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教育新基建成为构建高质量教育的支撑，校园网则是校园信息化建设的高速公路，承载着校园内各项业务的运行，是支撑数字化校园、智慧校园的基础设施。随着教育信息化的进程不断发展，跑在校园网上的业务也越来越多：有线无线网络、平安校园监控专网、高清直播录播、校园广播专网、校园卡系统专网、智慧教室、门禁……跑的业务多了，如何才能让学校内的信息高速公路快速运转起来，是每个高校都在考虑的问题。中国药科大学也在信息化建设道路上不断尝试与应用，在基础网络建设上取得了具有指导意义的实践成果，为智慧校园新基建打造了稳固的全光网“底座”。坐落于古都南京的中国药科大学是一所历史悠久、在药学界享有盛誉的教育部直属、国家“211工程”和“双一流”建设高校，现有全日制在校师生近2万人。作为我国历史上第一所由国家创办的药学高等学府，80余年来，学校一直秉承“精业济群”的精神，为推动国家卫生健康事业发展做出了重要贡献。对于中国药科大学来说，信息化之路上也不是一帆风顺的，在开始的阶段也有着不小的阻碍：01无线网部署多年，无线体验差：近几年内校园网中的无线终端和应用大量增加，学生对手机等无线终端的依赖越来越强，对于无线网的要求自然也越来越高。7年前部署的全校无线网在性能上不能满足全校师生的需求。根据学校信息中心统计显示，校园网的流量约80%都为无线流量，无线网最高用户在线数可达近8000人。庞大的无线网络压力，让老化的校园无线网络不堪重负。02教室内信息点位多，扩展困难：校内共有179间多媒体教室，每个教室设3根超五类铜缆将教室内的设备接入网络。有线网络同样是多年前铺设的，网口预留不足。随着教室信息点位的增加，后期学校只能通过添加家用级交换机扩展网络接口，性能和稳定性都不高，整体网络使用体验也受到影响。再加上之前期缺乏规划，网络地址不够用，整体维护成本相当高。教室内原有的网络接口不足药科大学的选择——以太全光网因此对于药科大学来说，一张足够新、好扩展、高性能、易运维的有线/无线一体的校园网是势在必行。在建设这张网的时候学校提出了以下几个目标：足够新，充分考虑到技术和设备的先进性和成熟性，在可预期的未来符合技术发展的大趋势，例如全光网;高性能，针对目前校园网络体验不好的情况，此次建设的校园网需要有着高带宽、高并发的承载能力，满足多种业务的顺畅运转和师生的使用需求;好扩展，同时无线网络建设需要充分考虑学校未来规模扩展以及业务增加，做好顶层设计、整体规划、统一标准、方便扩展、迭代更新;易运维，新建无线校园网络须与升级的有线校园网络实现统一管理、统一认证，同时需要尽可能简化网络运维，提高整体运维的效率，降低人力和时间成本。校园业务驱动 全光网和Wi-Fi 6大显身手针对校园网“足够新”的需求，学校信息化建设管理处将眼光放到受到关注很多的先进技术——全光网和Wi-Fi 6。早期学校并没有直接使用全光网，当时的市面上仅有POL方案一个选项，考虑到传统全光网POL方案和学校正在使用的以太网协议和架构不同，需要运维人员重新学习技术，上手比较慢，估计要花半年的时间;同时学校的其他业务需要继续使用以太网，运维人员需要同时维护两张完全不同的网络，工作量增大。另外，带宽性能也是重点考虑的问题，传统全光网POL方案需要分光，入室带宽仅有主线路的N分之一，对于未来更多业务入网支撑不足。今年，综合考虑市面上成熟的全光网之后，药科大学选取了锐捷网络新推出的极简以太全光解决方案，将光纤和以太架构做了一张网的有机整合，全光有线网络和Wi-Fi 6无线网络“并驾齐驱”，让校园信息化建设的高速公路一直通到教室内、设备上以及每个人的手中。1. 校园全光网，怎么满足一直增长的带宽需求？对于一所高校来说，什么样的网络才能满足师生校园网使用的需求?或许这个问题没有一个确切的答案，但更适合的网络一定是一张“高性能”“好拓展”的网络。对于药科大学来说，原先的校园网由于铺设过早，预留的网口已经不能满足现有的教学业务承载需求。即便网口预留仍有富裕，带宽也是校园网绕不过去的一个问题。现在校园网所需承载的业务越来越多，其中不乏对于带宽需求极大的业务，如高清视频直播/录播、AR/VR教学等。“小马拉大车”的窘境，让校园网改造迫在眉睫。随着“光进铜退”的浪潮，全光网在性能上展现了极强的实力，这也是学校坚定地选择建设校园全光网的原因之一。从介质上来说，光纤在带宽上就远超铜缆。即便使用了六类网线，铜缆的最高带宽也不过1000Mbps;而光纤最大传输速率则是100Gbps，完全不在一个量级。也因此，全光网给校园网络带来了极强的扩展性，未来5-10年内，即使校园网络业务需求不断增加，也不需要更换光纤改造网络。校园网以太全光网改造后的设备视图以前一捆捆的铜缆网线堆在弱电间，光找到设备对应的网线对运维老师来说就是巨大的麻烦了，更别提运维，同时带来的还有桥架的压力，一旦需要扩展点位，桥架的空间和承重能力就要受到考验。而极简以太全光网独创的入室光交换机则为网络扩展打开了方便之门，光纤入室后通过多速率光交换机可直接链接到室内的设备，代替了原本在弱电间的接入交换机，即使新业务进场需要增加信息点位，也无需再像以前一样从弱电间拉网线到室内，再加上光纤的重量和所占远低于铜缆，解放了弱电间和桥架的压力。这也让学校收获了一个非常实际的效果——节省弱电间。中国药科大学在进行全光网改造之后，弱电间数量大幅减少，教学区原来需要维护多达30个弱电间，现在只维护1个，所使用的空间和运维人员的工作量都大幅减少。教学区现在只需维护1个弱电间2. 用了Wi-Fi 6校园无线究竟有多6？由于校园内部无线流量的不断增加，学校十分看重校园无线网的体验，因此想要将无线全网升级到最新的Wi-Fi 6。而想要发挥Wi-Fi 6技术的全部实力，传统以太网和使用分光的POL全光网带宽不足以支撑。锐捷极简以太全光智分+解决方案，适配高校应用场景，以全光网作为基础，释放Wi-Fi 6设备的高性能。方案利用光纤线缆超长传输距离、超长使用寿命、节省布线空间和节能环保等优势，融合全光智分+主机的集中供电方案为校园网提供定制化无线服务，为校园无线网带来满足校园网场景对无线的高带宽、低时延诉求，提升运维效率。此次无线网的改造在学校不同需求的场景中使用了适合的布网方案，在保证成本与施工、运维难度低外，还让校园网在不同空间内有同样的无线好体验：教学楼内采用光交换机入室部署方式，下联教室内AP;而在图书馆、实验室等区域，采用光AP直连全光交换机方式，每个光AP直接接入全光主机;在室外区则采用壁挂形式安装室外光AP。对于药科的2万名师生来说，校园网改造最直观感受就是得益于全光网和Wi-Fi 6技术的革新，校园无线网覆盖面更大了、信号死角少了，网速更快了，尤其是在人员密集区域，使用体验都得到了提升。以前在学校内部进行测试，下载带宽也仅有20Mbps左右。现在Wi-Fi 6的无线网下载速率可以跑到270Mbps，达到改造前的10倍以上!新的Wi-Fi 6无线校园网下载速度市面上大多数无线AP所使用的的供电形式为光电混合缆或者本地供电。本地供电的优缺点十分明显:诸如用电安全、偷电管控、设备断电等问题难以解决。而使用光电混合缆供电，相比本地供电的方式，则会增加不少成本：增加多芯光电混合缆和分线箱，设备成本增加10%，桥架空间也被更多的占用;同时熔纤点位增加了很多，布线的复杂度也提升了90%，耗材和施工成本增加了70%。有一种办法能够避免“两害相权取其轻”的尴尬境地，就是数据传输和供电一体，集中低压直流供电。学校对于供电方式的考虑，让信息化建设管理处更偏向于使用集中供电的极简以太光方案，其包含了智分+主机和微AP，智分+主机采用皮线光纤连接入室微AP进行数据回传通信，同时单独提供电源为入室微AP进行集中远程供电，1路供电模块利用4平方线缆，通过总线串接的方式，可在200米范围内，带12路光AP，大幅节约了桥架空间和投资成本。这种方式避免了光AP本地取电的不便和混合供电的不安全因素，保障用电安全的同时，还可实现光AP的用电管理。3. SDN加持，运维更简单药科大学此次针对校园有线/无线网改造，带来的不仅是整体网络使用体验的改变，还有对于信息化建设管理处运维人员的运维体验的提升。针对学校重视的统一管理问题，极简光方案中的全光网可以和传统以太网在同一界面下进行统一管理，不存在维护2张网络的情况。方案支持SDN技术，实现了设备“零”配置入网，即插即用。在使用中出现故障，只需要拔掉网线、更换设备就可以快速地恢复网络。“在新业务上线和升级时，极简光方案降低了部署难度，提高了我们的工作效率。此外，基于SDN技术，在保证业务易扩展的同时，还确保了不同业务之间的隔离，保障了网络安全”，中国药科大学图书与信息中心网络运营部常伟鹏表示。随着教育十四五的开局，高校校园网“光进铜退”的大趋势渐渐形成，全光网正成为提升校园基础网络、加速高校信息化发展的重中之重。一直走在信息化潮流前列的中国药科大学此次进行的校园全光网改造，为高校如何进行教育信息化、现代化建设提供了可借鉴的实践经验。 |
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