荆州职业技术学院校园网优化与实现

李刚

摘要：随着新技术在校园网中的不断应用，教学手段的不断丰富，荆州职业技术学院现有校园网急需升级改造。经过设计和选型，最终采用了万兆核心、全无线覆盖和服务器虚拟化的方案，结合一卡通、安防、门禁等功能的实现，将校园网建设成为了新一代的“智慧校园”。随着“智慧校园”的提出，数字化校园在“大数据”和“云”的洗涤下，赋予了新的生命。一卡通、安防、门禁、无线接入、虚拟化、数据挖掘、决策平台等场景的实施又为“智慧校园”丰富了血肉。荆州职业技术学院是一所经湖北省人民政府批准、国家教育部备案的全日制公办学院，分别由多所省级重点中专组建而成。组建伊始，由于各中专院校之间相距较远、校园网建设层次不一、设备老旧，院领导决定在新校区建设新的校园网。经过几年的建设使用，随着教学手段的不断提升、在校生的不断增加、新业务的不断拓展，原有校园网已经不能满足教学、办公、实训等的需要，急需优化。

关键词：智慧校园；网络架构设计；设备选型；技术优化

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）19-0024-02

荆州职业技术学院的校园网自2002年建设以来，没有大的改进，还停留在1.0时代。即百兆出口、千兆核心和汇聚、接入采用有线连接方式，校内只提供了门户网站、教务系统、CRP办公平台、食堂刷卡等应用，已经远远不能满足现在教学和生活的需要，且多个系统相互分离，数据不能共享。

1网络架构设计，突出创新和拓展

通过对师生需求的分析，结合本院的实际情况，突出“智慧”，经过多个建设方案的参考后，决定从网络架构上实现根本改变，从1.0跨入到2.0时代。

方案采用无线全覆盖模式，即出口、核心、汇聚、数据中心采用全万兆接入，千兆到无线节点，公共机房和重要实训场所千兆光纤与汇聚直连，无线补充；服务器采用虚拟化技术，整合硬件平台，并在出口加装负载均衡和七层防火墙等安全设备，提升安全防护能力；一卡通、安防系统、应用服务器在数据中心互连，由大数据分析系统统一调度，为决策平台提供依据；用户接入实现实名制、扁平化，可在自己的移动终端上查询所需的数据和报告；门禁等系统可利用无线平台或专线实现车辆出入管理、会议签到等功能。

此方案不仅将无线由辅改主，强化了安全性，而且还满足今后数字录播、教学资源、等级保护等需求的应用。

2设备选型，突出高效和统一

在设备的选型上，按“三横三竖”的原则。“三横”即VPN、出口、数据中心，“三竖”即核心、汇聚、接入。

VPN由出口设备自带，可实现与其他校区逻辑上互联，也可方便校外的老师访问校内资源。

出口采用多台设备，包括下一代防火墙、路由器、行为管理、流量控制、防代理网关等，也可由出口网关统一实现。由多家ISP提供链路接入，实现G级高速访问。

数据中心集数据与网络为一体，为核心硬件提供了安全保障和可靠的运行环境。

核心采用CLOS架构的双万兆核心交换机，通过配置VRRP命令，实现交换机虚拟冗余链路，保障汇聚的接入。无线管理器又可管理全院的AP设备，实现动态策略的配置。

汇聚采用万兆交换机，与核心交换机实现万兆互联。为今后的翻转课堂、慕课等新教学形式和教学资源库的调用提供了传输带宽保障。

接入交换机和AP全部使用POE技术，通过单根屏蔽双绞线就可实现数据与供电的双传输，减少了综合布线的施工难度，提升了接入的可靠性。

在这个网络平台上，一卡通、门禁都可借用此平台的传输线路，即减少了施工成本，又方便了在某些不便施工的地点，采用AP接入的灵活方式。

安防因特殊性，使用单独布线，但摄像头还是采用POE供电、H265压缩，接入主机按楼宇进行分布，最终在数据中心进行实时备份。学院领导可通过校园网进行实时查看和调用。

除了架构的调整，还在设备选型、综合布线等方面设计了技术标准，保障的设备的先进性和冗余性。

3技术优化，突出安全和融合

硬件只是平台的保障，技术才是实现的关键。在此方案中，我们分别采用了服务器虚拟化技术、存储虚拟化技术、链路聚合技术、虚拟冗余链路技术、虚拟防火墙技术、数据挖掘技术、数据关联筛选技术、人脸识别技术、电子巡更技术、精准定位技术、扁平化技术等。将硬件设备自身的特性和服务器等技术有效的结合，为“智慧校园”提供了数据保障和决策分析。

虚拟化技术是目前数据中心采用的最为广泛的技术，本院在数据中心建设方案中也采用了此技术。通过服务器虚拟化和存储虚拟化，将升级的老服务器与新购服务器实现了硬件平台的整合，不仅保障了原有服务器的应用，还利用空余资源实现了多虚机的备份，提高了数据安全性，节省了数据恢复时间。通过加设负载均衡，在数据读取的高峰期，保障了数据读写的速度，减少了死机、卡机等现象。

因为我院网络应用都是基于WEB平台的开发，所以四至七层的防护尤为重要，国家也有相关安全等级保护的要求。我院在数据中心的出口处加装了一台下一代防火墙，实现了网络的2.0架构和出入数据的安全保障，防护了来自校园网内部的攻击，为以后的网站群建设提供了基础。

虚机之间的平行安全也很重要，一个虚机被攻破后，可能会对共享的数据实施破坏。如果共享数据放在存储上，又会引起一系列的安全问题。H3C的CAS、RUIJIE的VSD、SANGFOR的VAF、VMware的vShield Endpoint等产品都提供了相关虚机安全解决方案。总体来说分为两种，一种是虚机内部安装安全软件，提供分布式防护。这样会占用部分虚机资源，而且还需要一台主机提供管理。一种是界定虚机访问流向。指定虚机访问数据必须通过安全硬件的检测后才可回流。这种方案需要强大的外部设备，并占用更多的带宽资源，会提高虚拟化成本。

我院在方案设计时考虑到了数据中心的建设成本、虚拟化技术实施条件等因素，最终采用了虚机内部提供分布式防护的方案。

为了实现扁平化，我们将DHCP设立单独的虚机，认证管理也由接入层提升到了核心层。

本方案除了全万兆核心、全POE供电、全虚拟化、全高清等技术标准外，还提出了“全融合”的概念。此“全融合”并不是硬件厂商提出的服务器硬件和软件基于KVM技术的虚拟一体化方案，而是将多个不同系统数据库的相关字段进行有效挖掘、整合成一个大的数据库，在终端、手机APP、决策平台上能提供有效的查询，打破传统的“三家分天下”，即CRP和教务、运维认证、一卡通三大系统数据库平台数据不能统一实现的不便局面。

4方案实施，突出标准和实现

整体方案定型、设备选型、技术定位后，就是具体实施了。在实施的过程中，我院要求五个“统一”。即综合布线标准的统一；配件品牌的统一；施工进度的统一；工程师进场要求的统一；运维服务的统一。只有统一规划、统一标准、统一建设，才能有效地保障新学期前能顺利投入使用。

5结束语

“智慧校园”是一个大的课题，也是一个长期建设的过程。现在的“智慧”也仅是有限的“小智慧”，只有不断的建设、提升、融合，才能逐渐实现校园的“大智慧”。

参考文献：

[1] 胡勇，杨永其.万兆核心校园多建设与实践——以四川广播电视大学为例[J].数字技术与应用，2016（1）：233-234.