想必大家在写论文的时候都会遇到烦恼,小编特意整理了一些《校园设备局域网络设计论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。 [摘要]无线通信作为一种有着广泛应用前景的通信技术,吸引了无数的专家对其进行研究。校园无线局域网络作为无线通信中的一部分,也得到了相当广泛的重视。虽然现阶段的校园无线局域网络已经相对完善,但其中依然存在着许多有待开发的方面,比如为校园局域网络增添更多的特色功能、如何选择网络特性参数、如何提高网络通信速度与质量、优化AP通信,等等。
校园设备局域网络设计论文 篇1:
基于交换机技术构建虚拟局域网策略
摘 要:本研究深入研究当前校园局域网络的建设,基于校园局域网网络改造的需求分析,讨论和研究了交换机技术以及虚拟局域网构建的应用,旨在为校园局域网构建一个高效稳定的网络平台,同时保证全网的良好性能及网络安全性。
关键词:校园局域网络建设;虚拟局域网;交换机技术;数据流控制
建设一个高效、可靠和先进的校园局域网平台是提升学校教育实力和竞争力的重要措施。随着经济的发展和国家科教兴国战略的实施,校园网络建设已逐步成为学校的基础建设项目,使得应用于校园网的设计模式、技术和设备在不断更新。三层交换和虚拟局域网(VLAN)是目前应用较为广泛的以太网技术。
1.网络系统设计方案
为了简化网络设计、提高网络的可扩展性,我们采用分层的方法来设计校园网。因为考虑到多媒体数据流的应用程序在互联网上和冗余的树干,树干使用千兆连接,可以扩大骨干带宽,并能发挥骨干冗余和负载均衡的作用。主干是由超级5类非屏蔽双绞线(UTP)布线,千兆带宽,能保证未来网络的扩张和提升。
第三层交换技术实际上是使用了集成电路的路由器,当某一信息源的第一个数据流进行第三层交换(路由)后,继而再把报文转发到组播组成员的端口上,交换机将根据第一次产生并保存的地址映射表,解决VLAN子网间传输信息时传统路由器产生的速率瓶颈。
2.校园局域网络建设规划
2.1网络拓扑
对校园网络建设的需求分析,初步设计出此局域网的网络拓扑。设备采用锐捷设备。
2.1.1网络架构选择
由于分层网络结构具有明显的优势,在大型网络中常用的分层网络体系结构的校园局域网,按照模块化设计的思想和功能,根据整个网络分层、模块化结构、功能、局域网整体网络架构设计模块,分别为:核心层、汇聚层和接入层。双核心,整个网络中心(核心和汇聚层设备物理位置的核心机房),三层体系结构的访问方式,在每个链接到校园的教学大楼、宿舍大楼或办公室时,核心机房提供千兆网快速访问。可以考虑采用不同的链路层,安全链接主要骨干光缆。
2.1.2核心层设计
采用高性能的PCServer作为全校应用服务及信息存储的中心,校园网络核心层采用三层交换机作为校园网的主交换设备,核心设备之间通过千兆交换机互联,实现链路冗余备份,提高网络的稳定性。
2.1.3汇聚层设计
区域融合层设计连接当地的逻辑中心,用户管理的基本设备,也是保证校园网承载和业务安全的基本屏障。采用带VLAN和网管功能的中档交换机,大大减少了数据交换的核心设备的负担,因此仍然需要高性能和强大的战略执行能力。考虑到每个区域涉及的用户量大,需要对区域配置汇聚分流设备。该类设备具备安全防御能力。
2.1.4接入层设计
办公区域接入部署:该区域的所有接入点采用千兆到桌面的方式。在该地区部署所有千兆接入交换机,通过6类双绞线与设备相连。提供共享带宽,交换带宽。宿舍区域:访问地区的访问点的长距离使用的方法是相互关联的。这个地区部署和支持千兆上行相关的网络,所有都接入交换机。
2.2网络的规划与编址
学校宿舍区均采用私有IP,本次设计规划采用172.16.0.0/16网段。具体规划如表1;每栋宿舍楼划分8个C类IP地址。
一栋宿舍楼划分8个C类IP地址,其中六个分别划分给每层的用户;一个用作管理IP地址,方便管理员的管理;一个用作保留地址,用于后期的扩展。VLAN划分了8个,其中VLAN10—VLAN60分别对应每层宿舍楼;VLAN1用作管理VLAN。
2.3路由协议规划
局域网内的OSPF(内部网关协议)动态路由协议。布局的OSPF路由之间的连接设备。OSPF支持区域的划分。划分区域有利于减少了需要传递的路由信息数量。通过OSPF区域划分,将各个不同功能的楼宇划分到不同区域,可以减少OSPF的LSA数据包的泛洪,从而减少网络开销。其次,划分不同区域,可以减少网络故障的影响,一个区域出现故障,不会影响其他区域的网络状态。
3.网络设备选型
3.1交换机
在这个设计中采用3560-24PS三支交换机,在走廊里采用综合布线方式,使用五种行为访问用户,实现即插即用。本文选择了3560-24PS交换机作为中心路由切换的网络骨干交换机,支持安全融合应用的部署。中心校园的相关网络连接技术,我们选择使用堆栈的方法随机连接到电缆的一端插入到第一个堆栈模块的中心“向下”端口,另一端为中心的第二个堆栈模块“向上”端口。利用IP路由和能够最大限度地提高第二层网络可用性的全套生成树协议增强特性,能够用于负载均衡和建设可扩展的LAN。
3.2路由器
Cisco2960—24TT是具有高性能安全的二层智能交换机,对于许多用户来说,许多接入点,各种各样的应用,如市场需求和设计产品。通过VLAN技术,使每个会议室或每个办公区之间的互访得到有效的管理和控制,根据预约时间自动切断,备份链接;原始分区管理技术和设备为每个局域网端口可以分为6到10个端口,独立分区内置DHCP服务器,每个局域网的分区获得不同的IP地址,建立一个千兆DMZ接口,支持对外开放服务器功能和端口映射功能。
3.3接入交换机
校园网络解决方案中使用了D-linkDGS-1224T交换机接入网络的设计,除了考虑DGS-1224T的二层交换功能,性能在同類交换机中比较突出,当然选择它不只是价格和性能方面的原因,同时还结合了校园网络综合因素。
3.4防火墙
Cisco公司的PIX防火墙允许已经存在的私人或企业网络,安全的访问Internet,因为它采用了一种称为NAT的技术,方便大型的企业网络接入Internet,并且可于五分钟内完成配置。透明的支持通用的TCP/IPInternet服务,如:World Wide Web,FTP,Telnet Archie,Gopher和Rlogin等等。所以防火墙选择思科PIX-515E-FO-BUN。
4.结束语
综上,文章论述了校园局域网网络的规划设计,主要内容有:校园网日常使用需求分析、布线设计、校园网的发展需要及网络安全分析等等。构建了一个基于三层交换和虚拟局域网技术的校园网的设计与实现。整个系统的设计与实现对于目前的高等院校校园网建设及校园网改造具有一定的参考作用。
参考文献:
[1]李会民.浅谈虚拟局域网技术[J].科技资讯, 2005(23):92-92.
[2]王乐.虚拟局域网技术的实现及目的[J].新课程研究(中旬刊), 2008(2):164-165.
作者:黄秀英
校园设备局域网络设计论文 篇2:
校园无线网络的使用与优化构想
[摘要]无线通信作为一种有着广泛应用前景的通信技术,吸引了无数的专家对其进行研究。校园无线局域网络作为无线通信中的一部分,也得到了相当广泛的重视。虽然现阶段的校园无线局域网络已经相对完善,但其中依然存在着许多有待开发的方面,比如为校园局域网络增添更多的特色功能、如何选择网络特性参数、如何提高网络通信速度与质量、优化AP通信,等等。文章对校园无线网络的使用做一些简要的介绍与构想,并重点讨论其可能的无线局域网络架构方式与优化设计。
[关键词]校园无线局域网;参数;AP;优化
[作者简介]陈敦源,上海交通大学信息工程专业本科生,上海,200240
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一、引言
在现在这个信息飞速膨胀的时代,人们越来越离不开网络。而传统的有线网络连接在应对人们日益多样化的信息需求的时候也显得越来越力不从心。所以,无线网络,作为一种有效的信息产业解决方案,得到了广泛的重视。而当下,作为一个培育人才的公共场所,学校的信息化要求无疑应该得到最大程度的关注。本文将对校园无线网络的使用作一些简要的介绍与构想,并重点讨论其可能的无线局域网络架构方式与优化设计。
二、校园无线局域网络的主要功能与特点
作为无线网络的一个组成部分,校园无线局域网络有着普通的无线网络的主要功能与特点,另外在这些共同的基础上,它还有着自己的独特之处。
(一)校园无线局域网的功能
校园无线局域网的功能简要概括如下:
1.实现互联网接入功能
校园无线局域网络应该具有互联网接入功能,允许用户通过无线方式接入万维网,方便用于查询、使用网络资源,帮助工作、学习。
2.能够完成日常互联网应用
允许用户通过无线网络完成日常的互联应用,如收发邮件、使用搜索引擎、下载网络资源,等等。
3.允许局域网内用户通信
能够让同一局域网内的用户方便地实现互联通信,促进局域网内的信息交流。
(二)校园无线局域网的特点
校园无线局域网的特点概括如下:
2.2.1.便捷、快速的接入方式
不需要繁琐的验证程序以及长时间的等待,用户可以在校园的任何一个角落得到无线信号,并方便、快捷地建立连接。
2.高速度、高质量的网络连接
校园无线局域网络应该具有较大的带宽,能够允许高速的互联通信,使用户能流畅地运用网络资源。另外,校园无线局域网络也应该具有可靠的通信质量与通信安全,不会让用户频繁掉线,也不会轻易外泄用户信息。
2.丰富、特性化的个人服务
由于应用者多为老师和学生,校园无线局域网络应该有着针对性的服务。例如提供个人定位服务、图书信息查询服务、教室使用情况查询服务、天气预报等服务,并能通过个性化定制,更好地为每一位用户服务。
三、校园无线局域网的技术基础
要实现校园局域网络的日常功能,必须合理地选择、安装设备。下面将讨论应该如何进行参数选择以达到要求。
(一)接入点带宽需求
校园无线通信网络要能够满足日常的互联应用,就必须要有足够的带宽。如果带宽不够,对于用户而言,轻则需要长时间的等待,互联应用不能流畅进行;重则由于无应答与延迟严重发生丢帧导致断线,造成数据的丢失。我们在这里假设在单个接入点(Access Point,以下简称AP)网络中存在50个并发需求,各需求带宽最大为128Kbps,则极限带宽 = 128Kbps×50 = 6.4Mbps。而我国目前的无线通信标准为802.11b,这种标准的最大带宽可以达到11Mbps,所以可以很好地满足我们的需求,可以应用802.11b标准于校园无线局域网络的构建。
(二)物理层与协议——802.11b
IEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps,比IEEE 802.11标准快5倍,扩大了无线局域网的应用领域。另外,也可根据实际情况采用5.5Mbps、2 Mbps和1 Mbps带宽,实际的工作速度在5Mb/s左右,与普通的10Base-T规格有线局域网几乎处于同一水平。作为公司内部的设施,可以基本满足使用要求。IEEE 802.11b使用的是开放的2.4GHz频段,不需要申请就可使用。既可作为对有线网络的补充,也可独立组网,从而使网络用户摆脱网线的束缚,实现真正意义上的移动应用 [1]。
(三)网络覆盖方式
校园无线局域网络的覆盖方式并不是单一的,由于各个环境有着各自的特点,故而有着其独特的覆盖选择方式,这些方式可以主要分为以下三类。
1.宿舍、办公室无线覆盖
学生公寓及教师办公室的特点是环境复杂,由于墙壁及楼梯内钢筋的存在,无线信号的小尺度衰落严重,单个AP的作用范围一般不超过20米,所以要完成宿舍及办公室的无线信号覆盖,需要通过增加AP的方式。
2.图书馆、集会场所无线覆盖
图书馆、集会场所的特点是人数众多,接入需求大,环境空旷阻隔少。针对这样的特点,保证无线通信带宽的富余与质量是最主要的要求。这一问题同样可以通过增设AP来解决;另外,还可以通过优化无线传输方式来增强通信质量,帮助缓解资源压力。
3.建筑间无线覆盖
建筑与建筑间区域的特点是空旷,距离较远。要完成建筑间的无线信号覆盖,可以通过在建筑间AP设备上增设高增益天线来实现信号的远距离收发[2]。
四、校园无线局域网络的优化
任何涉及到资源分配问题的活动都不能离开优化,无线通信资源也不例外。只有通过合理的优化设计,才能最大限度地利用所有的资源,避免浪费。优化的方法主要有AP设置优化与部署优化。
(一)AP设置优化
所谓AP设置优化,是指通过合理设置AP参数与设计优化算法,最大限度利用AP资源的一种优化方式,主要分为手动及自动两种方式
1.手动优化
由于无线通信是基于微波的一种通信方式,所以在无线通信中无可避免地存在着干扰问题。无线手动优化方式是通过人工方式合理分配信道资源,尽可能避免同波段干扰从而优化通信性能的一种优化方式。
2.自动网络优化
自动网络优化可以分为频率优化和功率优化两类。
自动频率优化中的分布式频率优化的主要过程如下:
(1)一个新加入的AP对已有网络进行扫描;(2) 邻近AP收到指令开始新到干扰情况的测量;(3)其他AP将测量结果提交给AP;(4)AP进行是否改变自己频道的判决;(5)AP改变作用信道。
这种情况下,无线局域网可以较快达到一个较优的、干扰较小的运行状况,同时结构简单,成本较低。
同时,频率优化中还存在集中式频率优化,其主要过程为:
(1)AP收集各自周边信息;(2)AP把这些信息提交到AC上;(3)AC对这些信息进行集中式运算;(4)AC把结果反馈给AP;(5)AP通过实际情况调节自身设置;f. 有新的AP加入时重复以上过程。
这种优化方式更适合于复杂的网络,随着大型无线局域网的出现,它成为了今后的一个重要法阵方向。
自动功率优化主要包括用户端发射信号的功率控制TPC(Transmit Power Control)和AP端发射信号的功率控制。其主要过程如下:
用户端功率控制是保证用户当前通信质量的基础上,尽量减小用户的发射功率。当用户离AP比较近的时候,由于信号的衰减比较小,因此用户的发射 功率也可以比较小。这样做的好处在于:在不影响此用户的通信质量的前提下,减小了对于同频段其他用户和AP的干扰;减小终端的耗电量,延长待机时间。
AP端发射功率的控制和AP的覆盖范围有关,因此在一般情况下,AP为了尽可能覆盖较大的局域,均以允许的最大功率发射,一般是20dBm(100mW) [3]。
(二)部署优化
部署优化是通过规划设备(主要是AP)的布局来达到提高资源使用率的目的,例如在通信要求高,流量大的地区部署较多的设备;还有在建筑的合理位置部署AP设备,使得尽量多的位置可以接收到信号等。这是属于不增加成本的优化方式,通过合理的设备部署,可以显著地提高系统的效率。
五、总结
无线通信作为一种有着广泛应用前景的通信技术,吸引了无数的专家对其进行研究。校园无线局域网络作为无线通信中的一部分,也得到了相当广泛的重视。虽然现阶段的校园无线局域网络已经相对完善,但其中依然存在着许多有待开发的方面,比如为校园局域网络增添更多的特色功能、如何选择网络特性参数、如何提高网络通信速度与质量、优化AP通信,等等。相信随着人们探索的深入,校园无线局域网络能够快速成为新时代通信的一个重要堡垒,更好地为老师、学生以及社会服务。
[参考文献]
[1]802.11b,http://baike.baidu.com/view/32832.htm[EB/OL].
[2]无线校园网方案[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view
/a0350628bd64783e09122b9d.html
[3]杜强,翁惠玉.无线局域网中的网络优化研究[J].计算机工程,2004,(S1).
作者:陈敦源
校园设备局域网络设计论文 篇3:
基于校园无线局域网络的智能视频监控系统
【摘 要】随着电子信息技术的飞速发展,智能化的视频监控系统在高校安全管理建设中受到了一定的重视,在此期间,“构建平安校园”工作的展开逐渐受到了社会各界人士的关注。鉴于此,论文对校园无线局域网络的智能视频监控系统进行了一系列的研究,阐述了系统的构成内容,此次研究的主要目的是为了更好地提升现今校园无线局域网络下学生安全管理工作的质量。
【
【關键词】校园无线局域网络;智能视频监控;监控系统;监控摄像头
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【中圖分类号】TN948.6;TN925.93 【文献标志码】A
1 引言
传统的监控系统中,控制终端的构成成分通常都是PC显示器或者电视机等,并且是以有线连接的方式与监控设备之间建立联系,该类型的监控系统在使用过程中通常会出现诸多不足,例如:安装过程繁琐、存在监控死角、监控信息不完整,另外当校园安全事件发生时,该种监控系统仅具备数据采集的功能,做不到积极报警。在智能视频监控系统中,控制终端实现了“即插即用”的效果,节省大量布线工作量,也有效的提升了布置安装的工作效率,同时,搭载校园无线网络,集成人体红外线感应警报功能,对校园安全管理工作的展开起到了极大的促进作用。
2 智能视频监控系统的总体设计方案简介
当前阶段中,各大高校所应用的基于校园无线局域网络连接下智能视频监控系统,主要是由两部分构成的,分别是视频监控模块以及校园数据服务器。其中,由微型处理器、电源管理模块、人体红外感应传感器、Wi-Fi通讯模块、监控摄像头模块以及数据存储模块六部分共同构成视频监控模块[1]。从整体上来讲,利用校园无限网络进行辅助校园安全管理工作展开的智能视频监控系统,主要由四部分组合而成,分别是校园无线网、移动智能终端、视频监控模块以及校园视频数据服务器。在该系统的功能实现过程中,可以利用共外线感应器进行感应,然后自行启动系统中的视频监控模块,完成对于特定区域的监控,最终通过校园视频数据服务器进行接收编码、汇总完成监控视频数据。为了能够得到有效的视频监控数据,视频监控模块与校园视频数据服务器共同作用于移动智能终端的连接上面,进而完成视频监控模块的控制工作。另外,基于校园无线局域网络的智能视频监控系统能够满足用户随时随地监控的目的,实现了远程监控的实时性、智能性以及高效性。
3 智能视频监控系统视频模块的硬件设计
目前阶段,智能监控系统中视频监控模块通常都会采用STM32型号的微处理器,与传统的51型号单片机相比,STM32型号微处理器具有内核更强大、地址空间更广阔以及内存容量更大的优势[2]。在此基础上,进行摄像头驱动完成数据采集,进而将视频数据通过驱动Wi-Fi通信模块完成无线传输等工作,也是利用该种STM32型号微处理器完成的。下面通过描述各个模块的接口电路来体现出该系统的具体工作内容。
3.1 人体红外线感应传感器模块接口电路
为了能够简化该系统的设计工序,针对人体红外线感应器的采用模块为HC-SR501人体感应模块,HC-SR501之上的输出接口OUT与STM32型号的微处理器PBO接口进行连接,伴随着温度的改变,HC-SR501之上的接口OUT所输出的电压也随之产生改变。
3.2 监控系统摄像头模块接口电路
摄像头OV2640与其外部的基本电路共同构成了智能视频监控系统的摄像头模块,其主要的接口电路包括三种:①为了达到将采集完成的数据以及图片信息传递于信息处理模块的目的,OV2640上面的D0-D7数据接口和CSTM32上面的PC0-PC7数据接口进行连接。②为了达到对于采集以传输过程中视频信息进行管理的目的,会依照端口的时序进行有效控制,在此前提下,采用将OV2640上面的总接线口SIOC与OV2640上面的PB10相连接,OV2640上面的总接线口SIOC与OV2640上面的PB11相连接,SIOC为SCCB协议中用来串行的时钟线,SIOD为SCCB协议中用来串行的数据线。③为了在数据的输出上实现图像采集和图像传感器的同步,OV2640上面的三条信号同步数据线VSYND、PCLK、HREF分别对应STM32上面的PB8、PB15以及PB16进行连接,然后由完成三根信号线的检测工作。
3.3 通信模块接口电路
在芯片的选择上,使用Marvell8686作为Wi-Fi通信模块的芯片构成。为了在通讯模块中接收到已经采集完成的图片数据信息,通过在Marvell8686上面的数据接口SD-D0、SD-D1、SD-D2、SD-D3分别对应的与STM32上面的PC8、PC9、PC10、PC11相连接。另外,为了实现在SDIO协议中将SD-CLK作为串行时钟线,在SDIO协议中将SD-CLK作为串行数据自线,将Marvell8686上面的总接线口SD-CLK与STM32上面的PD2相连接,将上面的总接线口与上面的相连接.
4 基于校园无线局域网络的智能视频监控系统软件的设计与实现
为了满足各大高校对于系统的实际应用功能需求以及系统硬件的模块选择要求,主要是由视频监控模块软件设计、智能终端软件设计两种软件结构,共同组成基于校园无线局域网络的智能视频监控系统的软件结构。其中,人体红外感应信息的采集、图片视频信息的收集传递以及本地报警功能是该视频监控模块软件所具备的基础功能。在智能终端软件的组成上,主要包含例如智能手机移动端口、PC电脑APP端口等,此种类型的端口多数为上位機型软件,功能主要集中于能够让软件的使用者更加方便快捷的将监控所在地点的相关视频数据获取出来。
5 基于校园无线局域网络的智能视频监控系统功能检测
视频监控模块、校园WiFi无线网络以及智能终端共同组成了本次智能视频监控系统实验的系统。其中,摄像头模块、WiFi模块以及人体红外线感应模块和STM32系统芯片、系统外围的相关电路是视频监控模块的重要组成成分。
检测工作开展的最终目的,就是围绕智能视频监控系统中存在的非法侵入式图片视频监控、图片视频数据传输以及图片视频数据采集、查询四大功能展开监测。首先需要保证系统中的人体红外线感应器模块处于正常运作的状态,确保摄像头的拍摄功能并未打开。当实验人员出现在人体红外线感应器模块感应范围内,感应模块就会通过数据传输通知STM32系统芯片,由该芯片进行驱动,使摄像头打开拍摄功能,开展图片视频的采集工作。采集工作中采集到的图片数量达到一定数量后,便会开始自行压缩,压缩完成利用Marvell8686将图片视频数据为校园服务器传输过去。与此同时,将智能手机移动端与PC电脑端分别与智能视频监控系统中的视频监控模块、服务器之间建立起有效的连接,操作指令得到相应的视频数据。另外,在相同局域网的网络连接下,将APP安装到设备上,也能够获取到智能监控系统中视频监控模块所采集到的图片信息,还可以进行视频监控模块的控制工作。
6 结语
综合全文论述来讲,在各大高校内部安装智能视频监控系统,不仅能及时地将监控视频信息通过校园网传递到校园安全管理监控中心,还能保证传递完成的信息质量具有高度真实性。另外,基于校园无线局域网络的智能视频监控系统最终达到了全自动运行,并且无需人工操作的效果,并为系统使用者配置、提供了一系列的系统状态修改的接口电路,由此可见,该项系统的应用,真正实现了智能化与可控化的有效结合。望此次研究的內容能为高校内部展开校园安全管理工作提供帮助。
【参考文献】
【1】聂得欣.基于802.1X标准的高校无线局域网络安全认证方案分析[J].河南财政税务高等专科学校学报,2015(05):93.
【2】承春,王卿.大数据时代数字化校园建设无线网络的分析[J].数字通信世界,2017(04):123.
作者:谭曲