楊朋

（天津師范大學(xué)信息化辦公室 天津 300087）

1 引言

高校的校園網(wǎng)在教育信息化建設(shè)承擔(dān)著基石的作用，離開校園網(wǎng)的支持所有的信息化服務(wù)和建設(shè)都將淪為空談[1]。當(dāng)前，學(xué)校幾乎所有的教室都具備數(shù)字多媒體功能，在教學(xué)過程加入了云存儲、云課程，基本實現(xiàn)了智能教學(xué)、智慧教學(xué)[2]，這便將教學(xué)區(qū)的有線網(wǎng)和無線網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性放在了一個極其重要的地位[3]，這就要求學(xué)校進一步深度完善網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改進教學(xué)樓的上網(wǎng)環(huán)境，以適應(yīng)新時代的教學(xué)模式和教學(xué)質(zhì)量[4]。

2 教學(xué)樓網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，大多數(shù)高校都對校園網(wǎng)的有線全覆蓋已經(jīng)運行15年以上，無線網(wǎng)運行也大都超過10年[5]，設(shè)備老化問題已日漸凸顯，網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)物理線路損壞率較高，校園網(wǎng)網(wǎng)速慢、負(fù)載大，有線節(jié)點損壞率和維修率較高，無線校園網(wǎng)覆蓋低、信號弱等，加之Wlan沒有進行更加細(xì)致合理的劃分無疑極大地影響了上網(wǎng)體驗[6]。

天津師范大學(xué)勸學(xué)樓內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分布涉及到校園網(wǎng)有線網(wǎng)、校園網(wǎng)無線網(wǎng)、教務(wù)專網(wǎng)、考試專網(wǎng)、監(jiān)控專網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而各類網(wǎng)絡(luò)往往為不同的部門管理，這無疑造成了布線難、尋線難、標(biāo)記混亂、線路繁雜、信號相互干擾、維護保養(yǎng)難等一系列的問題，極大地影響了校園網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，同時也產(chǎn)成了安全隱患。本文涉及到對天津師范大學(xué)勸學(xué)樓原有的綜合布線系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，更新一些有線和無線設(shè)備進行安裝調(diào)試與集成優(yōu)化，并對整樓范圍內(nèi)所有的布線系統(tǒng)進行擴展和更新等，使之從整體上完善勸學(xué)樓的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)，從而更好地保障教務(wù)系統(tǒng)、考試系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)等對網(wǎng)絡(luò)使用的需要，同時各個部門也可以更好地對本部門的網(wǎng)絡(luò)以及其他設(shè)備進行管理和維護。

3 教學(xué)樓總體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

天津師范大學(xué)勸學(xué)樓內(nèi)的校園網(wǎng)拓?fù)鋱D如圖1所示。校園網(wǎng)是由學(xué)校信息中心的核心層交換機下聯(lián)到勸學(xué)樓匯聚層交換機，在勸學(xué)樓匯聚層交換機主要存放在轄區(qū)內(nèi)所有接入層用戶網(wǎng)關(guān)，對流量進行過濾和監(jiān)控。將流量過濾至多業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)用和計費認(rèn)證系統(tǒng)等認(rèn)證體系中去，通過對師生賬號進行甄別，并將將其加入認(rèn)證計費體系，通過Web Portal界面進行對師生的登錄信息進行身份識別，使用時長、區(qū)域、方式、流量等各種因子對其進行策略管理和認(rèn)證計費。

圖1 勸學(xué)樓網(wǎng)絡(luò)總體拓?fù)鋱D

在勸學(xué)樓匯聚交換機下，通過進行子網(wǎng)Wlan劃分，將其劃分為三個Wlan段，分出教務(wù)專網(wǎng)段、考試專網(wǎng)段和普通校園網(wǎng)接入段，并對其進行網(wǎng)絡(luò)隔離，防止不同功能的Wlan段進行相互干擾，同時對每個節(jié)點訪問的端口號，權(quán)限進行配置、管理和控制。

教務(wù)專網(wǎng)和考試專網(wǎng)通過光纖配線架直接連到教務(wù)專用交換機和考試專用交換機上。它們分別擁有著自己的服務(wù)器進行對其教務(wù)系統(tǒng)和一些考試系統(tǒng)進行管理，存在獨立的線纜，連接到各個教室，保證專網(wǎng)專用。

普通校園網(wǎng)的有線網(wǎng)和無線網(wǎng)接入使用24芯室外單模光纖分別直接上聯(lián)至各自的有線接入式交換機和無線接入式交換機，并使用網(wǎng)絡(luò)配線架進行理線，布線依據(jù)樓宇原有的橋架進行布線敷設(shè)。

4 項目改造實施

針對單個教室，對其節(jié)點進行放置方式如下，在教室在正中間放置大功率無線AP，在教室前端靠講臺處放置校園網(wǎng)有線節(jié)點TO，教務(wù)節(jié)點JW，考務(wù)節(jié)點KS，分別接入到各自的交換機中，如圖2所示。

圖2 單個教室網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

4.1 無線AP放置方案

無線AP連接，依照勸學(xué)樓的實際地理空間分布和需求情況，科學(xué)挑選位置放置合適數(shù)量的無線接入點，針對教室在正中間放置一個無線AP，針對大型會議室放置2-3個無線AP，滿足教室按照座位數(shù)所能承載最多人數(shù)。這樣可以為該區(qū)域中的移動用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的校園網(wǎng)服務(wù)。

無線AP使用基于802.11ac協(xié)議的，具備防水防雷功能的高密吸頂式AP。該AP使用更加先進的5GHz頻帶進行通信，可以提供更快的網(wǎng)絡(luò)速度、更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)體驗和更安全的網(wǎng)絡(luò)策略，AP直接安裝在房間的天花板上，不僅僅可以保證牢固、可靠、美觀，同時也能保證無線網(wǎng)絡(luò)信號。

無線AP部署結(jié)束后需要對其各種性能和功能進行測試和調(diào)優(yōu)，包括無線接受信號的功率和強度、單個房間性能，多房間混合終端的并發(fā)性能，AP即插即用性，無線網(wǎng)覆蓋面積、時延和丟包率、最大接入用戶數(shù)、同AP下用戶隔離測試等內(nèi)容進行測試。

4.2 有線網(wǎng)節(jié)點放置

將每個教室原有的1個節(jié)點擴展至2個有線節(jié)點，一主一備連接到接入式交換機上，有線節(jié)點大都分布在講臺附近，其中一個節(jié)點之間連到教室的多媒體電腦上，另一個節(jié)點留做備用，以供教師上課時使用便攜式設(shè)備時使用。同時，在大型報告廳或會議室適當(dāng)多放置幾個有線節(jié)點，使得前后區(qū)域均可通過較短的雙絞線進行連接。

有線節(jié)點模塊使用6A非屏蔽免打信息模塊，采用位差式金線排布和IDC端接方式，外殼采用聚碳酸酯塑料料材，同時后蓋設(shè)計雙電抗技術(shù)的防塵罩，降低受損頻率和人為破壞。

有線網(wǎng)建構(gòu)完成后需要對系統(tǒng)吞吐量與接入帶寬，用戶的上網(wǎng)方式和上下線方式，整網(wǎng)地址資源，AC日志記錄功能，無感知系統(tǒng)測試，數(shù)據(jù)應(yīng)用進行測試。

4.3 教務(wù)和考試節(jié)點分配方案

每個教室必須預(yù)留出教務(wù)和考試節(jié)點，由于對信息點需求較少，可直接采用壁掛式機柜將其分類出弱電間，以便更好地管理和保障安全，教務(wù)和考試節(jié)點分別上聯(lián)至各自系統(tǒng)的專用交換機進行管理，閑時網(wǎng)絡(luò)中心會對其端口號進行限制，當(dāng)出現(xiàn)教務(wù)考試或教師資格考試等一系列需要使用的時候，通過網(wǎng)絡(luò)中心對其端口和權(quán)限進行開放，同時關(guān)閉校內(nèi)有線或者無線端口，保證上網(wǎng)環(huán)境。

教務(wù)處等部門可以通過配置模擬考試環(huán)境，通過配置虛擬服務(wù)器，對其漏洞掃描、網(wǎng)速監(jiān)測、時延和丟包率監(jiān)測等操作對專網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性和網(wǎng)速進行測試。

4.4 布線方案

勸學(xué)樓的網(wǎng)絡(luò)線路主要包括光纖跳線和雙絞線，光纖跳線主要連接匯聚交換機和接入交換機之間以及接入交換機和接入交換機之間的堆疊。而雙絞線則是連接網(wǎng)絡(luò)弱電間連接至各個教室的線路。

進行布線操作時應(yīng)充分遵循科學(xué)設(shè)計，優(yōu)化線路，合理布局的原則，纜線布放時長度、空間必須保持冗余，以便于更好地進行快速維護和信息節(jié)點增加；充分考慮到布放纜線的牽引力和所處的區(qū)域位置，進行靈活布置，并留有緩沖的余量；光纖與雙絞線在同一個管道鋪設(shè)時應(yīng)分開布放，可通過增加預(yù)設(shè)子管，并將光纖放入，使之隔離；使用同一品牌光纖跳線和雙絞線，以保證網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)設(shè)計、風(fēng)格、質(zhì)量一致性。

布線結(jié)束后需要對線路衰耗率、性能指標(biāo)、安裝工藝、標(biāo)簽標(biāo)記情況等進行勘察和管理。

5 結(jié)束語

通過對學(xué)校勸學(xué)樓網(wǎng)絡(luò)進行深度改造，一方面可以提供一個更加先進、可靠、安全的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，另一方面可以打破各部門原來“各自為政”的痼疾，促進為各個部門通力合作，相互配合，方便管理，共同監(jiān)督的環(huán)境，打造出一個良好的校園網(wǎng)環(huán)境，并為教育信息化改革打下堅實的基礎(chǔ)[7]。同時，還需要積極總結(jié)經(jīng)驗，充分考量實際應(yīng)用需求，繼續(xù)不斷優(yōu)化和調(diào)整更加合理擇選組網(wǎng)方式。

基金項目：

校教育基金-基于有線無線一體化的高校校園網(wǎng)認(rèn)證體系研究與設(shè)計（項目編號：52WT1613）。