王康

摘要：在該文中，對(duì)云計(jì)算領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單說(shuō)明，并對(duì)基于云計(jì)算環(huán)境的院校網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析，進(jìn)而構(gòu)建了基于云計(jì)算環(huán)境的院校網(wǎng)絡(luò)體系方案，通過(guò)進(jìn)一步的測(cè)試，驗(yàn)證該體系的效果。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；校園網(wǎng)；體系結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）02-0041-02

1 概述

現(xiàn)在，學(xué)校內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具有較強(qiáng)的專業(yè)性。同時(shí)，我國(guó)的很多高等院校，除了采用校園網(wǎng)之外，還會(huì)設(shè)置專門的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、一卡專網(wǎng)等多種不同的網(wǎng)絡(luò)。這樣，多種不同的軟件和硬件系統(tǒng)就能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行綜合利用；多種不同類型網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和資源相互交叉，造成了網(wǎng)絡(luò)上所存儲(chǔ)資源的利用率較低，導(dǎo)致了前期基本建設(shè)費(fèi)用與后期維護(hù)管理費(fèi)用成本的不斷攀升；同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的能耗與空間也難以滿足低碳時(shí)代人們對(duì)節(jié)能減排的基本要求。

在這種情況下，如果能夠構(gòu)建基于云架構(gòu)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，就能夠通過(guò)對(duì)各種虛擬化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下形成統(tǒng)一的計(jì)算資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、安全資源池以及存儲(chǔ)資源池等，這樣，就能夠根據(jù)學(xué)校的相關(guān)業(yè)務(wù)或者用戶需要情況進(jìn)行系統(tǒng)的分配，從而實(shí)現(xiàn)在相同的校園網(wǎng)絡(luò)內(nèi)廣泛提供科研、教學(xué)、服務(wù)、管理等類型不同的應(yīng)用與業(yè)務(wù)。此外，云計(jì)算作為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的新技術(shù)，使得信息化條件下的院校網(wǎng)絡(luò)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。正是考慮到此，文中重點(diǎn)對(duì)基于云計(jì)算的高等院校校園網(wǎng)的體系設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行具體探討。

2 云計(jì)算中的關(guān)鍵技術(shù)

在云計(jì)算環(huán)境中，各種類型的商業(yè)模式主要由產(chǎn)品的生態(tài)形式所決定，而產(chǎn)品則是由技術(shù)所決定。所以，商業(yè)模式難以脫離技術(shù)約束。而由技術(shù)所帶來(lái)的信息對(duì)稱，則能夠?qū)€(gè)體行為的非理性進(jìn)行控制，也就容易導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式具有破壞性的重建。而這種變革會(huì)推動(dòng)我國(guó)逐漸成為云計(jì)算時(shí)代全球商業(yè)模式的主導(dǎo)者。在云計(jì)算環(huán)境下，對(duì)商業(yè)模式構(gòu)成決定性作用的因素主要為相關(guān)云計(jì)算中的核心技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)。

而結(jié)合云計(jì)算理念的基本功能，可以將云計(jì)算體系中的關(guān)鍵技術(shù)概括為：（1）云計(jì)算操作系統(tǒng)，這是整個(gè)云計(jì)算體系中的關(guān)鍵與核心，在具體的云計(jì)算中起到了對(duì)大型數(shù)據(jù)中心、跨數(shù)據(jù)中心硬件資源進(jìn)行調(diào)度、管理的樞紐性作用，能夠?qū)υ朴?jì)算環(huán)節(jié)中的安全和效率起到關(guān)鍵的作用；（2）云校園網(wǎng)。作為一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，已經(jīng)成為按需分配、按需使用信息化服務(wù)的使用與交付模式。不僅如此，由于云校園網(wǎng)還是一個(gè)系統(tǒng)化的應(yīng)用平臺(tái)，能夠?yàn)檎麄€(gè)學(xué)校的教學(xué)科研業(yè)務(wù)、教學(xué)過(guò)程中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施與公共服務(wù)等提供支撐。（3）對(duì)云校園網(wǎng)的可信特征分析。從整個(gè)學(xué)校的業(yè)務(wù)管理部門與學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的角度來(lái)看，主要為基于IT而開(kāi)展的低風(fēng)險(xiǎn)業(yè)務(wù)；從管理員的角度來(lái)看，主要為整個(gè)IT系統(tǒng)能夠管控和追溯；從國(guó)家政策與法規(guī)的角度來(lái)看，主要為其信息安全能夠符合國(guó)家與相關(guān)行業(yè)的政策要求。從廣大用戶的角度來(lái)看，則更加側(cè)重于信息服務(wù)的高度可依賴性。對(duì)于傳統(tǒng)的校園網(wǎng)絡(luò)而言，在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)病毒入侵的情況下，容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，給廣大用戶造成嚴(yán)重的影響。不過(guò)，由于云校園網(wǎng)中主要采用基于權(quán)限管理的策略，所以，就應(yīng)該在使用的過(guò)程中對(duì)其權(quán)限管理策略進(jìn)行優(yōu)化，從而能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)用戶帶來(lái)較強(qiáng)的安全性。

3 云計(jì)算環(huán)境下的院校網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)在，我國(guó)高等院校的校園網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，主要通過(guò)公共互聯(lián)網(wǎng)、虛擬專網(wǎng)以及自行建網(wǎng)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面簡(jiǎn)單分析這幾種網(wǎng)絡(luò)體系的結(jié)構(gòu)。

3.1 自行建網(wǎng)

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的安全性要求比較高的院校，都會(huì)選擇自行建網(wǎng)的方式來(lái)組建自己的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。這種網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)，就是能夠根據(jù)自己的需求來(lái)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的自行維護(hù)。不過(guò)，對(duì)于那些生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣、分布比較分散的高校來(lái)說(shuō)，要自行構(gòu)建自己的校園網(wǎng)絡(luò)，其難度一般都比較大。

3.2 公共互聯(lián)網(wǎng)

這里，公共互聯(lián)網(wǎng)就是Internet，其應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，且使用成本也比較低，但整個(gè)應(yīng)用的安全性較差?，F(xiàn)在，很多公司都能夠?yàn)橛脩籼峁┴S富的網(wǎng)絡(luò)接入與認(rèn)證方式，能夠根據(jù)校園網(wǎng)的不同場(chǎng)景來(lái)選擇不同的接入與認(rèn)證方式。這里，在高校的學(xué)生宿舍與家屬區(qū)，可以采用PPoE的接入與認(rèn)證方式，此類認(rèn)證方式的安全性比較高，也符合此類用戶的使用習(xí)慣。相應(yīng)的，對(duì)于校園網(wǎng)中的公開(kāi)接入場(chǎng)景，可以采用IPoE免認(rèn)證的內(nèi)網(wǎng)資源訪問(wèn)方式。對(duì)于無(wú)線環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)接入，通常采用Web認(rèn)證方式，能夠較好地保證無(wú)線智能終端的兼容性。

3.3 虛擬專用網(wǎng)

采用虛擬化技術(shù)，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)上的邏輯資源進(jìn)行隱藏處理，使用戶不需要對(duì)其中的細(xì)節(jié)信息進(jìn)行了解，這樣，用戶就能夠虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的全部或者部分功能。比如，利用PEF能夠提供基于用戶身份的安全認(rèn)證，提高系統(tǒng)控制與系統(tǒng)流量的綜合管理能力。此外，Aruba公司的RAP技術(shù)，主要是為了實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)，不會(huì)造成客戶端的管理費(fèi)用與其他開(kāi)銷的增加。這樣，就使得該技術(shù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程維護(hù)人員、遠(yuǎn)程站點(diǎn)與業(yè)務(wù)連續(xù)性應(yīng)用的代表，在Aruba中所采用的執(zhí)行策略，能夠通過(guò)防火墻為校園網(wǎng)絡(luò)的完整與安全提供保護(hù)。

4 院校網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的方案與實(shí)施

4.1 網(wǎng)絡(luò)出口設(shè)計(jì)

在我國(guó)教育領(lǐng)域內(nèi)，其網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用能力與資源的利用率都在不斷提升，就使得針對(duì)城市信息化系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行部署成為該領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。在實(shí)施過(guò)程中，可以在原有的基本建設(shè)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建設(shè)能夠覆蓋整個(gè)城市范圍、基于云計(jì)算的教育信息化服務(wù)系統(tǒng)或者平臺(tái)，可以通過(guò)專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)、管理的基礎(chǔ)上，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供全面的計(jì)算、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息服務(wù)等多種不同的信息資源和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。對(duì)于每個(gè)學(xué)校來(lái)說(shuō)，需要對(duì)信息平臺(tái)中的基礎(chǔ)教學(xué)資源進(jìn)行不斷的補(bǔ)充和豐富，同時(shí)，該信息化服務(wù)平臺(tái)還應(yīng)該將本區(qū)域中的優(yōu)質(zhì)教育資源進(jìn)行優(yōu)化與整合，且能夠?yàn)閰^(qū)域中的所有用戶終端提供共享服務(wù)。此外，在高校的信息化服務(wù)平臺(tái)中，還應(yīng)該根據(jù)不斷變化的實(shí)際需要，建設(shè)全新的、能夠面向服務(wù)的大型數(shù)據(jù)服務(wù)中心，并進(jìn)而為本區(qū)域中的所有網(wǎng)絡(luò)終端提供服務(wù)。各種類型的網(wǎng)絡(luò)用戶終端，只要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，就能在教育信息化服務(wù)平臺(tái)中找到感興趣的教育資源與信息服務(wù)。

4.2 基于VPN的應(yīng)用

現(xiàn)在，WALLSSL VPN中所提供的Web界面，為用戶提供了更加簡(jiǎn)化的遠(yuǎn)程訪問(wèn)與策略管理，同時(shí)，還能夠在管理過(guò)程中，為用戶提供全方位的上下文相關(guān)的幫助信息，不僅能夠?yàn)榻K端用戶的使用提供方便，還能夠有效減少IT部門的技術(shù)支持。此外，還能夠?qū)崿F(xiàn)在所有防火墻中的無(wú)縫集成，且并不需要在其中安裝專用的VPN客戶端，能夠有效降低相關(guān)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行安裝部署與日常維護(hù)中的工作量。還能夠?yàn)榛A(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)用戶訪問(wèn)校園網(wǎng)中的各種服務(wù)和應(yīng)用程序等資源提供支持，使得用戶的訪問(wèn)范圍大幅擴(kuò)大。比如，通過(guò)在校園網(wǎng)中部署千兆級(jí)別的高端SSL VPN，并將其具體部署在相關(guān)系統(tǒng)的核心交換機(jī)上，從而面向整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)以更加安全的方式發(fā)布圖書資源、辦公自動(dòng)化平臺(tái)以及學(xué)術(shù)資料數(shù)據(jù)庫(kù)等資源。這樣，身處外地的學(xué)校師生，也能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)線路直接接入到SSL VPN中，從而對(duì)SSL VPN中所發(fā)布的信息資源進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問(wèn)。針對(duì)學(xué)校中原有部署的Radius服務(wù)器、人事數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，為了能夠從根本層面確保終端用戶帳號(hào)的使用規(guī)范與統(tǒng)一管理，從而有效避免需要對(duì)多個(gè)不同帳號(hào)、密碼進(jìn)行記憶的麻煩，可以在搭建SSL VPN平臺(tái)的過(guò)程中，采用相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)動(dòng)的技術(shù)方式，對(duì)終端用戶的認(rèn)證模式進(jìn)行設(shè)置。在系統(tǒng)的認(rèn)證安全性上，還可以采用圖形校驗(yàn)碼、密碼中包含數(shù)字與字母的方式來(lái)提高系統(tǒng)的安全。為了確保服務(wù)器接入過(guò)程中的高度安全，可以采用相應(yīng)的客戶終端安全檢查策略，要求用戶的操作系統(tǒng)滿足一定的版本，能夠有效避免主機(jī)操作系統(tǒng)中漏洞給校內(nèi)資源的安全性所導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。

5 測(cè)試分析結(jié)果

在測(cè)試過(guò)程中，所采用主的是報(bào)文延遲方式，就是在兩個(gè)不同的主機(jī)之間進(jìn)行相應(yīng)報(bào)文的延遲測(cè)試過(guò)程。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕捎脺y(cè)試主機(jī)分別位于不同網(wǎng)段的方式；測(cè)試工具主要為Ping命令和net測(cè)試工具。

測(cè)試方式就是對(duì)兩個(gè)主機(jī)之間的平均報(bào)文延長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。下面的表1中，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了匯總。

從上面的測(cè)試結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，兩臺(tái)主機(jī)之間的平均報(bào)文延時(shí)會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載加重而增長(zhǎng)，且能夠達(dá)到部署網(wǎng)絡(luò)安全體系所需要的相關(guān)指標(biāo)。

6 結(jié)論

在本該文中，對(duì)云計(jì)算領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單說(shuō)明，并對(duì)基于云計(jì)算環(huán)境的院校網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。在對(duì)文中相關(guān)研究?jī)?nèi)容分析的基礎(chǔ)上，可以看出云計(jì)算技術(shù)具有較大的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算優(yōu)勢(shì)，且由于其技術(shù)應(yīng)用的不斷成熟，肯定能夠在我國(guó)高等院校的網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)與擴(kuò)容改建中發(fā)揮日漸重要的作用。

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