无线网络。WMC精准营销云平台支持零成本手机认证和微信认证,帮助商家基于无线网络获取高质量潜在顾客信息,快速建立企业CRM数据库。针对连锁商家在不同地域、不同季节及不同消费者推出产品的差异,WMC平台能够实现连锁门店各分店个性化信息推送及促销策略的实施。特别地,锐捷睿易此次最新的RBIS商业智能云系统能够提供基于Wi-Fi的客流分析,通过监测客流量、进店率及顾客驻店时长等数据,帮助连锁商家不断提升营销有效性及店铺经营能力。锐捷网络SMB事业部副总经理王济鸿表示,“作为业内最专业的硬件平台供应商,锐捷网络将多年来在网络设备领域积累的优势发挥到极致,通过不断进行方案更新与迭代,大大的降低该方案的应用门槛,积极推进了在Wi-Fi和云服务基础上的新兴技术的商用普及,力争为连锁商家提供最为完备的面向O2O的网络平台整体解决方案。”
强强联合
打造“店商”营销平台
会当天,据锐捷网络SMB事业部营销总监杨靖介绍,本次的锐捷睿易商业O2O营销云平台方案为一个整体的解决方案。其中锐捷网络在基于Wi-Fi O2O营销平台首先把架构划分成两大部分,一大部分叫硬件平台,另外一部分叫业务平台。“硬件平台是基础,大多指的就是Wi-Fi,店里面要有Wi-Fi,大一点规模的店除了Wi-Fi以外,还要有互联网出口的路由器。包括一些基于Wi-Fi的认证,基于Wi-Fi广告页面的推送,这些都是和硬件密不可分的。在Wi-Fi环境下,消费者到底做了什么事情,基于Wi-Fi环境的数据分析,这些都是硬件平台所提供的内容。业务平台部分,是基于硬件平台可以知道消费者进店以后到底可以做什么事情,是可以直接去下单购买一个商品,还是可以去玩一个游戏抽奖,实际上是由业务平台进行支撑的。其中包括广告、促销、微站、会员管理、订单支付等等,还包括微信营销、电商平台等等,全部都是业务层面平台所承载的内容。” 杨靖介绍。