虚拟网络在智慧校园上网解决方案中的应用

刘洪江

（阿坝师范学院，四川 汶川 623002）

虚拟网络在智慧校园上网解决方案中的应用

刘洪江

（阿坝师范学院，四川 汶川 623002）

文章对校园网络建设现状进行了分析，并且使用虚拟化技术解决了其存在的问题。应用虚拟化网络技术发现其能够让校园网的服务器运行效率提高、网络管理集中、网络安全性增强，有利于实现智能校园的建设。

虚拟网络；智能校园；解决方案

校园网属于一种网络信息交流平台。平台通过网络办公、通知下达以及娱乐交流等形式对用户传递信息。随着科技的发展，校园网络使用频率的增大，网络的覆盖范围不断扩大，信息容量越来越多，网络结构也趋向越来越复杂。在这种背景条件下应将虚拟网络引入到校园网络管理之中，提高网络管理效率，加快智能校园的建设。

1　智慧校园

智慧校园是将人的因素、环境的因素以及设备的因素等各方面进行有机整合从而形成一个独特的、完整的校园系统。这种系统的构成基础为物联网技术，以信息技术为核心，通过多个平台的有效传递提供及时的双向交流的平台，提供结合网络技术以及服务等多种综合信息的教育信息。智能校园可以理解成简单的智能院校。这种院校从技术层面上来说，技术包括感知、智能、挖掘等多种手段，在校园的安全监控以及智能化学习系统方面，构建具有感知全面、响应及时和智能综合功能的学校。

智能校园是在互联网技术的基础之上出现的，通过互联网技术打造一个智能化、感知化的校园。进行归纳总结，智能校园的特点可以归结为以下几个方面：

（1）智能化。智能校园的建立不是一个简单的系统构成，而是在物联网技术上以及在4G技术上产生的数字化的应用平台，平台的建立让校园的办公自动化、沟通快捷，能够最大限度地提升校园的工作效率，提高教学质量，实现教务管理以及校园管理的资源有效串联互通。如校园的一卡通采用多卡合一的制度，有效实现在学生入学报到、宿舍管理以及图书借阅方面的一条龙服务。

（2）感知化。所谓的感知化指的是在校园的管理过程中使用到的器材，尤其是传感器等器材的感知化，传感器等器材的运用能够便捷校园中的教育以及科研的管理，实现校园网系统的自动化控制，实现校园考勤、门禁等整体感知，提升校园的工作效率。如教室内的照明设施使用的就是智能感应操控设备，宿舍的入门系统使用的也是自动录入设备。

（3）互动性。采用互联网技术等将校园内所有教师员工的人力信息以及设备管理等信息联系起来，让院校内的沟通更加的顺畅，消息交流更具便捷性。例如，利用手机短信的形式或者是利用微信公众号的形式建立教师、家长、学生的三方信息交流平台，给三者建立有效的交流空间。

（4）灵活性。智能校园所谓的智能要求在校园内很多都是自动化的设备。无线、有线等强大的网络环境，具有容量大以及可持续扩展的特点，方便用户随时随地能够接入网络，为教学和学校的管理提供更加高效、更加灵活以及更加便捷的服务形式。同时，借助于云计算的平台也能够让学校内的员工向使用电一样的使用校园网。

2　虚拟化技术

虚拟化技术指的是在同一服务器中安装多个虚拟机，多个虚拟机之间共享服务器资源，不同的虚拟机也能够在同一台服务器上操作不同的系统以及多种应用程序，每一独立的操作系统之间更具安全性。

2.1虚拟化技术

毋庸置疑，虚拟化技术是一种术语。虚拟化技术应用在计算机方面指的是计算机元件的运行是在虚拟的基础上运行，而不是在真实的基础上运行的。这种技术的运用不仅能够简化软件的配置，而且也能够无限扩充硬件的容量，因此广受到人们的欢迎。计算机CPU虚拟技术的运用能够使用单个CPU模拟多个CPU运行，实现在同一平台上操作不同的系统的功能且应用程序在自身的空间内运行，相互之间并不受干扰，因此这种技术的运用，显著地提高了计算机的工作效率。

2.2虚拟化技术工作原理

虚拟化平台出现是为了商业使用。使用如VMware vSphere和VMware ESXi这样的软件能够虚拟X86计算机的操作系统，创建真实计算机一样的操作系统和应用程序的虚拟机。因为每个虚拟机都有自身的运行系统，因此相互之间并不存在冲突。虚拟化软件的原理为：在计算机的硬件上或者是软件上直接插入一个软件层，该软件层包含一个以动态和透明方式分配硬件资源的虚拟监视器。多个操作系统一块在同一台物理机上运用，相互之间共享资源。因为在整个操作的过程中将整个计算机封存起来，因此虚拟机能够跟X86系统与程序完全兼容，可以实现在单台计算机上运行多个操作系统与程序，操作系统与程序之间能够在需要时进行相互资源的访问。

3　虚拟化技术与智能校园

虚拟化技术的出现，有利于智能校园进程的加快。

3.1 虚拟化技术提升校园网络服务器性能

3.1.1虚拟化技术具有环保性

一般的情况下来说，一台服务器装载一个操作系统，CPU的使用效率达到10%。随着校园网络应用的广泛性，目前一台服务的装载与一个操作系统显然并不能满足校园网的需求，因此要建设智能校园势必应该增加服务器，但是若在校园内运行多台服务器，每台服务器的CPU的使用效率为10%，肯定会造成极大的浪费。在这种情况下引入虚拟化技术能够减免浪费，提升服务器的使用效率。

从服务器的操作系统来说，虚拟机跟物理器是相同的。虚拟机上安装不同的操作系统，可以占据CPU的空间，减少浪费。如将多台服务器整合成一台服务器，那么CPU的利用率也就提升了多倍，而能耗也减轻了多倍。

3.1.2服务器虚拟化具有灵活性

虚拟化软件的虚拟数据中心操作系统会对多台物理机以及存储设备进行扩展，从而形成完整的虚拟基础架构。如高校要举办一个网络会议，总部不需要为每个用户的应用程序永久性地分配服务器以及带宽等，虚拟中心系统自动会将硬件的资源按需分配到指定的位置。这种技术的采用让优先级最高的视频用户能够及时得到所需资源，不用在召开会议的时候去置办多余的资源。

3.1.3服务器虚拟化具有便捷性

目前校园网络的硬件结构是多台单独的服务器通过物理的方式进行连接，网络管理员通过使用特定的工具来进行每一台服务器的控制，这种管理方法效率较低。这种网络架构利用虚拟化技术，采用集中控制的办法，网络管理的管理工作能够减轻2～3倍，所管理的服务器的数目也是原来的2～3倍。网络管理员在服务器桌面上就能够实现虚拟化的管理，网络的利用性以及安全性和性能都获得较大的提高。

3.2虚拟化技术提升校园网服务器安全性

校园网络规模庞大且结构较为复杂。在网络硬件设施不断提高的同时也应该关注网络的软件环境，智能校园建设中如何保障网络软件信息安全成为校园网络建设的重要命题。

3.2.1独立的操作系统有效保障

智能校园如果选用单个的操作系统单个的用户服务器，那么当有恶意入侵者想要入侵服务器时，操作系统的漏洞明显，很容易就会被黑客侵入，网络信息安全有严重的隐患。虚拟化服务系能够在同一个服务器上安装多套操作系统，网络的运行程序以及动态的信息分散在多套系统之中，当入侵者想要获取网络运行程序的静态信息时，服务器的数据库就会启动保护的功能。虚拟化操作系统的另外一个优点是，当虚拟机被恶意攻击的时候，数据能够进行快速的恢复。VM软件能够在一定的时间段内对机器的信息进行备份，因此系统能够快速地恢复到未被攻击前的状态。校园网络服务器若想在某一个操作系统上运行多个服务器，当入侵者入侵服务器时，操作系统与程序就会受到破坏，造成其他的用户服务器无法正常使用，大量服务器工作瘫痪。虚拟化技术被引进到校园网络之中，服务器在多套操作系统的支持之下，使用各自的虚拟机，分配给各台虚拟机指定的资源，那么即使某个服务器受到黑客的攻击导致系统的瘫痪，其他的用户依然能够继续使用。

3.2.2虚拟蜜罐技术与蜜网技术

这两种技术的运用将校园网络的安全从原来的被动的防御转变为如今的主动防御。虚拟蜜罐技术和蜜网技术是虚拟化技术的重要技术。所提到的蜜罐指的是计算机系统用来引诱黑客攻击的技术，而蜜网则指的是包含蜜罐的整个网络技术。蜜网并不存在于内网之中，它被放置在外围的网络，能够转移黑客的转移目标，这样就保证了校园网络的安全。蜜网不连接真实校园网，或者跟真实的校园网有防火墙，因此能够起到保护校园网的作用。除此之外将蜜罐安置到校园网的内部，用来对内部的攻击检测。

将这两种技术应用到校园网的建设之中，主要的目的在于：转移黑客的攻击目标，不会攻击运行中的校园网络；对黑客的入侵行为预警，让网络管理员及时采用办法应对入侵行为，保证网络正常运行；对入侵者的信息收集。

4　结语

校园网管理是一项复杂的工程，将虚拟化技术引进到校园网络的建设之中，能够提升服务器的利用效率，方便网络管理员的管理，并且也能够提升网络的安全性，促进了智能校园的建设。

[1]王洪亮.虚拟化技术与应用[J].科技浪潮，2007（8）：23-24.

[2]张淑芬，陈学斌，张帅.虚拟化技术在计算机实践教学中的应用研究[J]. 计算机教育，2009（13）：215-217.

[3]包敬海.浅谈基于虚拟机保护个人服务器[J].福建电脑，2009（8）：28-27.

[4]许晓冯.浅谈云计算及其应用[J].信息化研究，2010（11）：5.

[5]徐春林.高校校园物联网的探索与应用[J].科技创新导报，2010（31）：23.

Application of virtual network in smart campus network solution

Liu Hongjiang
（A Ba Normal University, Wenchuan 623002, China）

The status of the campus network construction was analyzed in this paper, and virtualization technology was used to solve its problems. It is found that using the virtualization technology can be able to improve operational efficiency of the campus network server, centralize network management and enhance network security, which is helpful to achieve the construction of intelligent campus.

virtual network; smart campus; solutions

项目名称：基于普适计算的无线网络解决方案；项目编号：ASB13-16。

刘洪江（1981— ），男，四川泸州，副教授；研究方向：无线传感网络。