Aruba无线设备在武汉汉庭酒店的应用.docx
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1、防灾科技学院毕业设计防 灾 科 技 学 院毕 业 设 计题目Aruba无线设备在武汉汉庭酒店的应用学生姓名系别班级开题时间指导教师Aruba无线设备在武汉汉庭酒店的应用作者: 指导老师: 摘要随着我们日益发展的经济、生产以及不断提高的生活质量,我们依赖于无线接入实现办公、娱乐等多种应用,良好的无线网络环境在移动办公环境中起着重要的作用。酒店业作为服务产业重要的组成部分,利用无线网络提高自己的服务和现代化管理水平已是一种趋势,无线局域网系统的部署可以是用户便捷灵活地在酒店内移动办公。本文主要介绍无线局域网的搭建,根据Aruba无线设备在实际项目中的应用,简要说明无线局域网的相关标准,探讨无线局域
2、网建设过程中需要考虑的因素,提出适用于各种酒店环境的无线网络建设方案,并最终建立起一个安全稳定的无线局域网。关键词无线局域网;IEEE802.11;Aruba引言在21世纪信息时代的到来,人们已经习惯了从网络中获取各种信息之后,已不满足固定地点的办公,希望能够在移动过程中解决问题。无线局域网作为有线网络的延伸,在很大程度上实现了移动办公的需求。用无线接入技术接入本地局域网,向用户提供数据业务,可以随时随地地完成通信业务、阅读邮件、浏览Internet以及接入公司内部网路,享受有线网络所具有的功能。无线局域网的功能与其名称含义一样,它可以提供传统LAN技术(如Ethernet、ATM、Token
3、Ring、FDDI)的所有特性和优点 而不受链路或电缆的限制1。无线局域网利用空气作为介质,以电磁波的方式传输无线信号,使得无线网络的建立不再受限于地理环境。可以根据实际需要,更为方便快捷的实现无线局域网搭建,减少了由于施工布线带来的不便,节约资金,安装便捷、灵活。无线网络主要应用环境为:公共场所、企业应用和家用。尤其在公共环境中,无线热点部署给ISP、用户带来了相当多的便利,比如图书馆、酒店、火车站、机场等用户众多的场所,让我们及时、快速获得网络信息。WLAN也是ISP提供与3G互补的互联网链接方式,它相对于3G有更快的传输速率,提供优越的服务性能。由于无线局域网突破了物理结构的束缚,任何在
4、其覆盖范围内的用户都可以访问内部资源,甚至获取本不属于自己的信息。同时我们无法保证无线信号不会传播到我们所预定范围之外,它可以穿越墙壁、楼层使更多的人接触到无线信号,截获到我们实时传输的数据,让入侵者有点可破,而我们在物理链路中部署的用户隔离、访问控制等安全功能可能没有体现出任何价值。随着无线用户的日益增长,网络传输性能的提高,不单单用户获取到了便捷,也方便了入侵者。安全访问控制也是我们无线建设中极为重要的一步,保护我们的无线环境,提升无线网络安全。酒店业作为服务产业的重要支柱,目前其竞争的重点已经不再集中于硬件设施,而是不断转移到服务竞争。在传统的服务项目已非常成熟的今天,怎样不断创新提升自
5、己的服务水平已成为各个酒店的工作重点。近年来,随着全球信息技术、无线网络技术的高速发展,企业业务发展的地域不断开阔,为商务旅行的客户提供高速便捷的网络信息服务成为一种趋势。酒店无线网络的全面覆盖,一方面提升了现代化酒店的服务与管理水平,满足了客户需求,也为酒店带来了相应的利益,最终成为留住回头客、保持入住率的有效手段。1无线局域网标准与安全技术1.1 无线局域网协议标准1987年全球第一个无线局域网建立,WLAN利用无线通信技术建立起类似于有线网络的通信环境,其优越性很快就获得大众的青睐,使用范围不断扩大。无线市场占有率增加,无线厂商也增加了许多,因此规范无线标准,提高产品兼容性非常有必要。为
6、满足不同的环境需求,也推出了不同的协议标准,主流802.11标准,同时还有不同的标准补充,完善无线局域网,如HomeRF、HiperLAN和蓝牙这样的知名标准。1.1.1 非主流标准在欧洲,欧洲电信标准学会ETSI则推出适用于欧洲环境的无线局域网系列标准HiperLAN,致力于建立一个适用于欧洲环境的高速率无线网络。它目前有2个不同的版本,Hiperlan/1于1996年正式提出,拥有比802.11b更高的速率:20Mbps,且工作在5GHz频段。第二版本Hiperlan/2采用了OFDM调制方案,适用于信道呈发散状分布的系统,HiperLAN/2的信道间隔为20MHz,可以支持非常高的传输速
7、率,提供高达54Mbps的5GHz数据传输速率,支持语音视频流,在欧洲HiperLAN/2拥有较高的市场率。目前,ETSI的BRAN项目组还在开发新的HiperLAN标准,用于无线ATM远程接入骨干网的HiperLAN/3,速率达到20Mbit/s;用于无线ATM互联的HiperLAN/4,工作于17GHz,速率最高可达150Mbit/s。1994年爱立信提出了蓝牙技术方案,1999年获得多个IT巨头的支持,成立了蓝牙技术联盟,致力于开发一个低成本、高效益,在短距离内随意建立连接的无线标准。蓝牙通信为10米,无需再移动设备间布设任何中间件,即可在设备间建立起一个微型局域网。它工作在24GHzI
8、SM频段,采用跳频技术减少信号衰减,提供全双工连接、1Mbps的传输速率。除以上这些较为知名的协议外,还有等ZigBee,IrDA众多的协议,在此不再详述。1.1.2 主流IEEE802.11x标准IEEE 802.11于1997年IEEE第一次提出,它是现行IEEE 802.11x的基础,用于解决局域网中无线用户之间有限的信息共享,最高传输速率为2Mbps。IEEE 802.11a是802.11原始标准的一个修订标准,与1999年得到批准。802.11a采用了与802.11标准相同的核心协议,工作在5GHz,使用52个OFDM副载波,支持高达54Mbps的传输速率。相比工作于2.4GHz的8
9、02.11和802.11b,使用设备较少,干扰信号不多,信道空间相对开阔,但是存在不足之处,高频信号容易被阻挡物吸收,因而覆盖距离会大幅下降。IEEE 802.11b与802.11a几乎同时推出,但是802.11b获得更多的市场关注,这与它使用的调制方式有关。它使用与802.11一直的DSSS技术,相对OFDM更容易实现,获得厂商的支持度更高。它的载波频段为2.4GHz,提供最高11Mbps的速率。在2.4GHz中13个频宽22MHz的频段中只有3个非重叠,使得它更易受到干扰。由于其速率有限,因此现在需要一个更好标准来实现无线船速。除了这个b标准,还有一个IEEE 802.11b+技术,通过P
10、BCC(Packet Binary Convolutional Code)在802.11b基础上提供22Mbps的数据传输速率,但这是一个私有标准,被德国企业占为己用。IEEE 802.11g于2003年通过,载波频率为2.4GHz(和801.22b一致),由于使用了OFDM技术,它原始传输速率为高达54Mbps,接近于5倍的802.11b。它向下兼容802.11b,这也使得它更加容易获得厂商的支持。但这些还是满足不了用户的需求,支持更高速率的标准也在不断开发。IEEE 802.11n则是为了满足高速率要求新生的标准,目标在于改善先前的标准,它不仅提高了传输速率也提高了传输距离。IEEE于20
11、04年组成新的工作组,2009年得到正式批准。该标准增加了MIMO的支持,允许40MHz的无线宽频,最大船速速率理论值达到了600Mbps,同时使用了空时分组码扩大了数据传输范围。多入多出技术在发射端和接收端同时使用了多副天线的收发技术,主要包括发射分集技术和空间复用技术2。在标准频宽上支持7.2、14.4、21.772.2Mbps的数据传输率,使用4xMIMO时速度最高为300Mbps,双倍频宽(40MHz)和4xMIMO时,将支持高达600Mbps的理论传输速率。在802.11n之后又有了802.11ac标准,它被当作是第五代无线核心技术,作为IEEE的新标准借鉴并进一步优化了802.11
12、n的优点,是一个更快更已扩展的版本,结合了无线的灵活以及千兆以太网的高容量。相比802.11n,有更高的频宽,它将频宽由40MHz扩展到80MHz甚至是160MHz;采用密集调试模式,从802.11n的64阶扩展到256阶正交调千兆的连接速度和高密度用户接入环境。802.11n/ac的速率计算公式:物理层数据速率=带宽(数据子载波频率的个数)x空间流个数x每个子载波的数据比特x每个正交频分多路复用符号的时间IEEE802.11各标准的大致参数如表1:表1IEEE802.11各标准参数参数802.11802.11b802.11a802.11g802.11n802.11ac发布时间1997年199
13、9年1999年2003年2009年2011年频段2.4GHz2.4GHz5GHz2.4GHz2.4GHz或5GHZ5GHZ调制技术FSSS/DSSSDSSSOFDMOFDMMIMO,OFDMMu-MIMO理论最高速率2Mbit/s11Mbit/s54Mbit/s54Mbit/s600Mbit/s1Gbit/s信道数2GHz:112GHz:115GHz:52.4GHz:112.4GHz:115GHz:55GHz:51.2无线安全技术2 ARUBA无线网络结构、技术介绍2.1ARUBA公司简介ARUBA成立于2002年,总部设在美国硅谷,是一家高科技公司,公司仅用了4年的时间已经成长为全球第二大企
14、业无线网络产品制造商,并且是目前全球唯一一家专著于企业无线网络产品的研发与设计的上市供应商,致力于帮助企业拜托最后一道有线屏障,帮组企业实时地满足Wi-Fi需求,不论在什么位置使用什么设备。ARUBA公司在全球业界首先提出了分布式无线网络架构,并提出“以用户为中心”无线网络建设概念。ARUBA非常重视中国市场,在北京、上海、广州、成都分别开设了办事机构和备件中芯,并在北京设立了7*24小时的全球技术支援中心,全力拓展中国市场。力助企业解决一些最大的移动性挑战并且变可能为现实。其开发的Mobility-DefinedNetworks可自动实现性能优化,并能够触发从前需要IT人工干预的安全操作,从
15、而为网络工程师减少工作量;利用有关用户、设备、应用程序和位置的实时数据,增添控制能力;自修复和自优化功能可显著减少帮助中心的工作并且保护企业数据。增添移动智能功能的软件使无需更改现有的基础设施即可非常方便地进部署。借助ARUBA,企业可以精简固定网络基础架构,节省IT时间,大幅削减资本和运营成本,并提供Wi-Fi控希望的移动体验。2.2Aruba无线网络体系架构无线局域网技术经过十几年的发展,已经历了三代技术及产品的发展。2.2.1第一代WLAN架构胖AP基于胖AP的架构是第一代WLAN技术,采用单纯的AP实现无线接入,仅仅作为有线网络在空中接口上的延伸,基本上没有其它功能,组网方式简单。在需
16、要大规模部署时,需要逐一进行相同的配置,费事费力且无法满足应用网络自愈、性能优化、用户无缝漫游等方面的技术需求。2.2.2第二代WLAN架构AC结合智能AP采用AC+智能AP架构,两者实际上都为2层设备。AP为无线用户提供接入点,AC则相当于汇聚交换机集中转发流量,并对用户接入做认证。部分AC还具有基本的网络控制和用户管理功能,能后支持VLAN、VPN、WPA及访问控制等基本的安全管理。但是就无线的这一层来看,每个AP之间都是相互独立的,无法对周边的无线空间以及邻近AP的工作状态进行实时的监测和跟踪,因而也无法实现无线信号的智能调控和优化。由于AC在第二代架构中仅仅作为一个链接各个AP,对AP
17、进行集中配置以及用户认证的管理,并且其有限的硬件性能资源在面临众多的用户时,无线网络的性能将急剧下降,设备死机、用户掉线将会不时地发生。当AP链接到AC时,将会下载在控制器上的配置文档,其中包括网络配置和安全配置,用于加密的密钥,最终将这些信息保存到本地。而AP分散在建筑物的各个位置,无法保障其物理安全性,一旦AP的配置被读取出来,无线网络安全性就不复存在了。2.2.3第三代WLAN架构AC结合瘦AP采用移动控制器+瘦AP架构,实现了基于移动控制器,以瘦AP为单元的交换式无线网络系统。在Aruba第三代无线系统构架中,采用了高性能、多处理器的WirelessSwitch分布式硬件平台,移动控制
18、器在实现了密集型的无线局域网,安全处理功能的同时也加入了跟多的功能,如AP间自适应、频谱监测、无缝漫游,特别是对语音、视频业务的支持有专门的QoS保证,使得VoIP的应用在无线局域网应用中能够飞速发展。在第三带无线架构中,网络工程师通过调试AC,当AP接入到网络中自动寻找控制,下载配置,发射无线信号。AP启动过程具体过程如下:a. 自动获取IP地址或者手工配置b. 发现控制器c. 根据需要更新代码(OS,与AC保持一致)d. 获取配置信息e. 与AC建立GRE通道,用于传输数据f. 发射无线信号当AP启动结束,依据控制器的配置提供频射信号的收发和调制解调、无线数据帧的转发,以及周边无线环境的实
19、时监测等功能,AP的接入即采用了“即插即用”的方式部署和维护方式,并且瘦AP不会将配置信息存储在本地,不用担心在第二代架构中出现的安全威胁。2.3ARUBA无线技术特点和网络组件2.3.1技术特点在ARUBA的第三代无线网络架构中,无线网络高性能的实现统一管理,安全性也有很大的提高。由于无线用户的数据传输是通过AC与AP之间建立的GRE隧道和ARUBA控制器交互的,无线用户的VLAN透过ARUBA交换机和骨干交换机交互数据,因此实际上无线用户的业务流量是不出现在接入层和汇聚层中的。由于这种特性不需要更改有限网络结构,非常有利于在现存的有线网里部署ARUBA无线局域网,同时也非常方便进行无线扩展
20、,做到“即插即用”的网络部署方式。ARUBA的无线网络架构使用户和设备可以在任何网络内无线连接,并安全地访问内部网络资源。使用多层次的网路安全技术,从无线入侵保护、用户认证、流量加密甚至基于用户的策略访问控制提供网络安全保护。ARUBA的无线网络还支持与身份对应的安全策略。由于移动用户和设备并非通过固定端口接入网络,因而,网络必须能够辨别进入网络的每个用户和设备。一旦身份确认之后,客户安全策略就可以应用到网络中,以便向用户和设备提供与业务需要相对应的网络访问权限和访问带宽。从逻辑上来看,ARUBA公司提供的无线网络是覆盖在现存固定网络之上的一个崭新的网络中间层,通过这个中间层,ARUBA移动控
21、制器具有全面的无线网络应用支持能力,超强的无线射频计算能力、带宽管理,以及业界独有的基于应用的服务质量保证技术,可以在无线网络中实现有线网络引用的需求,也能够帮组用户实现无线定位、语音通话等多种应用。作为革命性的新型网络结构,ARUBA的无线网络不但解决了目前移动、安全以及融合的问题,更为降低网络基础设备的整体成本提供了方向,展示了将来大幅度降低网络端口数量的美好前景,从而使网络能够真正实现其“无线园区”的长期演化趋势。其领先的AirWave无线网络管理平台,用户可以实现对多厂商的无线设备统一管理,减少网路管理员的工作量,同时延长了现有无线产品的使用年限,做到有限投资保护。2.3.2网络组件A
22、RUBA移动产品三剑客:OS系统、移动控制器和无线接入点OS软件:为ARUBA无线网络提供智能,OS基本功能和目前所流行的无线产品一致,包括:认证加密、不间断高速漫游、频射管理和分析。ARUBAOS软件同时集成了多项高级功能,其中包括不间断移动功能、安全认证、移动VoIP、开放式应用程序接口以及集中式管理等功能。网络工程师通过OS实现对网络接入点的单点控制,通过控制界面可以查看无线网络中的所有接入点,做到接入点间负载均衡、搜索信号覆盖漏洞以及无线干扰。完全模块化的OS,可在任何ARUBA移动控制器或接入点上运行,保证无线网络的正常运行,拥有高度的稳定性、可靠性。移动控制器:用于运行ARUBAO
23、S的高性能网络平台,为“无线接入点”提供集中的控制平台。ARUBA无线控制器可以建立一个单一、统一的网络,管理整个室内、室外以及远程地点的有线和无线网络接入,它可以对所有链接到无线系统的设备、用户,甚至应用程序了如指掌,也可以对其他移动控制、移动接入交换机和接入点维护配置和自动软件更新。与其他厂商的控制器的一个重要特点是:不仅具有无线数据交换处理功能,还集成了防火墙模块,提高安全访问的同时不再需要单独购买安全设备,节约网络构建成本。为支持不同规模的网络,ARUBA也提供一系列的可选型号,目前较为流行的是:600系列(用于中小型网络),3000系列(大中型网络),6000系列(大型网络)以及72
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