“互联网+”时代校园网组建与设计研究

摘 要：随着光纤通信、移动4G通信技术的快速发展，校园网承载的业务越来越多，包括教务管理系统、OA管理系统、科研管理系统、图书馆管理系统等，校园网访问量日均达到数千万次，亟需构建一个安全的、稳定的、并发性高的校园网，以便保证校园信息化系统正常运行，满足学校教学、管理需求。

关键词：校园网；星型拓扑；IPSec；虚拟专用网

1 概述

随着互联网、多媒体、软件工程等技术的快速发展和进步，校园信息化系统覆盖面积越来越广泛，从教师、学生一进入校园开始，就开始操作各类应用系统，比如门禁系统、餐卡系统、教务管理系统、学生信息管理系统、科研管理系统、辅助教学系统、图书馆系统等，涉及到教师、学生的科研、教学、学习和生活等各个方面。校园信息化系统安全运行需要一个稳定的、强大的、可靠性的互联网，这样才能保证教师和学生共享数据资源，协作配合完成教学工作任务。目前，学校已经采用星形拓扑结构网络，购置了Web服务器、DNS服务器、数据库服务器、路由器、交换机等软硬件设备，为学校构建了一个简单网络系统，但是，其面临着互联网信息技术的发展、学校网络承载业务的增多和访问频次急剧上升等现状，已经无法满足当前业务处理需求。因此，需要构建一个并发性、安全性、稳定性更高的校园网，以保证校园信息数据处理、共享的质量和水平。

2 校园网网络承载应用系统分析

校园网的主要功能是连接各类型的软硬件设备，实现各个系统之间的数据通信和共享。校园网承载的应用系统很多，主要包括教务管理系统、学生信息管理系统、学校OA系统和图书馆系统。

教务管理系统主要帮助学校完成教学课程制定、考务工作管理、课程教学等，同时随着互联网教学资源的增多，目前许多教务管理系统开始引入大型在线教育网站，比如MOOC网站、新东方学习网等，学校只需购买这些在线教育平台的资源，就可以将这些网站的接口集成到教务管理系统中，学生登录教务管理系统便可直接进入网站学习。

学生信息管理系统主要实现学生基本信息管理、成绩信息管理、住宿信息管理、缴费信息管理、毕业设计信息管理等。学生通过网络进入系统之后，可以注册、修改个人信息，也可以查看各门课程的成绩信息和住宿信息；如果学生使用大学贷款，也可以直接查询学费缴纳情况等；最主要的是毕业设计信息管理，从学生选题、开题、创作设计和写作毕业论文，能够全程和教师交流，指导学生完成论文。

学校OA系统可以帮助教师、行政管理人员共享信息，主要功能是学校公文管理、新闻管理、人力资源管理、后勤管理等，处理学校的各类型的综合事务，并且将这些有信息选择性地推送到学校前台门户网上，供学校人群以及关心学校发展建设的社会人士浏览。

图书馆系统能够实现图书借阅、归还、采购、入库、报损管理，以便能够满足师生借阅图书资源进行辅助学习的需求，定期更新图书库存现状，及时地补充图书资源。同时，图书馆还可以将知网、万方、维普等大型数字化期刊学术资源库集成接入到系统中，师生登录图书馆系统可以直接进入学术库查询文献资源，便于掌握先进的专业理论和知识，提高学习的自主性。

3 校园网络组建与设计

3.1 校园网网络拓扑结构设计

校园网承载的业务众多，并且许多终端分布在不同的区域，同时各个院系、管理部门使用的系统存在较大的不同。因而，在校园网网络拓扑结构设计时，可以将其划分为三个关键层次，分别是核心交换层、单元交换层、服务器层，以保证系统按照部门、位置等进行VLAN划分，实现应用系统的数据传输和共享。

（1）核心交换层。核心交换层是校园网骨干网，该层不执行网络控制管理功能，其为校园网数据交换提供一个高速传输通道，并且具备冗余性，以便优化核心交换层的传输性能。

（2）单元交换层。单元交换层可以满足校园网应用系统的数据发送、传输请求，这些数据包括客户端发出的控制命令和数据请求信息，并且单元交换层可以按照部门划分为不同的VLAN，以便能够限制用户访问权限，保证校园网控制的灵活性。

（3）服务器层。校园网服务器层主要包括组网的相关硬件设备，主要包括Web服务器、数据库服务器、FTP服务器、防火墙服务器，这些服务器可以构成一个组群，实现校园网业务处理、数据访问、安全控制等，并且可以利用虚拟化技术提高服务器的并发性和存储效率。

3.2 校园网组建关键设备

校园网组建的关键设备是交换机，常用的包括三层交换机、普通交换机，其可以部署于核心交换层和单元交换层，连接Web服务器、DNS域名服务器、FTP服务器、计费认证服务器，将硬件资源集成在一起。为了保证校园网组建成本最低、效率最高，每一层都可以根据实际需求采用不同的交换机。校园网设计和组建时，可用二层交换机作为接入层设备，连接各部门的终端，用质量较高的二层交换机作为汇聚层设备，将每栋楼各层的交换机进行汇聚，用三层交换机作为核心交换机，用来对汇聚层交换机转发过来的数据作高速转发。根据实际需要和布线标准，为方便管理和维护，通过网控中心的24口三层交换机拉光缆连接各栋楼顶的SW00N交换机。普通办公楼机房均放置48口的二层交换机，为每个部门提供一个网络端口接入，在一楼机房放置一台8端口的二层交换机，将接入层交换机进行汇聚。核心办公楼机房均放置24口的二层交换机，为每个房间提供一个网络端口接入，并且在一楼机房放置一台8端口的二层交换机，将该栋楼各单元机房的接入层交换机进行汇聚。网控中心部署一台24口的交换机，供工作人员使用，连接一台服务器，并放置一台路由器连接外网，一台防火墙作防御，同时做好相应连接。在汇聚层到各单元交换机的连接上，采用光钎，因为考虑到汇聚层到接入层比较近，网络通信采用双绞线。

4 结束语

校园网是数字化校园的基础，其承担教学管理等多种业务系统，并且校园管理部门较多。因此，校园网建设可以采用三层网络架构，以保证网络控制的安全性和灵活性，使得任一层的网络结构发生改变不会影响其它层，不需要改变整个网络环境，降低网络建设成本，使网络更容易管理。

参考文献

[1]罗和华.基于三层交换技术及VLAN技术组建校园网[J].电脑知识与技术，2015，7（3）：11-13.

[2]吴强.论校园网的规划与安全设计[J].数字技术与应用，2015，17（11）：210-210.

[3]汪波，何景川.高校校园网的规划和设计――以江西某学校为例[J].电子设计工程，2014，22（7）：143-145.