南昌大学逐步走向融合的校园网络

文/ 鄢志辉 刘承启

南昌大学逐步走向融合的校园网络

文/ 鄢志辉 刘承启

南昌大学是一所“文理工医渗透、产学研结合”的综合性大学，是江西省人民政府和教育部共建的国家“211工程”重点建设大学。学校现有位于江西省南昌市的前湖主校区、青山湖校区、东湖校区，还有鄱阳湖、抚州二个外地分校区，总占地面积8098亩。学校是中国教育和科研计算机网（CERNET）华东南地区江西主节点，是江西惟一参与CNGI驻地网、IPv6技术升级项目建设的高校。南昌大学1995年开始筹建校园计算机网络，历经几期“211工程”建设，并整合社会资源建设了校园无线网、公寓有线宽带网。目前一个连接各校区的可靠、实用、融合、校方统一管理运营的网络环境和平台已基本建成。

校园网主干网络建设

南昌大学校园网拓扑结构如图1所示。

网络主干采用环型拓扑结构，核心和汇聚层采用了三层路由架构，主干网传输速率为1Gbps，支持IPv6和可扩万兆连接。以太网环路方式增加了网络的可靠性，消除了主干链路的单点故障。全网采用OSPF路由协议，共划分为9个区域，通过区域间的路由归纳简化核心路由器的路由表。校园网光纤已经通达校园内的各教学楼、办公楼和学生公寓，共接入建筑100余座，联网机器28000余台，共有136个C类教育网地址。

在多校区的校园网建设中，南昌大学前湖校区与青山湖校区只有一对裸光缆，但是有多个独立的网络业务需要在两个校区间实现互联，如果租用多对光缆成本将较高，为了满足校园网多业务、高带宽、全透明的传输要求，采用了波分复用（WDM）技术。通过部署一套密集波分（DWDM）设备实现了一卡通、校园网、IPv6专线、教育网、电信出口网络对光纤资源的复用。学校整个校园网分为3个相对独立的网络区块：教学办公科研网、公寓有线宽带网、校园无线网。

图1 南昌大学校园网拓扑结构

图2 核心及出口拓扑

校园网络核心及出口建设

目前学校有200M电信网络和1000M教育网、200M联通、500MCERNET2 四个互联网出口，核心及出口拓扑图如2所示。

图中核心路由器用来连接校内主干网、汇聚点和数据中心，策略分流路由器用来连接教育网、电信、网通出口，并在策略分流路由器上实现基于策略的路由：出流量目标地址是电信地址就往电信出口转发，目标地址是联通地址往网联通转发，其他流量默认往教育网转发（我校教育网国际流量是包月计费）。其中核心路由器与策略分流路由器为同一台物理路由器，通过采取VRF技术，将一台路物理路由器“虚拟”成了2台路由器，VRF（VPN Routing and Forwarding）技术允许多个实例的路由表共存同一路由器，由于路由实例是独立的，逻辑上可以成为多台路由器。相对于很多高校单独采用一台路由器来实现多出口的策略路由，南昌大学通过“虚拟化”核心路由器的方式，节省了投资，充分发挥了设备的性能。在核心路由器上部署了防火墙模块，并虚拟了4个防火墙分别用来连接教育网、联通、电信网、数据中心，模块化和虚拟化防火墙部署带来了高性能和灵活性。校园核心区域专门部署了营运商汇聚交换机，用来汇接校园无线网、公寓有线网、教学办公科研网，以及未来其他的运营商网络。

南昌大学是一所“文理工医渗透、产学研结合”的综合性大学，是江西省人民政府和教育部共建的国家“211工程”重点建设大学。

无线网建设

2007年开始，本着“校企合作，学校监管”的原则，引进社会资源建设，由学校主导，负责统一规划管理，对网络运行维护给予技术支持，企业负责投资、工程建设、网络运营、市场开发工作。学校采用Wi-Fi技术建设校园无线网，目前在前湖校区的图书馆、主教学大楼、全部学生公寓建立起无线网覆盖。学生公寓无线网络用户目前有6000多户，为了便于认证和管理，采用了独立建网的方式。部署上根据环境特点因地制宜采用了灵活的无线组网方式，无线校园网覆盖方式包含室内单独放装覆盖、室内分布系统合路覆盖、室外覆盖等。针对不同的地点灵活选用不同覆盖方式：

1、室外技术：在开阔的公共区域和部分学生宿舍，采取了室外大功率的AP进行覆盖；

2、室内瘦AP：在教学楼、图书馆等区域采用室内瘦AP覆盖，采用室内单独放装方式部署，易于管理；

3、室内胖AP：在学生宿舍区域，使用性能价格比高的胖AP，充分利用公寓有线电视线（CATV），采用室内分布系统合路部署，通过双频段分配器合路器（合路器主要用作将多系统信号合路到一套室内分布系统。学校采用的是具有WiFi射频信号和CATV有线电视信号输入，并有2个分配器输出的双频段分配器），把无线信号加入到有线电视线中，借用有线电视的同轴电缆做馈线，从而把无线信号引入每个学生宿舍，在学生宿舍房间内再通过分频器把无线和有线电视信号分离开，每个宿舍加装一个小天线。采用室内分布系统合路部署的方式，利用CATV线路进行室内优质WLAN信号覆盖的解决方案，拓展了室内覆盖深度、提高了覆盖质量，解决了无线信号穿透建筑物信号衰减大的问题，能使无线信号分布均匀，提高接入质量，同时也促进了网络的融合共享。室内分布系统共享也是工信部大力倡导的部署方式，高校在建设无线网时也可以采用“2 G/3G+WLAN”的融合，降低建设成本，提高信号质量。

公寓有线网融合

学生公寓的宽带有线网一直由电信运营商独立建设和运维，在一定时期内解决了学校网络建设经费不足的问题，十年来对推进学校的信息化应用发挥了应有的作用。但是随着校园信息化的深入，学生公寓的宽带有线网也逐渐显露其不足。运营商对校园网的功能和性质认识不足，对于校园网建设来说，其应用是目的， 网络环境是基础,网络教学资源是核心，学生公寓网不应是纯粹的商业互联网。运营商作为一个企业投资建设校园网是以赢利为目的，而学校方面更侧重于利用网络来提升学校信息化的水平， 提高学校管理水平、促进教学和科研工作。具体问题如下：

1. 学生用户在公寓访问校内资源（如图书文献、课件、在线讲座等）不方便，速度相对缓慢，甚至只有通过VPN的方式才能访问，给学校教学工作和学生学习带来诸多不便。

2. 学校对其信息内容、上网行为不能有效管理，随着计算机的普及、信息网络时代的到来, 大学生为网络文化所吸引, 上网已成为校园内的一种新时尚和交流方式。部分学生沉溺于电脑游戏、网络，影响了宿舍公寓的作息规律和正常秩序， 严重影响了学业。

3.学校很多应用比如学生公寓安防监控系统、能耗监测管理平台、门禁考勤系统等需要部署在学生公寓，而目前校园网没有延伸到公寓。

4.我校完成了“中国下一代互联网示范工程CNGI示范网络高校驻地网建设”项目，并以500M专线带宽接入了CERNET2，目前正在实施“校园网IPv6技术升级项目”和“新一代可信任互联网试验网”项目，运营商的网络对于新的网络技术部署比如IPv6网络的建设没有动力，影响了我校IPv6网络技术在广大师生的推广和CNGI在学校的发展。

5.用户计费模式和收费标准由营运商制定，运营商常采用与手机业务捆绑销售的方式，学校无法参与制定收费标准，保障学生的权益。部分学生即使只有访问校内资源的基本要求，也不得不开通商业互联网。

随着学校信息化建设发展，学校将进入一个应用整合，资源共享服务的新阶段，信息化应用将更多地为广大师生提供直接的服务。为了更好地整合学校信息化资源，提高使用效率，更好地为师生服务，南昌大学决定对校内的信息化基础设施进行整合，对学校建筑物内及外部空间信息化设施布局进行合理规划与管理，对运营商在校内的经营活动进行规范。其中一项重要工作是2010年与“中国电信”进行了校园网建设项目新的合作，本着“电信建网，学校管网”的原则对现有学生公寓宽带网进行升级改造，将其融合成为校园网的一部分，由学校统一管理，学校承担公寓网用户的管理工作（包括用户入网受理、行为监管等）。部署了一套独立的认证系统，脱离了原来电信的宽带综合业务支撑平台。在学生公寓有线网与校园办公网之间增加两条千兆捆绑链路，用于快速访问校内和教育网资源。

升级后的公寓有线宽带网，覆盖了所有学生公寓，由中国电信免费提供网线接入方式。可以免费访问校内所有资源和部分互联网网站（包括南昌大学网站、教务在线、图书文献资源等，以及访问所有以edu.cn域名结尾的网站）。学校为每个师生一次性开通用户，校园卡号作为用户名。免费服务不需要办理开通手续，默认就可以凭校园卡号作为用户名登陆使用。如需访问互联网所有资源及其他信息，需购买充值卡对个人账户充值，才能通过中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国电信宽带网、联通网访问互联网。

用户在采用PPPOE拨号上网时候，用户名后面需要加域的后缀，目前开通了三个域:@ncu、@edu、@ndcard。每个后缀可访问资源如下：

1.ncu后缀：免费开通使用，可以访问充值页面，可访问南昌大学内部资源（教务网，邮件、新闻网等）。如需访问南昌大学图书馆的所有资源及所有以edu.cn后缀结尾的网站，需要在浏览器里设置代理服务器。

2.edu后缀：充值后使用，通过中国教育科研网出口去访问互联网资源（包括学校的所有资源）。

3.ndcard后缀：通过电信出口访问互联网所有资源。但不能访问部分南昌大学图书馆资源。

公寓有线网融合后，学校采取了一些措施来提升服务质量，同时加大了对公寓网络的管理力度。往年学生在刚开学的几天上网截止日期会集中到期，为了避免学生集中在一段时间内拥挤排队购买充值卡，同时为了减轻用户服务压力，我们免费延长了部分学生2~15天的上网到期时间，通过统筹安排，将高峰期到期用户数削平，并均匀分布到开学起的20天内。根据学校要求，我们对公寓有线网晚上上网时间段做了灵活限制，在某些时段对网络资源和应用的访问进行了限制。建立了公寓有线网、无线网络的信息推送平台，通过该平台及时向学生发布教学信息、校园新闻、社团活动及学术会议预告、生活咨询信息，使之成为传播健康校园文化的阵地。

南昌大学校园网络建设经历了从分到合，从外包到自主，形成了采用有线、无线技术覆盖，自建和合作建设模式相结合，免费和收费服务并存，由学校统一规划、建设、管理、主导的校园网络。公寓有线网融合成为校园网的一部分后，学校完全实现了对公寓有线网的管理、监控。方便了学生访问校内及教育网资源，提升了服务质量，为学校信息化的深入奠定了基础。采取校企合作，学校收回管理权建设管理公寓网的模式取得了良好示范作用，该模式也为省内其他几所高校陆续借鉴采用。

未来发展设想

学校今后将在网络融合、网络优化、扩大无线覆盖等方面加强建设，将校园网主干升级到万兆。目前教育网1GB出口带宽基本满负荷运行，需要部署流量控制系统进行流量整形，限制P2P等应用对带宽的滥用，提高用户的上网体验。校园网多出口的管理是学校面临的问题，现有出口策略配置比较复杂，维护困难，链路之间没有实现负载均衡和互为备份，将采用链路均衡设备实现学校多出口的智能、动态管理；实现公寓有线和无线网、办公网的统一认证，增加自助缴费充值方式，开通多种灵活上网计费方式；构建统一管理的无线基础设施，将无线覆盖到学校的所有公共区域；统一数据中心的网络架构；实现网络虚拟化；实现存储网、交换网、高性能计算网络的融合。

(作者单位为南昌大学)