無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在校園網(wǎng)絡(luò)升級改造中的應(yīng)用研究—以馬橋文來小學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)千兆升級改造項目為例

陶捷 上海智定科技股份有限公司

一、校園無線網(wǎng)絡(luò)的需求

（一）無線網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋

馬橋文來外國語小學(xué)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目前還處于發(fā)展的階段，課堂、機(jī)房大多還是采用有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)也只是簡單的用于辦公室給老師辦公。項目完成后無線熱點覆蓋主要教學(xué)場所，為移動學(xué)習(xí)提供環(huán)境支撐。

（二）無線上網(wǎng)安全有保證

應(yīng)上級要求各個院校開展重要信息系統(tǒng)的等級保護(hù)工作，盡可能的避免因教學(xué)資料外泄或丟失，而造成嚴(yán)重的教學(xué)事故。在學(xué)校建設(shè)普教無線網(wǎng)的過程中，也急需對學(xué)生的上網(wǎng)行為進(jìn)行管理，保障學(xué)習(xí)效果，同時對于教師的上網(wǎng)行為進(jìn)行管控，保證教師的教學(xué)效率。

（三）運營維護(hù)便捷

學(xué)校在推動信息化建設(shè)的過程中，急需簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最大程度上降低了建設(shè)成本、運維成本。在整個無線調(diào)試、運維中需要做到完全的可視化。

（四）電子書包場景建設(shè)

目前電子書包在全國各地頻繁開展試點，目前已經(jīng)日趨成熟。其終端PAD的移動特征，對校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出了迫切需求。

二、馬橋文來小學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)千兆升級改造項目概況

上海市閔行區(qū)馬橋文來外國語小學(xué)位于馬橋鎮(zhèn)，由七寶中學(xué)教育集團(tuán)委托管理，于2015年9月落成開辦，學(xué)校占地面積22500平方米，建筑面積13652平方米。目前學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還處于發(fā)展的階段，課堂、機(jī)房大多還是采用有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)也只是簡單的用于辦公室給老師辦公。通過本次千兆升級改造項目，確保每間普通教室、專用教室、教室辦公室實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋為移動學(xué)習(xí)提供環(huán)境支撐。

三、千兆網(wǎng)絡(luò)升級方案設(shè)計的原則

（一）確保網(wǎng)絡(luò)安全性

滿足校園內(nèi)上網(wǎng)的同時還需要滿足無線網(wǎng)絡(luò)使用的安全性，從用戶接入、信息傳遞、數(shù)據(jù)管理三方面出發(fā)，全面保證了校園用戶上網(wǎng)的安全性，存儲數(shù)據(jù)的安全性，同時上網(wǎng)行為審計功能滿足公安部頒發(fā)的第82號令。

（二）提高管理便捷性

無線網(wǎng)絡(luò)在運維管控方面，需要采用極致運維管理策略，能夠?qū)W(xué)校所有無線接入設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一集中管理，使維護(hù)管理更加便捷，減少學(xué)校無線建設(shè)成本及運維管理成本。

（三）提升后期擴(kuò)展性

基礎(chǔ)無線網(wǎng)絡(luò)推動著教育信息化的發(fā)展，不僅要在保證現(xiàn)有需求的基礎(chǔ)上建設(shè)高性價比的無線網(wǎng)絡(luò)，還要為了將來無線網(wǎng)絡(luò)的升級換代做好基礎(chǔ)，所以在產(chǎn)品的選擇、項目的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的性能等方面全方位考慮。

四、無線校園網(wǎng)解決方案

（一）安全的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

1.無線接入前的安全認(rèn)證

（1）教師接入認(rèn)證

①802.1X認(rèn)證

采用802.1x認(rèn)證，學(xué)生、老師接入時即需要認(rèn)證，認(rèn)證通過的用戶才允許接入網(wǎng)絡(luò)。終端用戶無須管理員協(xié)助，通過開放性wlan下載自動配置工具，一鍵安裝即可輕松接入校園網(wǎng)絡(luò)既安全又便捷。

②Portal賬號密碼認(rèn)證

采用Portal賬號密碼認(rèn)證，老師接入時即需要認(rèn)證，登錄的賬號可以為教師姓名、手機(jī)號、工號等具有唯一性信息，實現(xiàn)一人一賬號自行登錄。

③賬號自注冊認(rèn)證

選擇賬號自注冊認(rèn)證，預(yù)先導(dǎo)入手機(jī)號碼，用戶在首次登陸時選擇賬號激活，并自己設(shè)置賬號和密碼，激活后輸入賬號密碼登陸即可。

（2）訪客接入認(rèn)證

校園經(jīng)常會有來訪人員或者上級領(lǐng)導(dǎo)視察工作，這部分人員經(jīng)常有手機(jī)端和電腦端無線上網(wǎng)的需求，在無線校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的時候，需要充分考慮訪客無線接入的便利性以及安全性，不是每一個訪客過來都是問“這里的wi fi密碼多少”。

通過關(guān)注官方微信即可免費上網(wǎng)，學(xué)校通過微信平臺發(fā)布教育信息、便民信息、在線查詢、公眾參與等，可以根據(jù)用戶所處的位置、時間段、上網(wǎng)時長等進(jìn)行推送。

2.使用無線時的安全教學(xué)辦公

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，如今的互聯(lián)網(wǎng)資源安全隱患多，看似正常的訪問網(wǎng)站，可能在訪問反動、色情、賭博等非法網(wǎng)站。因此，上網(wǎng)管理的目標(biāo)應(yīng)該是：讓上網(wǎng)可視可控。無線系統(tǒng)應(yīng)具有基于應(yīng)用的訪問控制、基于服務(wù)的訪問控制、URL網(wǎng)頁過濾對訪問權(quán)限進(jìn)行控制，同時無線控制器內(nèi)置應(yīng)用識別庫和URL庫，并且每周定時更新，能自動識別危險應(yīng)用和URL，可針對這些危險應(yīng)用和URL進(jìn)行封堵和控制，從而提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

3.安全合規(guī)的上網(wǎng)安全審計

目前，校園網(wǎng)絡(luò)輿論缺乏管制，需要對師生以及來訪訪客網(wǎng)絡(luò)行為審計，對老師以及訪客的上網(wǎng)行為進(jìn)行記錄存儲備案，包括用戶名、IP、時間、鏈接、內(nèi)容等，滿足《公安部82號令》的安全要求，并且該功能實現(xiàn)無需再搭配第三方專業(yè)設(shè)備，大大節(jié)省校園IT建設(shè)成本。

4.客觀環(huán)境下的安全防護(hù)

在校園無線網(wǎng)絡(luò)里，無論是在連接無線前、使用無線時以及斷開無線的時候，都存在無線安全隱患。通過自帶的WIPS無線入侵防御系統(tǒng)以及WIDS無線入侵檢測系統(tǒng)的雙重保險，對常見危險攻擊進(jìn)行安全防護(hù)，并通過后臺可視化頁面直觀顯示，無線網(wǎng)絡(luò)安全狀況一目了然。

（二）校園多場景無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計

1.辦公區(qū)設(shè)計

傳統(tǒng)辦公區(qū)場景大多數(shù)是隔開的辦公室，一個辦公室容納10個左右老師，移動終端大約在10-20個左右，考慮到為了節(jié)約成本并且又能夠滿足辦公室老師日常上網(wǎng)的需求，應(yīng)使用吸頂AP，既美觀、便捷、節(jié)約成本，又能滿足老師日常上網(wǎng)辦公。

2.電子課堂設(shè)計

電子書包場景主要是專用教室（音樂、美術(shù)、實驗、科學(xué)教室等），接入終端數(shù)目多一個教室大約在40-60人，且流量高并發(fā)，所有終端需同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3.報告廳、會議室設(shè)計

大禮堂場景屬于高密場景，此場景下需要通過無線性能優(yōu)化和無線速度優(yōu)化，提高頻帶利用率，保證了無線網(wǎng)絡(luò)使用的可靠性和穩(wěn)定性，保證了高并發(fā)高密場景下無線網(wǎng)使用的流暢性。

4.校園園區(qū)設(shè)計

隨著中小學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)需求的增加，教室外無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋解決了校園內(nèi)無線辦公、移動上網(wǎng)的需求，同時也提高了師生的上網(wǎng)體驗。但是室外的設(shè)備需要較好的保護(hù)措施，同時設(shè)備也必須具備較好的防水防雷等功能，從而在惡劣的室外環(huán)境中保持正常的運行。

（三）穩(wěn)定快速的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

1.精細(xì)的流量管控

無線網(wǎng)絡(luò)需要對校園園區(qū)有線無線網(wǎng)絡(luò)不同用戶及應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行管理和劃分，完成帶寬保證和帶寬限制功能。通過基于權(quán)限的帶寬管理、基于區(qū)域位置的帶寬管理、基于時間的帶寬管理、基于應(yīng)用的帶寬管理等方式合理分配帶寬權(quán)限，保證無線網(wǎng)絡(luò)的流暢使用。

2.無線性能的優(yōu)化

無線網(wǎng)絡(luò)需要通過終端時間公平調(diào)度、無線空中QoS、802.11e/WMM技術(shù)、智能廣播優(yōu)化、快速漫游等無線性能優(yōu)化方式，提高AP整體無線性能。

3.電子書包場景優(yōu)化

在無線電子書包的覆蓋建設(shè)中，客戶面臨當(dāng)接入的電子書包終端稍微多點時，就會出現(xiàn)延遲大甚至卡頓的現(xiàn)象，體驗效果并不理想。多播優(yōu)化很好的解決電子書包場景由于接入終端并發(fā)數(shù)量多的問題，通過發(fā)送速率優(yōu)化，通道帶寬權(quán)重的設(shè)置等，大幅度提高體驗效果。

（四）校園網(wǎng)運維管理方案

1.圖形化管理后臺，可視化操作

無線系統(tǒng)通過自帶的無線網(wǎng)絡(luò)管理后臺，借助可視化管理界面，使得無線網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)更加清晰，故障排除更加簡便，所有的接入點AP運行狀態(tài)一目了然，無線網(wǎng)絡(luò)配置更改更加方便，為IT人員工作“減負(fù)”。

2.高可靠性、扁平化設(shè)計，減少運維工作

無線AP在安裝前不需要進(jìn)行任何設(shè)置，安裝完成后無線控制器統(tǒng)一下發(fā)指令，極大的縮減安裝的時間和后期維護(hù)的成本。在后期維護(hù)過程中，通過管理后臺內(nèi)置的熱點分析圖，可以快速找到問題，排除故障。所有無線熱點的設(shè)置工作統(tǒng)一在無線控制器上進(jìn)行，安裝容易，設(shè)置簡單。設(shè)置支持自動以及手工備份和還原，雙重保證無線熱點的24小時不間斷運行。

五、結(jié)論與展望

無線校園網(wǎng)已經(jīng)成為提升教學(xué)環(huán)境品質(zhì)，提高教育資源利用率的必要因素。此外，無線網(wǎng)絡(luò)的引入，進(jìn)一步為無線多媒體提供應(yīng)用平臺，從而將教育信息化建設(shè)推向新的高點。隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將會融合到社會各個行業(yè)，這已經(jīng)成為社會發(fā)展的一個必然趨勢。