肖群，焦慧華

（瓊臺(tái)師范高等專(zhuān)科學(xué)校，　海南　?？凇?71127）

高校校園網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

肖群，焦慧華

（瓊臺(tái)師范高等專(zhuān)科學(xué)校，海南海口571127）

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，信息化建設(shè)在我國(guó)高校正在進(jìn)入一個(gè)新的階段。數(shù)字化校園建設(shè)已成為我國(guó)高校發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。從科研到教學(xué)、從工作到生活、從教室到宿舍、從校內(nèi)到校外，我們都已離不開(kāi)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。校園網(wǎng)絡(luò)作為承載校內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息化的支撐平臺(tái)，需要一個(gè)穩(wěn)定，高效，安全的環(huán)境，才能確保數(shù)字化校園系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。論文先詳細(xì)分析了學(xué)校現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，然后根據(jù)學(xué)校正在進(jìn)行的數(shù)字化校園系統(tǒng)建設(shè)提出校園網(wǎng)升級(jí)改造的方案。

校園網(wǎng)絡(luò)；數(shù)字化校園；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

一、引言

根據(jù)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的信息化發(fā)展過(guò)程來(lái)看，高等院校的信息化建設(shè)都會(huì)經(jīng)歷從基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)到教育教學(xué)資源建設(shè)的發(fā)展。我國(guó)的很多高校已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化資源建設(shè)階段。從高校信息化的演進(jìn)來(lái)看，信息化逐漸從辦公娛樂(lè)工具向支撐整個(gè)校園發(fā)展的整體戰(zhàn)略方向發(fā)展。因此校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)一定要滿(mǎn)足支撐數(shù)字化校園業(yè)務(wù)的需求。

高校校園網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)改造，從某個(gè)方面也反映了我國(guó)高校特別是高職高專(zhuān)校園網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程。因此，通過(guò)對(duì)高校校園網(wǎng)建設(shè)的研究，一方面可以有效的解決校園網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造的需求，為數(shù)字化校園建設(shè)提供網(wǎng)絡(luò)保障。另一方面，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，結(jié)合先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以引導(dǎo)校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)向更大、更快、更智能的方向發(fā)展，為其它區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供個(gè)參考研究案例。

二、校園網(wǎng)絡(luò)需求

校園網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)改造主要是改變?cè)行@網(wǎng)的帶寬較小、性能低等現(xiàn)狀。在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到校園網(wǎng)的常見(jiàn)業(yè)務(wù)以及特色業(yè)務(wù)，如：校園網(wǎng)內(nèi)部的服務(wù)器的訪問(wèn)，由于學(xué)生的訪問(wèn)的內(nèi)容多樣化，涉及到基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的建設(shè)和業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)兩個(gè)不同的層面。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在網(wǎng)絡(luò)流量模型上與企業(yè)網(wǎng)的流量模型相似，用戶(hù)集中且網(wǎng)絡(luò)流量大，但實(shí)際應(yīng)用上還存在許多和企業(yè)網(wǎng)不同的地方。主要表現(xiàn)在：

（一）多出口的需求

許多校園網(wǎng)出口同時(shí)接入中國(guó)教育和科研網(wǎng)（CERNET）出口和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商出口，用戶(hù)可通過(guò)不同的賬號(hào)名或采用相同的賬號(hào)不同的域名認(rèn)證，獲得相關(guān)訪問(wèn)校園網(wǎng)內(nèi)部、教育網(wǎng)出口或者運(yùn)營(yíng)商Internet出口的權(quán)限，且具有按不同出口分別計(jì)費(fèi)的需求，如訪問(wèn)校園網(wǎng)內(nèi)部、教育網(wǎng)出口不計(jì)費(fèi)，訪問(wèn)Internet出口按一定費(fèi)率計(jì)費(fèi)。

（二）用戶(hù)管理的需求

校園網(wǎng)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是用戶(hù)群體的高素質(zhì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊頻繁發(fā)生，經(jīng)常出現(xiàn)地址盜用和用戶(hù)名仿冒的問(wèn)題；校園內(nèi)部訪問(wèn)流量龐大，文件傳輸和特定時(shí)間（如晚上）對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都產(chǎn)生巨大壓力，因此要求支持用戶(hù)認(rèn)證，解決賬號(hào)和端口綁定問(wèn)題；要求設(shè)備對(duì)用戶(hù)的帶寬進(jìn)行控制；要求能基于WEB的身份認(rèn)證、多ISP選擇、帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)整（隱性需求）、多WEB界面（隱性需求）等；對(duì)于用戶(hù)的上網(wǎng)行為能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的跟蹤和及時(shí)的追查。

（三）多業(yè)務(wù)管理支撐需求

校園網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)主要目的就是將學(xué)生看成消費(fèi)者提供消費(fèi)式上網(wǎng)服務(wù)。高校擁有豐富的教育資源，是公眾教育的主要支撐力量?；诰W(wǎng)絡(luò)的教育服務(wù)是目前公眾教育的主要形式之一，如遠(yuǎn)程教育服務(wù)。同時(shí)越來(lái)越多的教學(xué)方式依托于網(wǎng)絡(luò)，給學(xué)生提供多種的特色教學(xué)服務(wù)，如：學(xué)生可以上網(wǎng)下載使用多媒體教學(xué)課件、典型的考試資料等；通過(guò)建立VOD視頻服務(wù)器平臺(tái)，利用交換機(jī)提供的組播功能，為校園用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)，同時(shí)節(jié)省了用戶(hù)帶寬。

（四）安全管理的需求

學(xué)生接受新鮮事務(wù)的能力非常強(qiáng)，因此校園也成為黑客最多的場(chǎng)所之一。如何保障校園網(wǎng)絡(luò)的安全成為建網(wǎng)時(shí)必須考慮的問(wèn)題，目前主要攻擊手段有DOS、DDOS、DHCP和ARP攻擊等。應(yīng)妥善保管上網(wǎng)日志，配合安全部門(mén)以保證社會(huì)的穩(wěn)定和校園的安全。

（五）網(wǎng)絡(luò)管理的需求

校園網(wǎng)的信息點(diǎn)龐大，用戶(hù)密集，所以用戶(hù)接入層設(shè)備也數(shù)量龐大，如何利用有限的人力物力對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高效管理也是需要考慮的問(wèn)題。校園網(wǎng)在設(shè)備管理、用戶(hù)管理和業(yè)務(wù)管理三個(gè)方面應(yīng)給予更多的關(guān)注。

（六）應(yīng)用系統(tǒng)支持需求

校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不但要求對(duì)于管理系統(tǒng)的支持，而且要求對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的支撐，網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀是否能夠支撐未來(lái)新業(yè)務(wù)的發(fā)展，是否可以通過(guò)平滑升級(jí)支持是衡量網(wǎng)絡(luò)建設(shè)優(yōu)劣的一個(gè)重要參考依據(jù)。

三、升級(jí)改造方案

（一）原有校園網(wǎng)絡(luò)不足

以某高校校園網(wǎng)為例，其原有的校園網(wǎng)絡(luò)是與運(yùn)營(yíng)商共同出資興建的單核心三層網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。

從中可以分析出原有網(wǎng)絡(luò)在以下幾個(gè)方面存在不足：

1.網(wǎng)絡(luò)可靠性差。首先整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是單核心結(jié)構(gòu)，如果核心出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)癱瘓，這對(duì)時(shí)刻不能離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的校園用戶(hù)來(lái)說(shuō)是個(gè)致命隱患。其次防火墻容易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，特別是在上網(wǎng)高峰期，出口流量暴漲，容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。接入層上行鏈路沒(méi)有冗余備份，容易形成單點(diǎn)故障。

圖1　原有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2.網(wǎng)絡(luò)安全性差。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)除了在出口部署防火墻以外，其他區(qū)域安全設(shè)備較少。面對(duì)日益頻繁的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，應(yīng)對(duì)乏力。

3.無(wú)WLAN規(guī)劃。面對(duì)無(wú)處不在的聯(lián)網(wǎng)需求，一個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有無(wú)線覆蓋將是一個(gè)不完整的網(wǎng)絡(luò)。

4.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備陳舊。核心交換機(jī)DCRS-7608已停產(chǎn)，接入層交換機(jī)在端口隔離，DHCP Snooping方面不能滿(mǎn)足需求。認(rèn)證計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)DCBA-8000認(rèn)證方式單一，無(wú)法適應(yīng)多種接入設(shè)備的需求。

（二）核心網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí)

校園網(wǎng)的建設(shè)中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的選擇具有舉足輕重的作用，組網(wǎng)架構(gòu)決定了整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)的性能、可擴(kuò)展性、可管理性、線纜布放、區(qū)域劃分等諸多關(guān)鍵因素?？紤]考經(jīng)濟(jì)與效益因數(shù)，升級(jí)后的校園網(wǎng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)如圖2所示：

圖2　改造后校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

升級(jí)改造后的校園網(wǎng)絡(luò)的核心層采用雙核心。選用華三高端系列交換h3c s10512，功能強(qiáng)大穩(wěn)定。s10512交換機(jī)在滿(mǎn)足用戶(hù)目前需求的基礎(chǔ)上，將來(lái)還可接入萬(wàn)兆接口模塊，充分實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展要求。同時(shí)s10512支持IRF技術(shù)，能將兩臺(tái)設(shè)備虛擬成一臺(tái)，統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)、統(tǒng)一管理，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，兩臺(tái)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)工作，只需要其中一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行配置，啟用IRF2，配置同步到另一臺(tái)設(shè)備中，大大簡(jiǎn)化了設(shè)備的配置工作和后期維護(hù)。同時(shí)縮短設(shè)備、鏈路的收斂時(shí)間，提升設(shè)備可靠性的同時(shí)，利用率大大提高（傳統(tǒng)核心交換機(jī)部署方式是采用主備方式冗余，利用率只有一半）。從擴(kuò)展性來(lái)說(shuō)，即便后期業(yè)務(wù)達(dá)到設(shè)備瓶頸，只需在原來(lái)的IRF2設(shè)備基礎(chǔ)上再添置一臺(tái)硬件設(shè)備即可，減少了后期的投資成本。

（三）升級(jí)改造無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

校園網(wǎng)有線網(wǎng)絡(luò)較為完善，樓已經(jīng)規(guī)劃千兆到樓棟。本次網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造采用無(wú)線網(wǎng)就近接入的原則，讓每棟樓的有線網(wǎng)絡(luò)為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)有線接口，此有線接口下接一臺(tái)交換機(jī)完成網(wǎng)絡(luò)接口的擴(kuò)展，同時(shí)完成POE供電的功能。如圖3所示。

圖3　校園網(wǎng)WLAN拓?fù)鋱D

四、結(jié)論

校園網(wǎng)的建設(shè)必須從校園用戶(hù)的工作、生活、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)等多方面來(lái)考慮，同時(shí)還要考慮到網(wǎng)絡(luò)中心管理員的技術(shù)力量和學(xué)校的建設(shè)資金投入。利用成熟、領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)劃合理使用的校園網(wǎng)絡(luò)，為學(xué)生老師提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境。本文以某高校校園網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造為背景，在充分考慮學(xué)校的現(xiàn)狀與需求，采用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備，從先進(jìn)、合理、實(shí)用、安全等角度給出了校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案。

［1］李傳良.校園網(wǎng)絡(luò)搭建與安全維護(hù)［J］.信息與電腦（理論版），2012，（8）.

［2］朱琳.“云計(jì)算”模式下的校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè).電腦知識(shí)與技術(shù)，2012.

［3］李濤.網(wǎng)絡(luò)安全概論［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2004.

［4］劉毅娟，鄭錚，等.高校云建設(shè)的探索.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014. ［5］張?jiān)朴?，劉韻潔，?基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2004.

［6］周遜.IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2003.

（責(zé)任編輯：魏樹(shù)峰）

Design and Realization of Upgrading Campus Network in Colleges and Universities

XIAO Qun，JIAO Hui-hua
（Qiongtai Teachers College，Haikou 571127，Hainan）

With the development of information technology，the information system construction of colleges and universities in China has entered a new stage.The construction of digital campus of all colleges and universities is in full swing.From research to teaching，from work to life，from classroom to dormitory，from inside school to outside school，nothing can be done without the network.Campus network is the basic platform carrying the campus information，so it must provide a reliable，efficient and safe environment in order to ensure the normal operation of the digital campus.The existing network of one college is analyzed.To meet the demands of the ongoing digital campus construction，the upgrading solution of campus network is put forward.

campus network；digital campus；wireless network

TP393

A

1671-802X（2016）01-0019-04

2016-01-03

肖群（1979-），男，湖北荊門(mén)人，碩士，研究方向：軟件開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。E-mail：xiaoqun@qttc.edu.cn.