◆葉 雯 李 娜 張春華

淺析基于高校校園無線網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)研究

◆葉 雯 李 娜 張春華

(南京工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與信息中心 江蘇 211167)

在當(dāng)下大數(shù)據(jù)應(yīng)用如火如荼開展的背景下，本文結(jié)合我校智慧校園以及校園無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)情況，在已建成的大數(shù)據(jù)平臺(tái)上基于校園無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行行為軌跡分析，以期針對(duì)我校實(shí)際校園無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，更好地為教育教學(xué)工作服務(wù)。

大數(shù)據(jù)；智慧校園；校園無線網(wǎng)絡(luò)

1 大數(shù)據(jù)理論知識(shí)及發(fā)展現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)，共享大勢(shì)所趨。大數(shù)據(jù)技術(shù)最核心的價(jià)值在于對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。相較于六、七年前興起的數(shù)字校園建設(shè)，現(xiàn)如今的火熱的智慧校園建設(shè)，最核心的特征就是通過各種智能終端、可感知設(shè)備和信息系統(tǒng)獲取海量的活動(dòng)過程與狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且基于這些海量數(shù)據(jù)分析而掌握事物的規(guī)律，進(jìn)而開展智慧的應(yīng)用。這其中最重要的，是對(duì)于高校大數(shù)據(jù)的組織與建模，這也是挖掘出智慧校園大數(shù)據(jù)價(jià)值的關(guān)鍵所在。

大數(shù)據(jù)也沒有想象中的那么高大上。簡(jiǎn)單而言，按字面理解，把大數(shù)據(jù)拆分：大和數(shù)據(jù)，其中的數(shù)據(jù)，就是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)中的統(tǒng)計(jì)，其中的大就是把所有統(tǒng)計(jì)的資料匯集到一起，大也是信息爆炸時(shí)代數(shù)據(jù)量的直白描述。再稍微深層次而言，什么是大數(shù)據(jù)？大計(jì)算+數(shù)據(jù)，稱之為大數(shù)據(jù)。有一個(gè)故事，說的是一位顧客訂購披薩時(shí)，披薩店可以立即調(diào)出這位顧客的許多信息，比如送披薩上門必要的家庭、單位等地址和電話，顧客的消費(fèi)習(xí)慣從而推薦適合他的披薩種類，顧客名下的銀行卡透支情況從而確定他的支付方式，甚至顧客要自取披薩時(shí)，還能根據(jù)顧客名下車輛的停放位置預(yù)估他的到店時(shí)間等等。這就是大數(shù)據(jù)帶來的[1]。

2 我校網(wǎng)絡(luò)與信息建設(shè)現(xiàn)狀

2.1 智慧校園建設(shè)現(xiàn)狀

相較于六、七年前興起的數(shù)字校園建設(shè)，現(xiàn)如今的火熱的智慧校園建設(shè)，最核心的特征就是通過各種智能終端、可感知設(shè)備和信息系統(tǒng)獲取海量的活動(dòng)過程與狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且基于這些海量數(shù)據(jù)分析而掌握事物的規(guī)律，進(jìn)而開展智慧的應(yīng)用。這其中最重要的，是對(duì)于高校大數(shù)據(jù)的組織與建模，這也是挖掘出智慧校園大數(shù)據(jù)價(jià)值的關(guān)鍵所在。如何利用已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)（教務(wù)、科研、人事、財(cái)務(wù)、一卡通、網(wǎng)絡(luò)）的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)加工和大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)學(xué)生行為分析、學(xué)生畫像、學(xué)生異常狀態(tài)預(yù)警等功能，全面掌握學(xué)生情況，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件與公共危機(jī)；及早識(shí)別學(xué)業(yè)預(yù)警、心理異常、沉迷游戲的學(xué)生，提升學(xué)生素質(zhì)；對(duì)發(fā)展態(tài)勢(shì)做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和判斷，提前預(yù)警、及時(shí)干預(yù)、消除隱患，等等，顯得尤為重要[2]。

我校目前已建成了一個(gè)先進(jìn)的環(huán)型核心與匯聚、主干為萬兆、千兆到桌面、支持IPv4與IPv6雙協(xié)議接入、覆蓋所有校區(qū)教學(xué)、科研、行政用房以及學(xué)生公寓的大規(guī)模有線網(wǎng)絡(luò)，以及覆蓋所有校區(qū)教學(xué)、科研、行政用房以及部分室外區(qū)域、支持802.11n及802.11ac協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)。光纜總長(zhǎng)度達(dá)到95.7公里，可管理的各類交換機(jī)近200臺(tái)，無線AP共1600個(gè)，信息點(diǎn)數(shù)共37715個(gè)，聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)15000余臺(tái)，校園網(wǎng)出口總帶寬4000M，數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)容量為116T[3]。

2.2 我校校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況

2.2.1校園無線網(wǎng)的覆蓋范圍

目前我校無線校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分為兩期，其中第一期還做了增補(bǔ)。無線校園網(wǎng)一期的覆蓋范圍樓內(nèi)區(qū)域：行政樓、信息樓、經(jīng)管樓、圖書館、工程中心1號(hào)樓至9號(hào)樓、文理樓、設(shè)計(jì)樓、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)樓、公共教學(xué)組團(tuán)、北區(qū)食堂、北區(qū)綜合樓、門診部、東區(qū)食堂(含教工食堂)、東區(qū)綜合樓、文體館；樓外區(qū)域：從學(xué)海灣廣場(chǎng)至北區(qū)綜合樓大道。無線校園二期擴(kuò)建項(xiàng)目在無線一期的基礎(chǔ)上，新增北區(qū)青教公寓、東區(qū)青教公寓、設(shè)計(jì)樓設(shè)計(jì)工坊和影視動(dòng)漫中心以及遍布全校主干道和主要公共區(qū)域的室外無線覆蓋；對(duì)人員密集地區(qū)如教學(xué)組團(tuán)、行政辦公樓等區(qū)域進(jìn)行密集部署。就此，我校整個(gè)校園園區(qū)都涉及了校園無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋與使用。

2.2.2連接方式

師生均統(tǒng)一使用NJIT信號(hào)進(jìn)行上網(wǎng)認(rèn)證。在Portal頁面中輸入與信息門戶http://my.njit.edu.cn/相同的賬號(hào)和密碼，使用下拉框選擇出口：“內(nèi)網(wǎng)”或“外網(wǎng)”。點(diǎn)擊“登錄”后即可完成認(rèn)證實(shí)現(xiàn)對(duì)校園內(nèi)網(wǎng)或外網(wǎng)的訪問[4]。

3 我校校園無線網(wǎng)絡(luò)模式下的大數(shù)據(jù)利用

我校目前使用的校園網(wǎng)上網(wǎng)行為監(jiān)控管理系統(tǒng)是深信服的AC-H9500設(shè)備，如圖1所示。該設(shè)備建立了我校上網(wǎng)行為管理系統(tǒng)，全面識(shí)別與管控網(wǎng)絡(luò)中與辦公教學(xué)無關(guān)的應(yīng)用，提高工作效率；具備多項(xiàng)專業(yè)的流量管理功能，合理分配帶寬資源，提高帶寬利用率；詳細(xì)記錄內(nèi)網(wǎng)人員上網(wǎng)軌跡作為追查依據(jù)，滿足國(guó)家合規(guī)要求。

圖1 深信服上網(wǎng)行為管理系統(tǒng)

我校大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)也已上線運(yùn)行，根據(jù)學(xué)校的需求對(duì)接學(xué)校業(yè)務(wù)系統(tǒng)，經(jīng)過對(duì)學(xué)校業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，建立了大數(shù)據(jù)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)倉庫，最終經(jīng)過大數(shù)據(jù)算法分析后服務(wù)于學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和老師的決策管理，并開放數(shù)據(jù)接口給學(xué)校的相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)中的大數(shù)據(jù)字典中包含sunmnet_raw_wh，sunmnet_model_wh，sunmnet_app_wh，mysql庫中與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表分別如圖2-5所示，同步頻率與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表如圖6-8所示。

圖2 sunmnet_raw_wh庫中與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表

圖3 sunmnet_model_wh庫中與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表

圖4 sunmnet_app_wh庫中與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表

圖5 mysql中與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表說明

圖6 同步頻率與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表Ⅰ

圖7 同步頻率與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表Ⅱ

圖8 同步頻率與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的表Ⅲ

系統(tǒng)通過用戶選擇的事件、學(xué)生信息，通過大數(shù)據(jù)分析，將學(xué)生在校行為估計(jì)按照時(shí)間順序描繪成動(dòng)態(tài)軌跡。大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)中的軌跡分析功能模塊抓取學(xué)生的校園無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，進(jìn)而查詢到該學(xué)生個(gè)人的行為軌跡，如圖9所示，群體軌跡熱力圖如圖10所示。

圖9 大數(shù)據(jù)平臺(tái)軌跡分析-個(gè)人軌跡示例

圖10 大數(shù)據(jù)平臺(tái)軌跡分析-群體軌跡熱力示意圖

4 小結(jié)

基于校園無線網(wǎng)絡(luò)提供的用戶使用數(shù)據(jù)，在新建成的大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)上，可以有效地根據(jù)用戶的無線上網(wǎng)數(shù)據(jù)，查看個(gè)體或者群里在有效時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，可控地對(duì)用戶行為進(jìn)行判別預(yù)警，并對(duì)學(xué)生群體畫像、個(gè)人畫像與綜合預(yù)警信息提供有效真實(shí)的參考。之后期望更深層次地挖掘校園無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，以期更好地為師生員工服務(wù)。

[1]電商報(bào).馬云:大數(shù)據(jù)是未來發(fā)展的動(dòng)力[EB/OL].https://baijiahao.baidu.com/s?id= 1572255150296188&wfr=spider&for=pc.

[2]蔣東興,付小龍,袁芳,吳海燕,劉啟新.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設(shè)探討[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015（S1）：119-125+131.

[3]部門簡(jiǎn)介.信息化建設(shè)與管理辦公室簡(jiǎn)介[EB/OL].http://nic.njit.edu.cn/bmjj.htm.

[4]網(wǎng)絡(luò)服務(wù).南京工程學(xué)院無線校園網(wǎng)絡(luò)[EB/OL].http://nic.njit.edu.cn/info/1013/1090.htm.

課題編號(hào)：江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究2017年度智慧校園專項(xiàng)立項(xiàng)課題2017-R-59522，課題名稱：基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)探索與研究。