浅谈多校区校园网络互连的实现

广东省华侨职业技术学校 陈智伟

本文针对高职院校和中职学校通过集团办学的模式合作，集团办学的多校区的校园网相互之间实现资源共享。多个校区校园网能够相互之间连接，以资源共享为目的，从而保障多个校区之间的数据信息能够同步、稳定的、充分的利用是一个关键的问题。该文在实践过程中采用专线连接和VPN方式完成了多区域的网络互连，保障了网络通道的顺畅，从而达到资源共享网络互通的效果。

学校的发展离不开网络的建设与管理，因此网络对于学校来说是越来越重视。高职院校在发展的过程中都会存在多个校区的形式，不管是本校建设的分校区还是与中职学校共同合作办学的校区，在多校区的共同运作办学的方式下，网络整体的规模范围扩大，用户数量急剧升高，导致流量整体分布不均，以及出现流量内容多样化，网络的增大也会对整体网络安全需求与原来发生改变，使得网络平台上的管理系统的整体防护发生改变，主体是以高职院校来进行统筹，对其整体网络的要求会更高，多校区的出现必定会带来多校区的物理网络环境划分，校园网的系统建设需结合前期的规划和策划相关后期的实施方案，避免出现短期的、重复的低水平网络建设，才能构建低安全风险，且“性价比高”的网络宽带，使多校区之间能够充分使用网络资源，访问总校区的信息化资源。

下文将结合我校中职学校与高校集团办学合作的前期网络建设实际情况，针对目前形式结合多校区跨校网络互连和信息化资源共享问题开展探讨与研究。

1 现存发展情况

1.1 背景

为加强中高职院校集团办学的建设，扩大优质高等职业教育资源，提高整体的教育管理体制，将调整省属职业院校管理体制，加快推进省直部门所属职业院校成建制划转工作。改革中职学校管理方式，省教育厅不再直接举办中职学校，实施省属职业院校集团办学，组织部分省属高职院校和中职学校联合组建若干教育集团，增加高等职业学位，扩大高等职业招生规模。同时为了让每个校区的高职学生的校内实训在师资和软硬件实训条件暂时无法充分满足情况下，为了最大限度按质完成并努力提升高职学生实训效果，在集团办学背景下，急需通过跨校互联方式实施高职院校的资源共享，解决目前迫在眉睫的校内实训软件短缺问题，从而能够使我校校区高职学生和本部高职学生共同享有同校同训、同训同学的目标。

1.2 问题

我校从2019年开始具体落实中高职集团办学，到2021年还处于尚未完全融合的对接时期。在集团办学的特殊时代背景下，目前存在两方面急需解决的问题：(1)为了确保校内的高职学生能够使用高职院校的平台和相关资源，如何通过跨校互连的方式来解决校区之间的网络互访。实施跨校区共享高职院校的平台，是复杂的网络技术层面以及打通两校区之间网络共同运行的技术问题，为跨校互连网络建设管理提供一个高质量的网络服务已成为网络管理锁面临的最大挑战。(2)在集团办学转折时期，中高职学校尚未完全融合对接时期，中职校区通过实施跨校区高职院校的资源平台的情况下，如何保证中职教师能够熟练使用教学平台，而高职生对对这些教学平台的使用，从而实施高职院校的教学平台困难的克服、实训资源融合和使用效果的内化目标。

2 现阶段的网络互连技术

2.1 裸纤

裸纤也叫裸光纤，运营商提供一条纯净光纤线路，中间不经过任何交换机或路由器，只经过配线架或配线箱做光纤跳纤，可以理解成运营商仅仅提供一条物理线路。通过裸纤来实现一般来说有两种方式，一种是自行铺设裸纤，另外一种是租用运营商的裸纤。

(1)自行铺设裸纤。各校区之间的地理位置大多数分布情况都有一定距离，体现出来的效果都是距离较远、较分散，布线不方便。不同校区之间的校园网络互连，整体实施的时间太长，加上采用自行铺设的形式，还需要考虑到成本问题、施工期间的困难以及时效的问题。

(2)租用网络运营商的裸纤。可以通过网络运营商合作，利用它们现有的城域光纤将各个校区互连，建成完整的校园网络，需要考虑到租用的费用问题。

2.2 专线

网络专线分为物理专用信道和虚拟专用信道。我们日常说的专线基本指物理专用信道，在运营商到用户之间搭建一条专用的网络路线，这条网络路线保障线路中只提供给专用的用户独立使用，避免其他用户的数据进入，而一般的线路就允许多用户共享信道，也就是可以这样理解，相当于运营商给了你“一根线”，你两端连接PC，互相可通。效果看似跟裸纤差不多，但与裸纤的实质区别是：裸纤中间不经过任何路由器交换机设备，运营商给你的是真实的一根线，而专线中间经过运营商的各类路由器交换机设备，只是运营商给你模拟出来了一根线，让你感觉跟裸纤效果差不多。网络专线技术用的比较多有MSTP、MPLS-VPN、SD-WAN这几类。

(1)MSTP专线。MSTP专线以SDH专线为基础结合TDM、ATM、以太网等原有技术进行数据的接入、处理和传送，从而为网络提供多业务的节点。不仅提升多业务运行的处理能力水平，技术应用过程中，能大幅度的提升ATM的宽带利用率，使用范围不断扩大，便于扩容的方便性，还能有效节省整体网络接入的成本以及降低扩容成本。也就是说通过运营商的城域网的网络架构发生变化，使得架构中避免环路的出现和无限循环，同时数据转发的过程能够有更多的冗余路径，使得数据转发中实现VLAN数据的负载均衡，在网络数据传输期间能够适配到最优的线路，如图1所示。

图1 MSTP专线的搭建图Fig.1 Construction diagram of MSTP leased line

(2)MPLS-VPN专线和SD-WAN专线。这两类都包含二类专线线路的特点，能够使宽带升级方便、扩展性更强，扁平化组网。而且SD-WAN技术上还承载MPLS-VPN、互联网、4G、5G等多种网络，能更高可靠、差异化、智能随选在公网的最优的线路。

2.3 VPN

VPN属于网络专线，是虚拟的网络专线，也就是前面提到虚拟专用信道。VPN主要在公用网络上建立的“特殊管道”，跟专线类似作为专用网络使用，与专线不同的是这条“特殊管道”进行加密通讯。通过数据加密的方式保障在数据链路上的数据进行安全传输，换个方式来说也就是专门架设的专用网络。不过VPN应用是使用互联网上的公用链路作为前提，通过公用链路封装出一条数据通讯隧道进行加密传输。VPN的工作原理通过对发到公网的数据包进行加密，以及对接收到的数据包目标地址的转换，从而达到远程访问的效果。VPN可通过服务器、硬件、软件等多种方式实现。VPN架设的数据通讯隧道具备临时性，可以随时建立与撤销，这样能够保障在异地网络的情况利用公共网络临时建立安全的隧道。VPN的网络速度取决于公网速度，稳定性取决于公网网络的整体情况，如图2所示。

图2 VPN通道的搭建图Fig.2 Construction diagram of VPN tunnel

3 方案规划

资源共享的根本是为了是不同校区的网络需要互通，根据以上的网络互连技术对比，要确保跨校互连能够达到校园网络一体性，要达到校内资源共享，要带来便利性，基于三点考虑。加上我校与高职院校以集团办学进行合并，也就是需要建立长久的、稳定的网络连接。

(1)关于裸纤的方式。虽可将多个校区相互之间连接起来，但两个校区之间的距离不短，铺设裸纤整体来说费用成本高，前期的还需投入布置的费用，后期容易出现维护不方便。如果两校距离是马路两边的距离还可以作为参考方案之一。

(2)关于VPN的方式。对于用户来说具有安全性，对于VPN的使用是为了建立临时通道，确保重要资源的共享。这就涉及一个问题，虽能够达到资源共享，但在便利性来说，有点大打折扣。我们通过VPN的场景测试，发现其中网络线路，会因为两校不同广域网出口带宽的差异，出现网络延迟的情况，变得不稳定。同时校园网络的使用主体为学生，学生的数量比较大，加上VPN一般使用场景是在异地网络的情况下，与校园网是一体性有点区别。

(3)关于专线的方式。专线的方式有多种形式，MSTP专线、MPLS-VPN专线和SD-WAN专线对比，SD-WAN专线技术最好的，也是最先进的。这三类专线都相互有关联，但使用的场景各有不同。MSTP适用于同城或跨省，成本低，网络传输稳定；MSTP-VPN比较适合用于跨省或跨国的方式，成本就比MSTP稍微高些；SDN-WAN现在最新的技术方式，适用场景比较多，基于本身与各个技术的结合，充分发挥网络的灵活性，同时能够提高整体网络便利性，成本比前两个要高。

由上述分析可知，我校与高职院校本校区的网络互通需要建立长久的、稳定的环境，加上集团办学的尚未完全融合对接时期，能够保障原中职校区的高职学生使用上本校教学资源平台。因此采用了MSTP的专线方式实现，保障资源共享的目的，为多个校区的教学资源提供帮助。

4 优化发展

为了达到学校信息实时发布、资源共享互访，建立多个校区互联的网络平台是必经之路。多校区网络在建设的投入不可能是一次性的,而是根据技术发展和迭代以及应用的发展，不断投入成本来完善。因此，网络的建设不可能一步到位，因此与每个校区建立时网络互联可能只是通过简单的链路连接、简单的路由设置实现互联互通。网络连通后，通过测试发现，现阶段新接入的校区，暂会出现两校区部分网络配置冲突的情况，只能选其中一个的校区网络进行使用。虽能够访问高职校区的资源，对于在集团办学的尚未完全融合对接时期，为了解决网络使用问题，高职本校肯定在原来网络的配置上增加每个校区能使用的网段，确保跨校互连在真正的意义上的通，但一旦完成合并后，每个校区本来就网络配置，在一定程度上会对原来的高职校区本部网络配置分配造成影响，还需要进行统一规划整体的网络配置。不单是网络配置问题，还有资源使用分配问题，还要确定使用过程会不会出现资源无法访问，校区多了涉及到学生的数量也会增加访问资源的比例就会发生改变，网络资源分配会变成新的问题。随着信息应用和网络技术的发展、网络投入的不断增加，就需要进行适当的调整，通过合理的路由策略实现多校区之间的高速安全互联互通，充分发挥网络平台稳定高效的作用。同时了解新的技术，不断优化原有建立的配置，随着技术发展和迭代才能应用在我们能够使用的领域，任何的技术最终都是在服务中体现，如果技术无法体现，人类技术也无法发展，所以跨校互连的目的就是能够应用以及服务到给学校里的师生。

因此网络互连以及资源共享是跨校互连的第一阶段，如何将各校区网络资源的分配更进一步优化才是跨校互连下一个阶段思考的重点问题。必需满足需求的情况下的前提下，也就是所谓的性价比，同时还要兼顾安全是否存在分享、是否方便后续的拓展，后期的升级能否平稳的进行，这些因素才是关键。基于以后工作性质，考虑到以后的办公的发展和教学资源的共享，也就是说明跨校互连是数据的传输为主导，以此优先考虑到网络安全才是关键。尤其像在集团办学合并期间还未明朗的时候，建议要考虑到以上说的两点。