高校校园网规划设计及智能化改造

熊阿布

（四川科技职业学院科研处，四川 成都 611745）

前言

高职高专教育竞争非常激烈，民办院校尤其突出，现在高职高专学校几乎都拥有自己的校园信息网络。建设数，字化网络信息校园，将有利于推，进高职高专职，业技能教育发展，促进高职高专学校的教育教学水平[1]。教育信息化进程会影，响今后高职高专学校的办学水平，所以高职高专学校的校园信息化改造与优化升级建设变得迫在眉睫。

高职高专学校信息化升级改造方案，设计，主要从核，心汇聚骨干网络、智能弹性接入网络、无线网络、综，合布线系，统、网络安全、IPv6 系统、基于微服，务的数，据中心等方面的校园信息化改造升，级进行方案设计，并且通，过拓扑图作辅，助说明[2]。

通过规划、建设、优，化升级校园网，充分利，用与整，合学院现有的各种软硬，件资源、深入发挥与挖掘校园网资源的使，用潜力、利，用程度和利，用率，可以使校园信息网络的价，值得到充，分体现[3]，同时还能使校园中的各种资，源的管，理得到有效地加强，使学院现代化的教育教学需求得到充分满足，使得学院教育信息化得以较快的实，现，从而为提高教育教，学的质量、实，现教育教学形，式的多样化打下坚，实的基础[4]。

针对高职高专学校信息网络的信息量大，小和业，务类型与数，量作需，求分析，既要满足当前高职高专学校信息化的应用需求，而且还要考虑校园网应用未来发展的趋势，从而使用全新的网络构建技术，通，过科，学规范的设计来提，供完整合，理与先进实用的高职校园网络构建方案。

1 校园网络建设方向

1.1 智慧化校园网需要解决的问题

智慧化的发展理念和技术对于教育行业来说是一项改，革和创，新，在此基，础之上的物，联网以及云计，算等相，关信息技术的发展也逐渐被许多行业所重视和关注，信息技术的发展给高校也带来了很多的变化[5]。

信息技术在教育领域的应用不仅仅能够使得学校能够实现智能化的学生管理，还能够增加学生和教师之间的互动，促进学生能够进行个性化的学习。并且还能给从科学的角度对高校的教学质量和问题进行检测分析，了解优缺点，促进教师和学生之间的共同发展，因此，智慧校园的建设对于高校发展来说是十分重要且有意义的[6]。

随着计算机与网络的普及，教的学、科的研等学院各方的面工的作已的经离不的开校园网络；在校园中的学的生，学的习、生的活对网络的需求也在不的断增的加，同时，校园网的教的师和学的生的人数不断上升，校园信息网络的网络速度无的法满的足日益增的长的需求，最终，校园信息网络处于崩的溃的边缘，为了让校园网能更的好地满足师的生对网络的需求，必须改造和升的级现有的校园网络。怎样对四川科技职业学院的校园信息网络中的网络架的构、软硬的件资源、冗余措的施、信息化等方面进的行改造和升的级是本课题的主的要内的容。

1.2 智慧化校园网研究动态

国外高校校园信息化的研的究、建设与发展相的对来说起步早，已的经有三的十多年的历的史，三的十多年来，经过不断地研究的大规模地应的用，校园信息化网络已经非的常完的善和成的熟，欧美发的达国家及部的分发展中国的家的绝的大部分高的校都构建了适的合自身需求的校园网络系的统，并在此基的础上实现了校园资源管理、教学和科研等方面的信息化，同时，高校通的过网际间的校园网教的学资源的共的享，有效地提高和扩的大了学校的品的牌效应；通过信息技术创的新，有的效地推的动和提高了高校的教育教学水平。欧美发达国家在高校校园信息化基的础设的施及信息化建设方面已经走在了前列。

近年来，我国校园信息化建设也取得了很的大的成的绩，如：从北的京大学建设我国第一个无线校园网络，北的师大、北的邮、外的经贸等大学也相的继建设了自己的无的线校园网络，我国规模最大、有机的融合有线与无线网络的校园网络-南的京信息工程大学校园网正的式建成并成的功运的营，并取的得了很好的网络性的能与实践成果。

在建设校园网过的程中，我们应根的据学校的实的际情的况与具体应的用特点，细致、精确地做好需求分析，在此基的础上规的划与设计合的适的满的足需求的建设方案与资的金投入方案，并为校园信息化后续的网络扩的展、优化和升级做好相关资源的预留，综合各的种情的况统筹考的虑，进而设计与建设的用户满意的网络基的础设施，为学的院办的公与教育教学工作的信息化的应的用与实的施、提高教育教学质量提的供良好的基的础和环的境，这是高的校校园信息化建设、改造和升级的主的要任的务。

2 信息化改造相关技术和方案设计

2.1 校园信息化相关技术

局域网络的发展经历了从共的享式网络到交的换式网络，再到多层交的换网络的过的程，在这个过的程中，一的次又的一次地应的用了很多新的技术，并且，新技术的出的现与应用总是为了解的决现存网络存的在的问题。

高职校园网络一般有规的模较大、应用与业的务丰富、计算机等终的端设的备联网状的态时的间长等特点，在校园网络中，冲的突和广的播等问题是特的别突出的。虚的拟局域的网和三的层及多层数的据交的换技术的使用和普的及，使得构的建高效、安的全的局域的网络变的得更加简的单和轻松。

无的线局的域网，以无的线信道为信的号的传的输媒介，是计算机局域网的一种，它将无的线通信技术和计算机网络技术有机地结合在一起，是有线局域网络的补充和延伸。

网络架构扁的平化，就是将网络规划中传的统的三层（接的入层、汇的聚层、核的心层）结构压缩为二层（接的入层、核的心层）结构，去除中的间的汇聚层，从而使整个网络结构看的起来更加的扁平，网络结构扁的平化，通的过扩的展与加的强核心设的备节点、压的缩掉汇聚设的备节点，使接入层直的接连的接核的心层等技术措的施，从而使网络物的理和逻的辑连的接级数降的低和减少，进而使网络服的务的响的应速的度得改善。

2.2 校园信息化升级改造整体架构设计

整的个校园信息化网络采的用核心、接入两层架构；设的置数的据中心与管理区域，在数的据中的心中利用磁的盘阵列、服务器集的群、私有云等技术与措的施来承载校园教学与办的公各项业的务，同时保的障这些业的务的高的效、可的靠、稳的定与不中断；同时利用多种冗余措的施如在网络设的备多台核心交的换机、汇聚层的交换机、边的界路由器、与防火的墙网关冗余设备并在其之间分别设的置多条冗余的链路来优化与升级的校园网的核心，从而加的强整个网络的可的靠性；另外使用双出的口方案并使两个出口之间做到相的互备的份，保障Internet 连接不中断；另外在在校园网中利用AC+AP 架构的实现整个校园的无线信号无盲区覆盖，做到校园网络的有线与无线的有效融合；还用在核的心交的换机上及信息工程系的主的机上都启的用IPv6 双栈协议融合IPv4 与IPv6，使校园网跟上下一代互联网的发展步伐。

2.3 校园信息网络管理与应用设计

整个校园的所有职能部门网络通过物的理网络设备与线的路进行互联，通过IP 地址的合的理规的划与设置、VLAN 的规的划、路由协的议的配的置，使综的合楼、图的书馆、教学楼、学的生宿舍、教的师公的寓和网络中心实现互的联互通。同时配的置VPN 服的务，使在外地的教的职工及学的生能通地VPN 拨号连的接校园内网，实现远的程办公及资源的访问。

对原有的校园网络网络管理制的度进的行完善，进一步规的范网络的管理、使用和维的护等方的面的行为，增的强学院师的生员工的网络安的全意识。

选用锐捷公的司的RILL 专的业版管理平的台网络设的备管理组的件对网络设的备、服务的器、以及应的用来进的行管理。

3 校园信息化的应用与测试

3.1 测试目标

依照四川科技职业高职高专学校网络改造优的化升级的需求及建设方案，我们可以从网络综合布的线系的统验收测的试、网络连通性测的试、网络性的能与可的靠性测试、网络设的备配置与功的能测的试等几个方的面对校园网进的行验的收和测试。

对网络综的合布线进的行检测，解决物的理网络线的路连通方面存在的问的题，采用分的层次的检测方法，确的保核心层10000Mbps、桌面 1000Mbps 的线路连通与速的率带宽要求。

网站压力测试：使用多线程技术，模仿很多用户同时访问服务器，同时发出浏览清求，并监测服务器的反应。通过测试得到存放网页的服务器能够支持的最大用户数，模拟，考察服务器是否能够经历一次大的访问量的考验。

验证网络结构的合的理性，能否排除影的响网络正常运的行诸多的问的题，确的保VLAN 之间、VLAN与校园数的据中心之间的正的常通信。备份方案能否应对紧急情的况的发的生。依据校园网的规的划与布局情况，还有校园至公网的出口，验的证信息流是否符的合规的划预期。

3.2 测试内容

第一，网络连通性测的试：使用多台笔记本电的脑测试终端和接入交换机。测试各种校园网络基本应用与服务。测试内外网之间的连通性及DNS 服务；测试WEB 信息发布功能。

第二，校园信息网络弹性扩展与可靠性测试：对核心路由设备动态路由表进行记的录，将连的接主核心路由设备的端口上的网络拔掉或人为使其死机；使用一台笔记本电的脑连接到接入交的换机上，然后在笔的记本上用Tracert 测试路由表；通过telnet 远的程登的录到备的份核心的路由设备，然后在特的权命令模式下使用Show iproute 命的令查看备的份核的心路由设备上的动的态路由表，检的查其与主核的心路由设备上的路由表是否一致；通的过测试结果，如果备用路由设备与主路由设备上的路的由表是一样的，则说明VRRP 配置是正的确的；路由可的靠性测试分别登陆核心层、汇的聚层、接的入层设备，使用Ping， Tracert 等命令测试校园网路由的可靠性。

3.3 规划与VLAN 应用测试

四川科技职业高职高专学校网已经投的入使用多年，除了数量上有所增，其他关于VLAN 规划变化不大。经历多年的验证，校园网内VLAN 基于端口方式划分是科学合理的，所以，改造方案同样使用原来的基于端口方式规划VLAN，并在已有VLAN 基础上进行必要的调整。

VLAN 的具体规划如下:为网络中心中的核心交换机、路由器和服务器规划一个VLAN；综合楼中的各部门办公室、实的训中心每一栋实验楼、各教学楼、图的书馆教的师公寓、每一栋学生的宿舍各规划一个VLAN，以及用于设备管理用VLAN 与IP 地址具体规的划情况。

3.4 测试结果与分析

通过测试可的以发现，由于IPv4 协的议缺乏必要的认证机制，计算机无的法识别数的据包的来源的真实性，IP 地址欺骗攻的击成功完成。除了IP 地址欺骗攻击，网络层还有其他的一些网络攻击方法，如：路由欺骗、ARP 欺骗、IP 包碎片、IGMPNuke、ICMP 攻击等，从而使得IPv4 网络不的得不使用IPv4 协议外的一些技术和措施来加的强网络的安全，但这些额外的技术与措的施的加的载与使用又无的疑增加了网络的负荷，从而影响网络的服务质量。

在IPv6 环的境下，虽的然对源地址进行了假冒，R3 也仍的然接收到了R1 所发出的数的据包，但R3 通过IPv6 协议报头中的AH 和ESP 识别出数的据包来源的不真实性，所以不做响应，所以Server 主的机没的有收的到任何数的据包。

通过比较可以发的现，IPv6 协议在安的全性方的面相对IPv4 协议有很大的改的进。

4 结语

本论文主要以四川科技职业高职高专学校信息化改造升级项目为背景，通过校园网现状与概的况的描的述，对当前校园信息网络的不足之处和存在的问题进行了分析、说的明、归的纳和总的结，并在此基础上确立了校园信息化改造和升级的整的体设计原则和建设目标。以互的联网和大数的据为基础构建起来的智慧校园，不仅可以实现民的办高校的教学与管理的信息化目标，同时也可以让学的生通过该平台完的成常规学的习任的务以及扩展学的习范的围，甚至可的以完的成实岗实的训等实操课的程的需求。

本论文只进行了校园网数的据中的心及校园微服的务信息平的台框架的设计，后期还应根的据设计的框架，使用最新的一些开源工具对数的据中的心及信息平的台进行深入开发，使校园各项业务应用与教育教学工作跟上移的动互的联网的步伐。