浙江大学探索未来教育教学新模式

屠佳琪 王佶 徐峰

浙江大學是一所特色鲜明、在海内外有较大影响的综合型、研究型、创新型大学。浙江大学坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州，前身为求是书院创立于1897年，是中国人自己最早创办的新式高等学校之一。1928年，定名国立浙江大学。在120多年的办学历程中，浙江大学始终秉承以“求是创新”为校训的优良传统。

随着互联网的快速发展及国家教育事业的发展，“十三五”规划提出，要积极发展“互联网+教育”。综合利用互联网、大数据、人工智能和VR技术，探索未来教育教学新模式，“网上浙大”应运而生。

“网上浙大”是浙江大学提出的一种新型办学空间，以打造物联化、智慧化、可运营的全业务、全联接智慧校园为目标，重定义新教学、新服务、新学术和新人才概念，旨在为全校师生提供便利的上网环境和个性化的教学空间，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型高校，推动浙江大学智慧校园建设目标落地。

校园无线网络任务迫在眉睫

为更好建设“网上浙大”，优化升级现有基础设施、提供优质的校园无线网络任务迫在眉睫。

第一代校园无线网络

浙江大学校园无线网络建设始于2006年，第一代校园无线网络主要采用802.11g无线AP覆盖部分公共教学办公区域，AP数量共计700余个。然而随着无线网需求日益增加，原校园无线网络覆盖范围小、无线带宽不足等矛盾日渐突显。

第二代校园无线网络

2011年，学校启动了第二代校园无线网络建设，期间建设完成了覆盖五个校区近万台WiFi4（802.11n）无线AP的高速校园无线网络，基本实现教学区、宿舍区及室外区域全覆盖。

但是，随着智慧教室、网上教学以及音乐、图片、视频类社交应用在大学校园的盛行，校园网络需要更大带宽、更低时延、更高可靠性，并且能支持接入更多类型的终端设备。

第三代校园无线网络

第二代无线设备服役至今已经超过五年，设备老化严重，室外AP可用率低，已远远不能满足师生需求。因此学校第三代校园无线网络采用WiFi5+WiFi6无线AP，实现校园目标区域内无线网络覆盖，为师生提供高速、便捷、泛在的网络环境，为“网上浙大”提供有力的支撑。

校园无线网络建设概况

无线网络换代升级项目采用社会合作的建设模式。浙江大学信息技术中心坚持学校网络建设“统一设计、统一管理、统一服务、统一运维”的原则，以方便师生使用、提升用户体验为服务宗旨，秉持先进性、可靠性、实用性、高性能、全覆盖、节能环保、安全性、便捷性、美观性等设计原则。力争做到包括紫金港校区东区和西区、玉泉校区、西溪校区、华家池校区、之江校区这五个杭州校区的教学区及宿舍区目标覆盖，室内全面有效覆盖和室外区域重点覆盖。并提升无线网络出口带宽，全面提升网络连接质量，提升师生上网体验，助力“网上浙大”建设。

本次建设的无线网络采用FIT（瘦）AP+集中式无线控制器的方式。无线AP通过PoE接入交换机上行至无线网络的汇聚及核心，实现全校范围内的无线信号全面覆盖，无缝漫游。

无线网络核心网与校园有线网络核心网相互独立，保证有线网络和无线网络独立运行。

从层次上分为核心层、汇聚层和接入层;整网的IPv4/IPv6网关均部署到BRAS上，实现校园无线网络内的强核心、弱接入的大二层组网;采用主备方式将用户的接入信息备份到备份设备上。

主要建设内容包括以下几个方面。

核心网建设  无线控制器

在各个校区部署无线控制器，实现AP及无线网络的集中管控。无线控制器采用盒式，使用多台无线控制器，充分保证网络可靠。

无线控制器两两采用虚拟化技术，虚拟成一台逻辑设备实现备份，保证任意一台无线控制器故障后，其余另外一台无线控制器都可在100ms内接管本校区所有AP且支持智能AP负载分担，保证无线网络的稳定运行。

无线控制器虚拟化集群还可支持通过升级组的方式进行AP批量升级、跨AC之间的漫游支持且能与学校内现有的认证计费系统对接。

全网支持IPv6认证、无线SAVI、802.1x和Web Portal等安全认证方式，从而解决IPv4、IPv6主机的安全合法接入问题。

接入部分  无线AP、POE交换机部署

为了满足阶梯教室、大会议室、图书馆、体育馆等人员密集场景的无线网络高速、高密接入，采用WiFi6技术以解决无线局域网络拥堵、高密干扰大、接入性能高、延时高、终端耗电高等痛点，其他区域WiFi5无线接入技术（双频无线AP和三射频高密无线AP），实现浙江大学五大校区教学区、科研区、学生宿舍区、室外公共区域AP全部署，无线网络的全千兆覆盖。同时，楼宇汇聚交换机双万兆连接核心交换机，POE交换机万兆连接楼宇汇聚交换机，提升无线网骨干带宽达到万兆。

管理服务平台系统  多运营商接入

在部署无线网络核心的同时，部署无线网络管理系统，通过管理无线控制器，进而管理整个无线网络设备，支持本次改造所有网络设备的统一管理。

通过无线网络管理系统，实现校园网有线无线一体化认证及管理，实现对有线和无线网络设备、无线射频的高效管理，提高用户体验;另外，通过统一的上网认证系统，对全校师生上网进行身份验证和日志记录。

建设成果

目前，浙江大学第三代校园无线网络建设已实现全校教学区、学生宿舍区、室外公共区域宽带无线网络覆盖，覆盖区域无线网带宽从300M-450M提升至1200M-2000M。

在人员密集、存在大量终端并发需求的场景中采用WiFi6技术，其在网络容量、带宽使用效率、AP支持的终端数量以及Wi-Fi网络覆盖等方面都实现了全面提升，可以完整覆盖高密、放装、嵌入式面板和室外等场景。同时基于智能运维，实现智能网络优化、故障预测分析、故障感知及处理，提供以用户为中心的运维，提升网络运维效率。

截至目前，AP规模约4万个，较第二代校园无线网络，AP数量提升 4倍，网络安全能力提升30%，运维工作量降低67%。

无线网络改造建设完成至今，已支持完成了学校多项教务工作，主要包括支持浙江大学新生报到现场;支持紫金港西区大批楼宇投入使用;配合第五届“互联网+”大学生创新创业大赛无线网络支持;支持“网上浙大”-“学在浙大”平台，帮助全校师生开展线上线下混合教学的在线学习空间等应用。

高性能、大带宽、低时延、高可靠的WiFi6网络，为师生提供更好的带宽升级服务。提升师生上网体验，有效保障了学校的教学、科研和管理，给浙大师生学习交流和日常生活带来了极大的便利，为智慧校园建设提供泛在、高速的基础网络支撑。

为进一步扩大智慧校园的建设及价值的提升，未来，学校将会考虑基于新生物联技术的校园建设。

如利用基于LoRa等新一代低功耗广域网技术，扩展建设基于实现对空气质量、路灯、下水井盖、配电箱等环境及基础设施的状态监测，利用大数据平台、机器学习辅助网络后台运维管理，进一步提升校园在能效管控、资产管理、校园安防、宿舍管理等领域管理水平和运转效率，为实现数字化校园管理及智慧校园应用做好统筹。