北京大學校園網基礎建設發展之路

文/陳萍

北京大學校園網始建于1989年“中關村地區教育與科研示范網絡”，歷經二十多年的建設歷程，目前已成為國內高校規模最大的校園網絡之一，具有規模龐大、結構復雜、用戶活躍、使用率高等特點。截至2013年4月，校園網主干帶寬達10Gbps，IPv4出口帶寬為4.43Gbps，IPv6出口帶寬為10Gbps，聯網樓宇344棟，聯網信息點8.4萬個，聯網計算機9萬余臺，平均在線計算機2.5萬臺，高峰時達3萬臺。校園網覆蓋校本部校區、昌平校區、圓明園校區和所有家屬園區。校園網也已成為支撐北京大學教學、科研、管理和服務的重要信息基礎設施。經過二十余年的建設，北京大學校園網規模不斷擴大、信息服務體系不斷完善、安全防護體系初見成效、多項網絡視頻技術逐漸服務教學科研、IPv6建設穩步推進、CERNET/CNGICERNET2建設穩步發展。

目前，校園網拓撲如1圖所示。

校園網規模不斷擴大

以信息點數量、出口帶寬、接入用戶數量、出口流量、郵件系統用戶數量等幾個方面為例展現校園網規模變化，如圖1～6所示。

信息服務體系不斷完善

圖1 北京大學校園網拓撲

圖2 信息點增長5.8倍

圖3 出口帶寬不斷增長

圖4 有線無線用戶數量穩定增長

圖5 出口流量穩步增加

圖6 郵件系統用戶活躍

校園網信息服務逐步全面、立體化，服務體系不斷完善。目前，所提供的主要信息服務有郵件系統、視頻會議服務、桌面防病毒服務、Windows補丁更新服務、VPN服務、入校代理服務、主機/應用托管服務、電子支付服務、數字證書服務、IPTV服務、上網認證服務、安全評估服務。服務體系主要包括：熱線電話、BBS、網上報告、Email、“挑戰杯”調查等多渠道用戶溝通；專人、分層次負責用戶問題處理，一年365天技術骨干參與值班；制定校園網應急預案，設置網絡應急響應小組；內部交流：文檔共享、定期例會等；網絡設備動態管理與跟蹤、IP地址管理、信息點管理、光纖管理等網絡固定資產規范化管理等多個方面。

圖7 北京大學校園網安全體系

圖8 IPv6出口鏈路使用情況

安全防護體系初見成效

保障校園網的安全和穩定是校園網建設的核心目標之一。近年來，積極自主研發和吸取前沿技術，從不同層次和角度在校園網部署了安全策略和安全系統，提供了面向全校的安全服務，減少了校園網中病毒傳播和安全事件發生，有效提高了校園網安全性和穩定性，整體提高了校園網安全防范能力和個人計算機安全防護能力，校園網安全防護體系已初見成效。目前，在線使用的安全技術措施主要有：部署于校園網出口的防火墻、流量控制、入侵檢測等服務，用于保護重要應用服務的防火墻、應用系統漏洞掃描、負載均衡、源代碼安全掃描等服務，郵件病毒網關和垃圾郵件網關等郵件系統安全防護，詳細記錄服務器訪問情況的堡壘主機服務，服務于全校用戶的統一用戶管理系統、校園網IP網關、桌面防病毒服務等等。除了技術層面之外，計算中心花費大量人力物力進行技術支持，協助用戶進行網絡安全、系統安全、應用安全的風險評估和加固，完成安全預警、應急響應、保密檢查等工作，大力改善了校園網安全狀況。

網絡視頻在教學科研中日益發揮重要作用

校園網提供IPTV、視頻會議、重大事件網絡直播、桌面視頻會議系統等多項視頻會議服務，助力學校教學、科研，推動國際合作。其中，網絡電視系統IPTV共40個頻道，支持直播和點播、組播和單播自動選擇、認證和頻道分級管理、客戶端錄制等功能。2006年建設的視頻會議系統共支持8個院系10門課程的國際教學活動和20多個院系及行政部門350余次的視頻會議服務，范圍涉及20多個國家和地區，累計服務時間近千小時。基于網絡的視頻會議系統逐漸成為北京大學與國外一流大學進行教學和交流的重要平臺，支持學術討論、專題講座、遠程教學、工作會議、學生入學面試、實時轉播等多種會議形式。

圖9 美國、中國、臺北多地實時授課

表1 北京大學校園網十五年前后對比

大型活動網絡直播

面向校內外提供大型活動網絡直播是主要視頻服務之一。每年的開學典禮、畢業典禮、校長和同學共同慶祝的新年晚會、知名學者講座等等重大事件和活動，都同步進行網絡視頻直播，方便了無法親臨現場的師生的親身參與。

美國、中國多地實時授課

“世界課堂”是北京大學在本科教育改革和教學方法創新工作上的一個重要舉措，它通過網絡多媒體支撐平臺，讓進入北大的“中國最好的學生”能夠通過“互動教學”的方式與全球一流的本科生一起修課、直接切磋、共同學習，在畢業時成為“世界最好的學生”。

桌面視頻會議服務

這項服務的方便之處在于，只要有計算機、耳麥和攝像頭，打開Web瀏覽器，老師同學坐在辦公室就能隨時隨地召開視頻會議，如合作項目的定期研討、國際會議的籌備組織、校外學生答疑、外地求職面試等。使用起來簡單、方便，深受老師同學喜歡。

IPv6建設穩步推進

北京大學自1999年開始參加中國下一代互聯網的研究、建設和應用推廣工作，承擔國家中國高速互連研究試驗網絡NSFCNET、下一代互聯網中日IPv6合作、中國下一代互聯網示范工程CNGI示范網絡核心網CNGI-CERNET2/6IX、CNGI-CERNET2北京大學核心節點、CNGI北京大學駐地網、IPv6關鍵技術研究等一系列國家課題，積極探索IPv4向IPv6網絡過渡技術，解決全球IPv4地址面臨枯竭的問題。2008年基本實現校園網IPv6覆蓋，2013年4月實現IPv6校園網全面覆蓋，局部純IPv6網絡試驗，為學校下一代互聯網絡研究、IPv6網絡建設和運行管理積累經驗。目前，IPv6已經在校園網普遍使用，IPv6出口鏈路使用情況如圖8所示。

圖10 桌面視頻會議服務

CERNET主節點/CNGICERNET2 核心節點建設

作為中國教育和科研計算機網華北地區主節點之一，北京大學主節點承擔著華北地區部分教育單位和科研機構通過教育網接入Internet的工作。經過“211”工程和CNGI等國家重點項目的實施，IPv4連接國家網絡中心的帶寬已經達到100Gbps，IPv6連接國家網絡中心的帶寬也達到10Gbps。目前為北京、天津、河北等接入單位提供有關域名、IP地址等方面的支持和服務，共有北京理工大學、中國人民大學等三十二個單位使用IPv4接入CERNET，中央民族大學、中醫藥大學等二十二個單位使用IPv6接入CNGI-CERNET2。