新時期校園網(wǎng)挑戰(zhàn)和應對

文/劉宸 李彥 朱曉芒

西安交通大學于1994年開始校園網(wǎng)的建設，是國內最早接入互聯(lián)網(wǎng)的高校之一。經(jīng)過20年多的建設，截至目前，已累計完成投資5000多萬元，建立起一個規(guī)模大、管理良好的校園計算機網(wǎng)絡，在國內高校處于較高的水平。共完成光纖鋪設94公里，校園聯(lián)網(wǎng)機器超過50000臺，網(wǎng)絡出口帶寬2.5G。2013年，通過國家CNGI項目校園網(wǎng)IPv6技術升級子項目的建設，學校校園網(wǎng)已經(jīng)為萬兆主干互聯(lián)、千兆到樓、百兆交換到桌面，覆蓋了所有的教學區(qū)域、學生宿舍、3個附屬醫(yī)院以及家屬區(qū)的IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡。

西安交通大學還是中國教育科研和計算機網(wǎng)(CERNET)西北地區(qū)中心的依托單位，負責接入西北地區(qū)各高校校園網(wǎng)，西安市教育城域網(wǎng)也由學校網(wǎng)絡中心負責建設、運行管理。在國家下一帶互聯(lián)網(wǎng)(CNGI)計劃中，學校是CNGI-CERNET2的主節(jié)點之一，并自行建設了校園IPv6科研網(wǎng)。

在校園網(wǎng)中，包括了2個主干網(wǎng)：一個為運行主干網(wǎng)，上聯(lián)CERNET(IPv4)，滿足教學、科研、管理等對網(wǎng)絡的需求；另一個則為科研主干網(wǎng)，上聯(lián)CNGICERNET2(IPv6)，主要為各學科特定的科研需求提供支持，滿足國家對下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展研究的需求。

經(jīng)過二十多年的發(fā)展，尤其是通過CNGI-IPv6校園網(wǎng)升級子項目的建設，校園網(wǎng)已發(fā)展成為一個擁有超過5萬多上網(wǎng)用戶，6萬多不同類型的聯(lián)網(wǎng)終端；約3000臺品牌型號各異的網(wǎng)絡設備；支持IPv4/IPv6雙棧技術；提供郵件、存儲、FTP、Web等多種網(wǎng)絡應用的龐大而復雜的園區(qū)網(wǎng)絡。

西安交通大學

西安交通大學校園網(wǎng)拓撲圖如圖1所示。

遇到的挑戰(zhàn)

目前，校園網(wǎng)管理和運維遇到的最大挑戰(zhàn)和問題，主要包括以下六個方面。

1.服務范圍廣

涵蓋三大校區(qū)興慶校區(qū)、雁塔校區(qū)和曲江校區(qū)。192棟聯(lián)網(wǎng)樓宇，包括學生區(qū)、教學區(qū)和家屬區(qū)（一村，二村，三村，陽光小區(qū)，醫(yī)學院家屬區(qū)，財經(jīng)家屬區(qū)）。

2.網(wǎng)絡設備多

目前校園網(wǎng)的核心交換機有30多臺，匯聚交換機300多臺，接入交換機2000多臺，總計有近2500余臺硬件設備。設備廠商繁雜，包括Cisco、華 為、 銳 捷、H3C、Juniper等。還有流量監(jiān)控、防火墻、網(wǎng)絡行為審計等20多種各類設備。

3.用戶群體大

全校上網(wǎng)用戶已超5萬多人，聯(lián)網(wǎng)終端超過6萬臺。上網(wǎng)人群包括全校教工、學生、家屬等。校園網(wǎng)用戶普遍網(wǎng)絡基礎知識比較欠缺，網(wǎng)絡一旦出現(xiàn)故障，需要一對一上門服務。

4.網(wǎng)絡結構復雜

網(wǎng)絡結構包括：有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)（電力檢測網(wǎng)、暖氣檢測網(wǎng)、公安處安全監(jiān)控網(wǎng)）、專網(wǎng)（財務專網(wǎng)、保密專網(wǎng)、實驗室處專網(wǎng)、HIS醫(yī)保專網(wǎng)）、一卡通網(wǎng)（門禁、洗澡、食堂、圖書館）。上網(wǎng)方式多樣，有靜態(tài)IP、PPPoE、802.1x、Portal等多種認證方式。

5.設備老化程度高

校園網(wǎng)的網(wǎng)絡設備大多是2007～2009年的設備，已經(jīng)連續(xù)運行超過10年，存在老化程度高，運行不穩(wěn)定的情況。

圖1 西安交通大學校園網(wǎng)拓撲

6.服務響應要求及時

隨著高校信息化的發(fā)展，人們越來越依賴于網(wǎng)絡，一旦網(wǎng)絡發(fā)生故障，用戶一般都急迫需求上門服務，幫助他們解決網(wǎng)絡故障。但由于運維和服務人員的過少，非工作時間等原因，服務響應時間往往和用戶迫切的服務響應需求相去甚遠。

解決思路和措施

圖2 2015～2017年用戶服務趨勢

由于校園網(wǎng)基于以上6個管理與運維方面的難點，而全校的維護服務人員僅有2名，因此產生巨大維護量和人員短缺的矛盾。通過長期的實踐和總結，采用以下的4項措施有效解決工作量與人力之間的矛盾。

1.制定技術管理規(guī)范，降低服務技術難度

以校園網(wǎng)中的教學區(qū)運維為例，目前學校采用校企合作，共同經(jīng)營的模式來管理和維護校園網(wǎng)。但企業(yè)運維人員往往經(jīng)驗不足，專業(yè)技能欠缺，對學校的網(wǎng)絡結構和拓撲不夠熟悉。而且，校園網(wǎng)運維面臨的問題是設備類型多，系統(tǒng)種類雜，技術要求高，時效性要求強。但是，企業(yè)運維人員又較少，無法滿足運維服務的突出需求和運維人員缺少的矛盾。

通過制定一系列的管理制度和技術規(guī)范，編寫使用說明和培訓教程，加強對運維人員的工作指導和業(yè)務培訓，提升了他們的專業(yè)素養(yǎng)，使得他們規(guī)范操作流程和提高管理效率。確保校園網(wǎng)的高效管理和平穩(wěn)運行，保障了學校正常的網(wǎng)絡秩序。

2.轉變工作方式，變被動服務為主動服務

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡服務的流程是被動等待、用戶報修、人工記錄、上門處理，響應時間長，用戶不滿意。在工作中，通過學習網(wǎng)絡設備維護技術，定時巡檢網(wǎng)絡設備，排除設備故障隱患；開發(fā)網(wǎng)絡設備監(jiān)控平臺，監(jiān)控設備運行狀態(tài)，及時排除故障；梳理故障處理流程，編寫常見問題解答；加強新媒體宣傳手段，提高普通用戶網(wǎng)絡基礎知識等4項措施，變被動服務為主動服務。

隨著以上措施的有效實施，2015～2017年三年用戶服務趨勢圖如圖2所示。近三年服務年均1350人次，隨著聯(lián)網(wǎng)樓宇和上網(wǎng)人數(shù)的增加，年維護量雖然呈逐年上升，但維護增長率在緩慢下降。從2015到2017年，單臺設備年均故障率由大約2%下降到1%左右；2017年，通過網(wǎng)絡設備監(jiān)控平臺，主動排除故障率已達總故障40%。

3.培訓學生網(wǎng)管團隊，補充服務技術力量

為了解決人手不足的問題。2014年初，創(chuàng)建學生網(wǎng)管社團，現(xiàn)有93名成員。社團下設運維部、研發(fā)部、宣傳部三個部門，分別負責學生區(qū)網(wǎng)絡管理維護、設計研發(fā)以及宣傳工作。同時還承擔全校正版軟件安裝服務以及留學生專項服務等工作。通過學生網(wǎng)管協(xié)助網(wǎng)絡信息中心對學生區(qū)網(wǎng)絡的管理和運維，實現(xiàn)了學生區(qū)網(wǎng)絡網(wǎng)格化和標簽化。

但是，由于學生網(wǎng)管個人能力欠缺，缺乏有效管理手段和服務流程的監(jiān)管。通過制定社團章程規(guī)范了社團的管理制度。明確了社長、副社長、部長和成員的職責和義務。采用社長負責制，緊抓團隊骨干力量的培訓，做好學生網(wǎng)管團隊的承前啟后和平穩(wěn)發(fā)展。

圖3 學生網(wǎng)管培訓視頻和培訓手冊

圖5 西安交通大學網(wǎng)絡負載動態(tài)實時監(jiān)測

通過對學生網(wǎng)管的技術培訓，不僅從根本上解決了校園網(wǎng)服務技術力量不足的問題，也對學生網(wǎng)管技能提升、個人成長、工作就業(yè)都起到了很大的幫助，截止目前共培養(yǎng)了260多名學生網(wǎng)管。學生網(wǎng)管培訓視頻和培訓手冊如圖3所示。

4.利用信息化手段，提高服務效率與質量

原有依靠人工的服務模式，已無法滿足校園網(wǎng)規(guī)模不斷發(fā)展的需求，迫切需要信息化手段。但是，市面上現(xiàn)有軟件又無法滿足管理和運維需求。因此，通過自主研發(fā)了網(wǎng)絡故障自助報修系統(tǒng)、校園網(wǎng)負載動態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)、校園網(wǎng)設備監(jiān)控平臺等信息化系統(tǒng)，顯著提高了服務效率和自助化程度。

網(wǎng)絡故障自助報修系統(tǒng)如圖4所示，提供用戶自助報修、智能派單、短信通知、服務評價以及流程審核等五大功能，報修量已達3386人次。解決電話報修，人工記錄，效率低下，無法動態(tài)跟蹤維修狀態(tài)，滿足了全校師生的網(wǎng)絡故障報修需求。

校園網(wǎng)負載動態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)如圖5所示，動態(tài)實時地展示了校園網(wǎng)鏈路帶寬的占用情況。綠色鏈路代表線路帶寬通暢，橙色鏈路代表線路帶寬占用輕微擁堵，紅色鏈路代表線路帶寬占用嚴重擁堵，需要人工干預，進行優(yōu)化和處理。通過本套信息化系統(tǒng)，可以幫助校園網(wǎng)管理人員準確了解，快速定位校園網(wǎng)帶寬擁堵情況，根據(jù)鏈路擁堵情況，動態(tài)實施帶寬優(yōu)化調整。

通過對校園網(wǎng)傳統(tǒng)管理模式和服務方式的徹底變革，變被動服務為主動服務，培養(yǎng)學生網(wǎng)管補充技術力量和利用信息化手段提高服務效率等4種有力措施，有效解決了學校校園網(wǎng)管理和運維中遇到的困難和問題，對學校校園網(wǎng)管理和運維起到了不可替代的作用。