高職院校敏捷網絡構建初探

高職院校敏捷網絡構建初探高職院校敏捷網絡構建初探

中圖分類號：G633.67文獻標識碼：A文章編號：1007-9416〔2022〕04-0245-03

1引言

根據(jù)?教育開展綱要》要求，國家要進一步深化教育信息化，加大對信息化建設的投入，預計2022年教育信息化的投資規(guī)模為460億，其中網絡設備超50億，網絡設備占比教育信息化投資近11%。其中全國高校校園網總投資預計達25億，隨著綱要的貫徹落實，整個教育行業(yè)網絡投資將以每年20%以上遞增。

全國共有2500多所高等院校，近年來在無線網絡開展的帶動下，校園網持續(xù)有建設需求，建設主要動力如下：〔1〕升級改造：很多院校核心、接入設備面臨在網運行超過6年的升級改造需求；〔2〕新校區(qū)建設：院校的擴招及升級，院校之間的合并等帶來新校區(qū)建設需求；〔3〕無線網改造：移動辦公、學習的需求，移動終端開展的態(tài)勢等，促使校方除了需要承建辦公無線還需要對宿舍區(qū)及整個校區(qū)進行無線覆蓋，局部院校之前由運營商承建經營的無線網由于體驗差效勞水平低下等原因也需要校方進行替換，無線網覆蓋整個校區(qū)乃至替代有線接入網已成趨勢；〔4〕教育信息化趨勢：國家十二五規(guī)劃及中長期開展綱要強調了對教育信息化加大投入，以及智慧教育云平臺，數(shù)字化校園應用，新一代IPv6校園網等先進信息化理念促使網絡進行改造[1]。

2高職院校網絡特點

高校校園網絡與其他行業(yè)園區(qū)網相比，有很大的差別，主要體現(xiàn)在高校園區(qū)的復雜性，如下：

2.1業(yè)務復雜

校園網除提供根本的互聯(lián)網上網業(yè)務，還必須承當教學科研以及管理辦公業(yè)務，視頻組播、VoD點播、視頻監(jiān)控等多種復雜業(yè)務并存，它們彼此獨立又統(tǒng)一承載于同一張物理網絡中；此外高校校園網還必須支持IPv6，是IPv6最大規(guī)模成熟應用的領域[2]。

2.2管理復雜

用戶人數(shù)大于一般園區(qū)網，且以學生居多，這類人群好奇叛逆激動且維權意識強，在為他們提供個性化效勞同時，還需要對上網行為施行嚴格的管理，并應對各種網絡突發(fā)事故以及網絡平安威脅；校園接入層存在大量終端，如何實時掌握終端狀態(tài)，定位終端位置，從而迅速進行網絡故障排障和防止平安事件擴大。

2.3結構復雜

校園網分為教學區(qū)和生活區(qū)兩局部，功能和結構各有差別且互相關聯(lián)，兩局部都各自有有線與無線的需求。同時在辦公教學區(qū)，存在包括安防監(jiān)控、圖書館、一卡通、視訊等多個形態(tài)各異的邏輯專網。對網絡維護工作來說是一項繁瑣的項目。

2.4運營復雜

校園互聯(lián)網出口依賴運營商，之間存在復雜且緊密的聯(lián)系，經常還需要跟多家運營商共同來實現(xiàn)運營，存在多種復雜的計費方式。除此之外，校園網必須要體現(xiàn)公益和科研性質，在收費、免費及增值效勞方面需要有一個度的把控。

3高職院校網絡痛點與需求

如前所述，高校校園網的復雜性遠高于其他普通企業(yè)園區(qū)網[3]，在面對復雜的校園網運維挑戰(zhàn)同時，高校網絡信息中心的維護團隊人力有限，在經驗和能力上與運營商存在差距，因此把握客戶痛點，提供解決實際問題的計劃，是工程成功的關鍵。

對于傳統(tǒng)高校校園網，總結的痛點如下所述：〔1〕為了實現(xiàn)接入/會聚層隔離和終端精準定位，需要交換機上產生大量的vlan/QinQ配置[4]，極大地增加了網絡部署的本錢；〔2〕傳統(tǒng)校園網絡，由于存在大量的接入、會聚設備，規(guī)劃、部署、維護工作量極為龐大；〔3〕學生思想和言論較活潑，對上網行為監(jiān)管以及行為追溯提出更高挑戰(zhàn)；〔4〕傳統(tǒng)會聚起三層網絡播送域過大，存在環(huán)網風暴風險；〔5〕需要靈活可行的計費伎倆，并與運營商網絡對接，提供合理義務與利潤分配的計劃；〔6〕無線網絡校園覆蓋效果不好，特別是宿舍內學生普遍反應經常電線；〔7〕網絡老化，掉線率高，學生通報故障以后不足定位伎倆，學生感受不好。

4四川郵電職業(yè)技術學院敏捷網絡案例

4.1敏捷網絡

敏捷網絡是由華為公司提出的新一代網絡環(huán)境架構的根底網絡，是以SDN理念為指導的下一代網絡。具備敏捷園區(qū)，敏捷數(shù)據(jù)中心，敏捷分支等幾個架構組成。其根本特點是穩(wěn)定、高效[5]。

4.2學校案例

4.2.1根本情況

四川郵電職業(yè)技術學院校園網于2022年進行新建。在使用過程中逐年逐步進行過一些新增設備的擴容工作，因此設備使用目的發(fā)生變化而產生設備角色變化，并且新增用戶及平安設備之后對核心設備要求提高。校園無線設備老化嚴重，并且存在覆蓋變小，同時并發(fā)用戶數(shù)量變少等問題。校園網在使用過程中逐年逐步進行過一些新增設備的擴容工作，因此設備使用目的發(fā)生變化而產生設備角色變化。需要按照清晰的層次規(guī)劃設備，以提高網絡的健壯以及可用性。校園無線設備存在覆蓋變小，同時并發(fā)用戶數(shù)量變少，需要考慮修訂無線覆蓋的問題。包括現(xiàn)有AP設備的尋址、確認，將現(xiàn)有AP遷移提高覆蓋密集度。各級教育研究部門、軟件開發(fā)單位、教學設備供《《商和各級學校不斷開發(fā)提供了各種在網絡上運行的軟件及多媒體系統(tǒng)，并且越來越形象化、實用化，迫切需要網絡環(huán)境提供優(yōu)勢保障，能夠作為教學工作效率的保障。局部根底網絡設備老化，存在很多不穩(wěn)定因素，相關設備速率也不能保證到達初期建設規(guī)范。學院現(xiàn)有根底網絡是交換機和五類網線連接構建，隨著信息化開展的需求，應實現(xiàn)光纖到樓層，超六類網線到房間。學校出口帶寬方案將由100M升為500M，將來可能會升為1G或更高，評估現(xiàn)有根底網絡能不能承載，由于郵電職業(yè)技術學院的特殊性，校園網絡本身需要更好的體現(xiàn)其優(yōu)勢。之前因為使用原因導致的設備變動，相關臨時線纜沒有及時清理，需要進行整改清理。接入層交換機使用年限較久，存在老化等不穩(wěn)定現(xiàn)象，不具備光纖接口接入能力需要進行更換，同時更換下來之后可以利舊設備替換家屬區(qū)樓層交換機。食堂，禮堂，車庫等地點沒有網絡接入。家屬區(qū)網絡設備老舊，電源接入插排老舊，并且戶外設備存在受潮漏電的平安隱患。新增短信認證上網方式，同時作營銷推廣4.2.2建設目標

通過對學院現(xiàn)有根底網絡進行改造升級后實現(xiàn)下列目標：學院實現(xiàn)光纖到樓層；無線網絡重點區(qū)域全覆蓋，重點區(qū)域滿足并發(fā)量；無線網絡可以進行推送頁面，可手機短信認證上網。

科學規(guī)劃網絡拓撲，使之能滿足未來網絡信息化開展需求。

4.2.3建設計劃

下列為網絡規(guī)劃拓撲〔圖1〕。

上述網絡中無線局部AC控制器為管理模塊，安裝在H3C5800設備上，由于AC管理模塊授權管理AP設備的數(shù)量限制，兩臺5800分別獨自管理一局部AP設備。

H3C5800核心交換機擴展能力有限，硬件版本比擬比擬舊，未來擴容10G鏈路等其它需求不能很好滿足，同時核心交換機負擔了AC控制器的功能，該AC控制器硬件平臺不能支持現(xiàn)行新擴容AP設備。

效勞器DMZ區(qū)域，3750交換機電口根本已經全部使用，后續(xù)擴容效勞器端口已經嚴重缺乏。

建設一個專業(yè)的、開放的根底網絡，來需滿足學習實踐教學、辦公日常使用和提升學校專業(yè)影響力等具體需要，本次網絡改造需到達下列目標：

接入層以上會聚交換機，核心交換機全部為光網絡互聯(lián)；

現(xiàn)有Wi-Fi覆蓋增強，尤其是重點辦公區(qū)域完全覆蓋，高質量覆蓋，具備可用性；

食堂，禮堂，車庫具備無線覆蓋能力；

核心交換機H3C5800更換為新設備；

樓層會聚交換機增加光模塊，具備光纖接入能力；

樓層交換重新理線，重新安裝PDU模塊不再使用電源插排；

家屬樓接入交換機提高新能，提高穩(wěn)定性；更換家屬樓繼而電源，重新定做戶外機箱，提高平安性。

效勞器DMZ區(qū)域增加交換機，以便分區(qū)域管理，同時解決DMZ區(qū)域交換機無空余端口做效勞器擴容的問題。

能夠復用已有的設備盡量減少重復投資。

設計思路一方面要考慮建設本錢，另一方面更要考慮未來可擴展性；通過對現(xiàn)有網絡調研倡議采用下列階段性方式，來建設性價比相對合理的平臺。

4.2.4建設階段規(guī)劃

第一階段：

依據(jù)需求，對現(xiàn)在網絡的勘查，包括：

〔1〕所有接入層交換機，會聚交換機的數(shù)據(jù)配置。

〔2〕所以AP設備的具體位置。需要到所以AP具體安裝點進行查看，并抄錄序列號。

〔3〕對目前AP覆蓋面積做測量。

〔4〕測量相關光纜達到食堂，車庫，禮堂等光纜布放距離。

〔5〕測量相關光纜局部到樓層的距離。

〔6〕所有樓層交換機具體位置，以及電源PDU數(shù)量計算。

〔7〕測量家屬區(qū)機柜尺寸。

〔8〕新增AC管理器和AP設備選型。

〔9〕核心交換機替換設備和效勞器區(qū)新增交換機選型。

第二階段：

〔1〕AP設備抄錄序列號并錄入AC管理系統(tǒng)。

〔2〕規(guī)劃出現(xiàn)網AP遷移到預定增加覆蓋密集度的地點。

〔3〕布放光纜〔預計2芯或4芯〕到食堂，車庫，禮堂等地點。

〔4〕各個樓層機柜PDU上架并將電源線接入PDU。

〔5〕家屬區(qū)機柜定做并更換電源接線板等存在平安隱患的設備。

第三階段：

〔1〕更換割接新核心交換機和新增DMZ效勞器區(qū)交換機。

〔2〕新增擴容重要辦公節(jié)點AP及AC設備。

〔3〕遷移利舊原AP設備到指定點并重新設備上線。

〔4〕食堂、車庫、禮堂等地點AP設備安裝上線。

〔5〕更換樓層機柜存在老化的接入交換機。

〔6〕存在設備機柜已滿，需要新增機柜并安裝設備上線。

〔7〕家屬區(qū)利舊原樓層交換機并接入上線。

網絡改造之后的變化與益處。

〔1〕核心交換機進行了升級，可以應對10G光網絡核心交換規(guī)劃，提高整體核心交換能力以對應新建的千兆AP設備和二教學樓建設之后的設備接入根底性能保障。

〔2〕無線AC控制器擴容，對應新的802.11AC規(guī)范千兆級無線AP接入，能夠提供根底管理和高性能支持。

〔3〕效勞器區(qū)域存在交換機端口占滿不夠用的問題解決，并且對不同應用的效勞器組進行區(qū)域層次劃分管理，益于之后的維護和新建擴容等工作。

〔4〕樓層會聚交換到中心交換機均為光纖連接，解決之前光電轉換器造成的節(jié)點隱患，同時也為將來光網絡速率升級提供根底條件。

〔5〕對一教學樓和圖書館進行無線新建，提供高質量覆蓋和高質量信號傳輸，使得無線可用性提高。

〔6〕原有一教學樓和圖書館AP設備遷