荊州職業(yè)技術(shù)學院無線校園網(wǎng)建設(shè)實例

摘要：依據(jù)《教育部教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》《教育部教育信息化“十三五”規(guī)劃》《教育部2016年工作要點》的要求，要基本建成“人人皆學、處處能學、時時可學”與國家教育現(xiàn)代化發(fā)展目標相適應(yīng)的教育信息化體系。作為信息傳輸?shù)闹饕d體，校園網(wǎng)一直承擔著數(shù)據(jù)交換、資源交互、監(jiān)控安防等關(guān)鍵性作用。如何提供一個安全可靠、真實可用、傳輸可控的無線校園網(wǎng)絡(luò)平臺，筆者通過荊州職業(yè)技術(shù)學院無線校園網(wǎng)建設(shè)實例進行了佐證。

關(guān)鍵詞：無線;校園網(wǎng);建設(shè);實例

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）02-0010-02

1 既是政策推動，也是自身內(nèi)涵建設(shè)需要

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，教育信息化對校園網(wǎng)提出了新的要求。《教育部教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》《教育部教育信息化“十三五”規(guī)劃》《教育部2016年工作要點》等文件的不斷出臺，將教育信息化又推上了一個新的高度，在“人人皆學、處處能學、時時可學”的要求下，建設(shè)與國家教育現(xiàn)代化發(fā)展目標相適應(yīng)的教育信息化體系迫在眉睫。

荊州職業(yè)技術(shù)學院是由多所本地中專合并組建的高職學校，2003年新校區(qū)投入使用以來，一直沿用中專模式的教學體系，校園網(wǎng)也是百兆出口的全有線模式。隨著學校的不斷建設(shè)發(fā)展，黑板手寫式教學模式漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)多媒體教學模式，老師、學生在校園內(nèi)的工作、學習、生活越來越依靠網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的呼聲也越來越高。

為了適應(yīng)學校新的發(fā)展要求，通過教育信息化推動學校內(nèi)涵建設(shè)，建設(shè)與國家教育現(xiàn)代化發(fā)展目標相適應(yīng)的教育信息化體系，2016年，學校啟動了新一輪信息化建設(shè)，決定通過引進社會資金來完善校園信息化建設(shè)，其中一期工程就是校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺建設(shè)。

通過方案設(shè)計與評估，校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺建設(shè)最終選定全無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的建設(shè)方案。此方案以雙核雙控為中心，萬兆為骨干，實現(xiàn)千兆接入的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。作為方案的設(shè)計與標準的制定者，筆者深知完全擯棄有線接入是不可行的，所以在方案的設(shè)計中，對特殊的場所（主要包括電子閱覽室、公共機房、專業(yè)實驗室等）反而采用了雙千兆或萬兆光纖接入的強化方案，所有單點均采用無線接入。

項目建成后，老師和學生將使用更加靈活、易于管控、可漫游的無線校園網(wǎng)絡(luò)進行工作、學習、生活，極大地豐富了信息化教學手段，提升了信息化教學水平。

請注意，這里用到了無線校園網(wǎng)一詞，而不是校園無線網(wǎng)。筆者認為，校園無線網(wǎng)還是傳統(tǒng)的有線為主，無線為輔，而無線校園網(wǎng)已經(jīng)變?yōu)闊o線為主，有線為輔的新模式。

2 項目實施中的諸多問題與解決措施

2016下半年，項目通過社會機構(gòu)完成招標，最終卓智網(wǎng)絡(luò)科技有限公司的建設(shè)方案入選，出資1200萬，對學?，F(xiàn)有建設(shè)規(guī)模完成網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺和數(shù)據(jù)中心機房的建設(shè)任務(wù)。

項目建設(shè)周期1年，分2個階段完成。一階段校園實勘、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)備安裝、配置調(diào)試、數(shù)據(jù)生成、外網(wǎng)接入;二階段壓力測試、方案優(yōu)化、平臺應(yīng)用。

由于學校行政原因，合同簽訂時間向后延遲了半年，再加上項目建設(shè)、優(yōu)化等諸多因素，最終在2018上半年才驗收?，F(xiàn)將項目建設(shè)中的問題與解決措施列出，與大家共勉。

2.1 減小實勘與實建的差異化，場景優(yōu)化不能低于測試標準

為了更好地設(shè)計無線方案，卓智公司委托銳捷網(wǎng)絡(luò)對學?，F(xiàn)有建筑進行實地勘測。銳捷網(wǎng)絡(luò)派出武漢駐點工程師對我校圖書館、教學樓、宿舍樓、工業(yè)中心等場所進行抽樣測試，寫出測試報告。所測設(shè)備型號為RG-AP510，建設(shè)時依據(jù)標書要求采用設(shè)備型號為RG-AP520。

測試報告建議所有室內(nèi)場景均采用獨立AP或智分管控，大型場所和人員密集區(qū)采用多點交錯式分布，但在建設(shè)時，卓智公司為節(jié)省投資成本未采取測試報告的結(jié)論，將圖書館、教學樓等場所改為樓道共享透傳模式，未達到室內(nèi)<-50dBm，室外<-65dBm的建設(shè)要求，部分辦公室、教室信號丟失嚴重，用戶無法正常接入網(wǎng)絡(luò)。

二階段時，學校與卓智公司溝通后，優(yōu)化方案，采用一室一點，從而解決了信號丟失問題，目前全校上網(wǎng)穩(wěn)定。

2.2 設(shè)備性能應(yīng)高于設(shè)計標準，以滿足用戶需求為前提

場景化定制與整體設(shè)計是存在差異的。教學區(qū)單點接入用戶數(shù)是遠遠高于辦公區(qū)、宿舍區(qū)的，而食堂、體育館、學術(shù)報告廳、大學生活動中心等區(qū)域的接入密集度和并發(fā)也是最高的。考慮這些場景的差異，在設(shè)計標準上做了區(qū)別要求。

例如：單間辦公室和單間宿舍內(nèi)，單點單空間流并發(fā)不得低于10臺。其依據(jù)來自國家發(fā)改委2014年11月發(fā)布的《黨政機關(guān)辦公用房建設(shè)標準》，我校作為一個副廳級單位，辦公人員可享受9平方米/每人的標準，我校單間辦公面積一般在22平方米，同時可滿足2～3名職工辦公，根據(jù)職工上網(wǎng)策略每人可同時使用1臺電腦和1部手機上網(wǎng)，帶寬為50Mbps，可得出設(shè)備最低要求為：并發(fā)接入6臺、300Mbps最大使用帶寬，后續(xù)如果將接入策略調(diào)整為每臺100Mbps，將會達到600Mbps最大使用帶寬。

眾所周知，802.11n傳輸速率為300Mbps，802.11ac傳輸速率為867Mbps，雖然通過載波聚合技術(shù)可達到更高速率，但用戶用于上網(wǎng)的設(shè)備不一，考慮到通用性，還是以基本傳輸速率為準。

802.11n的頻點較802.11ac的低，因此穿透性更強，適于透傳、遠距和漫游，802.11ac適于室內(nèi)、高速率、多用戶接入。特別是支持MU-MIMO技術(shù)的設(shè)備，在多用戶并發(fā)、大數(shù)據(jù)吞吐上具有更加明顯的優(yōu)勢。

最終我們選定了RG-AP520、RG-AP720、RG-AP630、RG-AP552、RG-AP120等型號作為無線接入設(shè)備。其中AP520作為教室內(nèi)接入、AP720作為漫游、AP630室外照射、AP552宿舍接入、AP120辦公室接入。

在IP地址規(guī)劃時，VLAN劃分采用了VLSM+SUPER VLAN技術(shù)，將指定區(qū)域劃分為一個小的VLAN，將多個小VLAN合并成一個大VLAN，單個VLAN內(nèi)IP地址段劃分的很大，遠遠滿足了劃分區(qū)域內(nèi)設(shè)備的接入需要，同時也實現(xiàn)了廣播隔離。

例如：我校教學樓都是工字或王字型，整棟教學樓分3個大的區(qū)域，每區(qū)域6層，每層9間大小不一的教室。在劃分VLAN時，我們將每層劃為一個VLAN，每個VLAN內(nèi)劃分16個C類私網(wǎng)地址，再將6層VLAN合并成一個區(qū)域VLAN，房間少、用戶接入數(shù)少的中間區(qū)域單獨劃分一個VLAN，這樣一棟教學樓只有3個VLAN標識，便于管理。同理，非教學樓每棟也只有一個VLAN標識。

2.3 帶寬保障越大越好，方便業(yè)務(wù)升級

雖然2003年我校就已經(jīng)購置了當時最先進的萬兆核心交換機RG-S6806，但一直未有核心業(yè)務(wù)，也沒有上萬核模塊，讓“萬兆”成了空殼。本次的萬兆標準為出口帶寬10Gbps、核心帶寬40Gbps，骨干帶寬10Gbps，其中出口、核心和骨干都采用了鏈路聚合技術(shù)實現(xiàn)負載均衡。從而有效地保障了網(wǎng)路的暢通和冗余。

根據(jù)部分省份發(fā)布的校園網(wǎng)出口帶寬參考標準，按照每生最少0.7Mbps的標準，我校15000余名師生最少需要10.5Gbps的出口帶寬。目前我校接入了電信3Gbps、移動3Gbps、聯(lián)通1Gbps共7Gbps的出口帶寬，根據(jù)周報數(shù)據(jù)顯示，日最大并發(fā)用戶約2200人，帶寬使用電信1.22Gbps、移動0.33Gbps、聯(lián)通0.16Gbps，人均0.78Mbps，基本達到了底線標準，但此數(shù)據(jù)是通過技術(shù)處理和帶寬限制后得到的數(shù)據(jù)，也是外網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)，不能作為校園網(wǎng)骨干帶寬的速率依據(jù)。

我校用網(wǎng)套餐分為10Mbps、20Mbps、50Mbps和100Mbps4種，其中20Mbps用戶占了43%、50Mbps用戶占了45%，以此為標準可推算出教學棟的最小骨干帶寬為：4500人*0.8Mbps*0.8使用率/1024=2.8Gbps，最大骨干帶寬為：4500人*35Mbps*0.8使用率/1024=123Gbps，除去校內(nèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用連接速率的限制，如此大的帶寬只能通過鏈路聚合技術(shù)實現(xiàn)，考慮到成本因素，應(yīng)分步實施。實際占用帶寬測試為INPUT<300Mbps每秒、OUTPUT<1.5Gbps每秒（早11點求索樓交換機上連口值，其他教學樓低于該值），以雙10Gbps的鏈路建設(shè)標準，完全可以滿足現(xiàn)有需求。

2.4 扁平化并非真的扁平，只是在邏輯上扁平而已

近年來，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)出現(xiàn)了扁平、極簡等高頻詞，我校也不落人后地選用了扁平化架構(gòu)。原以為，扁平化后，核心可以與接入直接點對點連接，省去中間的匯聚層，但現(xiàn)實打破了幻想。44臺接入交換機*2核心冗余*2雙向=176個萬兆模塊，88萬兆口/24+2冗余=6個24口全萬兆擴展板（1核3塊，忽略大對數(shù)光纖成本）。多出的近百萬預(yù)算迫使我們還是采用了硬件三層的架構(gòu)，只是將原先的ROUTE模式改成為TRUNK模式。

ROUTE模式相當于分區(qū)自治，讓每個樓成為獨立網(wǎng)絡(luò)空間，TRUNK模式減少了路由表，讓全校成為一個大的區(qū)域。

2.5 安全管控不能弱化，等保評二建三

實名制認證是網(wǎng)絡(luò)接入的基本要求，《網(wǎng)絡(luò)安全法》的實施，更把安全提升到國家層面。為保證無線校園網(wǎng)的安全，我們在出口采用了EG2000UX多業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)設(shè)備、核心交換機上加載了WIS無線管理模塊、超融合平臺增加了深信服防火墻、認證、日志、網(wǎng)管等多個管理軟件，有效防止了偽基站、偽信號源、非法接入、信號干擾等，并和校園安防監(jiān)控結(jié)合，減少了人為破壞、非法干擾等行為。

依據(jù)《教育行業(yè)信息系統(tǒng)安全等級保護定級工作指南》，我校按自評二級、自建三級標準進行建設(shè)，強化了制度建設(shè)、機房安全、消防安全、用電保障、人員管理、日志留存等方面。

3 前進的腳步永不停止，我們的征途是星辰大海

“智慧校園”網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺剛剛建成，6月中國國家標準化管理委員會發(fā)布了GB/T36342-2018智慧校園總體框架標準、8月教育部辦公廳發(fā)布了關(guān)于貫徹落實《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》的通知、10月國務(wù)院辦公廳發(fā)布了關(guān)于《完善促進消費體制機制實施方案（2018-2020年）》的通知等，為校園網(wǎng)建設(shè)提出了更高層次的要求，不僅要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)推動各類應(yīng)用電子產(chǎn)品智能化升級，還要協(xié)調(diào)第五代通信技術(shù)（5G）與無線網(wǎng)絡(luò)（WLAN）之間的協(xié)作關(guān)系，要打破空間與技術(shù)的壁壘，實現(xiàn)全方位融合。

這又是一個新時代、新挑戰(zhàn)。

參考文獻：

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[2] 李剛.淺談云時代下數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化[J].電腦知識與技術(shù)，2015（5）：12-13.