陜國(guó)院高效利用校園網(wǎng)出口資源的幾點(diǎn)措施

摘要：隨著高校校園網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展成熟，學(xué)校內(nèi)外數(shù)據(jù)交換量也逐漸加大，這不僅給網(wǎng)絡(luò)出口造成了一定壓力，而且還影響了用戶的使用質(zhì)量。本文以陜西國(guó)防學(xué)院為例，就如何高效利用校園網(wǎng)出口資源提出了合理化建議。

關(guān)鍵詞：陜西國(guó)防學(xué)院 校園網(wǎng) 資源 出口 措施

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)及我院校園網(wǎng)的發(fā)展，校內(nèi)和校外之間的數(shù)據(jù)交換日益頻繁，網(wǎng)絡(luò)出口的壓力越來(lái)越大。一旦出口帶寬被占滿，會(huì)出現(xiàn)丟包甚至斷網(wǎng)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。雖然我院網(wǎng)絡(luò)出口總帶寬在逐年增加，但帶寬不足的問(wèn)題在曾經(jīng)的一段時(shí)期比較突出，究其原因，有以下三點(diǎn)。

1 陜西國(guó)防學(xué)院校園信息化建設(shè)概況

陜西國(guó)防學(xué)院校園信息化工作由圖書(shū)信息處全面負(fù)責(zé)，歷經(jīng)十余年建設(shè)，取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，建設(shè)過(guò)程可分為兩個(gè)階段。第一階段（2003年以前），開(kāi)展學(xué)院信息化網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)建設(shè)工作；組建校園局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)信息化設(shè)備互聯(lián)互通；接入互聯(lián)網(wǎng)，為師生提供便捷的信息獲取途徑。第二階段（2004年至今），學(xué)院及各部門開(kāi)展網(wǎng)站建設(shè)工作；在校園網(wǎng)中部署文件共享、傳輸?shù)葦?shù)據(jù)交換服務(wù)，建設(shè)面向具體業(yè)務(wù)應(yīng)用的基本信息化系統(tǒng)，包括教務(wù)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、自動(dòng)化辦公系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等。目前，學(xué)院的日常工作、師生的日常事務(wù)已離不開(kāi)信息化技術(shù)，大到教育教學(xué)、行政管理、安全技防，小到個(gè)人文件存儲(chǔ)、作業(yè)上交，均有對(duì)應(yīng)的信息化系統(tǒng)提供支持服務(wù)。

2 我院校園網(wǎng)絡(luò)出口面臨的問(wèn)題

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)及我院校園網(wǎng)的發(fā)展，校內(nèi)和校外之間的數(shù)據(jù)交換日益頻繁，網(wǎng)絡(luò)出口的壓力越來(lái)越大。一旦出口帶寬被占滿，會(huì)出現(xiàn)丟包甚至斷網(wǎng)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。雖然我院網(wǎng)絡(luò)出口總帶寬在逐年增加，但帶寬不足的問(wèn)題在曾經(jīng)的一段時(shí)期比較突出，究其原因，有以下三點(diǎn)。

2.1 信息節(jié)點(diǎn)數(shù)量明顯增加 隨著學(xué)院近年來(lái)的發(fā)展，教師和學(xué)生數(shù)量均逐年增加，為之配備的辦公和學(xué)習(xí)用計(jì)算機(jī)也在遞增。目前學(xué)院為辦公人員均配有臺(tái)式計(jì)算機(jī)，為所有教師配有筆記本電腦，各分院建有專業(yè)教學(xué)的機(jī)房，家屬院網(wǎng)絡(luò)亦并入校園網(wǎng)。同時(shí)，校園網(wǎng)接入方式也日趨靈活，人員流動(dòng)較多的區(qū)域均部署無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備也可方便接入；校園網(wǎng)開(kāi)通VPN服務(wù)，使校外用戶也可方便地接入校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，辦公時(shí)間內(nèi)在線的信息節(jié)點(diǎn)數(shù)量由最初的近百個(gè)增加到現(xiàn)在的3000多個(gè)。

2.2 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用日趨豐富 今天，用戶對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的需求已不再是單一的收發(fā)郵件和瀏覽網(wǎng)頁(yè)信息，而是轉(zhuǎn)向多元化、多媒體化和交互化的應(yīng)用和服務(wù)，如微博、購(gòu)物、音視頻、社交、游戲等應(yīng)用。這些應(yīng)用除了傳遞文字?jǐn)?shù)據(jù)，還有容量較大的多媒體數(shù)據(jù)，多數(shù)具有持續(xù)連接的特點(diǎn)，對(duì)帶寬影響較大；這些應(yīng)用還具有容易上手的特點(diǎn)，幾乎不需要培訓(xùn)或?qū)W習(xí)即可使用，所以用戶數(shù)量也較大，在學(xué)生群體較為流行。

2.3 文件下載占用帶寬 文件下載從三方面對(duì)帶寬造成影響，一是文件容量越來(lái)越大，用戶對(duì)文件的品質(zhì)要求提高，實(shí)際上是要求文件包含更多的信息量，信息量的增加直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)量的增加；二是下載工具發(fā)展迅速，從最早的瀏覽器單線程下載，發(fā)展出多線程下載工具，到后來(lái)以BitTorrent為代表的P2P下載，再到現(xiàn)在以迅雷為代表的混合型下載工具，伴隨著下載速度的增加，對(duì)帶寬的搶占能力也增強(qiáng)；三是用戶下載行為普遍。

3 我院高效利用校園網(wǎng)出口資源的措施

一般而言，面對(duì)網(wǎng)絡(luò)出口資源不足，最直接的解決方案是增加帶寬，這種方案較為簡(jiǎn)單、容易實(shí)施，但也存在弊端。一是經(jīng)濟(jì)開(kāi)支較大，帶寬的增加需要升級(jí)防火墻、路由器、交換機(jī)等一批網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，初期投資大，日后為了保持高帶寬，還需定期向運(yùn)營(yíng)商支付租金；二是投資回報(bào)低，新增的帶寬不能有效利用于學(xué)院教學(xué)、科研等日常工作，容易被下載、視頻網(wǎng)站等應(yīng)用搶占；三是閑時(shí)浪費(fèi)較大，校園網(wǎng)絡(luò)有明顯的忙時(shí)和閑時(shí)之分，在工作時(shí)間，用戶量較大，出口帶寬利用率較高，而到了夜間或寒暑假，用戶量急劇減少，租用的帶寬將被閑置。所以，單純的提高網(wǎng)絡(luò)出口帶寬不能合理解決問(wèn)題。

基于我院校園網(wǎng)出口的特點(diǎn)，結(jié)合工作實(shí)際，經(jīng)過(guò)多年摸索，總結(jié)出一種“疏堵結(jié)合、加強(qiáng)管理”的出口資源利用方案，在信息化建設(shè)期間較好地解決了帶寬不足的問(wèn)題。

3.1 網(wǎng)絡(luò)流量特性分析 對(duì)流經(jīng)校園網(wǎng)出口的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，按照時(shí)間段分析網(wǎng)絡(luò)流量的特點(diǎn)，可對(duì)出口的優(yōu)化和管理工作提供數(shù)據(jù)支持。我院部署的流量監(jiān)控設(shè)備，可以按照IP地址、用戶或應(yīng)用類型等多種方式進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)生因出口資源不足導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)丟包或堵塞，可以很容易地判斷出是哪類應(yīng)用占用帶寬、運(yùn)行在何處、由誰(shuí)運(yùn)行等信息，有利于網(wǎng)絡(luò)管理人員快速做出響應(yīng)；從中期看，可以統(tǒng)計(jì)各時(shí)間段的應(yīng)用特點(diǎn)，以制定訪問(wèn)策略，降低帶寬爭(zhēng)搶；從長(zhǎng)期看，可以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)，以優(yōu)化線路，降低網(wǎng)絡(luò)延遲。

3.2 租用多條運(yùn)營(yíng)商線路 我國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商主要包括電信、網(wǎng)通、鐵通等，單個(gè)運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)延遲較小，而運(yùn)營(yíng)商之間的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)受到各運(yùn)營(yíng)商出口的影響，延遲較大。我院初期租用了電信的線路，后期增加了網(wǎng)通，通過(guò)在出口路由上設(shè)置策略，根據(jù)不同的訪問(wèn)目標(biāo)選擇最快的線路，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量分析的結(jié)果，決定各線路租用的帶寬大小。

3.3 豐富校內(nèi)應(yīng)用 我院校園網(wǎng)主干線路使用光纖技術(shù)，其帶寬遠(yuǎn)大于出口帶寬，如果將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用轉(zhuǎn)移到校園網(wǎng)內(nèi)部，不但提高應(yīng)用的響應(yīng)速度，還降低對(duì)出口帶寬的壓力。本著這一思想，我院建有文件共享服務(wù)、文件傳輸服務(wù)、郵件服務(wù)、即時(shí)通訊服務(wù)、音視頻點(diǎn)播服務(wù)等信息化系統(tǒng)，將原來(lái)的一部分互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)成功轉(zhuǎn)化為校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。

3.4 為不同區(qū)域獨(dú)立分配帶寬 一般的企事業(yè)單位，其網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)主要與辦公有關(guān)，而高校與此有明顯區(qū)別。高校中的人群主要分為學(xué)生、職工及家屬，其網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)不僅與辦公有關(guān)，也包括學(xué)習(xí)、生活、娛樂(lè)等多種類型，各種人群在校園的行為分布也具有明顯的區(qū)域特征。通過(guò)對(duì)不同的區(qū)域獨(dú)立分配帶寬，適度提高辦公區(qū)域和學(xué)習(xí)區(qū)域的帶寬，既能兼顧各種網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)行為，更好地突出我院建設(shè)校園網(wǎng)用于教育教學(xué)的目的。

3.5 對(duì)應(yīng)用實(shí)施等級(jí)策略 在校園網(wǎng)中，不同的應(yīng)用，其特點(diǎn)不同，對(duì)較重要的應(yīng)用或?qū)捳加幂^少的應(yīng)用應(yīng)優(yōu)先處理。例如我院部署的VPN服務(wù)，供用戶在校外接入校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，主要服務(wù)于出差在外而需要使用校內(nèi)信息化系統(tǒng)的用戶，具有辦公性質(zhì)，且在使用該服務(wù)時(shí)一般不會(huì)使用下載、視頻點(diǎn)播等帶寬占用較大的應(yīng)用，應(yīng)具有較高的優(yōu)先級(jí)。

3.6 控制單個(gè)用戶帶寬 我院的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)需要實(shí)名認(rèn)證，經(jīng)圖書(shū)信息處核準(zhǔn)后分配帳號(hào)，每次接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)經(jīng)驗(yàn)證方可訪問(wèn)。在生成帳號(hào)時(shí)，根據(jù)用戶本人的身份、職務(wù)等特點(diǎn)，將帳號(hào)納入不同的用戶組，各用戶組具有不同的帶寬配額，一般而言，職工的帶寬配額大于家屬的帶寬配額，教師的帶寬配額大于學(xué)生的帶寬配額。同時(shí)，各用戶組的帶寬配額是一個(gè)變化值，例如在忙時(shí)，教師的配額為6mbps，而在閑時(shí)可增加到10mbps以上。這種策略可以防止單個(gè)用戶占用較大出口帶寬，同時(shí)影響用戶本人將占用帶寬較大的應(yīng)用轉(zhuǎn)移到閑時(shí)運(yùn)行，以提高出口帶寬的利用率。

3.7 控制最大連接數(shù)和半開(kāi)連接數(shù) 連接數(shù)和半開(kāi)連接數(shù)過(guò)多會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)擔(dān)，造成網(wǎng)絡(luò)延遲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將其它應(yīng)用“擠掉線”。正常的辦公和學(xué)習(xí)軟件一般不會(huì)出現(xiàn)連接過(guò)多的情況。而一旦出現(xiàn)，往往有兩種情況，一是下載軟件占用帶寬，二是校園網(wǎng)絡(luò)遭到網(wǎng)絡(luò)型病毒或黑客的攻擊。控制最大連接數(shù)和半開(kāi)連接數(shù)，不但能讓校園網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先處理辦公、學(xué)習(xí)等應(yīng)用，而且能在一定程度上減緩網(wǎng)絡(luò)攻擊，加強(qiáng)校園網(wǎng)絡(luò)的安全性。

3.8 引導(dǎo)用戶合理使用校園網(wǎng)絡(luò) 校園網(wǎng)絡(luò)是一種公共設(shè)施，并不是為某一個(gè)人或某部分人專門設(shè)立的，少數(shù)人不合理使用網(wǎng)絡(luò)將影響所有網(wǎng)絡(luò)用戶。不安全的使用網(wǎng)絡(luò)會(huì)造成校園網(wǎng)內(nèi)部被病毒感染，忙時(shí)下載影視資源會(huì)導(dǎo)致帶寬被持續(xù)占滿，這些行為都會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)擔(dān)。我院圖書(shū)信息處除使用技術(shù)手段外，還制定了一些訪問(wèn)校園網(wǎng)絡(luò)的技巧、辦法和制度，定期進(jìn)行宣講和培訓(xùn)，使每位用戶規(guī)范自身的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)行為，達(dá)到高效使用網(wǎng)絡(luò)的目的。

4 收到的效果

經(jīng)過(guò)多年優(yōu)化，我院校園網(wǎng)出口總帶寬為600 mbps，服務(wù)于11000名在校生、600名在職人員和若干家屬，同時(shí)校園網(wǎng)也面向社會(huì)開(kāi)放了近30個(gè)網(wǎng)站，忙時(shí)出口帶寬占用率在80%至90%，閑時(shí)在30%左右，極少出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵和丟包現(xiàn)象，較好地利用了出口資源。

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