四川大學信息管理中心 章 童 丁雪峰

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基于VPN技術的校園一卡通系統POS機通信機制的改進與設計

四川大學信息管理中心 章 童 丁雪峰

摘 要：本文分析一卡通系統充值管理現狀以及銀聯POS機網絡通訊方式存在的問題，提出了一種基于VPN技術的銀聯POS機通訊網絡的改進設計方案，既降低了技術改造成本，又提高了高校校園卡服務部門的服務質量與管理水平。

關鍵詞：VPN POS機 通訊網絡

一、引言

隨著全國各高校數字化校園建設不斷推進，校園一卡通系統作為數字化校園的重要組成部分不僅可以將校園內的身份認證、人事、學生管理以及各種校園服務等應用相融合，同時還能在高校內實現數據管理的集成和共享，有效提高高校的管理水平。目前，校園卡系統在高校的應用已不再局限于食堂、開水房以及浴室。學校相關部門通過業務整合以及系統更新升級，使校園卡可以完成教務處成績單打印繳費、宿舍水電繳費、空調繳費、網費繳納等諸多繳費業務功能，改變了過去不同的繳費業務由各相關單位單獨設立收費點的做法，不僅拓展了校園卡消費業務范圍，也為廣大師生提供了統一、方便、快捷的繳費渠道，降低了繳費管理成本。本文以四川大學為例，對一卡通系統充值管理現狀以及現有銀聯POS機（point of sales）網絡通信方式存在的問題進行分析，對現有銀聯POS機通信方式進行改進與設計，并成功地實施開展。

二、一卡通系統充值管理現狀和存在的問題

四川大學擁有校園卡的用戶包括在校各類學生、教職工、培訓人員等10萬多戶，隨著校園卡服務分中心推行無現金充值管理，目前校園卡用戶充值方式主要分為自助圈存機圈存充值、銀聯POS機刷卡充值和現金充值。使用圈存機自助圈存充值的用戶約占50%，其余的校園卡用戶均采用銀聯POS機刷卡和現金充值的方式。因此，校園卡服務部門一直承擔繁重的充值工作。各校區的校園卡服務點平均每日辦理的充值金額約為8萬元左右，充值業務量占總業務量的80%左右。與中心合作的建設銀行只能提供撥號上網的銀聯POS機，每一次刷卡消費都需要通過撥號聯網才能實現，不僅通訊時間長，而且通過公共交換電話網絡（PTSN）撥號上網存在安全隱患，嚴重影響了銀聯POS機刷卡充值業務的辦理效率。

三、現有銀聯POS機網絡通信方式存在的問題

POS機作為銀行提供給商家的一種金融消費終端設備，其業務流程如下：

用戶將銀行卡插入POS終端機，并輸入相應的銀行密碼和消費金額，POS機將相關數據通過公共交換電話網絡（PTSN）傳至銀行主機，銀行主機處理交易信息后向POS機發送處理結果。POS機的使用減少了現金交易，為用戶提供了方便、快捷的結算方式，但在四川大學引入POS機的實際使用過程中存在以下三方面問題：

1.公用電話線路撥號上網通信速率慢，實際速率為20～50kbps，且每次刷卡消費時銀聯POS機均需要先撥號進行連接，等待撥號時間長，每次刷卡消費的交易時間長達1～2分鐘，平均辦理一件銀聯POS機刷卡充值業務需4～5分鐘。

2.撥號上網按通訊次數計費，每年校園卡服務分中心需支出近50000元的通訊費用。

3.通過公用電話線路撥號上網容易遭受干擾，同時存在搶占通信線路的問題，造成接通率不高，銀聯POS機需多次重撥。

四、銀聯POS機網絡通訊方式改進方案設計與實施

為解決以上問題，縮短銀聯POS機刷卡交易等待時間，減少銀聯POS機刷卡消費的安全隱患，提高各服務點的工作效率，為廣大師生提供更好、更優質的業務服務，四川大學對原有的銀聯POS機通訊機制進行了如下創新設計與實施：

1.銀聯POS機通訊機制的創新設計。POS機通信網絡可采用架設銀聯POS機通信專網或設置VPN方式（虛擬專用網絡）彌補。架設銀聯POS機通信專網需單獨規劃網絡布局，以實現與銀聯中心的網絡連接。VPN技術利用現有的公共網絡，通過“隧道”技術等手段實現類似私有專網的數據安全傳輸。兩種方式都能實現數據傳輸的安全性，提升數據傳輸速率和可靠性。

針對四川大學已架設的校園一卡通專網（與公共網絡完全物理隔絕）的實際情況，采用設置VPN的方式改進銀聯POS機的通訊機制，僅需在現有的校園一卡通專網中增加部分硬件就可實現，成本和復雜程度都較架設銀聯POS機通信專網更低。采用VPN方式設置銀聯POS機的通信網絡拓撲結構如下圖所示：

校園一卡通系統POS機采用VPN方式的通信網絡拓撲圖

各臺銀聯POS機接入現有的校園一卡通專網，不再接入公用電話線路，采用TCP/IP通信協議，經各校區校園卡服務分中心的二層交換機接入現有的一卡通專用網絡，并為接入端口劃分單獨的VLAN，以實現數據傳遞的封閉性，數據直接傳遞至信息管理中心的核心交換機。中心機房設置一臺VPN路由器，由核心交換機將各銀聯POS機的消費數據傳至VPN路由器，再由VPN路由器單獨建立與銀聯中心的通信鏈路，其通訊速率大大提高。

通過與合作方建設銀行協商，建設銀行完成由VPN路由器到銀聯中心交易數據交互工作。每臺銀聯POS機的IP地址信息由VPN路由器虛擬為一個固定IP，銀聯中心只發送和接收該發送地址和目的地址均為此虛擬IP地址的數據信息，并對VPN路由器到銀聯中心的通路加密，從而保障了交易數據的安全性。

2.實施效果。VPN技術作為一種安全網絡技術，可以提供更加安全、高效的數據傳輸和訪問能力，在高校網絡建設中發揮著重要作用。四川大學校園卡服務分中心利用現有的一卡通系統專網，通過與建設銀行合作，為POS機的網絡通信建立了一個基于VPN技術的通道。

經過一年來的實施運行，校園一卡通系統使用的銀聯POS機充值業務時間由原來4～5分鐘降至1～2分鐘，效率提高2倍以上，支出的通信費用由原來的每年近50000元降至每年3000元，節約運營成本10倍以上。同時，VPN顯著提升了校園卡服務部門的管理水平與服務質量，具有推廣價值。

參考文獻：

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［5］蘭曉梅，王立光.PSTN交換機退網解決方案［J］.通信管理與技術，2013

（此文系四川大學中央高校基本科研業務費項目，項目編號：skzx-gl201510）

文章編號：ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0084