文/ 鄢志輝 劉承啟

南昌大學(xué)逐步走向融合的校園網(wǎng)絡(luò)

文/ 鄢志輝 劉承啟

南昌大學(xué)是一所“文理工醫(yī)滲透、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的綜合性大學(xué)，是江西省人民政府和教育部共建的國家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)。學(xué)校現(xiàn)有位于江西省南昌市的前湖主校區(qū)、青山湖校區(qū)、東湖校區(qū)，還有鄱陽湖、撫州二個(gè)外地分校區(qū)，總占地面積8098畝。學(xué)校是中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)（CERNET）華東南地區(qū)江西主節(jié)點(diǎn)，是江西惟一參與CNGI駐地網(wǎng)、IPv6技術(shù)升級項(xiàng)目建設(shè)的高校。南昌大學(xué)1995年開始籌建校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，歷經(jīng)幾期“211工程”建設(shè)，并整合社會資源建設(shè)了校園無線網(wǎng)、公寓有線寬帶網(wǎng)。目前一個(gè)連接各校區(qū)的可靠、實(shí)用、融合、校方統(tǒng)一管理運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和平臺已基本建成。

校園網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

南昌大學(xué)校園網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)主干采用環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，核心和匯聚層采用了三層路由架構(gòu)，主干網(wǎng)傳輸速率為1Gbps，支持IPv6和可擴(kuò)萬兆連接。以太網(wǎng)環(huán)路方式增加了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，消除了主干鏈路的單點(diǎn)故障。全網(wǎng)采用OSPF路由協(xié)議，共劃分為9個(gè)區(qū)域，通過區(qū)域間的路由歸納簡化核心路由器的路由表。校園網(wǎng)光纖已經(jīng)通達(dá)校園內(nèi)的各教學(xué)樓、辦公樓和學(xué)生公寓，共接入建筑100余座，聯(lián)網(wǎng)機(jī)器28000余臺，共有136個(gè)C類教育網(wǎng)地址。

在多校區(qū)的校園網(wǎng)建設(shè)中，南昌大學(xué)前湖校區(qū)與青山湖校區(qū)只有一對裸光纜，但是有多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要在兩個(gè)校區(qū)間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，如果租用多對光纜成本將較高，為了滿足校園網(wǎng)多業(yè)務(wù)、高帶寬、全透明的傳輸要求，采用了波分復(fù)用（WDM）技術(shù)。通過部署一套密集波分（DWDM）設(shè)備實(shí)現(xiàn)了一卡通、校園網(wǎng)、IPv6專線、教育網(wǎng)、電信出口網(wǎng)絡(luò)對光纖資源的復(fù)用。學(xué)校整個(gè)校園網(wǎng)分為3個(gè)相對獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊：教學(xué)辦公科研網(wǎng)、公寓有線寬帶網(wǎng)、校園無線網(wǎng)。

圖1 南昌大學(xué)校園網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2 核心及出口拓?fù)?/p>

校園網(wǎng)絡(luò)核心及出口建設(shè)

目前學(xué)校有200M電信網(wǎng)絡(luò)和1000M教育網(wǎng)、200M聯(lián)通、500MCERNET2 四個(gè)互聯(lián)網(wǎng)出口，核心及出口拓?fù)鋱D如2所示。

圖中核心路由器用來連接校內(nèi)主干網(wǎng)、匯聚點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心，策略分流路由器用來連接教育網(wǎng)、電信、網(wǎng)通出口，并在策略分流路由器上實(shí)現(xiàn)基于策略的路由：出流量目標(biāo)地址是電信地址就往電信出口轉(zhuǎn)發(fā)，目標(biāo)地址是聯(lián)通地址往網(wǎng)聯(lián)通轉(zhuǎn)發(fā)，其他流量默認(rèn)往教育網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)（我校教育網(wǎng)國際流量是包月計(jì)費(fèi)）。其中核心路由器與策略分流路由器為同一臺物理路由器，通過采取VRF技術(shù)，將一臺路物理路由器“虛擬”成了2臺路由器，VRF（VPN Routing and Forwarding）技術(shù)允許多個(gè)實(shí)例的路由表共存同一路由器，由于路由實(shí)例是獨(dú)立的，邏輯上可以成為多臺路由器。相對于很多高校單獨(dú)采用一臺路由器來實(shí)現(xiàn)多出口的策略路由，南昌大學(xué)通過“虛擬化”核心路由器的方式，節(jié)省了投資，充分發(fā)揮了設(shè)備的性能。在核心路由器上部署了防火墻模塊，并虛擬了4個(gè)防火墻分別用來連接教育網(wǎng)、聯(lián)通、電信網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心，模塊化和虛擬化防火墻部署帶來了高性能和靈活性。校園核心區(qū)域?qū)ｉT部署了營運(yùn)商匯聚交換機(jī)，用來匯接校園無線網(wǎng)、公寓有線網(wǎng)、教學(xué)辦公科研網(wǎng)，以及未來其他的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。

南昌大學(xué)是一所“文理工醫(yī)滲透、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的綜合性大學(xué)，是江西省人民政府和教育部共建的國家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)。

無線網(wǎng)建設(shè)

2007年開始，本著“校企合作，學(xué)校監(jiān)管”的原則，引進(jìn)社會資源建設(shè)，由學(xué)校主導(dǎo)，負(fù)責(zé)統(tǒng)一規(guī)劃管理，對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)給予技術(shù)支持，企業(yè)負(fù)責(zé)投資、工程建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營、市場開發(fā)工作。學(xué)校采用Wi-Fi技術(shù)建設(shè)校園無線網(wǎng)，目前在前湖校區(qū)的圖書館、主教學(xué)大樓、全部學(xué)生公寓建立起無線網(wǎng)覆蓋。學(xué)生公寓無線網(wǎng)絡(luò)用戶目前有6000多戶，為了便于認(rèn)證和管理，采用了獨(dú)立建網(wǎng)的方式。部署上根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)因地制宜采用了靈活的無線組網(wǎng)方式，無線校園網(wǎng)覆蓋方式包含室內(nèi)單獨(dú)放裝覆蓋、室內(nèi)分布系統(tǒng)合路覆蓋、室外覆蓋等。針對不同的地點(diǎn)靈活選用不同覆蓋方式：

1、室外技術(shù)：在開闊的公共區(qū)域和部分學(xué)生宿舍，采取了室外大功率的AP進(jìn)行覆蓋；

2、室內(nèi)瘦AP：在教學(xué)樓、圖書館等區(qū)域采用室內(nèi)瘦AP覆蓋，采用室內(nèi)單獨(dú)放裝方式部署，易于管理；

3、室內(nèi)胖AP：在學(xué)生宿舍區(qū)域，使用性能價(jià)格比高的胖AP，充分利用公寓有線電視線（CATV），采用室內(nèi)分布系統(tǒng)合路部署，通過雙頻段分配器合路器（合路器主要用作將多系統(tǒng)信號合路到一套室內(nèi)分布系統(tǒng)。學(xué)校采用的是具有WiFi射頻信號和CATV有線電視信號輸入，并有2個(gè)分配器輸出的雙頻段分配器），把無線信號加入到有線電視線中，借用有線電視的同軸電纜做饋線，從而把無線信號引入每個(gè)學(xué)生宿舍，在學(xué)生宿舍房間內(nèi)再通過分頻器把無線和有線電視信號分離開，每個(gè)宿舍加裝一個(gè)小天線。采用室內(nèi)分布系統(tǒng)合路部署的方式，利用CATV線路進(jìn)行室內(nèi)優(yōu)質(zhì)WLAN信號覆蓋的解決方案，拓展了室內(nèi)覆蓋深度、提高了覆蓋質(zhì)量，解決了無線信號穿透建筑物信號衰減大的問題，能使無線信號分布均勻，提高接入質(zhì)量，同時(shí)也促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的融合共享。室內(nèi)分布系統(tǒng)共享也是工信部大力倡導(dǎo)的部署方式，高校在建設(shè)無線網(wǎng)時(shí)也可以采用“2 G/3G+WLAN”的融合，降低建設(shè)成本，提高信號質(zhì)量。

公寓有線網(wǎng)融合

學(xué)生公寓的寬帶有線網(wǎng)一直由電信運(yùn)營商獨(dú)立建設(shè)和運(yùn)維，在一定時(shí)期內(nèi)解決了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足的問題，十年來對推進(jìn)學(xué)校的信息化應(yīng)用發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是隨著校園信息化的深入，學(xué)生公寓的寬帶有線網(wǎng)也逐漸顯露其不足。運(yùn)營商對校園網(wǎng)的功能和性質(zhì)認(rèn)識不足，對于校園網(wǎng)建設(shè)來說，其應(yīng)用是目的， 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是基礎(chǔ),網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源是核心，學(xué)生公寓網(wǎng)不應(yīng)是純粹的商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。運(yùn)營商作為一個(gè)企業(yè)投資建設(shè)校園網(wǎng)是以贏利為目的，而學(xué)校方面更側(cè)重于利用網(wǎng)絡(luò)來提升學(xué)校信息化的水平， 提高學(xué)校管理水平、促進(jìn)教學(xué)和科研工作。具體問題如下：

1. 學(xué)生用戶在公寓訪問校內(nèi)資源（如圖書文獻(xiàn)、課件、在線講座等）不方便，速度相對緩慢，甚至只有通過VPN的方式才能訪問，給學(xué)校教學(xué)工作和學(xué)生學(xué)習(xí)帶來諸多不便。

2. 學(xué)校對其信息內(nèi)容、上網(wǎng)行為不能有效管理，隨著計(jì)算機(jī)的普及、信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來, 大學(xué)生為網(wǎng)絡(luò)文化所吸引, 上網(wǎng)已成為校園內(nèi)的一種新時(shí)尚和交流方式。部分學(xué)生沉溺于電腦游戲、網(wǎng)絡(luò)，影響了宿舍公寓的作息規(guī)律和正常秩序， 嚴(yán)重影響了學(xué)業(yè)。

3.學(xué)校很多應(yīng)用比如學(xué)生公寓安防監(jiān)控系統(tǒng)、能耗監(jiān)測管理平臺、門禁考勤系統(tǒng)等需要部署在學(xué)生公寓，而目前校園網(wǎng)沒有延伸到公寓。

4.我校完成了“中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI示范網(wǎng)絡(luò)高校駐地網(wǎng)建設(shè)”項(xiàng)目，并以500M專線帶寬接入了CERNET2，目前正在實(shí)施“校園網(wǎng)IPv6技術(shù)升級項(xiàng)目”和“新一代可信任互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)網(wǎng)”項(xiàng)目，運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)對于新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部署比如IPv6網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)沒有動(dòng)力，影響了我校IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣大師生的推廣和CNGI在學(xué)校的發(fā)展。

5.用戶計(jì)費(fèi)模式和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)由營運(yùn)商制定，運(yùn)營商常采用與手機(jī)業(yè)務(wù)捆綁銷售的方式，學(xué)校無法參與制定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，保障學(xué)生的權(quán)益。部分學(xué)生即使只有訪問校內(nèi)資源的基本要求，也不得不開通商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

隨著學(xué)校信息化建設(shè)發(fā)展，學(xué)校將進(jìn)入一個(gè)應(yīng)用整合，資源共享服務(wù)的新階段，信息化應(yīng)用將更多地為廣大師生提供直接的服務(wù)。為了更好地整合學(xué)校信息化資源，提高使用效率，更好地為師生服務(wù)，南昌大學(xué)決定對校內(nèi)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行整合，對學(xué)校建筑物內(nèi)及外部空間信息化設(shè)施布局進(jìn)行合理規(guī)劃與管理，對運(yùn)營商在校內(nèi)的經(jīng)營活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范。其中一項(xiàng)重要工作是2010年與“中國電信”進(jìn)行了校園網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目新的合作，本著“電信建網(wǎng)，學(xué)校管網(wǎng)”的原則對現(xiàn)有學(xué)生公寓寬帶網(wǎng)進(jìn)行升級改造，將其融合成為校園網(wǎng)的一部分，由學(xué)校統(tǒng)一管理，學(xué)校承擔(dān)公寓網(wǎng)用戶的管理工作（包括用戶入網(wǎng)受理、行為監(jiān)管等）。部署了一套獨(dú)立的認(rèn)證系統(tǒng)，脫離了原來電信的寬帶綜合業(yè)務(wù)支撐平臺。在學(xué)生公寓有線網(wǎng)與校園辦公網(wǎng)之間增加兩條千兆捆綁鏈路，用于快速訪問校內(nèi)和教育網(wǎng)資源。

升級后的公寓有線寬帶網(wǎng)，覆蓋了所有學(xué)生公寓，由中國電信免費(fèi)提供網(wǎng)線接入方式。可以免費(fèi)訪問校內(nèi)所有資源和部分互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站（包括南昌大學(xué)網(wǎng)站、教務(wù)在線、圖書文獻(xiàn)資源等，以及訪問所有以edu.cn域名結(jié)尾的網(wǎng)站）。學(xué)校為每個(gè)師生一次性開通用戶，校園卡號作為用戶名。免費(fèi)服務(wù)不需要辦理開通手續(xù)，默認(rèn)就可以憑校園卡號作為用戶名登陸使用。如需訪問互聯(lián)網(wǎng)所有資源及其他信息，需購買充值卡對個(gè)人賬戶充值，才能通過中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)（CERNET）、中國電信寬帶網(wǎng)、聯(lián)通網(wǎng)訪問互聯(lián)網(wǎng)。

用戶在采用PPPOE撥號上網(wǎng)時(shí)候，用戶名后面需要加域的后綴，目前開通了三個(gè)域:@ncu、@edu、@ndcard。每個(gè)后綴可訪問資源如下：

1.ncu后綴：免費(fèi)開通使用，可以訪問充值頁面，可訪問南昌大學(xué)內(nèi)部資源（教務(wù)網(wǎng)，郵件、新聞網(wǎng)等）。如需訪問南昌大學(xué)圖書館的所有資源及所有以edu.cn后綴結(jié)尾的網(wǎng)站，需要在瀏覽器里設(shè)置代理服務(wù)器。

2.edu后綴：充值后使用，通過中國教育科研網(wǎng)出口去訪問互聯(lián)網(wǎng)資源（包括學(xué)校的所有資源）。

3.ndcard后綴：通過電信出口訪問互聯(lián)網(wǎng)所有資源。但不能訪問部分南昌大學(xué)圖書館資源。

公寓有線網(wǎng)融合后，學(xué)校采取了一些措施來提升服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)加大了對公寓網(wǎng)絡(luò)的管理力度。往年學(xué)生在剛開學(xué)的幾天上網(wǎng)截止日期會集中到期，為了避免學(xué)生集中在一段時(shí)間內(nèi)擁擠排隊(duì)購買充值卡，同時(shí)為了減輕用戶服務(wù)壓力，我們免費(fèi)延長了部分學(xué)生2~15天的上網(wǎng)到期時(shí)間，通過統(tǒng)籌安排，將高峰期到期用戶數(shù)削平，并均勻分布到開學(xué)起的20天內(nèi)。根據(jù)學(xué)校要求，我們對公寓有線網(wǎng)晚上上網(wǎng)時(shí)間段做了靈活限制，在某些時(shí)段對網(wǎng)絡(luò)資源和應(yīng)用的訪問進(jìn)行了限制。建立了公寓有線網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)的信息推送平臺，通過該平臺及時(shí)向?qū)W生發(fā)布教學(xué)信息、校園新聞、社團(tuán)活動(dòng)及學(xué)術(shù)會議預(yù)告、生活咨詢信息，使之成為傳播健康校園文化的陣地。

南昌大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)歷了從分到合，從外包到自主，形成了采用有線、無線技術(shù)覆蓋，自建和合作建設(shè)模式相結(jié)合，免費(fèi)和收費(fèi)服務(wù)并存，由學(xué)校統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)、管理、主導(dǎo)的校園網(wǎng)絡(luò)。公寓有線網(wǎng)融合成為校園網(wǎng)的一部分后，學(xué)校完全實(shí)現(xiàn)了對公寓有線網(wǎng)的管理、監(jiān)控。方便了學(xué)生訪問校內(nèi)及教育網(wǎng)資源，提升了服務(wù)質(zhì)量，為學(xué)校信息化的深入奠定了基礎(chǔ)。采取校企合作，學(xué)校收回管理權(quán)建設(shè)管理公寓網(wǎng)的模式取得了良好示范作用，該模式也為省內(nèi)其他幾所高校陸續(xù)借鑒采用。

未來發(fā)展設(shè)想

學(xué)校今后將在網(wǎng)絡(luò)融合、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、擴(kuò)大無線覆蓋等方面加強(qiáng)建設(shè)，將校園網(wǎng)主干升級到萬兆。目前教育網(wǎng)1GB出口帶寬基本滿負(fù)荷運(yùn)行，需要部署流量控制系統(tǒng)進(jìn)行流量整形，限制P2P等應(yīng)用對帶寬的濫用，提高用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)。校園網(wǎng)多出口的管理是學(xué)校面臨的問題，現(xiàn)有出口策略配置比較復(fù)雜，維護(hù)困難，鏈路之間沒有實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和互為備份，將采用鏈路均衡設(shè)備實(shí)現(xiàn)學(xué)校多出口的智能、動(dòng)態(tài)管理；實(shí)現(xiàn)公寓有線和無線網(wǎng)、辦公網(wǎng)的統(tǒng)一認(rèn)證，增加自助繳費(fèi)充值方式，開通多種靈活上網(wǎng)計(jì)費(fèi)方式；構(gòu)建統(tǒng)一管理的無線基礎(chǔ)設(shè)施，將無線覆蓋到學(xué)校的所有公共區(qū)域；統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化；實(shí)現(xiàn)存儲網(wǎng)、交換網(wǎng)、高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的融合。

(作者單位為南昌大學(xué))