云計算環境下的院校網絡體系結構分析

王康

摘要：在該文中，對云計算領域中的關鍵技術進行了簡單說明，并對基于云計算環境的院校網絡結構進行了設計與分析，進而構建了基于云計算環境的院校網絡體系方案，通過進一步的測試，驗證該體系的效果。

關鍵詞：云計算；校園網；體系結構

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）02-0041-02

1 概述

現在，學校內的網絡已經具有較強的專業性。同時，我國的很多高等院校，除了采用校園網之外，還會設置專門的視頻監控網絡、一卡專網等多種不同的網絡。這樣，多種不同的軟件和硬件系統就能夠對網絡資源進行綜合利用；多種不同類型網絡的服務器和資源相互交叉，造成了網絡上所存儲資源的利用率較低，導致了前期基本建設費用與后期維護管理費用成本的不斷攀升；同時，網絡機房的能耗與空間也難以滿足低碳時代人們對節能減排的基本要求。

在這種情況下，如果能夠構建基于云架構的統一網絡基礎設施，就能夠通過對各種虛擬化技術的廣泛應用，在網絡環境下形成統一的計算資源池、網絡資源池、安全資源池以及存儲資源池等，這樣，就能夠根據學校的相關業務或者用戶需要情況進行系統的分配，從而實現在相同的校園網絡內廣泛提供科研、教學、服務、管理等類型不同的應用與業務。此外，云計算作為網絡環境中的新技術，使得信息化條件下的院校網絡具有明顯的優勢。正是考慮到此，文中重點對基于云計算的高等院校校園網的體系設計與實現技術進行具體探討。

2 云計算中的關鍵技術

在云計算環境中，各種類型的商業模式主要由產品的生態形式所決定，而產品則是由技術所決定。所以，商業模式難以脫離技術約束。而由技術所帶來的信息對稱，則能夠對個體行為的非理性進行控制，也就容易導致經濟運行模式具有破壞性的重建。而這種變革會推動我國逐漸成為云計算時代全球商業模式的主導者。在云計算環境下，對商業模式構成決定性作用的因素主要為相關云計算中的核心技術與關鍵技術。

而結合云計算理念的基本功能，可以將云計算體系中的關鍵技術概括為：（1）云計算操作系統，這是整個云計算體系中的關鍵與核心，在具體的云計算中起到了對大型數據中心、跨數據中心硬件資源進行調度、管理的樞紐性作用，能夠對云計算環節中的安全和效率起到關鍵的作用；（2）云校園網。作為一種網絡應用模式，已經成為按需分配、按需使用信息化服務的使用與交付模式。不僅如此，由于云校園網還是一個系統化的應用平臺，能夠為整個學校的教學科研業務、教學過程中的計算機網絡基礎設施與公共服務等提供支撐。（3）對云校園網的可信特征分析。從整個學校的業務管理部門與學校領導的角度來看，主要為基于IT而開展的低風險業務；從管理員的角度來看，主要為整個IT系統能夠管控和追溯；從國家政策與法規的角度來看，主要為其信息安全能夠符合國家與相關行業的政策要求。從廣大用戶的角度來看，則更加側重于信息服務的高度可依賴性。對于傳統的校園網絡而言，在發生網絡病毒入侵的情況下，容易導致整個網絡的癱瘓，給廣大用戶造成嚴重的影響。不過，由于云校園網中主要采用基于權限管理的策略，所以，就應該在使用的過程中對其權限管理策略進行優化，從而能夠為網絡用戶帶來較強的安全性。

3 云計算環境下的院校網絡體系結構設計

現在，我國高等院校的校園網絡中的數據，主要通過公共互聯網、虛擬專網以及自行建網等方式來實現。下面簡單分析這幾種網絡體系的結構。

3.1 自行建網

對于網絡的安全性要求比較高的院校，都會選擇自行建網的方式來組建自己的網絡環境。這種網絡的最大特點，就是能夠根據自己的需求來建設網絡，并實現網絡運行的自行維護。不過，對于那些生產環境比較惡劣、分布比較分散的高校來說，要自行構建自己的校園網絡，其難度一般都比較大。

3.2 公共互聯網

這里，公共互聯網就是Internet，其應用已經非常廣泛，且使用成本也比較低，但整個應用的安全性較差。現在，很多公司都能夠為用戶提供豐富的網絡接入與認證方式，能夠根據校園網的不同場景來選擇不同的接入與認證方式。這里，在高校的學生宿舍與家屬區，可以采用PPoE的接入與認證方式，此類認證方式的安全性比較高，也符合此類用戶的使用習慣。相應的，對于校園網中的公開接入場景，可以采用IPoE免認證的內網資源訪問方式。對于無線環境中的網絡接入，通常采用Web認證方式，能夠較好地保證無線智能終端的兼容性。

3.3 虛擬專用網

采用虛擬化技術，能夠將網絡上的邏輯資源進行隱藏處理，使用戶不需要對其中的細節信息進行了解，這樣，用戶就能夠虛擬的網絡環境，實現真實網絡環境中的全部或者部分功能。比如，利用PEF能夠提供基于用戶身份的安全認證，提高系統控制與系統流量的綜合管理能力。此外，Aruba公司的RAP技術，主要是為了實現校園網絡的遠程數據傳輸而設計，不會造成客戶端的管理費用與其他開銷的增加。這樣，就使得該技術逐漸成為網絡遠程維護人員、遠程站點與業務連續性應用的代表，在Aruba中所采用的執行策略，能夠通過防火墻為校園網絡的完整與安全提供保護。

4 院校網絡體系結構的方案與實施

4.1 網絡出口設計

在我國教育領域內，其網絡的應用能力與資源的利用率都在不斷提升，就使得針對城市信息化系統服務平臺進行部署成為該領域發展的趨勢。在實施過程中，可以在原有的基本建設基礎上，進一步建設能夠覆蓋整個城市范圍、基于云計算的教育信息化服務系統或者平臺，可以通過專業的技術人員對其進行維護、管理的基礎上，為網絡用戶提供全面的計算、應用軟件、數據存儲、信息服務等多種不同的信息資源和標準化服務。對于每個學校來說，需要對信息平臺中的基礎教學資源進行不斷的補充和豐富，同時，該信息化服務平臺還應該將本區域中的優質教育資源進行優化與整合，且能夠為區域中的所有用戶終端提供共享服務。此外，在高校的信息化服務平臺中，還應該根據不斷變化的實際需要，建設全新的、能夠面向服務的大型數據服務中心，并進而為本區域中的所有網絡終端提供服務。各種類型的網絡用戶終端，只要通過網絡訪問，就能在教育信息化服務平臺中找到感興趣的教育資源與信息服務。

4.2 基于VPN的應用

現在，WALLSSL VPN中所提供的Web界面，為用戶提供了更加簡化的遠程訪問與策略管理，同時，還能夠在管理過程中，為用戶提供全方位的上下文相關的幫助信息，不僅能夠為終端用戶的使用提供方便，還能夠有效減少IT部門的技術支持。此外，還能夠實現在所有防火墻中的無縫集成，且并不需要在其中安裝專用的VPN客戶端，能夠有效降低相關技術人員對其進行安裝部署與日常維護中的工作量。還能夠為基礎的網絡用戶訪問校園網中的各種服務和應用程序等資源提供支持，使得用戶的訪問范圍大幅擴大。比如，通過在校園網中部署千兆級別的高端SSL VPN，并將其具體部署在相關系統的核心交換機上，從而面向整個互聯網以更加安全的方式發布圖書資源、辦公自動化平臺以及學術資料數據庫等資源。這樣，身處外地的學校師生，也能夠通過互聯網線路直接接入到SSL VPN中，從而對SSL VPN中所發布的信息資源進行實時訪問。針對學校中原有部署的Radius服務器、人事數據庫服務器，為了能夠從根本層面確保終端用戶帳號的使用規范與統一管理，從而有效避免需要對多個不同帳號、密碼進行記憶的麻煩，可以在搭建SSL VPN平臺的過程中，采用相關數據庫聯動的技術方式，對終端用戶的認證模式進行設置。在系統的認證安全性上，還可以采用圖形校驗碼、密碼中包含數字與字母的方式來提高系統的安全。為了確保服務器接入過程中的高度安全，可以采用相應的客戶終端安全檢查策略，要求用戶的操作系統滿足一定的版本，能夠有效避免主機操作系統中漏洞給校內資源的安全性所導致的風險。

5 測試分析結果

在測試過程中，所采用主的是報文延遲方式，就是在兩個不同的主機之間進行相應報文的延遲測試過程。

網絡拓撲主要采用測試主機分別位于不同網段的方式；測試工具主要為Ping命令和net測試工具。

測試方式就是對兩個主機之間的平均報文延長時間進行統計。下面的表1中，對測試結果進行了匯總。

從上面的測試結果能夠發現，兩臺主機之間的平均報文延時會隨著網絡中的負載加重而增長，且能夠達到部署網絡安全體系所需要的相關指標。

6 結論

在本該文中，對云計算領域中的關鍵技術進行了簡單說明，并對基于云計算環境的院校網絡結構進行了設計與分析。在對文中相關研究內容分析的基礎上，可以看出云計算技術具有較大的網絡運算優勢，且由于其技術應用的不斷成熟，肯定能夠在我國高等院校的網絡資源建設與擴容改建中發揮日漸重要的作用。

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