南昌大學(xué)逐步走向融合的校園網(wǎng)絡(luò)

文/ 鄢志輝 劉承啟

南昌大學(xué)逐步走向融合的校園網(wǎng)絡(luò)

文/ 鄢志輝 劉承啟

南昌大學(xué)是一所“文理工醫(yī)滲透、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的綜合性大學(xué)，是江西省人民政府和教育部共建的國(guó)家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)。學(xué)校現(xiàn)有位于江西省南昌市的前湖主校區(qū)、青山湖校區(qū)、東湖校區(qū)，還有鄱陽(yáng)湖、撫州二個(gè)外地分校區(qū)，總占地面積8098畝。學(xué)校是中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)（CERNET）華東南地區(qū)江西主節(jié)點(diǎn)，是江西惟一參與CNGI駐地網(wǎng)、IPv6技術(shù)升級(jí)項(xiàng)目建設(shè)的高校。南昌大學(xué)1995年開(kāi)始籌建校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，歷經(jīng)幾期“211工程”建設(shè)，并整合社會(huì)資源建設(shè)了校園無(wú)線網(wǎng)、公寓有線寬帶網(wǎng)。目前一個(gè)連接各校區(qū)的可靠、實(shí)用、融合、校方統(tǒng)一管理運(yùn)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和平臺(tái)已基本建成。

校園網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

南昌大學(xué)校園網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)主干采用環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，核心和匯聚層采用了三層路由架構(gòu)，主干網(wǎng)傳輸速率為1Gbps，支持IPv6和可擴(kuò)萬(wàn)兆連接。以太網(wǎng)環(huán)路方式增加了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，消除了主干鏈路的單點(diǎn)故障。全網(wǎng)采用OSPF路由協(xié)議，共劃分為9個(gè)區(qū)域，通過(guò)區(qū)域間的路由歸納簡(jiǎn)化核心路由器的路由表。校園網(wǎng)光纖已經(jīng)通達(dá)校園內(nèi)的各教學(xué)樓、辦公樓和學(xué)生公寓，共接入建筑100余座，聯(lián)網(wǎng)機(jī)器28000余臺(tái)，共有136個(gè)C類(lèi)教育網(wǎng)地址。

在多校區(qū)的校園網(wǎng)建設(shè)中，南昌大學(xué)前湖校區(qū)與青山湖校區(qū)只有一對(duì)裸光纜，但是有多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要在兩個(gè)校區(qū)間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，如果租用多對(duì)光纜成本將較高，為了滿(mǎn)足校園網(wǎng)多業(yè)務(wù)、高帶寬、全透明的傳輸要求，采用了波分復(fù)用（WDM）技術(shù)。通過(guò)部署一套密集波分（DWDM）設(shè)備實(shí)現(xiàn)了一卡通、校園網(wǎng)、IPv6專(zhuān)線、教育網(wǎng)、電信出口網(wǎng)絡(luò)對(duì)光纖資源的復(fù)用。學(xué)校整個(gè)校園網(wǎng)分為3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊：教學(xué)辦公科研網(wǎng)、公寓有線寬帶網(wǎng)、校園無(wú)線網(wǎng)。

圖1 南昌大學(xué)校園網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2 核心及出口拓?fù)?/p>

校園網(wǎng)絡(luò)核心及出口建設(shè)

目前學(xué)校有200M電信網(wǎng)絡(luò)和1000M教育網(wǎng)、200M聯(lián)通、500MCERNET2 四個(gè)互聯(lián)網(wǎng)出口，核心及出口拓?fù)鋱D如2所示。

圖中核心路由器用來(lái)連接校內(nèi)主干網(wǎng)、匯聚點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心，策略分流路由器用來(lái)連接教育網(wǎng)、電信、網(wǎng)通出口，并在策略分流路由器上實(shí)現(xiàn)基于策略的路由：出流量目標(biāo)地址是電信地址就往電信出口轉(zhuǎn)發(fā)，目標(biāo)地址是聯(lián)通地址往網(wǎng)聯(lián)通轉(zhuǎn)發(fā)，其他流量默認(rèn)往教育網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)（我校教育網(wǎng)國(guó)際流量是包月計(jì)費(fèi)）。其中核心路由器與策略分流路由器為同一臺(tái)物理路由器，通過(guò)采取VRF技術(shù)，將一臺(tái)路物理路由器“虛擬”成了2臺(tái)路由器，VRF（VPN Routing and Forwarding）技術(shù)允許多個(gè)實(shí)例的路由表共存同一路由器，由于路由實(shí)例是獨(dú)立的，邏輯上可以成為多臺(tái)路由器。相對(duì)于很多高校單獨(dú)采用一臺(tái)路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)多出口的策略路由，南昌大學(xué)通過(guò)“虛擬化”核心路由器的方式，節(jié)省了投資，充分發(fā)揮了設(shè)備的性能。在核心路由器上部署了防火墻模塊，并虛擬了4個(gè)防火墻分別用來(lái)連接教育網(wǎng)、聯(lián)通、電信網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心，模塊化和虛擬化防火墻部署帶來(lái)了高性能和靈活性。校園核心區(qū)域?qū)ｉT(mén)部署了營(yíng)運(yùn)商匯聚交換機(jī)，用來(lái)匯接校園無(wú)線網(wǎng)、公寓有線網(wǎng)、教學(xué)辦公科研網(wǎng)，以及未來(lái)其他的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)。

南昌大學(xué)是一所“文理工醫(yī)滲透、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的綜合性大學(xué)，是江西省人民政府和教育部共建的國(guó)家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)。

無(wú)線網(wǎng)建設(shè)

2007年開(kāi)始，本著“校企合作，學(xué)校監(jiān)管”的原則，引進(jìn)社會(huì)資源建設(shè)，由學(xué)校主導(dǎo)，負(fù)責(zé)統(tǒng)一規(guī)劃管理，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)給予技術(shù)支持，企業(yè)負(fù)責(zé)投資、工程建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)工作。學(xué)校采用Wi-Fi技術(shù)建設(shè)校園無(wú)線網(wǎng)，目前在前湖校區(qū)的圖書(shū)館、主教學(xué)大樓、全部學(xué)生公寓建立起無(wú)線網(wǎng)覆蓋。學(xué)生公寓無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)目前有6000多戶(hù)，為了便于認(rèn)證和管理，采用了獨(dú)立建網(wǎng)的方式。部署上根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)因地制宜采用了靈活的無(wú)線組網(wǎng)方式，無(wú)線校園網(wǎng)覆蓋方式包含室內(nèi)單獨(dú)放裝覆蓋、室內(nèi)分布系統(tǒng)合路覆蓋、室外覆蓋等。針對(duì)不同的地點(diǎn)靈活選用不同覆蓋方式：

1、室外技術(shù)：在開(kāi)闊的公共區(qū)域和部分學(xué)生宿舍，采取了室外大功率的AP進(jìn)行覆蓋；

2、室內(nèi)瘦AP：在教學(xué)樓、圖書(shū)館等區(qū)域采用室內(nèi)瘦AP覆蓋，采用室內(nèi)單獨(dú)放裝方式部署，易于管理；

3、室內(nèi)胖AP：在學(xué)生宿舍區(qū)域，使用性能價(jià)格比高的胖AP，充分利用公寓有線電視線（CATV），采用室內(nèi)分布系統(tǒng)合路部署，通過(guò)雙頻段分配器合路器（合路器主要用作將多系統(tǒng)信號(hào)合路到一套室內(nèi)分布系統(tǒng)。學(xué)校采用的是具有WiFi射頻信號(hào)和CATV有線電視信號(hào)輸入，并有2個(gè)分配器輸出的雙頻段分配器），把無(wú)線信號(hào)加入到有線電視線中，借用有線電視的同軸電纜做饋線，從而把無(wú)線信號(hào)引入每個(gè)學(xué)生宿舍，在學(xué)生宿舍房間內(nèi)再通過(guò)分頻器把無(wú)線和有線電視信號(hào)分離開(kāi)，每個(gè)宿舍加裝一個(gè)小天線。采用室內(nèi)分布系統(tǒng)合路部署的方式，利用CATV線路進(jìn)行室內(nèi)優(yōu)質(zhì)WLAN信號(hào)覆蓋的解決方案，拓展了室內(nèi)覆蓋深度、提高了覆蓋質(zhì)量，解決了無(wú)線信號(hào)穿透建筑物信號(hào)衰減大的問(wèn)題，能使無(wú)線信號(hào)分布均勻，提高接入質(zhì)量，同時(shí)也促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的融合共享。室內(nèi)分布系統(tǒng)共享也是工信部大力倡導(dǎo)的部署方式，高校在建設(shè)無(wú)線網(wǎng)時(shí)也可以采用“2 G/3G+WLAN”的融合，降低建設(shè)成本，提高信號(hào)質(zhì)量。

公寓有線網(wǎng)融合

學(xué)生公寓的寬帶有線網(wǎng)一直由電信運(yùn)營(yíng)商獨(dú)立建設(shè)和運(yùn)維，在一定時(shí)期內(nèi)解決了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足的問(wèn)題，十年來(lái)對(duì)推進(jìn)學(xué)校的信息化應(yīng)用發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是隨著校園信息化的深入，學(xué)生公寓的寬帶有線網(wǎng)也逐漸顯露其不足。運(yùn)營(yíng)商對(duì)校園網(wǎng)的功能和性質(zhì)認(rèn)識(shí)不足，對(duì)于校園網(wǎng)建設(shè)來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用是目的， 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是基礎(chǔ),網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源是核心，學(xué)生公寓網(wǎng)不應(yīng)是純粹的商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。運(yùn)營(yíng)商作為一個(gè)企業(yè)投資建設(shè)校園網(wǎng)是以贏利為目的，而學(xué)校方面更側(cè)重于利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)提升學(xué)校信息化的水平， 提高學(xué)校管理水平、促進(jìn)教學(xué)和科研工作。具體問(wèn)題如下：

1. 學(xué)生用戶(hù)在公寓訪問(wèn)校內(nèi)資源（如圖書(shū)文獻(xiàn)、課件、在線講座等）不方便，速度相對(duì)緩慢，甚至只有通過(guò)VPN的方式才能訪問(wèn)，給學(xué)校教學(xué)工作和學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)諸多不便。

2. 學(xué)校對(duì)其信息內(nèi)容、上網(wǎng)行為不能有效管理，隨著計(jì)算機(jī)的普及、信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái), 大學(xué)生為網(wǎng)絡(luò)文化所吸引, 上網(wǎng)已成為校園內(nèi)的一種新時(shí)尚和交流方式。部分學(xué)生沉溺于電腦游戲、網(wǎng)絡(luò)，影響了宿舍公寓的作息規(guī)律和正常秩序， 嚴(yán)重影響了學(xué)業(yè)。

3.學(xué)校很多應(yīng)用比如學(xué)生公寓安防監(jiān)控系統(tǒng)、能耗監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)、門(mén)禁考勤系統(tǒng)等需要部署在學(xué)生公寓，而目前校園網(wǎng)沒(méi)有延伸到公寓。

4.我校完成了“中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI示范網(wǎng)絡(luò)高校駐地網(wǎng)建設(shè)”項(xiàng)目，并以500M專(zhuān)線帶寬接入了CERNET2，目前正在實(shí)施“校園網(wǎng)IPv6技術(shù)升級(jí)項(xiàng)目”和“新一代可信任互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)網(wǎng)”項(xiàng)目，運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)對(duì)于新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部署比如IPv6網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)沒(méi)有動(dòng)力，影響了我校IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣大師生的推廣和CNGI在學(xué)校的發(fā)展。

5.用戶(hù)計(jì)費(fèi)模式和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)由營(yíng)運(yùn)商制定，運(yùn)營(yíng)商常采用與手機(jī)業(yè)務(wù)捆綁銷(xiāo)售的方式，學(xué)校無(wú)法參與制定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，保障學(xué)生的權(quán)益。部分學(xué)生即使只有訪問(wèn)校內(nèi)資源的基本要求，也不得不開(kāi)通商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

隨著學(xué)校信息化建設(shè)發(fā)展，學(xué)校將進(jìn)入一個(gè)應(yīng)用整合，資源共享服務(wù)的新階段，信息化應(yīng)用將更多地為廣大師生提供直接的服務(wù)。為了更好地整合學(xué)校信息化資源，提高使用效率，更好地為師生服務(wù)，南昌大學(xué)決定對(duì)校內(nèi)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行整合，對(duì)學(xué)校建筑物內(nèi)及外部空間信息化設(shè)施布局進(jìn)行合理規(guī)劃與管理，對(duì)運(yùn)營(yíng)商在校內(nèi)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范。其中一項(xiàng)重要工作是2010年與“中國(guó)電信”進(jìn)行了校園網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目新的合作，本著“電信建網(wǎng)，學(xué)校管網(wǎng)”的原則對(duì)現(xiàn)有學(xué)生公寓寬帶網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造，將其融合成為校園網(wǎng)的一部分，由學(xué)校統(tǒng)一管理，學(xué)校承擔(dān)公寓網(wǎng)用戶(hù)的管理工作（包括用戶(hù)入網(wǎng)受理、行為監(jiān)管等）。部署了一套獨(dú)立的認(rèn)證系統(tǒng)，脫離了原來(lái)電信的寬帶綜合業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)。在學(xué)生公寓有線網(wǎng)與校園辦公網(wǎng)之間增加兩條千兆捆綁鏈路，用于快速訪問(wèn)校內(nèi)和教育網(wǎng)資源。

升級(jí)后的公寓有線寬帶網(wǎng)，覆蓋了所有學(xué)生公寓，由中國(guó)電信免費(fèi)提供網(wǎng)線接入方式。可以免費(fèi)訪問(wèn)校內(nèi)所有資源和部分互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站（包括南昌大學(xué)網(wǎng)站、教務(wù)在線、圖書(shū)文獻(xiàn)資源等，以及訪問(wèn)所有以edu.cn域名結(jié)尾的網(wǎng)站）。學(xué)校為每個(gè)師生一次性開(kāi)通用戶(hù)，校園卡號(hào)作為用戶(hù)名。免費(fèi)服務(wù)不需要辦理開(kāi)通手續(xù)，默認(rèn)就可以憑校園卡號(hào)作為用戶(hù)名登陸使用。如需訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)所有資源及其他信息，需購(gòu)買(mǎi)充值卡對(duì)個(gè)人賬戶(hù)充值，才能通過(guò)中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)（CERNET）、中國(guó)電信寬帶網(wǎng)、聯(lián)通網(wǎng)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。

用戶(hù)在采用PPPOE撥號(hào)上網(wǎng)時(shí)候，用戶(hù)名后面需要加域的后綴，目前開(kāi)通了三個(gè)域:@ncu、@edu、@ndcard。每個(gè)后綴可訪問(wèn)資源如下：

1.ncu后綴：免費(fèi)開(kāi)通使用，可以訪問(wèn)充值頁(yè)面，可訪問(wèn)南昌大學(xué)內(nèi)部資源（教務(wù)網(wǎng)，郵件、新聞網(wǎng)等）。如需訪問(wèn)南昌大學(xué)圖書(shū)館的所有資源及所有以edu.cn后綴結(jié)尾的網(wǎng)站，需要在瀏覽器里設(shè)置代理服務(wù)器。

2.edu后綴：充值后使用，通過(guò)中國(guó)教育科研網(wǎng)出口去訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)資源（包括學(xué)校的所有資源）。

3.ndcard后綴：通過(guò)電信出口訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)所有資源。但不能訪問(wèn)部分南昌大學(xué)圖書(shū)館資源。

公寓有線網(wǎng)融合后，學(xué)校采取了一些措施來(lái)提升服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)加大了對(duì)公寓網(wǎng)絡(luò)的管理力度。往年學(xué)生在剛開(kāi)學(xué)的幾天上網(wǎng)截止日期會(huì)集中到期，為了避免學(xué)生集中在一段時(shí)間內(nèi)擁擠排隊(duì)購(gòu)買(mǎi)充值卡，同時(shí)為了減輕用戶(hù)服務(wù)壓力，我們免費(fèi)延長(zhǎng)了部分學(xué)生2~15天的上網(wǎng)到期時(shí)間，通過(guò)統(tǒng)籌安排，將高峰期到期用戶(hù)數(shù)削平，并均勻分布到開(kāi)學(xué)起的20天內(nèi)。根據(jù)學(xué)校要求，我們對(duì)公寓有線網(wǎng)晚上上網(wǎng)時(shí)間段做了靈活限制，在某些時(shí)段對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源和應(yīng)用的訪問(wèn)進(jìn)行了限制。建立了公寓有線網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信息推送平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)及時(shí)向?qū)W生發(fā)布教學(xué)信息、校園新聞、社團(tuán)活動(dòng)及學(xué)術(shù)會(huì)議預(yù)告、生活咨詢(xún)信息，使之成為傳播健康校園文化的陣地。

南昌大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)歷了從分到合，從外包到自主，形成了采用有線、無(wú)線技術(shù)覆蓋，自建和合作建設(shè)模式相結(jié)合，免費(fèi)和收費(fèi)服務(wù)并存，由學(xué)校統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)、管理、主導(dǎo)的校園網(wǎng)絡(luò)。公寓有線網(wǎng)融合成為校園網(wǎng)的一部分后，學(xué)校完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)公寓有線網(wǎng)的管理、監(jiān)控。方便了學(xué)生訪問(wèn)校內(nèi)及教育網(wǎng)資源，提升了服務(wù)質(zhì)量，為學(xué)校信息化的深入奠定了基礎(chǔ)。采取校企合作，學(xué)校收回管理權(quán)建設(shè)管理公寓網(wǎng)的模式取得了良好示范作用，該模式也為省內(nèi)其他幾所高校陸續(xù)借鑒采用。

未來(lái)發(fā)展設(shè)想

學(xué)校今后將在網(wǎng)絡(luò)融合、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、擴(kuò)大無(wú)線覆蓋等方面加強(qiáng)建設(shè)，將校園網(wǎng)主干升級(jí)到萬(wàn)兆。目前教育網(wǎng)1GB出口帶寬基本滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，需要部署流量控制系統(tǒng)進(jìn)行流量整形，限制P2P等應(yīng)用對(duì)帶寬的濫用，提高用戶(hù)的上網(wǎng)體驗(yàn)。校園網(wǎng)多出口的管理是學(xué)校面臨的問(wèn)題，現(xiàn)有出口策略配置比較復(fù)雜，維護(hù)困難，鏈路之間沒(méi)有實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和互為備份，將采用鏈路均衡設(shè)備實(shí)現(xiàn)學(xué)校多出口的智能、動(dòng)態(tài)管理；實(shí)現(xiàn)公寓有線和無(wú)線網(wǎng)、辦公網(wǎng)的統(tǒng)一認(rèn)證，增加自助繳費(fèi)充值方式，開(kāi)通多種靈活上網(wǎng)計(jì)費(fèi)方式；構(gòu)建統(tǒng)一管理的無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施，將無(wú)線覆蓋到學(xué)校的所有公共區(qū)域；統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化；實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)網(wǎng)、交換網(wǎng)、高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的融合。

(作者單位為南昌大學(xué))