基于MSTP“一校多地”校園卡專網(wǎng)建設(shè)研究

摘? 要：MSTP技術(shù)在SDH基礎(chǔ)上發(fā)展而來，也是在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上構(gòu)建私有網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)之一。相比其他技術(shù)來說具有更好的優(yōu)越性，即通過MSTP在“一校多地”的應(yīng)用，可以滿足具有分支機(jī)構(gòu)單位跨地域網(wǎng)絡(luò)專線互聯(lián)互通需求。文章中首先介紹了普遍高校校園卡專網(wǎng)建設(shè)情況和MSTP主要相關(guān)技術(shù)，最后以哈爾濱工程大學(xué)校園卡專網(wǎng)建設(shè)為例，探討研究基于MSTP技術(shù)構(gòu)建“一校多地”跨地域校園卡專網(wǎng)建設(shè)。

關(guān)鍵詞：MSTP;校園卡;專網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-4706（2022）01-0083-03

Abstract： MSTP technology is developed on the basis of SDH， and also one of the main technologies to build private networks based on the traditional Internet. It has better advantages than other technologies， that is to say， through the application of MSTP in “one school and many places”， it can meet the interconnection needs of cross regional network dedicated lines of units with branches. Firstly， this paper introduces the construction situation of campus card private network in general colleges and universities and the main related technologies of MSTP. Finally， taking the construction of campus card private network in Harbin Engineering University as an example， this paper discusses and studies the construction of "One School and Many Places" cross regional campus card private network based on MSTP technology.

Keywords： MSTP; campus card; private network

0? 引? 言

近年國(guó)家相繼出臺(tái)了《“十四五“國(guó)家信息化規(guī)劃》《教育現(xiàn)代化2035》《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》和《關(guān)于推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導(dǎo)意見》等系列指導(dǎo)性意見，對(duì)新時(shí)代積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，提升高等學(xué)校信息化建設(shè)和應(yīng)用水平，支撐教育高質(zhì)量發(fā)展提出了明確要求。同時(shí)，隨著我國(guó)高等教育不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)很多大學(xué)都在不斷擴(kuò)展自己校內(nèi)外辦學(xué)規(guī)模，特別是跨省市、跨地域“一校多地”辦學(xué)現(xiàn)象越來越多。但是，異地辦學(xué)隨之而來的是這些“流動(dòng)”師生對(duì)學(xué)校各類教學(xué)、科學(xué)研究和生活服務(wù)等信息化資源服務(wù)跨地域訪問存在的問題愈加明顯，特別是師生同一張“校園卡”在不同校地之間無差別使用成了最為迫切的需要。但是，由于校園卡在不同校地各自獨(dú)立組網(wǎng)，不僅需要滿足本地訪問，還需要滿足從其他校區(qū)訪問需求。由于MSTP（ Multi- Service Transport Platform）技術(shù)利用傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建私有網(wǎng)絡(luò)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在具有分支機(jī)構(gòu)單位跨地域組網(wǎng)建設(shè)中得到廣泛受到越來越多關(guān)注和采納。

1? 現(xiàn)狀及背景

哈爾濱工程大學(xué)校園卡2008年建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了餐飲、水控、消費(fèi)、身份識(shí)別、電子支付、門禁、醫(yī)療、自助服務(wù)、銀校圈存等基本功能，后續(xù)多次對(duì)校園卡系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。2019年學(xué)校啟用校園卡、銀行卡和公交卡融合的聯(lián)名“校園卡”，2020年和2021年在山東的煙臺(tái)和青島分別建有的研究院和創(chuàng)新發(fā)展基地建設(shè)了屬地化校園卡系統(tǒng)，基本滿足了學(xué)校師生“一卡通用、一卡多用、多卡合一”的服務(wù)需求，初步建成涵蓋微信/支付寶在線充值、手機(jī)掃碼支付、移動(dòng)端自助繳費(fèi)等十余項(xiàng)功能的虛擬校園卡，為師生提供了便捷、多元化的移動(dòng)端校園卡服務(wù)，也進(jìn)一步拓展了校園卡的社會(huì)化應(yīng)用范圍。

目前，國(guó)內(nèi)大部分高?；旧暇晕锢矸绞浇ㄔO(shè)校園卡業(yè)務(wù)專網(wǎng)，與傳統(tǒng)校園網(wǎng)在業(yè)務(wù)上完全獨(dú)立，且專網(wǎng)內(nèi)部通過實(shí)施IP（Internet Protocol）+MAC（Media Access Control Address）+端口三元素的安全綁定策略，并通過配置不同VLAN管理各子系統(tǒng)的安全接入和對(duì)外提供服務(wù)。但是，跨地域異地辦學(xué)的一些高校在各校地之間校園卡業(yè)務(wù)相對(duì)獨(dú)立，各校地校園卡業(yè)務(wù)之間并無“專有”業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸專屬網(wǎng)絡(luò)通道，對(duì)廣大師生跨校地校園卡的使用存在嚴(yán)重?cái)?shù)據(jù)通信不暢和實(shí)時(shí)性較差等問題。傳統(tǒng)的VPN（Virtual Private Network）技術(shù)利用互聯(lián)網(wǎng)為在不同地域的各分支機(jī)構(gòu)構(gòu)建私有網(wǎng)絡(luò)中獲得了廣泛應(yīng)用，但在眾多的跨地域組網(wǎng)通信技術(shù)中，MSTP技術(shù)以其具有的效率高、成本低、靈活易擴(kuò)展、能夠保證服務(wù)質(zhì)量等諸多優(yōu)勢(shì)，成為處理具有分支機(jī)構(gòu)單位跨地組建專屬網(wǎng)絡(luò)的最佳技術(shù)。

2? MSTP技術(shù)簡(jiǎn)介

MSTP概念在國(guó)內(nèi)最早出現(xiàn)是在1999年10月北京國(guó)際通信展上，是基于SDH（Synchronous Digital Hierarchy）平臺(tái)實(shí)現(xiàn)TDM（Time-division Multiplexing）、ATM（Asynchronous Transfer Mode）、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，并介于傳統(tǒng)的“SDH+ATM（Asynchronous Transfer Mode）”方案與未來全光智能網(wǎng)絡(luò)之間的一種目前現(xiàn)實(shí)可行的城域網(wǎng)建設(shè)方案，且明顯地優(yōu)于SDH，主要表現(xiàn)在多端口種類，靈活的服務(wù)提供，支持WDM的升級(jí)擴(kuò)容，最大效用的光纖帶寬利用，較小粒度的帶寬管理等方面。MSTP主要依托SDH技術(shù)，其強(qiáng)大的恢復(fù)能力和極低的延時(shí)性能，可以滿足對(duì)高可靠和低延時(shí)要求較高的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，特別是支持跨地域業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸特性。同時(shí)，MSTP技術(shù)的應(yīng)用即簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)通信配置，又具有很好的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性，可以直接提供多種業(yè)務(wù)的跨地域、多業(yè)務(wù)以太網(wǎng)承載接入。

2.1? MSTP技術(shù)特點(diǎn)

MSTP技術(shù)主要采用了VC（Virtual concatenation）、GFP（Generic Framing Procedure）、LCAS（Link Capacity Adjustment Scheme）等技術(shù)，并提供了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的二層交換接入能力。MSTP不僅提高了帶寬按需調(diào)配，保證對(duì)承載業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量，而且當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)可以按需動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)帶寬。其主要特點(diǎn)如下：

（1）MSTP提供多種業(yè)務(wù)接口，提供TDM、ATM 和以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)接口，即在同一個(gè)設(shè)備業(yè)務(wù)版上能通過更換接口模塊，滿足不同業(yè)務(wù)接入需求。

（2）MSTP支持多種以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，如能夠很好支持點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)的業(yè)務(wù)類型，極大滿足多業(yè)務(wù)接入需求。

（3）MSTP網(wǎng)絡(luò)資源利用率高，支持以太網(wǎng)透明傳輸或二層交換等功能，傳輸鏈路帶寬可配置，帶寬利用率高。

（4）MSTP跨地域組網(wǎng)能力強(qiáng)，支持星形組網(wǎng)和環(huán)型組網(wǎng)（相交環(huán)與相切環(huán)），特別是跨地域多應(yīng)用場(chǎng)景組網(wǎng)。

（5）MSTP動(dòng)態(tài)分配帶寬能力，在 MSTP 中可根據(jù)業(yè)務(wù)和用戶的即時(shí)帶寬需求，利用級(jí)聯(lián)技術(shù)進(jìn)行帶寬分配和鏈路配置、管理與維護(hù)等。

2.2? MSTP應(yīng)用基礎(chǔ)

以MSTP技術(shù)為代表的城域傳送網(wǎng)技術(shù)和以以太網(wǎng)為代表的IP局域網(wǎng)技術(shù)成為現(xiàn)階段的主流網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，且它們之間不斷呈現(xiàn)相互融合的態(tài)勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上商用的MSTP設(shè)備已經(jīng)非常成熟，業(yè)內(nèi)大部分廠家完全能夠提供符合通信標(biāo)準(zhǔn)要求的各種類型設(shè)備。同時(shí)，在MSTP技術(shù)不斷發(fā)展的今天，我國(guó)大部分城市都已經(jīng)建設(shè)了成熟的商用MSTP通信網(wǎng)絡(luò)，并以此為基礎(chǔ)開展了豐富多種各類通信業(yè)務(wù)。MSTP是基于早先SDH設(shè)備提供服務(wù)的，主要是在網(wǎng)絡(luò)的接入層增加具有MSTP功能的設(shè)備，相對(duì)傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)并沒有什么大的改動(dòng)，因此，MSTP主要應(yīng)用基礎(chǔ)為在IP城域網(wǎng)、新建小區(qū)和寫字樓等大客戶的互聯(lián)網(wǎng)接入專線等應(yīng)用場(chǎng)景，特別是跨地域多業(yè)務(wù)異地組網(wǎng)通信。

3? 跨地域組網(wǎng)

3.1? 組網(wǎng)方案

按照學(xué)校中長(zhǎng)期戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，哈爾濱工程大學(xué)除了在哈爾濱校本部辦學(xué)之外，在山東的青島和煙臺(tái)分別建有研究院和創(chuàng)新發(fā)展基地。為了豐富和擴(kuò)展“校園卡”智慧應(yīng)用的內(nèi)涵和外延，提升師生跨地域、多校地的一致性體驗(yàn)和感受，需要建設(shè)支撐“一校多地”多中心部署、分布式運(yùn)行的“校園卡”綜合業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)，且以區(qū)域有邊界，服務(wù)無邊界，打破校園卡應(yīng)用的空間和時(shí)間界限，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)校園”跨地域的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步共享，提升廣大師生身份認(rèn)證、金融消費(fèi)及信息服務(wù)的一致性使用體驗(yàn)，以及構(gòu)建“一校多地”通用的師生人臉識(shí)別信息庫，推動(dòng)“一個(gè)校園”由“一卡通”邁向“一碼通”“一臉通”，為學(xué)?；诋惖氐慕逃虒W(xué)、科學(xué)研究、校園管理和生活服務(wù)等方面提供智慧支撐。因此，考慮“一校多地”的物理距離可能導(dǎo)致廣域網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定和安全性等問題，最終確定在學(xué)校各校地分別建設(shè)獨(dú)立的支撐“一校多地”多中心、分布式運(yùn)行的“校園卡”綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，并在各校地之間通過租用運(yùn)營(yíng)商的MSTP專線實(shí)現(xiàn)校園卡數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通，并在此基礎(chǔ)上搭建邏輯上的校園卡業(yè)務(wù)專網(wǎng)，真正實(shí)現(xiàn)廣大師生身份認(rèn)證、金融消費(fèi)及信息服務(wù)校園卡的跨地域和“一校多地”的一致性使用體驗(yàn)?；贛STP技術(shù)的“一校多地”校園卡跨地域組網(wǎng)，如圖1所示。

3.2? 校地測(cè)主要配置

由于各校地之間MSTP專線不僅承載跨校地的校園卡業(yè)務(wù)，也承載校地間學(xué)校財(cái)務(wù)、校內(nèi)各類資源等訪問需求，各校地測(cè)配置主要涉及Acl、Ipsec和Tunnel等技術(shù)配置，以實(shí)現(xiàn)安全訪問和業(yè)務(wù)隔離，其主要配置命令如下：

acl number 3000

rule 0 permit ip source 122.171.7.125 0 destination 18.16.189.162 0

rule 1 permit ip destination 172.16.1.0 0.0.0.255

ike proposal 1

encryption-algorithm 3des

authentication-algorithm md5

ipsec policy qingdao 1 isakmp

security acl 3000

interface GigabitEthernet2/2

port link-mode route

ip address 122.171.7.125 255.255.255.252

ipsec policy qingdao

interface Tunnel1

ip address 172.16.240.1 255.255.255.248

tcpmss 1420

source 122.171.7.125

destination 18.16.189.162

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.16.254

通過在支持MSTP、Ipsec和Tunnel等設(shè)備上進(jìn)行相關(guān)網(wǎng)絡(luò)策略配置，滿足“一校多地”網(wǎng)絡(luò)專線跨地域的互聯(lián)互通和安全隔離需求，實(shí)現(xiàn)了同一張校園卡在學(xué)?？缧５氐韧１静康臒o差別和一致性使用體驗(yàn)。校園卡跨校地交易流水情況，如表1所示。

4? 結(jié)? 論

MSTP技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)非常的成熟，其跨地域組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，且通過上述應(yīng)用研究對(duì)于MSTP技術(shù)內(nèi)涵、特點(diǎn)有了一個(gè)更為全面的認(rèn)識(shí)，采用多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)的MSTP能滿足目前各種業(yè)務(wù)的接入需求，特別是非常適用于跨地域的各種業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展接入需求。因此，隨著越來越多高校建設(shè)了跨省市、跨地域辦學(xué)的發(fā)展，探討“一校多地”跨地域?qū)＞€組網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用具有重要意義，也為其他高?！耙恍６嗟亍毙@卡專網(wǎng)建設(shè)提供有益的參考。

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作者簡(jiǎn)介：周學(xué)剛（1975—），男，漢族，黑龍江牡丹江人，工程師，碩士研究生，研究方向：軟件工程。