綜合數字化校園之一卡通系統網絡解決方案

摘要：數字化校園中的“一卡通”系統需要安全穩定的網絡系統來支撐。本文通過對一卡通專網，終端子網和銀行專用網絡等三個部分的網絡規劃設計以及采用的主要網絡設備的分析，為一卡通系統提供了強有力的網絡支持和硬件幫助，提高了一卡通系統在實際應用中的實用性，可靠性和安全性。

關鍵詞：系統網絡 解決 方案

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)01(c)-0026-02

作為高校信息化建設重要一環的校園一卡通，在高校發展、規劃和管理中正在發揮著越來越重要的作用。要建立一個體現先進管理手段和服務質量的，具有較高應用能力的校園一卡通系統，就要充分利用高校現有的網絡資源，在校園網基礎設施和應用系統的支持下，建立一套可擴展、可管理，具有實用，安全、高效、可靠性的網絡系統，為校園一卡通系統提供優質的服務平臺。

1 設計目標，原則和途徑

校園一卡通系統建立在校園卡專網上，它的各類終端設備通過網絡服務器，在防火墻的安全保護下直接與校園主干網相連。并通過校園卡管理中心以校園網為通道直接管理各類終端設備，配置相關信息資源和參數，實現了遍布于教學部門、財務部門、圖書館，學生食堂、校園超市等相關部門機構以及自助設備網點的網絡覆蓋。同時負責黑(白)名單等實時信息的同步管理，并對接入的各種子系統設備進行動態監控和管理，保證系統具備高可靠性、高安全性、易維護的特點。

系統網絡規劃設計要包含一卡通專網設計、終端子網設計、銀行專用網絡設計等三個方面。

2 一卡通專網設計原則和技術分析

校園一卡通網絡系統采用一卡通專網和高校校園網相結合方式。建立在校園局域網或專網上：采用具有匯聚層的星型結構，同時利川虛擬局域網(V1.AN)技術在校園網中劃出一個或多個虛擬網，根據不同應用接入不同虛擬網，層次分明，實現各種應用之間的相互隔離而不受其它網絡應用的影響，保證了安全可靠。

3 終端子網設計原則和技術分析

傳統的單機獨立工作的子系統運行模式已無法適應校園一卡通系統對大量信息共享的需要，因為傳統的單機獨立工作子系統是網絡上所有終端設備與通過共享一條共同信息通道的總線型結構的子網來連接，采用共享訪問鏈路的方式進行操作，遵循總線型RS485協議，通過工作站與管理中心通信。由于總線型結構的RS485網絡本身存在“單點故障、全線癱瘓”的缺陷而逐步被淘汰，因此需要構建一種在穩定性及安全性上都有保障的網絡拓撲結構，而星型拓撲結構不但滿足這一要求，而月，有非常明顯的優勢。

3.1 組網技術選擇

根據高校校園網的現狀和實用性的原則，終端子網主要采用基于三層結構的一卡通系統，系統性能指標取決服務器性能、網絡傳輸速度以及并發連接數量，徹底改變子網結構，拋棄終端設備入網的總線型傳統方式。從而將終端設備通過某專有網絡服務器(Line Port)直接連接TCP/IP主干網，各終端與Line Port采用結構化布線技術，構造RS485星型拓撲結構，既保留了RS485傳輸距離遠、成本低的優點，也具有TCP/IP主干網實時性的優點，解決了各種終端連網的實時性、遠距離傳輸數據等問題。而且既保證Line Port具有智能管理黑(白)名單的能力，智能管理予終端的能力以及自動收集數據的能力，又分擔了大量上位機的工作，提高了整個系統通信效率及實時性。因而采用Line Port構造RS485星型拓撲結構。不但提高網絡性能，而且極大地提高了終端設備能力的發揮，既節約了投資，又降低了管理難度，從而大大提高了整個系統的安全性、實時性，可靠性。

以支付交易POS機、身份識別POS機為代表的校園一卡通各類終端設備按星形結構方式分別與Line Port相連接，將RS-485通訊接口轉換為TCP/IP以太網接口，分別接入校園網交換設備，直接將數據自動上傳至校園Ic卡管理結算中心數據服務器。

3.2 網絡服務器的特點

網絡服務器Line Port是電子專利產品，其具有以下特點：

(1)多種協議轉換功能。lane Port具有RS232/RS485，RS485/TGP/IP協議轉換功能。每臺Line.Port都具有10M/100M自適應RJ45接口，可以將其直接與校園網交換機端口相接，一卡通終端設備接在Line PortRS485端口直接完成協議轉換和通信功能。

(2)通訊接口擴展功能。Line Port具有RS485串行通訊接口擴展功能。每臺LinePort都具有8口(或16FI/241I)RS485與終端設備串行通訊接口，確保通信距離達到1200m左右。

(3)自動管理終端功能。Llne Port除了具有協調轉換功能以外，還具有自動管理終端設備的功能，大大減輕了計算機的工作量，提高r整個系統的運行效率5-10倍。這一點對于終端設備數量多的系統求說，顯得尤為重要。

(4)金融級安全級別。Line Port可選用終端安全控制模塊(PSAM卡)接口，使數據傳輸安全性具備金融級別標準。

(5)超人存貯功能。Line Port內含硬時鐘，每筆交易記錄均有準確的交易時間，脫機存儲量在20000筆/臺以上。

(6)坐杯定位技術和同步機制。LinePort采用了先進的坐標定位技術和同步機制，可管理100萬個黑(白)名單，確保掛失、解掛信息證即生效。

(7)補助、發放機制。Line Port采用了安全可靠的補助、扣款發放機制，保證持卡人可以在任何一個聯網的消費點上自動領取補助、扣款。

(8)開放接口動態庫。Line Port做為專用的網絡通訊產品，具備標準接口動態鏈接庫，并保證通訊接口動態庫開放，方便二次開發和使用，以便順利對接。

4 銀行專用網絡設計

一卡通系統通過銀行網與銀行前置機進行通信，從而最終實現與銀行主機之間的互通。

銀行網關主要完成監聽、接受客戶端提交的業務請求，例如用戶要求查詢其儲蓄賬戶余額，由運行在銀行網關(相當于前置機)上的程序完成TCP/SNA協議的轉換，即將申請轉換成銀行主機能識別的操作請求并將操作結果上傳給銀行網關，銀行網關則將查詢結果顯示給客戶端。

銀行網關的工作程序是由一個專門的接收線程接受一卡通系統送來的數據請求，每接收一個新的用戶請求，就生成一個新的線程，該線程立即生成一個新的Socket連接銀行TCP程序，并通過該Socket發送滸求串(send)到銀行TCP程序，并且以阻塞方式等待銀行TCP程序的返回。

銀行TCP程序首先必須監聽銀行網關的連接請求(listen)，一旦與銀行網關連接，就接受一個新的Socket來建立連接，因為可能同時仔在有多個Socket連接的情況。因此銀行TCP程序必須采取多線程的方式，每個線程負責維護一個Socket來進行與銀行網關的通信。

在交易過程中，數據的傳輸可分為“前端”與“后端”兩個部分?！扒岸恕钡臄祿鬏敯踩灾饕侵赣脩魩ぬ?、密碼和交易數據經過校園網傳到網關服務器，而“后端”的數據傳輸是指本系統與銀行主機之間進行的數據交互過程。學校管理中心與銀行系統之間存在大量的數據交換而且相隔比較遠，所以管理中心與銀行系統之間一般通過64k-2MbpS的DDN專線相連，保證數據傳輸的及時準確。

5 一卡通網絡、校園網安全通道設計

在校園網、一卡通專網或虛擬網之間需要的安全數據交換通道，主要采用防火墻設備來隔離。因為校園一卡通系統要是圍繞校園網進行設計與實施的，首先校園網的網絡設備具備支持VLAN功能，其次是對校園網進行VLAN劃分，在VLAN中劃出一卡通專用虛擬網的網段，該網段與其他校園網之間取消路由功能，從而在邏輯上與校園網分開，保證了一卡通專網的安全性。這樣，不但實現了兩網之間的安全隔離，同時也能保證兩網之間的數據傳輸。

網絡系統的層次結構設計為一卡通系統提供了安全、高效、可靠的保障，在提高高校管理水平和服務質量的同時，促進了綜合數字化高校的建設步伐，全面推進了高校的信息化建設。