智慧教育环境下无线教育城域网建设与应用探究.docVIP

智慧教育环境下无线教育城域网建设与应用研究 　　现状与需求分析 1.“无锡教育城域网”已覆盖区域所有学校 2001年，无锡地区已开始全面建设“无锡教育城域网”，该网络是由通信运营商和教育局共建的教育专网，建成至今已正常运行16年，目前接入学校单位四百余所，除高等院校和中职院校外，本地区中心小学以上规模学校多数是无锡教育城域网用户单位。该网络的统一出口设在教育信息化管理服务中心，网内设市级和区县级多个数据中心，提供全市和各区的个性化教育信息化管理、应用、服务系统。目前所有学校均建设有校园网络，在职教师均有利用网上资源教学的经历和经验 2.学校师生对移动教育的需求日益凸显 随着校园教育活动网络化的普及，在校学生、教师和服务、管理人员越来越要求尽可能方便、快速、移动式地使用网络，同时越来越多的人拥有了无线网络客户端产品。因此，很多学校开始思考如何能够使有线网络没有延伸到的场合，如大多数教室、礼堂、会议室、图书馆、体育场馆等场所，也同样能够访问校园网络；在已经设有有线网络的地方，如多数办公室、专用教室，能够方便、快捷地接入各类上网终端，最大程度延伸网络半径，真正让网络渗透到校园的每个角落。这对于管理者和建设者来说，是急需思考与解决的问题 3.无线局域网技术是学校有线网络“最后一米”的有效延伸 各高等院校、中职院校在经过近几年的无线实验网的探索之后，纷纷开始规划并建设校园无线网络，为校园提供全校无线局域网信号覆盖，并提供数据接入业务，让学校师生都能受益 4.K12学校和幼儿园很难有效组织建设校园无线网 多数高等院校和中职院校建有较完备的无线校园网，而数量众多、规模差异极大、技术能力薄弱、专业人才匮乏的K12学校和幼儿园本身已经很难有效规划、组织建设和有效维护学校自己的有线网络，面对技术远比有线网络复杂的无线网，他们就更没有能力很好地解决这些问题。其他层级学校中仅个别学校初步建成了无线校园网，剩余学校仅有部分利用少量家用无线AP或无线路由器自行覆盖个别办公场所，可用性低，管理较混乱。而且普及高标准的无线校园网，对于教育行政部门来说，资金也是一大难题 “无线教育城域网”建设方案设计 经细致分析我们发现，构建无锡无线教育城域网需要破解以下难题：①区域级网络的规模庞大、接入学校众多，如何保证无线网能够以统一标准覆盖全部学校，同时满足较长一段时期学校对无线网络覆盖度的不断变化的需求；②学校专业人才匮乏，如何保证整体无线网络设备对各级教育行政和各学校可管可控；③无线教育城域网建设后，应该如何利用这套网络来提高教学质量；④没有明确边界的网络信号，如何让用户实名化以多种方式，方便、顺利地接入无线网络，同时有效地识别、屏蔽外来终端蹭入无线网络，影响整网安全 根据互联网“云”思想，我们在教育城域网中心建立了“无线网络控制平台”“实名制认证平台”“网络运维平台”“资源共享平台”等四大云平台，学校根据实际情况部署无线热点，利用现有无锡教育城域网和学校校园网现成网络通道连接学校端无线热点和接入终端到中心各云平台，实现了区域范围的城域无线教育专网――无锡无线教育城域网 城域无线教育专网――无锡无线教育城域网的应用 1.无线网络控制平台 无线网络控制平台负责全市数百所中小学等接入单位的无线热点管理，安全策略下发，是无线教育城域网最关键的系统。需要重点考虑平台的可用性，需要有成熟可靠的冗余机制，一台或者几台设备宕机后，其他设备能够在第一时间进行接管，不会对全网造成影响 我们以市教育城域网数据中心机房作为主机房，放置主无线控制器集群，在无锡城市云数据中心设立备用机房部署备份无线控制器集群。主、备机房由裸光纤连接，主机房和备份机房是1+1备份关系，主机房设备宕机或者链路故障，AP会自动切换到备用机房，不影响下属学校开展正常的教学任务[注：主、备机房无线控制器集群虚拟化成主、备各一台逻辑无线控制器（AC）] 其工作过程包括：①两台AC通过协商确定主AC和备AC（或指定），AC间通过保活机制进行保活；②AP与主AC建立主CAPWAP隧道，与备AC建立备CAPWAP隧道；③用户使用无线客户端关联到AP；④用户通过AP与AC的主CAPWAP隧道与外部进行网络通信；⑤当主AC发生故障时，备AC检测到保活超时，马上通知AP；⑥备AC与AP之间的备用CAPWAP隧道被激活，备AC变成主AC；⑦用户的业务在备CAPWAP隧道激活后恢复正常；⑧原主AC恢复正常后，与新主AC重新建立热备关系，原主AC变成备AC，AP与之建立备CAPWAP隧道，用户的业务不会中断。其中，AC间通过三层通道保活，在设计热备拓扑时，必须保证AC间三层通道可达，主机房和备份机房需要有一根三层链路 2.实名制认证平台 无锡教育城