以赛促建思路下 高校网络构建与信息服务建设探索

路遥 范雪松 崔建 张晓军

摘   要：为促进高等院校的信息交流和资源共享，扩大高校国际国内影响力，研究如何推动高校信息化服务的变革，构建校园网络服务新体系，已经成为高校网络管理和信息服务相关工作者面临的主要任务。文章以承办ICPC重大赛事为例，提出以赛促建提升高校网络及信息服务的灵活应变能力的新思路，阐述赛前的规划布局，制定网络布局方案及网络安全保障措施，介绍大赛全程的各类信息服务，就高校如何构建高标准的网络架构及提供信息服务新模式作简要探析。

关键词：网络构建;信息服务;程序设计大赛;信息安全

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2019）23-0077-04

一、引言

近年来国际国内信息产业迅猛发展，尤其是“互联网+”为代表的一系列联动性强、融合性高的技术的广泛应用，为高校教育教学带来许多可观机遇。[1]传统教师对学生单方向的输入式教学模式正在被打破，学科之间的学术壁垒也逐渐朝着多学科融合的趋势发展。为促进高等院校的信息交流和资源共享，深入广泛地传播高校品牌文化，[2]扩大高校国际国内影响力，如何推动高校信息化服务的变革、构建校园网络服务新体系，[3]已经成为高校网络管理和信息服务相关工作者面临的主要任务。

高校有着丰富的教育教学资源和实验科研沃土，创建国际国内校际多种交流合作，特别是承办全球影响力广、国际国内高校參与度高的国际重大赛事，并为之提供深入的“网络式信息服务”，是高校信息化服务变革过程中的一次有力探索。本文以笔者参与筹备北京大学承办的ACM-ICPC（国际大学生程序设计竞赛）全球总决赛为例，[4]特别是为大赛全程特别构建的网络体系与信息服务，探讨如何以此推动高等院校构建顺应新形势下具有跨地域、跨学科特点的立体性多层次架构的网络及信息服务体系。

ACM-ICPC（ACM-International Collegiate Programming Contest）是全球历史最悠久、规模最大且最负盛名的程序设计竞赛，也是全球大学生计算机程序能力竞赛活动中最有影响力的赛事，被誉为计算机软件领域的奥林匹克。[5]2018年北京大学成功承办第42届ACM-ICPC全球总决赛，北大代表队获金牌第三的骄人成绩，位居亚洲第一。这是北大首次承办此项大赛的全球总决赛，早在赛事举办前一年即启动大赛的相关网络架构设计及相关信息服务的预案设计和筹备工作，力图充分发挥北大自身特色，以赛促建，为北大网络构建提供新的思路，以及探索高校信息服务的新模式。[6]

二、布局设计

整个赛事筹备工作前后历时一年多，涉及非常具体和烦琐的任务环节。在与ICPC组委会工作人员的沟通交流过程中，令人惊讶的是如此规模庞大的国际赛事，其ICPC组委会团队的成员身处世界不同的国家，90%以上的组委会工作人员都是兼职的志愿者，平时都有自己的工作。大家的工作完全基于Google Drive进行分配协同完成，每位ICPC工作成员对自己所负责的项目经验非常丰富，在沟通过程中给予很大帮助。本次总决赛ICPC官方组委会需要使用到的设备一部分来自ICPC总部和ICPC各团队成员随身带，其余绝大部分计算机及网络相关设备由承办方北京大学提供。

首先是比赛场地的规划（见图1），如此大规模长时间占用场地对于校方也是第一次，不同于开学典礼、毕业典礼等会议活动以及大型体育比赛，ACM-ICPC总决赛将会在场馆中央搭建一个基于多种网络的计算机竞技赛场，同时容纳400多名选手进行激烈的计算机程序设计比赛。同时周边区域需要进行不同功能的划分，以满足裁判组判定比赛、新闻中心实况跟踪报道、网络及电力保障、安全监控、志愿者服务等多种要求。

图2是总决赛期间主赛场各个房间的占用时间和使用规划，其中包括前期网络电力施工布置、比赛主进程、赛后设备回收还原等各个流程的时间和方案。考虑人力、时间、场馆、经费等诸多限制，因此对场馆布置设施服务的时间效率和质量都提出了较高的要求。

比赛用的基础硬件设备，承办方提供250台移动工作站和15台PC机，其中比赛用机为140台移动工作站并需要留出备份，此外所有移动工作站和PC机均由ICPC组委会各团队使用。同时还专门提供大型彩色激光打印机用于ICPC官方的保密打印。在总决赛环节每个赛队的位置需要使用隔断进行分隔，并且需要保证每个赛队之间的距离满足要求，为此经过多次选材设计确定最实用的物理隔断，如图3所示。

三、网络安全及信息服务

作为赛事主办方，为总决赛提供公平安全并且便利的软硬件及网络支持是工作的重中之重，也是工作的核心环节。承办总决赛难度最高的地方在于网络的规划和管理，根据安全等级和各种房间场地的布局，ICPC组委会提出五种不同网络划分，包括安全级别最高的比赛专用网络、ICPC团队工作网络、ICPC新闻团队网络等有线和无线网络，其中无线网络选用单独的SSID用于此次总决赛的使用。[7] 网络规划布局如图4所示。

通过多种网络设备的立体交互式布局，对每个节点和链接使用的设备和线路都做出有针对性的规划和挑选，同时架设多个类型的网络体系，以满足比赛中不同要求的使用模式。网络间彼此安全独立，又可以协同运作。[8]

电力系统是比赛顺利进行及一切网络信息服务的基础保障环节，为此在主赛场使用双路供电，针对竞赛服务器、竞赛网络交换机和网络打印机提供UPS电源供电。在和ICPC技术团队沟通的过程中看到他们对电力规划设计的严谨和经验丰富。从图5中可以看到，不同颜色的电源需求代表不同的使用方式。图中8Amp和15Amp对应国内使用的是10A和16A电流供电，举例：第三行绿色15 Amp dedicated Circuit with 3 power strips的意思是这个绿色的点需要提供一条16 Amp的供电为用户提供三个插线板，插线板为5插空规格。

本次比赛各个场地区域的人员访问控制也是经过了数次沟通协调后制定的，各场地区域和房间使用不同颜色的身份等级手环进行区分，每个岗位的安保工作人员根据来访者的手环颜色进行管理。图6中可以看到不同颜色代表不同等级，根据颜色来识别人员佩戴手环的访问等级。在安全访问管理上还提供三台最新的人脸识别设备供ICPC组委会技術团队测试，采用人脸识别设备来提高安全管理的服务效率并且优化管理工作。

在总决赛筹备工作之中，网站建设是首当其冲的。在开始筹备阶段经过和ICPC官方的沟通，在最短的时间内完成了官方网站上线工作，保证了第42届ACM-ICPC国际大学生程序设计竞赛全球总决赛注册等相关信息发布，为参赛选手和相关人员提供了详尽的信息参考。支持多种终端自适应浏览的官方网站，如图7所示。

四、设计方法与经验

此次比赛为高校的网络构建及信息服务发展提供了新的思路与契机，涉及多学科多部门的深度合作与数据共享，且不再局限于传统固定单一的网络服务模式，今后将更加朝着灵活多样、多种类不同要求的服务及深度数据融合方向发展。

1.教育资料的积累传承

多年的参赛经历已经充分地认识到ACM-ICPC比赛提供了非常优秀的教育资料，现在北大计算机方面很多课程已经使用部分比赛内容作为教学内容;另一方面，借鉴比赛经验，上线了POJ在线测评系统，使学生在提交代码后可以得到实时的反馈，大大提高了学习的效率。多年与ACM-ICPC比赛的深度契合，积累了丰富的经验，这些也都为成功申办总决赛带来了信心。

2.高效的协作能力

服务的提升离不开技术团队的良好协作。科学高效的协作能力是值得去深度学习和领会的重要财富。ICPC组委会大部分工作人员都是志愿者，分布在世界各个国家，有着自己的工作，工作文档全部基于Google Drive协同编辑使用。虽然多年办赛经验每年都有很多雷同的地方可以直接使用，但不同的办赛地点场地，需要全新的设计规划，每次办赛都是一次挑战。各个团队之间的沟通全部通过每周固定的电话会议或网络视频进行，确保工作有条不紊地顺利推进，看似紧张忙碌的筹备工作在严谨科学的工作计划安排下张弛有度。

3.文件数据的共享机制

此次比赛由教育网内的支持以及北大团队临时搭建的共享云平台供ICPC组委会使用，满足全部使用需求。目前国内免费或商业的协作编辑及共享平台在功能上尚有很大的提升空间，进一步提升共享协同服务也为高校信息化建设提供了好的思路和方向。[9]

4.安全身份认证模式

在国内很多场所都使用过一次性手环进行验证身份。在此次总决赛中也是采用不同颜色的手环进行身份识别，简单实用，满足安全管理的基本使用需求。正逢学校推广人脸识别验证，为ICPC组委会提供了三台人脸识别设备用于小范围安全访问的身份验证试验，经过测试ICPC组委会非常满意该功能，很希望以后的总决赛赛场可以全面应用上线。[10]此外如何能最便利地将照片更新同步上传到不同客户端也是值得思考和升级的功能。

5.软件系统部署

出于安全规定所有决赛使用的计算机系统必须由ICPC组委会进行安装配置，在和相关技术人员沟通的过程中发现，与北大在计算机实验教学中心的管理电脑系统部署是同一软件，就是目前比较热门的FOG程序，这是一个基于Linux免费开源的系统镜像制作和分发应用程序，可以说是目前能够使用的最便利的免费计算机系统部署解决方案，支持微软从Windows XP到Windows 10的操作系统版本，同时还支持Linux和Mac OS X。总决赛中提供的250台移动工作站和15台PC机全部使用FOG进行系统镜像传输，部署效率要高于传统使用的GHOST程序。在与组委会技术交流过程中还了解到很多新的使用技巧，这也将为今后北大计算机实验教学中心教学机房的管理提供帮助。

6.专用网络组建

竞赛专用网络的组建是本次总决赛的技术难点和任务挑战，整个网络设计规划经历了数次沟通，十一次大版本修改，无数次小版本修改，在原有校园网基础上建立了专用的ICPC总决赛有线和无线网络架构，同时还解决了相关人员不同身份的网络使用验证等安全管理问题。

7.移动新媒体时代的赛事推广

作为北京大学120周年校庆的序幕活动，ACM-ICPC在推广方式方法上丰富多彩，除搭乘校庆大型活动的宣传外，在赛前半年就开始进行预热推广，包括微信传播、微博推送、总决赛官网上线、亚洲区预选赛期间对总决赛的宣传等多种手段。充分做到了赛前宣传说明、赛中时时赛讯、赛后比赛回顾。总决赛赛事的新媒体推广对于技术团队也是一次练兵。

五、总结

ACM-ICPC比赛提供了一个与国际、国内高校同台竞技的舞台，也对高校网络及信息服务产生着深远的影响。以此为镜，鞭策高校不断寻找适合自己的教学科研发展风格，推进顺应时代的教育服务改革。高校应当紧抓学习、革新时机，利用其存在的教育优势整合有用资源，并将积累的教育服务经验与信息科技进行融合，探寻高校信息服务的新模式，实现高校智慧教学、智慧管理和服务的新目标。在移动互联网时代的今天，在经济和科技全球化深入发展的背景下，坚持守正创新，推进学科结构的调整优化，不断提升信息服务水平，努力为人才培养和技术创新做出更大贡献。

参考文献：

[1]高媛，张琰，蔡沁知等.发展教育信息化推进“双一流”建设——“第二届中美智慧教育大会”综述[J].电化教育研究，2017（10）：12-17，29.

[2]张丽丽，李诚玉.“互联网+”环境下高校网络教学平台的构建途径[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2018（6）：7-8.

[3]魏雪峰，高媛，黄荣怀.中国高等教育技术未来五年的发展分析——《2017新媒体联盟中国高等教育技术展望：地平线项目区域报告》解读[J].现代教育技术，2017（5）.

[4]侯向辉，徐卫，李琰琰.以ACM/ICPC竞赛促进计算机专业实践教学研究[J].计算机时代，2018（7）：94-96.

[5]赵亮，彭宇行，张春元等.对ACM国际竞赛的有关思考[J].计算机教育，2014（16）：14-17.

[6]沈骅，韩雪梅.大学生学科竞赛的意义及保障机制——以结构设计竞赛为例[J].浙江树人大学学报（自然科学版），2013（3）：52-55.

[7]徐灿.高校校园无线网络的安全问题研究[J].电子世界，2018（18）：94-95.

[8]丛佩丽.高校网站服务器安全防范策略[J].网络安全技术与应用，2013（2）：37-39，44.

[9]李景奇，卞艺杰，张国宝等.基于私有云盘的科研协同平台[J].计算机系统应用，2018（11）：42-50.

[10]谭敏，邓永志，兰红.基于人脸识别的考勤签到APP设计[J].通信技术，2018（8）：1995-2000.

（编辑：王天鹏）