浅析基于高校校园无线网络的大数据研究

◆叶 雯 李 娜 张春华

浅析基于高校校园无线网络的大数据研究

◆叶 雯 李 娜 张春华

(南京工程学院网络与信息中心 江苏 211167)

在当下大数据应用如火如荼开展的背景下，本文结合我校智慧校园以及校园无线网络的建设情况，在已建成的大数据平台上基于校园无线网络数据进行行为轨迹分析，以期针对我校实际校园无线网络环境，更好地为教育教学工作服务。

大数据；智慧校园；校园无线网络

1 大数据理论知识及发展现状

大数据，共享大势所趋。大数据技术最核心的价值在于对海量数据进行存储和分析。相较于六、七年前兴起的数字校园建设，现如今的火热的智慧校园建设，最核心的特征就是通过各种智能终端、可感知设备和信息系统获取海量的活动过程与状态数据，并且基于这些海量数据分析而掌握事物的规律，进而开展智慧的应用。这其中最重要的，是对于高校大数据的组织与建模，这也是挖掘出智慧校园大数据价值的关键所在。

大数据也没有想象中的那么高大上。简单而言，按字面理解，把大数据拆分：大和数据，其中的数据，就是传统数学中的统计，其中的大就是把所有统计的资料汇集到一起，大也是信息爆炸时代数据量的直白描述。再稍微深层次而言，什么是大数据？大计算+数据，称之为大数据。有一个故事，说的是一位顾客订购披萨时，披萨店可以立即调出这位顾客的许多信息，比如送披萨上门必要的家庭、单位等地址和电话，顾客的消费习惯从而推荐适合他的披萨种类，顾客名下的银行卡透支情况从而确定他的支付方式，甚至顾客要自取披萨时，还能根据顾客名下车辆的停放位置预估他的到店时间等等。这就是大数据带来的[1]。

2 我校网络与信息建设现状

2.1 智慧校园建设现状

相较于六、七年前兴起的数字校园建设，现如今的火热的智慧校园建设，最核心的特征就是通过各种智能终端、可感知设备和信息系统获取海量的活动过程与状态数据，并且基于这些海量数据分析而掌握事物的规律，进而开展智慧的应用。这其中最重要的，是对于高校大数据的组织与建模，这也是挖掘出智慧校园大数据价值的关键所在。如何利用已有业务系统（教务、科研、人事、财务、一卡通、网络）的结构化数据和非结构化数据，进行数据加工和大数据分析，实现学生行为分析、学生画像、学生异常状态预警等功能，全面掌握学生情况，以便及时、准确地应对突发事件与公共危机；及早识别学业预警、心理异常、沉迷游戏的学生，提升学生素质；对发展态势做出准确预测和判断，提前预警、及时干预、消除隐患，等等，显得尤为重要[2]。

我校目前已建成了一个先进的环型核心与汇聚、主干为万兆、千兆到桌面、支持IPv4与IPv6双协议接入、覆盖所有校区教学、科研、行政用房以及学生公寓的大规模有线网络，以及覆盖所有校区教学、科研、行政用房以及部分室外区域、支持802.11n及802.11ac协议的无线网络。光缆总长度达到95.7公里，可管理的各类交换机近200台，无线AP共1600个，信息点数共37715个，联网计算机15000余台，校园网出口总带宽4000M，数据中心存储容量为116T[3]。

2.2 我校校园无线网络建设情况

2.2.1校园无线网的覆盖范围

目前我校无线校园网络建设分为两期，其中第一期还做了增补。无线校园网一期的覆盖范围楼内区域：行政楼、信息楼、经管楼、图书馆、工程中心1号楼至9号楼、文理楼、设计楼、基础实验楼、公共教学组团、北区食堂、北区综合楼、门诊部、东区食堂(含教工食堂)、东区综合楼、文体馆；楼外区域：从学海湾广场至北区综合楼大道。无线校园二期扩建项目在无线一期的基础上，新增北区青教公寓、东区青教公寓、设计楼设计工坊和影视动漫中心以及遍布全校主干道和主要公共区域的室外无线覆盖；对人员密集地区如教学组团、行政办公楼等区域进行密集部署。就此，我校整个校园园区都涉及了校园无线网络的覆盖与使用。

2.2.2连接方式

师生均统一使用NJIT信号进行上网认证。在Portal页面中输入与信息门户http://my.njit.edu.cn/相同的账号和密码，使用下拉框选择出口：“内网”或“外网”。点击“登录”后即可完成认证实现对校园内网或外网的访问[4]。

3 我校校园无线网络模式下的大数据利用

我校目前使用的校园网上网行为监控管理系统是深信服的AC-H9500设备，如图1所示。该设备建立了我校上网行为管理系统，全面识别与管控网络中与办公教学无关的应用，提高工作效率；具备多项专业的流量管理功能，合理分配带宽资源，提高带宽利用率；详细记录内网人员上网轨迹作为追查依据，满足国家合规要求。

图1 深信服上网行为管理系统

我校大数据分析平台也已上线运行，根据学校的需求对接学校业务系统，经过对学校业务数据的数据治理、数据标准化，建立了大数据平台的大数据仓库，最终经过大数据算法分析后服务于学校领导和老师的决策管理，并开放数据接口给学校的相关业务系统。大数据分析平台中的大数据字典中包含sunmnet_raw_wh，sunmnet_model_wh，sunmnet_app_wh，mysql库中与无线网络相关的表分别如图2-5所示，同步频率与无线网络相关的表如图6-8所示。

图2 sunmnet_raw_wh库中与无线网络相关的表

图3 sunmnet_model_wh库中与无线网络相关的表

图4 sunmnet_app_wh库中与无线网络相关的表

图5 mysql中与无线网络相关的表说明

图6 同步频率与无线网络相关的表Ⅰ

图7 同步频率与无线网络相关的表Ⅱ

图8 同步频率与无线网络相关的表Ⅲ

系统通过用户选择的事件、学生信息，通过大数据分析，将学生在校行为估计按照时间顺序描绘成动态轨迹。大数据分析平台中的轨迹分析功能模块抓取学生的校园无线网络数据，进而查询到该学生个人的行为轨迹，如图9所示，群体轨迹热力图如图10所示。

图9 大数据平台轨迹分析-个人轨迹示例

图10 大数据平台轨迹分析-群体轨迹热力示意图

4 小结

基于校园无线网络提供的用户使用数据，在新建成的大数据分析平台上，可以有效地根据用户的无线上网数据，查看个体或者群里在有效时间内的运动轨迹，可控地对用户行为进行判别预警，并对学生群体画像、个人画像与综合预警信息提供有效真实的参考。之后期望更深层次地挖掘校园无线网络数据，以期更好地为师生员工服务。

[1]电商报.马云:大数据是未来发展的动力[EB/OL].https://baijiahao.baidu.com/s?id= 1572255150296188&wfr=spider&for=pc.

[2]蒋东兴,付小龙,袁芳,吴海燕,刘启新.大数据背景下的高校智慧校园建设探讨[J].华东师范大学学报(自然科学版)，2015（S1）：119-125+131.

[3]部门简介.信息化建设与管理办公室简介[EB/OL].http://nic.njit.edu.cn/bmjj.htm.

[4]网络服务.南京工程学院无线校园网络[EB/OL].http://nic.njit.edu.cn/info/1013/1090.htm.

课题编号：江苏省现代教育技术研究2017年度智慧校园专项立项课题2017-R-59522，课题名称：基于网络数据的数据挖掘技术探索与研究。