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高校宿舍网作为构建于大学生宿舍内的网络，具有整体体量大、接口数量多、使用频率高、在线时间长等特点，可供大学生实现在线学习、信息检索、资源下载、邮件收发、通讯和娱乐等功能，在大学生的学习和生活中占据越来越重要的位置。建设满足时代发展要求的宿舍网，对促进和改善在校大学生的学习和生活，对高校的信息化建设具有重要的意义。 传统高校宿舍网运营模式 学校自主建设独立运营 该模式下宿舍网同教学区的校园网一样，作为整个校园网的一部分而存在，校方负责宿舍网的管理和运营，宿舍网访问公网使用校园网的出口。这种模式的优点在于通过宿舍网访问校园网资源便利，学生使用宿舍网的资费较低，对校方而言宿舍网的可管理性更强。但这种模式的不足在于，学校需购买大量出口带宽来满足宿舍网的需求，但效果往往不甚理想，甚至教学区校园网都因出口带宽遭挤压而都受到影响，此外高校信息化管理部门的人员配备一般较为紧张，无多余精力承担宿舍网管理维护的繁重工作。 运营商投资建设运营 宿舍网的基础设施（含线路和设备）由一家或多家运营商建设，建成后的宿舍网由一家独立或多家运营商分区域运营。该模式下即便是多家运营商运营，由于某一区域只能接入一家运营商，用户无法自主选择，实质上仍是垄断。该模式的优点在于宿舍网直接接入运营商网络，出口带宽不会存在瓶颈；由运营商或专业的运维公司维护，服务效果一般较好。同时不足也明显表现为由于独家垄断，上网资费较高；与校园网对接不充分，从宿舍网访问校内资源效果不好；校方无法直接管控宿舍网的上网行为；运营商运营宿舍网的目的为盈利，对基础设施的投入必然是能满足基本需求即可，不考虑长远发展。 宿舍网建设历程 中国药科大学江宁校区于2006年建成，该校区建设时由于资金及当时宿舍网主流运营模式等原因，宿舍网由中国电信建设和运营，学生通过购买电信上网卡的方式使用宿舍网，用户上网资费高，宿舍网未与校园网对接。随着2011年2月和2013年3月工信部相继发文规范电信运营企业校园业务经营行为，明确禁止电信运营企业与学校签订排他性协议、禁止强制校园用户选择移动业务和宽带业务等组合类电信资费方案，学校开始筹划新的宿舍网运营模式。受制于此前合同尚未到期，关于宿舍网新的架构和运营模式的建立，学校采取了分步走的策略，步骤大致如下： 1.2013年完成了对宿舍区域网络线路的改造。由于电信运营时为节约成本，每个宿舍4个网络接口仅2个可用，且使用的3类大对数电缆，每个网络接口仅使用4芯，接口标准为百兆，且大对数线芯之间的串扰无法满足高速、稳定的网络传输要求。于是学校决定对宿舍网的网络线路重新布放，线路及接口均采用6类标准，实现每人一个网络接口，共布放网络接口1.8万余个，满足了1.5万名在校学生的使用。线路改造完成后，由于与电信的合同仍未到期，因此与电信进行资源置换后，将新线路暂移交电信使用。 2.2015年完成了对宿舍区域网络设备的升级。2015年学校宿舍网新的管理与运营模式已基本明确，按此模式对宿舍网的架构进行设计，而后以此架构为指导，完成了宿舍网网络设备的升级部署。设备升级完成后，立即开展了新架构下宿舍网与电信网络的对接。与此同时，校方就宿舍网运营权开启了与电信、联通、移动三家运营商的谈判。 3.2016年宿舍网新的运营模式建立，实现三家运营商同时接入。经过与三家运营商近一年的谈判，2016年8月学校宿舍网新的运营模式确立，即宿舍网开展与三家运营商的对接，实现在宿舍网任一接口可拨入三家运营商网络，用户自主选择网络服务商，同时还可免费访问校园网资源；由校方负责宿舍网底层的管理和维护，运营商保证各自出口可用和用户账号的可用。宿舍网与电信网络近一年的成功对接和稳定运行经验，为另两家运营商网络的顺利对接提供保证，至此学校宿舍网开启了新的运营时代。 管理运营模式 概述 中国药科大学宿舍网的线路和设备均由校方投资建设，通过核心交换机与运营商BRAS（Broadband Remote Access Server）设备和学校BRAS设备完成二层对接，用户终端在宿舍网可直接访问校内资源，如需访问公网资源，可自行选择运营商开通相关业务后，在宿舍网接口通过PPPoE（Point to Point Protocol overEthernet）方式拨入相应的运营商网络。该模式下网络端口不与运营商网络绑定，任一网络端口可拨入已对接的任意一家运营商网络。校方负责底层设备及线路的运维，运营商负责其他故障的维护。宿舍网拓扑如图1所示。
技术架构 1.宿舍网的网络架构 宿舍网采用与运营商主流网络架构相同的扁平化（QinQ）架构，该架构既具有相当程度的安全性，又方便与运营商网络顺利完成对接。采用两台园区网核心交换机，作为组团汇聚交换机光纤汇集以及与校园网和运营商网络对接的核心设备。核心交换机通过双路由万兆光纤与宿舍组团汇聚交换机相连，汇聚交换机下连组团内各楼宇的接入交换机，QinQ外层标签配置汇聚交换机的下连接口上。接入交换机通过千兆光纤与汇聚交换机相连，接入交换机接口划分不同的Vlan，作为QinQ的内层标签，通过Vlan之间的隔离，一定程度上保障网络内部的安全。此外，将学校玄武门校区的宿舍网也纳入到了此架构之中，两校区之间互联通过运营商提供的多对专用城域网光纤相连，保证了业务的可靠性。 2.与校园网对接 宿舍网通过一台某品牌MX960的BRAS设备与校园网对接。用户在宿舍通过PC等终端接入宿舍网时，首先会获得MX960下发的IP地址，完成IPoE认证（DHCP+OPTION扩展字段认证）。同时该M x960与校园网核心交换机相连，通过ACL控制列表的方式，使通过IPoE认证的宿舍网用户仅可访问校园网内部资源。 3.与运营商网络对接 用户接入宿舍网后，可以在PPPoE拨号客户端设置不同的运营商服务名称（Service Name，其中电信为“njxy”，联通为“njlt”，移动为“njmobile”），然后根据运营商提供的账号和密码即可拨入相应的运营商网络。在该模式下，同一网络接口可拨入多家运营商网络，网络接口与运营商不是一一对应的关系。 其原理为在用户进行拨号连接的PPPoE Discovery阶段，用户端（PPPoE client）广播发送的PADI（PPPoE Active DiscoveryInitiation）报文中包含该账号所属的运营商名称，而运营商宽带接入服务器（PPPoE Server）在收到PADI报文后，将其中的服务名称与自己的服务名称相比较，如果匹配则单播回复PADO（PPPoE Active Discovery Offer）报文，如果不匹配则丢弃。而后PPPoE client单播发送PADR（PPPoE Active Discovery Request）报文请求建立会话，PPPoE Server回复PADS（PPPoE ActiveDiscovery Session-confirmation）报文，其中包含Session-ID，而后PPPoE会话建立，宽带拨号连接建立完成。会话建立过程如图2所示。
经验总结与展望 学校多运营商共同接入的宿舍网自建成并成功运营一年多以来，一方面将每用户的上网带宽由4Mbps提升至20Mbps，大大提升了用户的上网体验，降低了学生的上网费用和通信费用，另一方面为学校争取了大量的运营商资源，给学校信息化发展提供充足支持，此外还为各运营商提供了公平竞争、发展用户的平台，在保证各方利益的同时，实现了多方共赢。 1.三家运营商共同接入，可提高学生的入网人数和改善用网体验。在电信独家运营时宿舍网出口最高下行带宽仅4.6G，三家运营商共同接入后第二个月（2016年10月）最高下行带宽已达6.45G，该巨大增长原因一方面在于学生使用宿舍网的人数明显增加，另一方面在于学生使用网络的行为大量增多，此外还在于每账号的网络带宽标准获得提升。 2.宿舍网体量巨大、牵涉利益方多，建设要循序渐进，切忌一蹴而就。学校宿舍网建设采用分步走的战略，首先升级线路，其次升级设备，最后确定采用的技术架构，与运营商进行合作谈判。即便如此，从开始谈判到合作合同签订，经历的流程与手续异常繁琐复杂。 3.宿舍网用户量大，虽然用户使用时间较为集中，但空闲时段亦有不少用户使用，因此要全天候做好宿舍网运维服务工作。学校组织了专门的宿舍网运维团队，通过电话接障和微信接障多重手段，建立了7×14小时（8：00-22：00）可上门、7×24小时可接障的宿舍网运维服务工作制度。 4.宿舍网的建设和运营过程中，需与运营商保持充分沟通，及时处理各种问题，双方要有明确的联络人，负责相关的对接事务处理。对接人除负责宿舍网的建设和运营中的相关事务外，还负责高校与运营商就信息化合作中其他事务处理，如校园内弱电间和通信基站的管理、运营商在校园内相关活动的监管以及高校办理运营商相关业务等。建立联络人制度可简化工作流程、提高合作效率。 5.从提供的服务来看，宿舍网除可视作校园网的一部分外，同样可视作三家运营商接入网的一部分，因此要采取多重技术手段保证宿舍网的稳定运行。在设备选型上，学校宿舍网所选用的网络设备均为国内外知名品牌的主流产品，设备性能稳定，厂商具有强大、高效的服务保障能力；在网络架构上，两台核心交换机通过虚拟化组成双机，上行通过双路由万兆光纤接口与运营商设备相连，下行通过双路由万兆光纤接口与组团汇聚交换机相连，双核心、双路由的部署模式，将全网故障的可能性降为零；充足的备件，保证在组团汇聚或接入交换机出现故障的情况下，也可在半小时内将其替换而完成业务恢复。 随着无线网、大数据等网络技术的发展，学校宿舍网将在与多家运营商已建立的合作基础上，探索将多家运营商在校园内的无线网络（Wlan）合并为一套网络，开展多运营商共用的宿舍无线网建设，在为师生提供更为便捷的宿舍无线网服务的同时，更大程度地避免重复建设与投资，实现对学校通信基础设施更强有力的管理。（责编：杨燕婷） （作者单位为中国药科大学） 本文刊载于《中国教育网络》杂志2018年7月刊 |
