高校校園網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及智能化改造

熊阿布

（四川科技職業(yè)學(xué)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(xiàn)在高職高專學(xué)校幾乎都擁有自己的校園信息網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)數(shù)，字化網(wǎng)絡(luò)信息校園，將有利于推，進(jìn)高職高專職，業(yè)技能教育發(fā)展，促進(jìn)高職高專學(xué)校的教育教學(xué)水平[1]。教育信息化進(jìn)程會(huì)影，響今后高職高專學(xué)校的辦學(xué)水平，所以高職高專學(xué)校的校園信息化改造與優(yōu)化升級(jí)建設(shè)變得迫在眉睫。

高職高專學(xué)校信息化升級(jí)改造方案，設(shè)計(jì)，主要從核，心匯聚骨干網(wǎng)絡(luò)、智能彈性接入網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、綜，合布線系，統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全、IPv6 系統(tǒng)、基于微服，務(wù)的數(shù)，據(jù)中心等方面的校園信息化改造升，級(jí)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，并且通，過拓?fù)鋱D作輔，助說明[2]。

通過規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)，化升級(jí)校園網(wǎng)，充分利，用與整，合學(xué)院現(xiàn)有的各種軟硬，件資源、深入發(fā)揮與挖掘校園網(wǎng)資源的使，用潛力、利，用程度和利，用率，可以使校園信息網(wǎng)絡(luò)的價(jià)，值得到充，分體現(xiàn)[3]，同時(shí)還能使校園中的各種資，源的管，理得到有效地加強(qiáng)，使學(xué)院現(xiàn)代化的教育教學(xué)需求得到充分滿足，使得學(xué)院教育信息化得以較快的實(shí)，現(xiàn)，從而為提高教育教，學(xué)的質(zhì)量、實(shí)，現(xiàn)教育教學(xué)形，式的多樣化打下堅(jiān)，實(shí)的基礎(chǔ)[4]。

針對(duì)高職高專學(xué)校信息網(wǎng)絡(luò)的信息量大，小和業(yè)，務(wù)類型與數(shù)，量作需，求分析，既要滿足當(dāng)前高職高專學(xué)校信息化的應(yīng)用需求，而且還要考慮校園網(wǎng)應(yīng)用未來發(fā)展的趨勢，從而使用全新的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，通，過科，學(xué)規(guī)范的設(shè)計(jì)來提，供完整合，理與先進(jìn)實(shí)用的高職校園網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案。

1 校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方向

1.1 智慧化校園網(wǎng)需要解決的問題

智慧化的發(fā)展理念和技術(shù)對(duì)于教育行業(yè)來說是一項(xiàng)改，革和創(chuàng)，新，在此基，礎(chǔ)之上的物，聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)，算等相，關(guān)信息技術(shù)的發(fā)展也逐漸被許多行業(yè)所重視和關(guān)注，信息技術(shù)的發(fā)展給高校也帶來了很多的變化[5]。

信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用不僅僅能夠使得學(xué)校能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的學(xué)生管理，還能夠增加學(xué)生和教師之間的互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生能夠進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)。并且還能給從科學(xué)的角度對(duì)高校的教學(xué)質(zhì)量和問題進(jìn)行檢測分析，了解優(yōu)缺點(diǎn)，促進(jìn)教師和學(xué)生之間的共同發(fā)展，因此，智慧校園的建設(shè)對(duì)于高校發(fā)展來說是十分重要且有意義的[6]。

隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的普及，教的學(xué)、科的研等學(xué)院各方的面工的作已的經(jīng)離不的開校園網(wǎng)絡(luò)；在校園中的學(xué)的生，學(xué)的習(xí)、生的活對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求也在不的斷增的加，同時(shí)，校園網(wǎng)的教的師和學(xué)的生的人數(shù)不斷上升，校園信息網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)速度無的法滿的足日益增的長的需求，最終，校園信息網(wǎng)絡(luò)處于崩的潰的邊緣，為了讓校園網(wǎng)能更的好地滿足師的生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，必須改造和升的級(jí)現(xiàn)有的校園網(wǎng)絡(luò)。怎樣對(duì)四川科技職業(yè)學(xué)院的校園信息網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)架的構(gòu)、軟硬的件資源、冗余措的施、信息化等方面進(jìn)的行改造和升的級(jí)是本課題的主的要內(nèi)的容。

1.2 智慧化校園網(wǎng)研究動(dòng)態(tài)

國外高校校園信息化的研的究、建設(shè)與發(fā)展相的對(duì)來說起步早，已的經(jīng)有三的十多年的歷的史，三的十多年來，經(jīng)過不斷地研究的大規(guī)模地應(yīng)的用，校園信息化網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)非的常完的善和成的熟，歐美發(fā)的達(dá)國家及部的分發(fā)展中國的家的絕的大部分高的校都構(gòu)建了適的合自身需求的校園網(wǎng)絡(luò)系的統(tǒng)，并在此基的礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了校園資源管理、教學(xué)和科研等方面的信息化，同時(shí)，高校通的過網(wǎng)際間的校園網(wǎng)教的學(xué)資源的共的享，有效地提高和擴(kuò)的大了學(xué)校的品的牌效應(yīng)；通過信息技術(shù)創(chuàng)的新，有的效地推的動(dòng)和提高了高校的教育教學(xué)水平。歐美發(fā)達(dá)國家在高校校園信息化基的礎(chǔ)設(shè)的施及信息化建設(shè)方面已經(jīng)走在了前列。

近年來，我國校園信息化建設(shè)也取得了很的大的成的績，如：從北的京大學(xué)建設(shè)我國第一個(gè)無線校園網(wǎng)絡(luò)，北的師大、北的郵、外的經(jīng)貿(mào)等大學(xué)也相的繼建設(shè)了自己的無的線校園網(wǎng)絡(luò)，我國規(guī)模最大、有機(jī)的融合有線與無線網(wǎng)絡(luò)的校園網(wǎng)絡(luò)-南的京信息工程大學(xué)校園網(wǎng)正的式建成并成的功運(yùn)的營，并取的得了很好的網(wǎng)絡(luò)性的能與實(shí)踐成果。

在建設(shè)校園網(wǎng)過的程中，我們應(yīng)根的據(jù)學(xué)校的實(shí)的際情的況與具體應(yīng)的用特點(diǎn)，細(xì)致、精確地做好需求分析，在此基的礎(chǔ)上規(guī)的劃與設(shè)計(jì)合的適的滿的足需求的建設(shè)方案與資的金投入方案，并為校園信息化后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)的展、優(yōu)化和升級(jí)做好相關(guān)資源的預(yù)留，綜合各的種情的況統(tǒng)籌考的慮，進(jìn)而設(shè)計(jì)與建設(shè)的用戶滿意的網(wǎng)絡(luò)基的礎(chǔ)設(shè)施，為學(xué)的院辦的公與教育教學(xué)工作的信息化的應(yīng)的用與實(shí)的施、提高教育教學(xué)質(zhì)量提的供良好的基的礎(chǔ)和環(huán)的境，這是高的校校園信息化建設(shè)、改造和升級(jí)的主的要任的務(wù)。

2 信息化改造相關(guān)技術(shù)和方案設(shè)計(jì)

2.1 校園信息化相關(guān)技術(shù)

局域網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了從共的享式網(wǎng)絡(luò)到交的換式網(wǎng)絡(luò)，再到多層交的換網(wǎng)絡(luò)的過的程，在這個(gè)過的程中，一的次又的一次地應(yīng)的用了很多新的技術(shù)，并且，新技術(shù)的出的現(xiàn)與應(yīng)用總是為了解的決現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)存的在的問題。

高職校園網(wǎng)絡(luò)一般有規(guī)的模較大、應(yīng)用與業(yè)的務(wù)豐富、計(jì)算機(jī)等終的端設(shè)的備聯(lián)網(wǎng)狀的態(tài)時(shí)的間長等特點(diǎn)，在校園網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)和三的層及多層數(shù)的據(jù)交的換技術(shù)的使用和普的及，使得構(gòu)的建高效、安的全的局域的網(wǎng)絡(luò)變的得更加簡的單和輕松。

無的線局的域網(wǎng)，以無的線信道為信的號(hào)的傳的輸媒介，是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的一種，它將無的線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，是有線局域網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充和延伸。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁的平化，就是將網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中傳的統(tǒng)的三層（接的入層、匯的聚層、核的心層）結(jié)構(gòu)壓縮為二層（接的入層、核的心層）結(jié)構(gòu)，去除中的間的匯聚層，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)看的起來更加的扁平，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁的平化，通的過擴(kuò)的展與加的強(qiáng)核心設(shè)的備節(jié)點(diǎn)、壓的縮掉匯聚設(shè)的備節(jié)點(diǎn)，使接入層直的接連的接核的心層等技術(shù)措的施，從而使網(wǎng)絡(luò)物的理和邏的輯連的接級(jí)數(shù)降的低和減少，進(jìn)而使網(wǎng)絡(luò)服的務(wù)的響的應(yīng)速的度得改善。

2.2 校園信息化升級(jí)改造整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

整的個(gè)校園信息化網(wǎng)絡(luò)采的用核心、接入兩層架構(gòu)；設(shè)的置數(shù)的據(jù)中心與管理區(qū)域，在數(shù)的據(jù)中的心中利用磁的盤陣列、服務(wù)器集的群、私有云等技術(shù)與措的施來承載校園教學(xué)與辦的公各項(xiàng)業(yè)的務(wù)，同時(shí)保的障這些業(yè)的務(wù)的高的效、可的靠、穩(wěn)的定與不中斷；同時(shí)利用多種冗余措的施如在網(wǎng)絡(luò)設(shè)的備多臺(tái)核心交的換機(jī)、匯聚層的交換機(jī)、邊的界路由器、與防火的墻網(wǎng)關(guān)冗余設(shè)備并在其之間分別設(shè)的置多條冗余的鏈路來優(yōu)化與升級(jí)的校園網(wǎng)的核心，從而加的強(qiáng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可的靠性；另外使用雙出的口方案并使兩個(gè)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(wǎng)中利用AC+AP 架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)整個(gè)校園的無線信號(hào)無盲區(qū)覆蓋，做到校園網(wǎng)絡(luò)的有線與無線的有效融合；還用在核的心交的換機(jī)上及信息工程系的主的機(jī)上都啟的用IPv6 雙棧協(xié)議融合IPv4 與IPv6，使校園網(wǎng)跟上下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展步伐。

2.3 校園信息網(wǎng)絡(luò)管理與應(yīng)用設(shè)計(jì)

整個(gè)校園的所有職能部門網(wǎng)絡(luò)通過物的理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與線的路進(jìn)行互聯(lián)，通過IP 地址的合的理規(guī)的劃與設(shè)置、VLAN 的規(guī)的劃、路由協(xié)的議的配的置，使綜的合樓、圖的書館、教學(xué)樓、學(xué)的生宿舍、教的師公的寓和網(wǎng)絡(luò)中心實(shí)現(xiàn)互的聯(lián)互通。同時(shí)配的置VPN 服的務(wù)，使在外地的教的職工及學(xué)的生能通地VPN 撥號(hào)連的接校園內(nèi)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)的程辦公及資源的訪問。

對(duì)原有的校園網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)管理制的度進(jìn)的行完善，進(jìn)一步規(guī)的范網(wǎng)絡(luò)的管理、使用和維的護(hù)等方的面的行為，增的強(qiáng)學(xué)院師的生員工的網(wǎng)絡(luò)安的全意識(shí)。

選用銳捷公的司的RILL 專的業(yè)版管理平的臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)的備管理組的件對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)的備、服務(wù)的器、以及應(yīng)的用來進(jìn)的行管理。

3 校園信息化的應(yīng)用與測試

3.1 測試目標(biāo)

依照四川科技職業(yè)高職高專學(xué)校網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)的化升級(jí)的需求及建設(shè)方案，我們可以從網(wǎng)絡(luò)綜合布的線系的統(tǒng)驗(yàn)收測的試、網(wǎng)絡(luò)連通性測的試、網(wǎng)絡(luò)性的能與可的靠性測試、網(wǎng)絡(luò)設(shè)的備配置與功的能測的試等幾個(gè)方的面對(duì)校園網(wǎng)進(jìn)的行驗(yàn)的收和測試。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)綜的合布線進(jìn)的行檢測，解決物的理網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)站壓力測試：使用多線程技術(shù)，模仿很多用戶同時(shí)訪問服務(wù)器，同時(shí)發(fā)出瀏覽清求，并監(jiān)測服務(wù)器的反應(yīng)。通過測試得到存放網(wǎng)頁的服務(wù)器能夠支持的最大用戶數(shù)，模擬，考察服務(wù)器是否能夠經(jīng)歷一次大的訪問量的考驗(yàn)。

驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合的理性，能否排除影的響網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)的行諸多的問的題，確的保VLAN 之間、VLAN與校園數(shù)的據(jù)中心之間的正的常通信。備份方案能否應(yīng)對(duì)緊急情的況的發(fā)的生。依據(jù)校園網(wǎng)的規(guī)的劃與布局情況，還有校園至公網(wǎng)的出口，驗(yàn)的證信息流是否符的合規(guī)的劃預(yù)期。

3.2 測試內(nèi)容

第一，網(wǎng)絡(luò)連通性測的試：使用多臺(tái)筆記本電的腦測試終端和接入交換機(jī)。測試各種校園網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用與服務(wù)。測試內(nèi)外網(wǎng)之間的連通性及DNS 服務(wù)；測試WEB 信息發(fā)布功能。

第二，校園信息網(wǎng)絡(luò)彈性擴(kuò)展與可靠性測試：對(duì)核心路由設(shè)備動(dòng)態(tài)路由表進(jìn)行記的錄，將連的接主核心路由設(shè)備的端口上的網(wǎng)絡(luò)拔掉或人為使其死機(jī)；使用一臺(tái)筆記本電的腦連接到接入交的換機(jī)上，然后在筆的記本上用Tracert 測試路由表；通過telnet 遠(yuǎn)的程登的錄到備的份核心的路由設(shè)備，然后在特的權(quán)命令模式下使用Show iproute 命的令查看備的份核的心路由設(shè)備上的動(dòng)的態(tài)路由表，檢的查其與主核的心路由設(shè)備上的路由表是否一致；通的過測試結(jié)果，如果備用路由設(shè)備與主路由設(shè)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(shè)備，使用Ping， Tracert 等命令測試校園網(wǎng)路由的可靠性。

3.3 規(guī)劃與VLAN 應(yīng)用測試

四川科技職業(yè)高職高專學(xué)校網(wǎng)已經(jīng)投的入使用多年，除了數(shù)量上有所增，其他關(guān)于VLAN 規(guī)劃變化不大。經(jīng)歷多年的驗(yàn)證，校園網(wǎng)內(nèi)VLAN 基于端口方式劃分是科學(xué)合理的，所以，改造方案同樣使用原來的基于端口方式規(guī)劃VLAN，并在已有VLAN 基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的調(diào)整。

VLAN 的具體規(guī)劃如下:為網(wǎng)絡(luò)中心中的核心交換機(jī)、路由器和服務(wù)器規(guī)劃一個(gè)VLAN；綜合樓中的各部門辦公室、實(shí)的訓(xùn)中心每一棟實(shí)驗(yàn)樓、各教學(xué)樓、圖的書館教的師公寓、每一棟學(xué)生的宿舍各規(guī)劃一個(gè)VLAN，以及用于設(shè)備管理用VLAN 與IP 地址具體規(guī)的劃情況。

3.4 測試結(jié)果與分析

通過測試可的以發(fā)現(xiàn)，由于IPv4 協(xié)的議缺乏必要的認(rèn)證機(jī)制，計(jì)算機(jī)無的法識(shí)別數(shù)的據(jù)包的來源的真實(shí)性，IP 地址欺騙攻的擊成功完成。除了IP 地址欺騙攻擊，網(wǎng)絡(luò)層還有其他的一些網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)不的得不使用IPv4 協(xié)議外的一些技術(shù)和措施來加的強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全，但這些額外的技術(shù)與措的施的加的載與使用又無的疑增加了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，從而影響網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

在IPv6 環(huán)的境下，雖的然對(duì)源地址進(jìn)行了假冒，R3 也仍的然接收到了R1 所發(fā)出的數(shù)的據(jù)包，但R3 通過IPv6 協(xié)議報(bào)頭中的AH 和ESP 識(shí)別出數(shù)的據(jù)包來源的不真實(shí)性，所以不做響應(yīng)，所以Server 主的機(jī)沒的有收的到任何數(shù)的據(jù)包。

通過比較可以發(fā)的現(xiàn)，IPv6 協(xié)議在安的全性方的面相對(duì)IPv4 協(xié)議有很大的改的進(jìn)。

4 結(jié)語

本論文主要以四川科技職業(yè)高職高專學(xué)校信息化改造升級(jí)項(xiàng)目為背景，通過校園網(wǎng)現(xiàn)狀與概的況的描的述，對(duì)當(dāng)前校園信息網(wǎng)絡(luò)的不足之處和存在的問題進(jìn)行了分析、說的明、歸的納和總的結(jié)，并在此基礎(chǔ)上確立了校園信息化改造和升級(jí)的整的體設(shè)計(jì)原則和建設(shè)目標(biāo)。以互的聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)的據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的智慧校園，不僅可以實(shí)現(xiàn)民的辦高校的教學(xué)與管理的信息化目標(biāo)，同時(shí)也可以讓學(xué)的生通過該平臺(tái)完的成常規(guī)學(xué)的習(xí)任的務(wù)以及擴(kuò)展學(xué)的習(xí)范的圍，甚至可的以完的成實(shí)崗實(shí)的訓(xùn)等實(shí)操課的程的需求。

本論文只進(jìn)行了校園網(wǎng)數(shù)的據(jù)中的心及校園微服的務(wù)信息平的臺(tái)框架的設(shè)計(jì)，后期還應(yīng)根的據(jù)設(shè)計(jì)的框架，使用最新的一些開源工具對(duì)數(shù)的據(jù)中的心及信息平的臺(tái)進(jìn)行深入開發(fā)，使校園各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用與教育教學(xué)工作跟上移的動(dòng)互的聯(lián)網(wǎng)的步伐。