基于VPN技術(shù)的校園一卡通系統(tǒng)POS機(jī)通信機(jī)制的改進(jìn)與設(shè)計

四川大學(xué)信息管理中心 章 童 丁雪峰

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基于VPN技術(shù)的校園一卡通系統(tǒng)POS機(jī)通信機(jī)制的改進(jìn)與設(shè)計

四川大學(xué)信息管理中心 章 童 丁雪峰

摘 要：本文分析一卡通系統(tǒng)充值管理現(xiàn)狀以及銀聯(lián)POS機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊方式存在的問題，提出了一種基于VPN技術(shù)的銀聯(lián)POS機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)設(shè)計方案，既降低了技術(shù)改造成本，又提高了高校校園卡服務(wù)部門的服務(wù)質(zhì)量與管理水平。

關(guān)鍵詞：VPN POS機(jī) 通訊網(wǎng)絡(luò)

一、引言

隨著全國各高校數(shù)字化校園建設(shè)不斷推進(jìn)，校園一卡通系統(tǒng)作為數(shù)字化校園的重要組成部分不僅可以將校園內(nèi)的身份認(rèn)證、人事、學(xué)生管理以及各種校園服務(wù)等應(yīng)用相融合，同時還能在高校內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的集成和共享，有效提高高校的管理水平。目前，校園卡系統(tǒng)在高校的應(yīng)用已不再局限于食堂、開水房以及浴室。學(xué)校相關(guān)部門通過業(yè)務(wù)整合以及系統(tǒng)更新升級，使校園卡可以完成教務(wù)處成績單打印繳費(fèi)、宿舍水電繳費(fèi)、空調(diào)繳費(fèi)、網(wǎng)費(fèi)繳納等諸多繳費(fèi)業(yè)務(wù)功能，改變了過去不同的繳費(fèi)業(yè)務(wù)由各相關(guān)單位單獨(dú)設(shè)立收費(fèi)點(diǎn)的做法，不僅拓展了校園卡消費(fèi)業(yè)務(wù)范圍，也為廣大師生提供了統(tǒng)一、方便、快捷的繳費(fèi)渠道，降低了繳費(fèi)管理成本。本文以四川大學(xué)為例，對一卡通系統(tǒng)充值管理現(xiàn)狀以及現(xiàn)有銀聯(lián)POS機(jī)（point of sales）網(wǎng)絡(luò)通信方式存在的問題進(jìn)行分析，對現(xiàn)有銀聯(lián)POS機(jī)通信方式進(jìn)行改進(jìn)與設(shè)計，并成功地實(shí)施開展。

二、一卡通系統(tǒng)充值管理現(xiàn)狀和存在的問題

四川大學(xué)擁有校園卡的用戶包括在校各類學(xué)生、教職工、培訓(xùn)人員等10萬多戶，隨著校園卡服務(wù)分中心推行無現(xiàn)金充值管理，目前校園卡用戶充值方式主要分為自助圈存機(jī)圈存充值、銀聯(lián)POS機(jī)刷卡充值和現(xiàn)金充值。使用圈存機(jī)自助圈存充值的用戶約占50%，其余的校園卡用戶均采用銀聯(lián)POS機(jī)刷卡和現(xiàn)金充值的方式。因此，校園卡服務(wù)部門一直承擔(dān)繁重的充值工作。各校區(qū)的校園卡服務(wù)點(diǎn)平均每日辦理的充值金額約為8萬元左右，充值業(yè)務(wù)量占總業(yè)務(wù)量的80%左右。與中心合作的建設(shè)銀行只能提供撥號上網(wǎng)的銀聯(lián)POS機(jī)，每一次刷卡消費(fèi)都需要通過撥號聯(lián)網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)，不僅通訊時間長，而且通過公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PTSN）撥號上網(wǎng)存在安全隱患，嚴(yán)重影響了銀聯(lián)POS機(jī)刷卡充值業(yè)務(wù)的辦理效率。

三、現(xiàn)有銀聯(lián)POS機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信方式存在的問題

POS機(jī)作為銀行提供給商家的一種金融消費(fèi)終端設(shè)備，其業(yè)務(wù)流程如下：

用戶將銀行卡插入POS終端機(jī)，并輸入相應(yīng)的銀行密碼和消費(fèi)金額，POS機(jī)將相關(guān)數(shù)據(jù)通過公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PTSN）傳至銀行主機(jī)，銀行主機(jī)處理交易信息后向POS機(jī)發(fā)送處理結(jié)果。POS機(jī)的使用減少了現(xiàn)金交易，為用戶提供了方便、快捷的結(jié)算方式，但在四川大學(xué)引入POS機(jī)的實(shí)際使用過程中存在以下三方面問題：

1.公用電話線路撥號上網(wǎng)通信速率慢，實(shí)際速率為20～50kbps，且每次刷卡消費(fèi)時銀聯(lián)POS機(jī)均需要先撥號進(jìn)行連接，等待撥號時間長，每次刷卡消費(fèi)的交易時間長達(dá)1～2分鐘，平均辦理一件銀聯(lián)POS機(jī)刷卡充值業(yè)務(wù)需4～5分鐘。

2.撥號上網(wǎng)按通訊次數(shù)計費(fèi)，每年校園卡服務(wù)分中心需支出近50000元的通訊費(fèi)用。

3.通過公用電話線路撥號上網(wǎng)容易遭受干擾，同時存在搶占通信線路的問題，造成接通率不高，銀聯(lián)POS機(jī)需多次重?fù)堋?/p>

四、銀聯(lián)POS機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊方式改進(jìn)方案設(shè)計與實(shí)施

為解決以上問題，縮短銀聯(lián)POS機(jī)刷卡交易等待時間，減少銀聯(lián)POS機(jī)刷卡消費(fèi)的安全隱患，提高各服務(wù)點(diǎn)的工作效率，為廣大師生提供更好、更優(yōu)質(zhì)的業(yè)務(wù)服務(wù)，四川大學(xué)對原有的銀聯(lián)POS機(jī)通訊機(jī)制進(jìn)行了如下創(chuàng)新設(shè)計與實(shí)施：

1.銀聯(lián)POS機(jī)通訊機(jī)制的創(chuàng)新設(shè)計。POS機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可采用架設(shè)銀聯(lián)POS機(jī)通信專網(wǎng)或設(shè)置VPN方式（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）彌補(bǔ)。架設(shè)銀聯(lián)POS機(jī)通信專網(wǎng)需單獨(dú)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)布局，以實(shí)現(xiàn)與銀聯(lián)中心的網(wǎng)絡(luò)連接。VPN技術(shù)利用現(xiàn)有的公共網(wǎng)絡(luò)，通過“隧道”技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)類似私有專網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全傳輸。兩種方式都能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，提升?shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。

針對四川大學(xué)已架設(shè)的校園一卡通專網(wǎng)（與公共網(wǎng)絡(luò)完全物理隔絕）的實(shí)際情況，采用設(shè)置VPN的方式改進(jìn)銀聯(lián)POS機(jī)的通訊機(jī)制，僅需在現(xiàn)有的校園一卡通專網(wǎng)中增加部分硬件就可實(shí)現(xiàn)，成本和復(fù)雜程度都較架設(shè)銀聯(lián)POS機(jī)通信專網(wǎng)更低。采用VPN方式設(shè)置銀聯(lián)POS機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：

校園一卡通系統(tǒng)POS機(jī)采用VPN方式的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

各臺銀聯(lián)POS機(jī)接入現(xiàn)有的校園一卡通專網(wǎng)，不再接入公用電話線路，采用TCP/IP通信協(xié)議，經(jīng)各校區(qū)校園卡服務(wù)分中心的二層交換機(jī)接入現(xiàn)有的一卡通專用網(wǎng)絡(luò)，并為接入端口劃分單獨(dú)的VLAN，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞的封閉性，數(shù)據(jù)直接傳遞至信息管理中心的核心交換機(jī)。中心機(jī)房設(shè)置一臺VPN路由器，由核心交換機(jī)將各銀聯(lián)POS機(jī)的消費(fèi)數(shù)據(jù)傳至VPN路由器，再由VPN路由器單獨(dú)建立與銀聯(lián)中心的通信鏈路，其通訊速率大大提高。

通過與合作方建設(shè)銀行協(xié)商，建設(shè)銀行完成由VPN路由器到銀聯(lián)中心交易數(shù)據(jù)交互工作。每臺銀聯(lián)POS機(jī)的IP地址信息由VPN路由器虛擬為一個固定IP，銀聯(lián)中心只發(fā)送和接收該發(fā)送地址和目的地址均為此虛擬IP地址的數(shù)據(jù)信息，并對VPN路由器到銀聯(lián)中心的通路加密，從而保障了交易數(shù)據(jù)的安全性。

2.實(shí)施效果。VPN技術(shù)作為一種安全網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以提供更加安全、高效的數(shù)據(jù)傳輸和訪問能力，在高校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。四川大學(xué)校園卡服務(wù)分中心利用現(xiàn)有的一卡通系統(tǒng)專網(wǎng)，通過與建設(shè)銀行合作，為POS機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信建立了一個基于VPN技術(shù)的通道。

經(jīng)過一年來的實(shí)施運(yùn)行，校園一卡通系統(tǒng)使用的銀聯(lián)POS機(jī)充值業(yè)務(wù)時間由原來4～5分鐘降至1～2分鐘，效率提高2倍以上，支出的通信費(fèi)用由原來的每年近50000元降至每年3000元，節(jié)約運(yùn)營成本10倍以上。同時，VPN顯著提升了校園卡服務(wù)部門的管理水平與服務(wù)質(zhì)量，具有推廣價值。

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（此文系四川大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項目，項目編號：skzx-gl201510）

文章編號：ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0084