文/常偉鵬 許建真 袁泉

高校宿舍網(wǎng)作為構(gòu)建于大學(xué)生宿舍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，具有整體體量大、接口數(shù)量多、使用頻率高、在線時(shí)間長等特點(diǎn)，可供大學(xué)生實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)、信息檢索、資源下載、郵件收發(fā)、通訊和娛樂等功能，在大學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活中占據(jù)越來越重要的位置。建設(shè)滿足時(shí)代發(fā)展要求的宿舍網(wǎng)，對(duì)促進(jìn)和改善在校大學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，對(duì)高校的信息化建設(shè)具有重要的意義。

傳統(tǒng)高校宿舍網(wǎng)運(yùn)營模式

學(xué)校自主建設(shè)獨(dú)立運(yùn)營

該模式下宿舍網(wǎng)同教學(xué)區(qū)的校園網(wǎng)一樣，作為整個(gè)校園網(wǎng)的一部分而存在，校方負(fù)責(zé)宿舍網(wǎng)的管理和運(yùn)營，宿舍網(wǎng)訪問公網(wǎng)使用校園網(wǎng)的出口。這種模式的優(yōu)點(diǎn)在于通過宿舍網(wǎng)訪問校園網(wǎng)資源便利，學(xué)生使用宿舍網(wǎng)的資費(fèi)較低，對(duì)校方而言宿舍網(wǎng)的可管理性更強(qiáng)。但這種模式的不足在于，學(xué)校需購買大量出口帶寬來滿足宿舍網(wǎng)的需求，但效果往往不甚理想，甚至教學(xué)區(qū)校園網(wǎng)都因出口帶寬遭擠壓而都受到影響，此外高校信息化管理部門的人員配備一般較為緊張，無多余精力承擔(dān)宿舍網(wǎng)管理維護(hù)的繁重工作。

運(yùn)營商投資建設(shè)運(yùn)營

宿舍網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施（含線路和設(shè)備）由一家或多家運(yùn)營商建設(shè)，建成后的宿舍網(wǎng)由一家獨(dú)立或多家運(yùn)營商分區(qū)域運(yùn)營。該模式下即便是多家運(yùn)營商運(yùn)營，由于某一區(qū)域只能接入一家運(yùn)營商，用戶無法自主選擇，實(shí)質(zhì)上仍是壟斷。該模式的優(yōu)點(diǎn)在于宿舍網(wǎng)直接接入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，出口帶寬不會(huì)存在瓶頸；由運(yùn)營商或?qū)I(yè)的運(yùn)維公司維護(hù)，服務(wù)效果一般較好。同時(shí)不足也明顯表現(xiàn)為由于獨(dú)家壟斷，上網(wǎng)資費(fèi)較高；與校園網(wǎng)對(duì)接不充分，從宿舍網(wǎng)訪問校內(nèi)資源效果不好；校方無法直接管控宿舍網(wǎng)的上網(wǎng)行為；運(yùn)營商運(yùn)營宿舍網(wǎng)的目的為盈利，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投入必然是能滿足基本需求即可，不考慮長遠(yuǎn)發(fā)展。

中國藥科大學(xué)

宿舍網(wǎng)建設(shè)歷程

中國藥科大學(xué)江寧校區(qū)于2006年建成，該校區(qū)建設(shè)時(shí)由于資金及當(dāng)時(shí)宿舍網(wǎng)主流運(yùn)營模式等原因，宿舍網(wǎng)由中國電信建設(shè)和運(yùn)營，學(xué)生通過購買電信上網(wǎng)卡的方式使用宿舍網(wǎng)，用戶上網(wǎng)資費(fèi)高，宿舍網(wǎng)未與校園網(wǎng)對(duì)接。隨著2011年2月和2013年3月工信部相繼發(fā)文規(guī)范電信運(yùn)營企業(yè)校園業(yè)務(wù)經(jīng)營行為，明確禁止電信運(yùn)營企業(yè)與學(xué)校簽訂排他性協(xié)議、禁止強(qiáng)制校園用戶選擇移動(dòng)業(yè)務(wù)和寬帶業(yè)務(wù)等組合類電信資費(fèi)方案，學(xué)校開始籌劃新的宿舍網(wǎng)運(yùn)營模式。受制于此前合同尚未到期，關(guān)于宿舍網(wǎng)新的架構(gòu)和運(yùn)營模式的建立，學(xué)校采取了分步走的策略，步驟大致如下：

1.2013年完成了對(duì)宿舍區(qū)域網(wǎng)絡(luò)線路的改造。由于電信運(yùn)營時(shí)為節(jié)約成本，每個(gè)宿舍4個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口僅2個(gè)可用，且使用的3類大對(duì)數(shù)電纜，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口僅使用4芯，接口標(biāo)準(zhǔn)為百兆，且大對(duì)數(shù)線芯之間的串?dāng)_無法滿足高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。于是學(xué)校決定對(duì)宿舍網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)線路重新布放，線路及接口均采用6類標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)每人一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，共布放網(wǎng)絡(luò)接口1.8萬余個(gè)，滿足了1.5萬名在校學(xué)生的使用。線路改造完成后，由于與電信的合同仍未到期，因此與電信進(jìn)行資源置換后，將新線路暫移交電信使用。

2.2015年完成了對(duì)宿舍區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級(jí)。2015年學(xué)校宿舍網(wǎng)新的管理與運(yùn)營模式已基本明確，按此模式對(duì)宿舍網(wǎng)的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而后以此架構(gòu)為指導(dǎo)，完成了宿舍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級(jí)部署。設(shè)備升級(jí)完成后，立即開展了新架構(gòu)下宿舍網(wǎng)與電信網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接。與此同時(shí)，校方就宿舍網(wǎng)運(yùn)營權(quán)開啟了與電信、聯(lián)通、移動(dòng)三家運(yùn)營商的談判。

3.2016年宿舍網(wǎng)新的運(yùn)營模式建立，實(shí)現(xiàn)三家運(yùn)營商同時(shí)接入。經(jīng)過與三家運(yùn)營商近一年的談判，2016年8月學(xué)校宿舍網(wǎng)新的運(yùn)營模式確立，即宿舍網(wǎng)開展與三家運(yùn)營商的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)在宿舍網(wǎng)任一接口可撥入三家運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，用戶自主選擇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商，同時(shí)還可免費(fèi)訪問校園網(wǎng)資源；由校方負(fù)責(zé)宿舍網(wǎng)底層的管理和維護(hù)，運(yùn)營商保證各自出口可用和用戶賬號(hào)的可用。宿舍網(wǎng)與電信網(wǎng)絡(luò)近一年的成功對(duì)接和穩(wěn)定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為另兩家運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的順利對(duì)接提供保證，至此學(xué)校宿舍網(wǎng)開啟了新的運(yùn)營時(shí)代。

管理運(yùn)營模式

概述

中國藥科大學(xué)宿舍網(wǎng)的線路和設(shè)備均由校方投資建設(shè)，通過核心交換機(jī)與運(yùn)營商BRAS（Broadband Remote Access Server）設(shè)備和學(xué)校BRAS設(shè)備完成二層對(duì)接，用戶終端在宿舍網(wǎng)可直接訪問校內(nèi)資源，如需訪問公網(wǎng)資源，可自行選擇運(yùn)營商開通相關(guān)業(yè)務(wù)后，在宿舍網(wǎng)接口通過PPPoE（Point to Point Protocol over Ethernet）方式撥入相應(yīng)的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。該模式下網(wǎng)絡(luò)端口不與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)綁定，任一網(wǎng)絡(luò)端口可撥入已對(duì)接的任意一家運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。校方負(fù)責(zé)底層設(shè)備及線路的運(yùn)維，運(yùn)營商負(fù)責(zé)其他故障的維護(hù)。宿舍網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1所示。

技術(shù)架構(gòu)

1. 宿舍網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

宿舍網(wǎng)采用與運(yùn)營商主流網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相同的扁平化（QinQ）架構(gòu)，該架構(gòu)既具有相當(dāng)程度的安全性，又方便與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)順利完成對(duì)接。采用兩臺(tái)園區(qū)網(wǎng)核心交換機(jī)，作為組團(tuán)匯聚交換機(jī)光纖匯集以及與校園網(wǎng)和運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)對(duì)接的核心設(shè)備。核心交換機(jī)通過雙路由萬兆光纖與宿舍組團(tuán)匯聚交換機(jī)相連，匯聚交換機(jī)下連組團(tuán)內(nèi)各樓宇的接入交換機(jī)， QinQ外層標(biāo)簽配置匯聚交換機(jī)的下連接口上。接入交換機(jī)通過千兆光纖與匯聚交換機(jī)相連，接入交換機(jī)接口劃分不同的Vlan，作為QinQ的內(nèi)層標(biāo)簽，通過Vlan之間的隔離，一定程度上保障網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的安全。此外，將學(xué)校玄武門校區(qū)的宿舍網(wǎng)也納入到了此架構(gòu)之中，兩校區(qū)之間互聯(lián)通過運(yùn)營商提供的多對(duì)專用城域網(wǎng)光纖相連，保證了業(yè)務(wù)的可靠性。

2. 與校園網(wǎng)對(duì)接

宿舍網(wǎng)通過一臺(tái)某品牌MX960的BRAS設(shè)備與校園網(wǎng)對(duì)接。用戶在宿舍通過PC等終端接入宿舍網(wǎng)時(shí)，首先會(huì)獲得MX960下發(fā)的IP地址，完成IPoE認(rèn)證（DHCP+OPTION擴(kuò)展字段認(rèn)證）。同時(shí)該Mx960與校園網(wǎng)核心交換機(jī)相連，通過ACL控制列表的方式，使通過IPoE認(rèn)證的宿舍網(wǎng)用戶僅可訪問校園網(wǎng)內(nèi)部資源。

3.與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)對(duì)接

用戶接入宿舍網(wǎng)后，可以在PPPoE撥號(hào)客戶端設(shè)置不同的運(yùn)營商服務(wù)名稱（Service Name，其中電信為“njxy”,聯(lián)通為“njlt”,移動(dòng)為 “njmobile”），然后根據(jù)運(yùn)營商提供的賬號(hào)和密碼即可撥入相應(yīng)的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。在該模式下，同一網(wǎng)絡(luò)接口可撥入多家運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)接口與運(yùn)營商不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

圖2 帶ServiceName的多BRAS設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中PPPoE會(huì)話建立過程

其原理為在用戶進(jìn)行撥號(hào)連接的PPPoE Discovery階段，用戶端（PPPoE client）廣播發(fā)送的PADI（PPPoE Active Discovery Initiation）報(bào)文中包含該賬號(hào)所屬的運(yùn)營商名稱，而運(yùn)營商寬帶接入服務(wù)器（PPPoE Server）在收到PADI報(bào)文后，將其中的服務(wù)名稱與自己的服務(wù)名稱相比較，如果匹配則單播回復(fù)PADO（PPPoE Active Discovery Offer）報(bào)文，如果不匹配則丟棄。而后PPPoE client單播發(fā)送PADR（PPPoE Active Discovery Request）報(bào)文請(qǐng)求建立會(huì)話，PPPoE Server回復(fù) PADS（PPPoE Active Discovery Session-confirmation）報(bào)文，其中包含Session-ID，而后PPPoE 會(huì)話建立，寬帶撥號(hào)連接建立完成 。會(huì)話建立過程如圖2所示。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與展望

學(xué)校多運(yùn)營商共同接入的宿舍網(wǎng)自建成并成功運(yùn)營一年多以來，一方面將每用戶的上網(wǎng)帶寬由4Mbps提升至20Mbps，大大提升了用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)，降低了學(xué)生的上網(wǎng)費(fèi)用和通信費(fèi)用，另一方面為學(xué)校爭取了大量的運(yùn)營商資源，給學(xué)校信息化發(fā)展提供充足支持，此外還為各運(yùn)營商提供了公平競爭、發(fā)展用戶的平臺(tái)，在保證各方利益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了多方共贏。

1.三家運(yùn)營商共同接入，可提高學(xué)生的入網(wǎng)人數(shù)和改善用網(wǎng)體驗(yàn)。在電信獨(dú)家運(yùn)營時(shí)宿舍網(wǎng)出口最高下行帶寬僅4.6G，三家運(yùn)營商共同接入后第二個(gè)月（2016年10月）最高下行帶寬已達(dá)6.45G，該巨大增長原因一方面在于學(xué)生使用宿舍網(wǎng)的人數(shù)明顯增加，另一方面在于學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)的行為大量增多，此外還在于每賬號(hào)的網(wǎng)絡(luò)帶寬標(biāo)準(zhǔn)獲得提升。

2.宿舍網(wǎng)體量巨大、牽涉利益方多，建設(shè)要循序漸進(jìn)，切忌一蹴而就。學(xué)校宿舍網(wǎng)建設(shè)采用分步走的戰(zhàn)略，首先升級(jí)線路，其次升級(jí)設(shè)備，最后確定采用的技術(shù)架構(gòu)，與運(yùn)營商進(jìn)行合作談判。即便如此，從開始談判到合作合同簽訂，經(jīng)歷的流程與手續(xù)異常繁瑣復(fù)雜。

3.宿舍網(wǎng)用戶量大，雖然用戶使用時(shí)間較為集中，但空閑時(shí)段亦有不少用戶使用，因此要全天候做好宿舍網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)工作。學(xué)校組織了專門的宿舍網(wǎng)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，通過電話接障和微信接障多重手段，建立了7×14小時(shí)（8∶00～22∶00）可上門、7×24 小時(shí)可接障的宿舍網(wǎng)運(yùn)維服務(wù)工作制度。

4.宿舍網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營過程中，需與運(yùn)營商保持充分溝通，及時(shí)處理各種問題，雙方要有明確的聯(lián)絡(luò)人，負(fù)責(zé)相關(guān)的對(duì)接事務(wù)處理。對(duì)接人除負(fù)責(zé)宿舍網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營中的相關(guān)事務(wù)外，還負(fù)責(zé)高校與運(yùn)營商就信息化合作中其他事務(wù)處理，如校園內(nèi)弱電間和通信基站的管理、運(yùn)營商在校園內(nèi)相關(guān)活動(dòng)的監(jiān)管以及高校辦理運(yùn)營商相關(guān)業(yè)務(wù)等。建立聯(lián)絡(luò)人制度可簡化工作流程、提高合作效率。

5.從提供的服務(wù)來看，宿舍網(wǎng)除可視作校園網(wǎng)的一部分外，同樣可視作三家運(yùn)營商接入網(wǎng)的一部分，因此要采取多重技術(shù)手段保證宿舍網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在設(shè)備選型上，學(xué)校宿舍網(wǎng)所選用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均為國內(nèi)外知名品牌的主流產(chǎn)品，設(shè)備性能穩(wěn)定，廠商具有強(qiáng)大、高效的服務(wù)保障能力；在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，兩臺(tái)核心交換機(jī)通過虛擬化組成雙機(jī)，上行通過雙路由萬兆光纖接口與運(yùn)營商設(shè)備相連，下行通過雙路由萬兆光纖接口與組團(tuán)匯聚交換機(jī)相連，雙核心、雙路由的部署模式，將全網(wǎng)故障的可能性降為零；充足的備件，保證在組團(tuán)匯聚或接入交換機(jī)出現(xiàn)故障的情況下，也可在半小時(shí)內(nèi)將其替換而完成業(yè)務(wù)恢復(fù)。

隨著無線網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)校宿舍網(wǎng)將在與多家運(yùn)營商已建立的合作基礎(chǔ)上，探索將多家運(yùn)營商在校園內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)（Wlan）合并為一套網(wǎng)絡(luò)，開展多運(yùn)營商共用的宿舍無線網(wǎng)建設(shè)，在為師生提供更為便捷的宿舍無線網(wǎng)服務(wù)的同時(shí)，更大程度地避免重復(fù)建設(shè)與投資，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校通信基礎(chǔ)設(shè)施更強(qiáng)有力的管理。