智慧校園建設背景下高職校園基礎網絡環境建設的問題與對策研究
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作者:楊超
摘要：近年來寧夏地區各高職院校借助“互聯網+教育”政策與物聯網、云計算、大數據等技術優勢，不斷探索符合自身的智慧校園建設之路，然而要實現智慧校園美好的愿景建設目標仍必須依托于現有的網絡基礎環境設施，該文通過分析寧夏工商職業技術學院基礎網絡環境中存在的典型問題，提出一些合理化的處置對策及建議，為學院下一步實施校園基礎網絡環境改造和優化提供一些參考。
關鍵詞：高職院校；智慧校園；基礎網絡環境
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A
文章編號：1009-3044（2022）32-0081-04
2010年6月，中共中央政治局審議并通過了《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》的綱領性文件，規劃綱要對教育信息化十年發展做出了方向性指導并明確指出信息技術對教育發展的重要影響，同年浙江大學提出了智慧校園的概念，其概念的核心思想就是充分利用信息化技術，通過監測、分析、融合、智能響應等方式，綜合學校各職能部門，融合優化現有資源，提供質量更高的教學服務，構建智慧校園，保障教育的可持續發展[1]。寧夏工商職業技術學院作為全國首批百所骨干高職院校，率先走上了探索符合自身實際的教育信息化及智慧校園建設之路，全力推進學院教育教W信息化的改革與創新，積極推動信息技術與課堂教學深度融合，建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的智慧校園[2]。隨著學院近年來的快速發展，學院現有的基礎網絡環境已無法滿足當前“互聯網+教育”新形勢下的智慧校園建設，并逐漸暴露出一些問題，筆者作為參與智慧校園建設的一分子。對學院基礎網絡環境中存在的若干問題進行了分析和總結，具體包含以下幾個方面：
1 高職院校校園基礎網絡環境中普遍存在的問題
1.1 設備間相關問題
設備間存在的相關問題通過分析可具體歸納為兩類問題。
第一類是設計規劃的問題。樓宇設備間是校園網絡的中轉站，在整體校園網結構設計規劃中占有著非常重要的地位，通常在早期的校園基礎網絡建設之初會因樓宇設計規劃上的不足而存在一些問題：（1）設備間的規劃選址問題。具體可表現為設備間在使用空間上過于狹小，使用非規范設備間的房間充當設備間使用的情況，如樓梯背面的隔間，此種情況下房間內只能部署安裝單個1米2以下的標準落地機柜或采用壁掛式機柜，這樣就會給后期增加和擴充各類網絡設備帶來麻煩。（2）設備間的強弱電分離問題.絕大部分高職院校在校園網建設早期并未充分考慮到設備間的強弱電分離，這也是設計規劃不足導致的，再加上后期存在的私搭亂接現象使得設備間易發生線路干擾、設備短路損壞以及存在火災隱患等情況。
第二類是設備間的管理問題。以寧夏工商職業技術學院為例，設備間由所在樓宇部門或所在各二級學院進行統一管理，但管理的職責及劃分并不明確，再加上各管理部門對設備間管理不重視，極易導致以下情況發生：（1）沒有嚴格的準入和登記制度，設備間誰都可以進，再加上移動和電信部門的維護人員經常進出設備間檢查和調試線路，并且每次檢查維護的人員都不一樣，因此在維護過程中一旦發生設備間線路或設備故障就無法定位責任人員。（2）設備間無專人管理，管理員流動性大，責任心不強，時常發生設備間鑰匙丟失或找不到的情況，一旦丟失就只能破鎖處理，從而給設備間的管理帶來不便。（3）設備間被當作庫房使用，里面堆放雜物，也無保潔人員定期清掃，衛生環境差，使得設備間電氣設備的運行環境十分惡劣，極大降低了各類設備的使用壽命，容易發生設備故障從而導致斷電斷網等情況的發生。
1.2 樓宇綜合布線系統相關問題
綜合布線工程可以說是校園基礎有線網絡的根基，但是隨著智慧校園建設步伐的深入逐漸暴露出一些具有普遍性的問題。
第一是原樓宇房間內信息點位設計規劃不足導致的問題，包含兩個方面：第一個方面是根據機關事業單位辦公用房面積標準的要求，需要把原有面積較大的辦公室進行分割，分割前因原有房間內的信息點位不足就導致了分割后的房間無信息點位而無法提供辦公網絡的支持，并且存在施工方在進行房間分割施工時未及時與學院的網絡管理部門進行溝通，導致房間分割施工完成后才想到部署信息點位，不僅造成資源浪費，而且需要花費較大代價重新鋪設線路解決。第二個方面是座機電話點位的問題，以寧夏工商職業技術學院為例，學院行政辦公樓宇的綜合布線在設計之初并沒有考慮到為各房間內安裝座機電話而預留獨立的電話點位和線路，這樣在后續的辦公座機電話安裝過程中就不得不占用原房間內的有線網絡線路而導致網絡信息點位無法正常使用。
第二是樓宇綜合布線系統中的有線網絡線路預留長度超標的問題，設備間內多余線纜盤的堆放存在老鼠啃咬現象，如圖1所示。同時有線網絡中的跳線布扎不規范，理線架標識不清，為后續遇到網絡故障進行排查時設置了障礙，如圖2所示。
第三是樓宇間光纜鏈路改造和擴容問題。隨著時間的推移，絕大多數高職院校都會面臨光纜飽和后的擴容問題，以寧夏工商職業技術學院為例，學院以被教育部認定為“國家優質?？聘叩嚷殬I院?！薄爸袊厣咚礁呗氃盒：蛯I建設單位”為契機，同時又借助寧夏“互聯網+教育”示范?。▍^）的相關政策和優勢，使得學院近年來整體信息化水平有了長足的發展，智慧校園的建設成果是學院信息化水平的最好展示，但智慧校園建設需要以校園基礎網絡作為支撐，目前學院原有校園樓宇光纜容量已無法支撐現有需求，急需擴容，且原有光纜鋪設地標已經老化、標識不清，從而導致校園內各類施工偶爾出現挖斷光纜的問題。相信絕大多數高職院校在智慧校園建設過程中或多或少會遇到此類問題，那么針對光纜鏈路的改造和擴容勢在必行。通過對現有樓宇內部網絡、設備間、樓宇間光纜鏈路進行重新設計規劃建設，同時針對性地對有線網絡進行優化和調整，才能滿足學院未來智慧校園建設和信息化發展的需求。
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1.3 有線網絡規劃設計相關問題
校園基礎網絡本身是一張龐大的局域網，高職院校的校園網絡結構設計較多采用傳統的三層網絡結構，即接入層、匯聚層、核心層[3]。如何在現有的校園基礎網絡之上進行合理的改造優化升級，使之適應智慧校園建設需求是網絡技術工作者需要共同探索的目標，在早期的校園網絡建設之初，好的網絡結構規劃設計會直接從帶寬效率、運維管理、業務的靈活可擴容三個方面影響用戶后期的使用體驗感，而絕大多數的高職院校在校園基礎網絡規劃設計上是不可能做到面面俱到的，大多數都是在不斷的發展過程中暴露出基礎網絡規劃設計不足的一些問題。這些問題可分為以下三個方面：以寧夏工商職業技術學院為例，第一個方面是網絡地址規劃問題，終端地址段、設備互連地址段、業務地址段不分類，相互覆蓋，地址段不連續，給后期的運維管理和地址擴充帶來極大的麻煩，易發生終端地址、業務地址沖突等現象，造成斷網和校園服務中斷的問題。同時也會造成網絡設備路由表項無法匯聚和優化的問題。第二個方面是各終端地址段、業務地址段、互連地址段虛擬局域網ID定義不明確，沒有制定相關的虛擬局域網ID編制標準，虛擬機局域網ID編排隨意性強，在運維管理人員調試及擴容業務的時候容易發生因虛擬局域網標識沖突導致的網絡故障，這類故障常因跨多個設備而增加了排查難度，不但耗費了人力，還給運維人員調整優化網絡增加了阻力。第三個方面就是校園監控、廣播等網絡未做獨立的局域網絡設計，在局部與校園網混接，各樓宇的監控、廣播網絡均會接入樓宇匯聚設備上，在樓宇端使用同一套網絡，那么在一定范圍內發生網絡故障時就會直接影響監控、廣播的正常使用，并且在網絡使用高峰期間還會發生相互干擾，造成帶寬不穩定等現象。
2 高職院校校園基礎網絡環境中存在問題的處置對策及有線網絡優化思路
目前各高職院校都在依托智慧校園實現諸如一卡通、校園綜合網上服務、智慧門禁、智慧安防等一系列的智慧校園應用，并在此等應用基礎上融入校園大數據、校園云服務、物聯網等新技術，構建下一代智慧校園體系[4]。為了實現這個目標必須正確對待承載智慧校園體系的校園基礎網絡中存在的具有普遍性特征的這些問題，針對這些問題有以下處置對策。
2.1 設備間及樓宇綜合布線系統相關問題處置對策
設備間選址和樓宇綜合布線系統中存在的信息點位不足、光纜擴容的問題可統一歸結為規劃建設問題，此類問題可通過結合智慧校園相關建設項目申請資金支持進行重新規劃設計或改造來解決。以寧夏工商職業技術學院為例，學院的校園基礎網絡系統自2010年建設并投入使用至今已運行十年有余，已經進入新舊網絡系統的改造升級期，依托智慧校園建設理念，現有的校園基礎網絡系統已經無法滿足智慧校園應用建設需求，必然面臨著改造或者重新規劃建設，因此在建設之前做好統一的規劃和設計顯得尤為重要，設計時就應該將信息點位的規劃結合行政辦公用房改造、各二級學院的智慧教室、機房、實訓仿真教室建設以及樓宇光纜擴容統一納入設計規劃中，以避免各樓宇所在部門和各二級學院后期獨自進行局部網絡和綜合布線系統改造帶來的網絡管理困難和重復建設造成的資金浪費問題。對于綜合布線系統中設備間線纜捆扎不規范的問題，可以進行綜合布線系統改造時直接摒棄理線架配線的方式，直接將雙絞線統一布扎至交換設備，并打好標識，這樣就省去了跳線的步驟以及后面產生的跳線捆扎問題，如圖3所示。
針對設備間管理方面的問題，本文有以下建議：（1）明確設備間的主管部門或單位，依據設備間的使用主體選出主管部門.以寧夏工商職業技術學院為例，學院的各樓宇設備間本來由樓宇所在部門或二級學院管理，但管理設備間對于各部門、二級學院來說并不是其主要的業務范圍，因此對于設備間管理無法引起足夠的重視，由此造成了設備間被當作庫房使用、人員隨意進出、線路私搭亂接、各類電氣故障頻發的局面。為了徹底解Q此類問題，應將設備間管理劃歸至主體使用部門，如網絡管理部門、后勤電氣維護部門等。（2）完善制度建設.依照設備間相關操作規范制定完整的登記、準入、運維作業、上報等流程規范和保障制度，通過制度手段來強化設備間的管理。（3）針對施工人員的管理.在施工人員的管理上需要借助信息化手段，通過校外人員入校信息登記系統、智能監控、電子門禁等方式對進入設備間的施工人員進行嚴格管控，杜絕各類防火、防盜、線路設備故障、私搭亂接、非規范設備安裝等問題，保障設備間中各類電氣、智能、自動化設備的長久穩定運行。
2.2 有線網絡規劃設計問題處置對策
網絡地址規劃和虛擬局域網ID混亂的問題在高職院校中是普遍存在的，此類問題主要是沒有制定相應的地址規劃和編制標準，網絡管理人員依據自身喜好隨意進行分配最終導致的結果。為了解決此類問題，關鍵在于制定符合高職院校當前自身實際情況的編制規則及標準上，對于網絡地址規劃可建立分類表，如按照辦公、會議、公共教學及實訓場地、機房等類別劃分，或按照樓宇、樓層、房間號等類別來劃分。對于虛擬機局域網ID編制可同樣參考以上方式，如按照網絡設備互聯、辦公、教學、機房等進行分類，這樣可以避免上述混亂問題。對于監控和廣播網絡的問題，可以通過樓宇光纜將監控、廣播網絡連接至核心交換設備并設置獨立的網絡，使其產生的流量避免與教學或辦公流量在樓宇節點匯聚，因核心設備性能較高，可以較好地承載廣播和監控的音視頻流量，如此可解決廣播和監控網絡接入樓宇匯聚而產生的一系列問題。
2.3 依托現有三層網絡結構的有線網絡優化思路
針對校園網傳統的三層網絡結構，如何進行合理的優化來提升帶寬效率是網絡運維管理人員值得去研究的，可以從以下五個方面入手：（1）核定樓宇用戶量，合理分配VLAN，簡化局部網絡層次結構.以寧夏工商職業技術學院為例，通常實訓教學樓內有較多的機房和實訓室分布，因此在VLAN劃分的數量上就比較多。相反，如行政辦公樓日常辦公主機數量遠不如實訓教學樓的多，可以按樓層劃分出VLAN，且相較于實訓教學樓的VLAN數量要少出很多，這樣就可以將行政辦公樓的三層網絡結構減少為二層結構，直接將VLAN的網關上移至核心交換以降低路由轉發次數來提升局部帶寬響應。（2）提升樓宇間的帶寬容量，目前大多數交換設備都配備了萬兆接口，可以通過交換設備的鏈路聚合功能成倍地提高樓宇間的傳輸帶寬。（3）合理編排校內私有地址段分布，通過OSPF協議將連續地址段按區域進行路由匯總以減少交換設備上的路由表項來提高轉發效率。（4）注意交換設備性能是否滿足當前流量的需求，如不滿足時需要及時更換更高性能的交換設備。（5）盡可能地減少接入層及以下的串并聯小型交換設備的使用，能不用就不用，因該層使用的交換設備性能普遍較低，且無散熱系統支持，長時間工作存在卡死現象從而導致斷網問題。
3 結束語
在全國高職院校智慧校園建設、“互聯網+教育”的教育發展大背景下[5]，越來越多高職院校的基礎網絡亦將步入或已步入老化和更替的階段，進行重建或改造優化是必經之路，只有使其與智慧校園體系相匹配，并且將物聯網、大數據、云計算、AI等技術融入進來，才能最終實現真正意義上的“智慧校園”。
參考文獻：
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[2] 李穎.蘭州新區職教園智慧校園現狀與發展趨勢情況研究[J].中國新通信，2021，23（19）：78-79.
[3] 周永馗.智慧校園基礎設施之計算機網絡系統規劃設計[J].智能建筑，2019（7）：77-80.
[4] 楊志和.智慧校園的基礎網絡建設[J].上海電機學院學報，2011，14（3）：182-186.
[5] 胡穎，周蓮波.智慧校園的網絡基礎設施設計――以營口職業技術學院異地新建校區項目為例[J].遼寧師專學報（自然科學版），2020，22（1）：25-27，42.
【通聯編輯：代影】
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