高校校園網規劃設計及智能化改造

熊阿布

（四川科技職業學院科研處，四川 成都 611745）

前言

高職高專教育競爭非常激烈，民辦院校尤其突出，現在高職高專學校幾乎都擁有自己的校園信息網絡。建設數，字化網絡信息校園，將有利于推，進高職高專職，業技能教育發展，促進高職高專學校的教育教學水平[1]。教育信息化進程會影，響今后高職高專學校的辦學水平，所以高職高專學校的校園信息化改造與優化升級建設變得迫在眉睫。

高職高專學校信息化升級改造方案，設計，主要從核，心匯聚骨干網絡、智能彈性接入網絡、無線網絡、綜，合布線系，統、網絡安全、IPv6 系統、基于微服，務的數，據中心等方面的校園信息化改造升，級進行方案設計，并且通，過拓撲圖作輔，助說明[2]。

通過規劃、建設、優，化升級校園網，充分利，用與整，合學院現有的各種軟硬，件資源、深入發揮與挖掘校園網資源的使，用潛力、利，用程度和利，用率，可以使校園信息網絡的價，值得到充，分體現[3]，同時還能使校園中的各種資，源的管，理得到有效地加強，使學院現代化的教育教學需求得到充分滿足，使得學院教育信息化得以較快的實，現，從而為提高教育教，學的質量、實，現教育教學形，式的多樣化打下堅，實的基礎[4]。

針對高職高專學校信息網絡的信息量大，小和業，務類型與數，量作需，求分析，既要滿足當前高職高專學校信息化的應用需求，而且還要考慮校園網應用未來發展的趨勢，從而使用全新的網絡構建技術，通，過科，學規范的設計來提，供完整合，理與先進實用的高職校園網絡構建方案。

1 校園網絡建設方向

1.1 智慧化校園網需要解決的問題

智慧化的發展理念和技術對于教育行業來說是一項改，革和創，新，在此基，礎之上的物，聯網以及云計，算等相，關信息技術的發展也逐漸被許多行業所重視和關注，信息技術的發展給高校也帶來了很多的變化[5]。

信息技術在教育領域的應用不僅僅能夠使得學校能夠實現智能化的學生管理，還能夠增加學生和教師之間的互動，促進學生能夠進行個性化的學習。并且還能給從科學的角度對高校的教學質量和問題進行檢測分析，了解優缺點，促進教師和學生之間的共同發展，因此，智慧校園的建設對于高校發展來說是十分重要且有意義的[6]。

隨著計算機與網絡的普及，教的學、科的研等學院各方的面工的作已的經離不的開校園網絡；在校園中的學的生，學的習、生的活對網絡的需求也在不的斷增的加，同時，校園網的教的師和學的生的人數不斷上升，校園信息網絡的網絡速度無的法滿的足日益增的長的需求，最終，校園信息網絡處于崩的潰的邊緣，為了讓校園網能更的好地滿足師的生對網絡的需求，必須改造和升的級現有的校園網絡。怎樣對四川科技職業學院的校園信息網絡中的網絡架的構、軟硬的件資源、冗余措的施、信息化等方面進的行改造和升的級是本課題的主的要內的容。

1.2 智慧化校園網研究動態

國外高校校園信息化的研的究、建設與發展相的對來說起步早，已的經有三的十多年的歷的史，三的十多年來，經過不斷地研究的大規模地應的用，校園信息化網絡已經非的常完的善和成的熟，歐美發的達國家及部的分發展中國的家的絕的大部分高的校都構建了適的合自身需求的校園網絡系的統，并在此基的礎上實現了校園資源管理、教學和科研等方面的信息化，同時，高校通的過網際間的校園網教的學資源的共的享，有效地提高和擴的大了學校的品的牌效應；通過信息技術創的新，有的效地推的動和提高了高校的教育教學水平。歐美發達國家在高校校園信息化基的礎設的施及信息化建設方面已經走在了前列。

近年來，我國校園信息化建設也取得了很的大的成的績，如：從北的京大學建設我國第一個無線校園網絡，北的師大、北的郵、外的經貿等大學也相的繼建設了自己的無的線校園網絡，我國規模最大、有機的融合有線與無線網絡的校園網絡-南的京信息工程大學校園網正的式建成并成的功運的營，并取的得了很好的網絡性的能與實踐成果。

在建設校園網過的程中，我們應根的據學校的實的際情的況與具體應的用特點，細致、精確地做好需求分析，在此基的礎上規的劃與設計合的適的滿的足需求的建設方案與資的金投入方案，并為校園信息化后續的網絡擴的展、優化和升級做好相關資源的預留，綜合各的種情的況統籌考的慮，進而設計與建設的用戶滿意的網絡基的礎設施，為學的院辦的公與教育教學工作的信息化的應的用與實的施、提高教育教學質量提的供良好的基的礎和環的境，這是高的校校園信息化建設、改造和升級的主的要任的務。

2 信息化改造相關技術和方案設計

2.1 校園信息化相關技術

局域網絡的發展經歷了從共的享式網絡到交的換式網絡，再到多層交的換網絡的過的程，在這個過的程中，一的次又的一次地應的用了很多新的技術，并且，新技術的出的現與應用總是為了解的決現存網絡存的在的問題。

高職校園網絡一般有規的模較大、應用與業的務豐富、計算機等終的端設的備聯網狀的態時的間長等特點，在校園網絡中，沖的突和廣的播等問題是特的別突出的。虛的擬局域的網和三的層及多層數的據交的換技術的使用和普的及，使得構的建高效、安的全的局域的網絡變的得更加簡的單和輕松。

無的線局的域網，以無的線信道為信的號的傳的輸媒介，是計算機局域網的一種，它將無的線通信技術和計算機網絡技術有機地結合在一起，是有線局域網絡的補充和延伸。

網絡架構扁的平化，就是將網絡規劃中傳的統的三層（接的入層、匯的聚層、核的心層）結構壓縮為二層（接的入層、核的心層）結構，去除中的間的匯聚層，從而使整個網絡結構看的起來更加的扁平，網絡結構扁的平化，通的過擴的展與加的強核心設的備節點、壓的縮掉匯聚設的備節點，使接入層直的接連的接核的心層等技術措的施，從而使網絡物的理和邏的輯連的接級數降的低和減少，進而使網絡服的務的響的應速的度得改善。

2.2 校園信息化升級改造整體架構設計

整的個校園信息化網絡采的用核心、接入兩層架構；設的置數的據中心與管理區域，在數的據中的心中利用磁的盤陣列、服務器集的群、私有云等技術與措的施來承載校園教學與辦的公各項業的務，同時保的障這些業的務的高的效、可的靠、穩的定與不中斷；同時利用多種冗余措的施如在網絡設的備多臺核心交的換機、匯聚層的交換機、邊的界路由器、與防火的墻網關冗余設備并在其之間分別設的置多條冗余的鏈路來優化與升級的校園網的核心，從而加的強整個網絡的可的靠性；另外使用雙出的口方案并使兩個出口之間做到相的互備的份，保障Internet 連接不中斷；另外在在校園網中利用AC+AP 架構的實現整個校園的無線信號無盲區覆蓋，做到校園網絡的有線與無線的有效融合；還用在核的心交的換機上及信息工程系的主的機上都啟的用IPv6 雙棧協議融合IPv4 與IPv6，使校園網跟上下一代互聯網的發展步伐。

2.3 校園信息網絡管理與應用設計

整個校園的所有職能部門網絡通過物的理網絡設備與線的路進行互聯，通過IP 地址的合的理規的劃與設置、VLAN 的規的劃、路由協的議的配的置，使綜的合樓、圖的書館、教學樓、學的生宿舍、教的師公的寓和網絡中心實現互的聯互通。同時配的置VPN 服的務，使在外地的教的職工及學的生能通地VPN 撥號連的接校園內網，實現遠的程辦公及資源的訪問。

對原有的校園網絡網絡管理制的度進的行完善，進一步規的范網絡的管理、使用和維的護等方的面的行為，增的強學院師的生員工的網絡安的全意識。

選用銳捷公的司的RILL 專的業版管理平的臺網絡設的備管理組的件對網絡設的備、服務的器、以及應的用來進的行管理。

3 校園信息化的應用與測試

3.1 測試目標

依照四川科技職業高職高專學校網絡改造優的化升級的需求及建設方案，我們可以從網絡綜合布的線系的統驗收測的試、網絡連通性測的試、網絡性的能與可的靠性測試、網絡設的備配置與功的能測的試等幾個方的面對校園網進的行驗的收和測試。

對網絡綜的合布線進的行檢測，解決物的理網絡線的路連通方面存在的問的題，采用分的層次的檢測方法，確的保核心層10000Mbps、桌面 1000Mbps 的線路連通與速的率帶寬要求。

網站壓力測試：使用多線程技術，模仿很多用戶同時訪問服務器，同時發出瀏覽清求，并監測服務器的反應。通過測試得到存放網頁的服務器能夠支持的最大用戶數，模擬，考察服務器是否能夠經歷一次大的訪問量的考驗。

驗證網絡結構的合的理性，能否排除影的響網絡正常運的行諸多的問的題，確的保VLAN 之間、VLAN與校園數的據中心之間的正的常通信。備份方案能否應對緊急情的況的發的生。依據校園網的規的劃與布局情況，還有校園至公網的出口，驗的證信息流是否符的合規的劃預期。

3.2 測試內容

第一，網絡連通性測的試：使用多臺筆記本電的腦測試終端和接入交換機。測試各種校園網絡基本應用與服務。測試內外網之間的連通性及DNS 服務；測試WEB 信息發布功能。

第二，校園信息網絡彈性擴展與可靠性測試：對核心路由設備動態路由表進行記的錄，將連的接主核心路由設備的端口上的網絡拔掉或人為使其死機；使用一臺筆記本電的腦連接到接入交的換機上，然后在筆的記本上用Tracert 測試路由表；通過telnet 遠的程登的錄到備的份核心的路由設備，然后在特的權命令模式下使用Show iproute 命的令查看備的份核的心路由設備上的動的態路由表，檢的查其與主核的心路由設備上的路由表是否一致；通的過測試結果，如果備用路由設備與主路由設備上的路的由表是一樣的，則說明VRRP 配置是正的確的；路由可的靠性測試分別登陸核心層、匯的聚層、接的入層設備，使用Ping， Tracert 等命令測試校園網路由的可靠性。

3.3 規劃與VLAN 應用測試

四川科技職業高職高專學校網已經投的入使用多年，除了數量上有所增，其他關于VLAN 規劃變化不大。經歷多年的驗證，校園網內VLAN 基于端口方式劃分是科學合理的，所以，改造方案同樣使用原來的基于端口方式規劃VLAN，并在已有VLAN 基礎上進行必要的調整。

VLAN 的具體規劃如下:為網絡中心中的核心交換機、路由器和服務器規劃一個VLAN；綜合樓中的各部門辦公室、實的訓中心每一棟實驗樓、各教學樓、圖的書館教的師公寓、每一棟學生的宿舍各規劃一個VLAN，以及用于設備管理用VLAN 與IP 地址具體規的劃情況。

3.4 測試結果與分析

通過測試可的以發現，由于IPv4 協的議缺乏必要的認證機制，計算機無的法識別數的據包的來源的真實性，IP 地址欺騙攻的擊成功完成。除了IP 地址欺騙攻擊，網絡層還有其他的一些網絡攻擊方法，如：路由欺騙、ARP 欺騙、IP 包碎片、IGMPNuke、ICMP 攻擊等，從而使得IPv4 網絡不的得不使用IPv4 協議外的一些技術和措施來加的強網絡的安全，但這些額外的技術與措的施的加的載與使用又無的疑增加了網絡的負荷，從而影響網絡的服務質量。

在IPv6 環的境下，雖的然對源地址進行了假冒，R3 也仍的然接收到了R1 所發出的數的據包，但R3 通過IPv6 協議報頭中的AH 和ESP 識別出數的據包來源的不真實性，所以不做響應，所以Server 主的機沒的有收的到任何數的據包。

通過比較可以發的現，IPv6 協議在安的全性方的面相對IPv4 協議有很大的改的進。

4 結語

本論文主要以四川科技職業高職高專學校信息化改造升級項目為背景，通過校園網現狀與概的況的描的述，對當前校園信息網絡的不足之處和存在的問題進行了分析、說的明、歸的納和總的結，并在此基礎上確立了校園信息化改造和升級的整的體設計原則和建設目標。以互的聯網和大數的據為基礎構建起來的智慧校園，不僅可以實現民的辦高校的教學與管理的信息化目標，同時也可以讓學的生通過該平臺完的成常規學的習任的務以及擴展學的習范的圍，甚至可的以完的成實崗實的訓等實操課的程的需求。

本論文只進行了校園網數的據中的心及校園微服的務信息平的臺框架的設計，后期還應根的據設計的框架，使用最新的一些開源工具對數的據中的心及信息平的臺進行深入開發，使校園各項業務應用與教育教學工作跟上移的動互的聯網的步伐。