校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

曹桐桐

【摘要】在網(wǎng)絡(luò)教育高速發(fā)展的今天，校園寬帶的使用頻率越來越高、應(yīng)用場(chǎng)景也變得更加多元化，在提升教育質(zhì)量的同時(shí)對(duì)于校園寬帶的安全性、計(jì)費(fèi)管理功能帶來嚴(yán)峻考驗(yàn)。為了能夠?yàn)樾@寬帶提供安全可靠的運(yùn)行管理平臺(tái)，本文對(duì)校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入分析。

【關(guān)鍵詞】校園;寬帶;計(jì)費(fèi)系統(tǒng);設(shè)計(jì)

校園寬帶是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立起來的校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過校園網(wǎng)絡(luò)將分散在不同位置的校園子網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起形成校園局域網(wǎng)，為學(xué)校辦公、管理、信息交流提供有效幫助。伴隨著我國(guó)教育改革的不斷深入，校園寬帶應(yīng)用越來越廣泛，信息化教學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育工作的主要方式之一?，F(xiàn)階段，我國(guó)教育事業(yè)得到了快速發(fā)展，校園的規(guī)模不斷擴(kuò)大，高校擴(kuò)招使得學(xué)生和教師的數(shù)量迅速增加，相關(guān)配套設(shè)施也得到了快速發(fā)展，這其中校園網(wǎng)絡(luò)范圍得到了前所未有的提升。通過互聯(lián)網(wǎng)學(xué)生不僅可以與教師進(jìn)行有效互動(dòng)，而且可以方便查資料，獲取更多元化的學(xué)習(xí)資源。由此可見，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，無論是學(xué)生還是教師對(duì)于網(wǎng)絡(luò)具有非常大的依賴性，這些都將給校園寬帶管理提出更為嚴(yán)峻考驗(yàn)。因此，如何通過有效的管理方式，提升校園寬帶的安全性和可靠性成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文通過分析傳統(tǒng)校園寬帶管理現(xiàn)狀，針對(duì)傳統(tǒng)校園寬帶管理在安全性、監(jiān)管措施、投入力度等方面表現(xiàn)得種種弊端，本文提出了利用信息化手段來解決校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)的措施，系統(tǒng)基于IEEE802局域網(wǎng)協(xié)議的物理媒體訪問特性，給校園局域網(wǎng)提供認(rèn)證和授權(quán)，阻止非法用戶對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)的訪問。

1. 校園寬帶管理現(xiàn)狀

校園寬帶有著非常廣泛的業(yè)務(wù)類型，包括：高校辦公、電子多媒體教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)圖書館以及科研工作等。校園寬帶是信息共享主要平臺(tái)，連接著教學(xué)自網(wǎng)絡(luò)和學(xué)生自網(wǎng)絡(luò)，再加上高校對(duì)于信息的敏感度較高，對(duì)于校園寬帶的安全性、可靠性有一定要求。傳統(tǒng)校園寬帶管理采用以太網(wǎng)接入技術(shù)，該技術(shù)是基于IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)管理技術(shù)，在校園寬帶快速發(fā)展的大背景下，以太網(wǎng)技術(shù)在管理方面存在較多問題。

1.1 校園寬帶管理安全性低

傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)管理下，隨著高校規(guī)模不斷擴(kuò)大，寬帶覆蓋面積進(jìn)一步延伸，用戶使用量激增，使用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)類型越來越復(fù)雜，統(tǒng)一管理的難度較大，網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)陌踩栽絹碓酵怀?，一旦用戶?jì)算機(jī)接入到校園網(wǎng)感染病毒后，將會(huì)迅速蔓延至整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生不可估量的影響。

1.2 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管措施不力

校園寬帶提供了一個(gè)高度共享的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，一些校企聯(lián)合的企業(yè)可以通過校園寬帶瀏覽相關(guān)資源。校園寬帶相對(duì)寬松的管理環(huán)境會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管力度，很多校園寬帶沒有設(shè)置有效的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管機(jī)制，僅僅通過防護(hù)墻無法限制內(nèi)部攻擊行為，校園寬帶很容易遭到破壞，從而影響使用。

1.3 投入力度不足

校園寬帶的建設(shè)和管理，相對(duì)于其他教育資源而言，投入力度十分有限，尤其是校園寬帶的管理維護(hù)人員相對(duì)欠缺。一些校園甚至沒有專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理人員，有限的人力和物力投入，使得校園寬帶的維護(hù)和管理工作無法正常有序地進(jìn)行。

2. 校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要是為了解決傳統(tǒng)以太網(wǎng)管理技術(shù)的不足，通過計(jì)費(fèi)和認(rèn)證兩大功能，將校園寬帶管理和網(wǎng)絡(luò)資源有效整合在一起，通過校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)建立一個(gè)可靠、安全的局域網(wǎng)，提升校園網(wǎng)絡(luò)管理的效率。校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要包括用戶接入、驗(yàn)證、控制計(jì)費(fèi)等功能，具有較高的實(shí)用性和擴(kuò)展性，可以滿足校園寬帶計(jì)費(fèi)管理的各項(xiàng)需求，下面就對(duì)校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入分析：

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，遵循實(shí)用性、可擴(kuò)展性、可靠性以及易維護(hù)性原則。校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，便于升級(jí)，根據(jù)高校的實(shí)際需求進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)需要從接入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)各個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)均勻充分考慮可靠性原則，整體結(jié)構(gòu)不存在單點(diǎn)故障，關(guān)鍵業(yè)務(wù)和存儲(chǔ)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)均采用集群或者冗余解決方案。校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)支持不同計(jì)費(fèi)類型，包括時(shí)間和流量計(jì)費(fèi)，達(dá)到規(guī)定限制后自動(dòng)斷開，用戶無法繼續(xù)使用校園寬帶。同時(shí)提供監(jiān)視功能，對(duì)用戶上網(wǎng)連接的狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)非法操作，可以隨時(shí)結(jié)束網(wǎng)絡(luò)連接。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括：核心層、匯聚層和接入層。核心層是校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯聚中心，具有高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。核心交換機(jī)實(shí)現(xiàn)校園寬帶網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸功能，通常選擇三層以上的路由交換機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì);匯聚層需要結(jié)合校園寬帶環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，用來緩解核心層的流量負(fù)擔(dān)，通?？梢宰鳛楸镜亟粨Q系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。匯聚層交換機(jī)可以選擇三層或者更高性能的二層交換機(jī)，同時(shí)，需要支持IEEE802.1x協(xié)議標(biāo)準(zhǔn);接入層用來連接用戶設(shè)備，具有極強(qiáng)的便利性、易于維護(hù)、支持堆疊方式、性價(jià)比高等特點(diǎn)。接入層交換機(jī)不僅可以支持物理端口認(rèn)證，并且支持IEEE802.1x協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及VLAN，每個(gè)端口可以對(duì)8個(gè)地址進(jìn)行認(rèn)證，是校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

2.3 硬件、軟件設(shè)計(jì)

校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)硬件方面采用HP提供的ProLiant DL140G2服務(wù)器，該設(shè)備主頻2.8GHz，1GB ECC內(nèi)存，160GB SATA硬盤，并且內(nèi)置兩個(gè)千兆網(wǎng)卡。選用更具性價(jià)比、安全性能更高的Linux操作系統(tǒng)，給予RADIUS協(xié)議開發(fā)認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

2.4 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多樣的校園網(wǎng)計(jì)費(fèi)服務(wù)，為用戶提供了多樣化的選擇。校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)按照寬帶使用時(shí)間、流量、包月計(jì)算上網(wǎng)費(fèi)用。當(dāng)系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)信息后開始對(duì)用戶進(jìn)行計(jì)費(fèi)。計(jì)費(fèi)服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器的統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)用戶選擇的計(jì)費(fèi)策略進(jìn)行上網(wǎng)費(fèi)用計(jì)算，數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，如果用戶賬戶沒有費(fèi)用，系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉該用戶的寬帶端口，使用戶無法繼續(xù)使用校園寬帶上網(wǎng)。

2.5 安全性設(shè)計(jì)

校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的安全性是核心要素，從接入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該均勻充分考慮到系統(tǒng)的安全性和可靠性。當(dāng)系統(tǒng)接收到用戶發(fā)送的認(rèn)證請(qǐng)求后，進(jìn)行合法性檢查，如果認(rèn)證請(qǐng)求合法，系統(tǒng)將會(huì)提取用戶賬號(hào)和口令用于認(rèn)證信息校驗(yàn)和用戶身份鑒定，根據(jù)規(guī)則判斷是否給予用戶相關(guān)授權(quán)。校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性，支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，保證不同設(shè)備之間的互聯(lián)互通。為了加強(qiáng)高校學(xué)生網(wǎng)絡(luò)管理，校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以對(duì)使用校園互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生進(jìn)行準(zhǔn)確定位，對(duì)寬帶使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，了解用戶訪問內(nèi)容，并進(jìn)行功能授權(quán)。

3. 校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用

校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)為校園局域網(wǎng)提供了安全穩(wěn)定的環(huán)境感知機(jī)制，對(duì)校園寬帶進(jìn)行規(guī)范化管理，進(jìn)一步構(gòu)建了安全、可靠的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在系統(tǒng)應(yīng)用過程中，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)校園寬帶的合理計(jì)費(fèi)，而且還提供報(bào)表查詢功能，包括用戶查詢、賬戶余額查詢、賬單匯總等，方便校園網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)化管理。同時(shí)用戶也可以通過瀏覽器查詢上網(wǎng)記錄、計(jì)費(fèi)賬單、充值繳費(fèi)記錄、賬戶余額等信息。

根據(jù)校園用戶的不同需求，校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以采用客制化定制的方式，為廣大的校園寬帶用戶提供最有效的接入控制以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體驗(yàn)功能。校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)支持多種認(rèn)證方式同時(shí)混合使用，也可以設(shè)置只允許一種認(rèn)證方式。學(xué)?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活設(shè)置，在具體實(shí)施過程中，可以采用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器登陸方式，待正式投入運(yùn)營(yíng)時(shí)，逐步切換到客戶端方式。在校園寬帶網(wǎng)絡(luò)中提供一種基于端口、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)的管理方式，無需安裝任何客戶端軟件，就可以快速的完成整個(gè)校園寬帶的認(rèn)證和計(jì)費(fèi)工作。

4. 總結(jié)

綜上所述，隨著互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，高校對(duì)于網(wǎng)絡(luò)教育的需求越來越普遍和旺盛。為了能夠更好的管理校園寬帶，科學(xué)、合理的利用好校園網(wǎng)絡(luò)資源，校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本文分析了校園寬帶管理現(xiàn)狀，從安全性、監(jiān)控措施以及投入力度三個(gè)方面分析了校園寬帶管理的弊端，并在此基礎(chǔ)上討論了校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是一種專用互聯(lián)網(wǎng)接入的智能化設(shè)備，部署在接入層，會(huì)聚層和核心層的出口，支持分布式接入，適用于校園局域網(wǎng)，大型小區(qū)的寬帶運(yùn)營(yíng)，負(fù)責(zé)用戶的認(rèn)證，授權(quán)，數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)控制和執(zhí)行各種網(wǎng)絡(luò)，校園寬帶認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)傳送到后臺(tái)進(jìn)行處理，配合管理軟件組成寬帶接入認(rèn)證管理平臺(tái)。

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