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数字化时代国内外高校的教育及教学方式正在发

2020-12-21 20:31    作者:菠菜导航网

  数字化时代,国内外高校的教育及教学方式正在发生深刻变化。如何有效利用“数字化”武器,持续提升高校产教学研的质量及效率,取得在所属行业的领先定位?如何利用等先进技术打造一张面向未来的数据网络,更好地服务于高校教学、科研及管理?

  百年名校——东南大学(以下简称“东大”)在积极探索和实践中交出了一份令人满意的答卷。

  作为国家985、211重点建设大学及世界一流大学建设A类高校,东大在网络与信息通信方面有着先天优势,其拥有电子科学与技术,信息与通信工程,计算机科学与技术等11个双一流学科。

  早于2010年,东大即完成了智慧校园的顶层设计,依托“数智东南”为纲领,实现了办公电子化,数据共享化及教学网络化。近年来,东大在IT基础设施上继续加码,以构筑自身在国内高教领域的领先地位。

  2020年9月19日,四牌楼及丁家桥校区宿舍Wi-Fi 6网络上线,标志着当前全国高校最先进,规模最大的东大全光Wi-Fi 6网络正式全面开通。在短短39天时间,累计完成全校122栋宿舍楼,9700多间宿舍AP安装调试及配套有线网络部署,创造了令人惊叹的“东大速度”。

  稳定、快速、流畅是升级后的Wi-Fi网络三个关键词,也是100名首批Wi-Fi 6体验者的一致感受。在宿舍内,Wi-Fi信号实现了无死角覆盖,学生随时随地接入Wi-Fi,连接稳定且快速移动不掉线;在用户带宽方面的表现,也超出了所有人的预期。现场实地测试表明:Wi-Fi 5终端连接速率可达200Mbps,Wi-Fi 6终端连接速率则高达400Mbps,可轻松应对大文件下载、直播课程、MOCC、视频会议等高宽业务。

  近些年,东大数字化业务越来越丰富,由于业务部署时间上有先后,存在部分业务系统重复或叠加建设现象,这无形中增加了网络建设成本及管理运维的复杂度。因此,对校园IT网络及平台进行整体规划成为刚需,既要满足广大师生当前业务接入和承载需求,也要为未来的新业务部署留有空间和余量。

  一直以来,东大对网络技术、产品及业务创新秉持开放态度,学校建成了可视化综合管理中心、智慧创新型应用中心,一站式服务中心等应用平台,集成安全管理、学校舆情、资产管理、教务管理、学工管理、科研管理、考勤管理、公共服务等数字化服务。今年在“停课不停教,停课不停学”的疫情常态化趋势下,学校加速了智慧校园建设步伐,选择先进的网络技术,为学校的教学、科研及管理提供更加稳定可靠的网络支持,以提升科研及管理效率。

  以本期宿舍Wi-Fi网络升级改造为例,东大以最高标准升级IT网络基础设施。为满足全校4万多师生高并发,大带宽上网需求,宿舍网络建设选择当前最先进的Wi-Fi 6,同时为Wi-Fi 6配套建设了全万兆承载网络设施,满足当前业务承载需求(如在线网课、MOCC、教学资源下载等),同时为未来更高带宽业务的引入做好准备,避免近期因新业务部署再次升级,保护网络投资。

  通过对多个厂家方案进行对比分析,东大最终选择交换机及Wi-Fi 6国内市场排名第一的华为进行合作。考虑到学生宿舍建筑特点,华为在全校9700多间宿舍各部署了1台AirEngine 5760-22W面板型AP,该AP搭载领先的智能天线,可像探照灯一样随用户而动,Wi-Fi信号覆盖无死角,宿舍内随时随地信号满格;同时,AP内置蓝牙功能,可满足未来Wi-Fi与IoT融合部署需求。

  出于校园网络扁平化考虑,本期宿舍Wi-Fi的承载网络采用接入+核心两层的极简架构。在接入层,选择创新的全万兆光电混合交换机—CloudEngine S5732-H48XUM2CC,配套光电混合缆可为AirEngine 5760-22W提供300米超远距PoE++供电的同时提供高达10Gbps接入带宽。基于光电协同的全光接入方案既可解决POL回传方案无法为AP供电问题,也可解决网线接入方案带宽无法升级的难题,是构建Wi-Fi 6全光承载网的理想选择。在核心层,选择华为旗舰园区核心交换机—CloudEngine S12700E,作为每个校区宿舍网络的核心,该交换机最大可管理1万台Wi-Fi 6 AP,实现有线与Wi-Fi网络深度融合,同时可节省独立AC设备购置、部署及管理成本。

  需要说明的是,CloudEngine S12700E及S5732-H系列交换机支持基于VxLAN网络虚拟化方案,可在一张物理网络上按需部署多种彼此隔离的数据业务,从而实现“一网多用,融合部署”,节省网络建设和管理成本。

  考虑到学生业务模型,本期打通了每个校区宿舍网络和教学科研网在校内的互联互通,学生在宿舍可直接访问教学科研网,无需绕行到外网再访问学校的网站,减少了学校教学科研网络出口带宽压力。

  “三分建设,七分运维”,对于校园网络运维的重要性不言而喻,东大也不例外。全新升级的宿舍网络新增了近万台Wi-Fi 6面板AP,近千台交换机,如何高效的完成1万+台设备(交换机+AP)的日常管理,如何保障Wi-Fi 6网络的业务体验,成为大家关心的共同话题。

  作为一家在全球170个国家开展业务、拥有19.4万+员工、业务复杂度极高、Wi-Fi办公程度极高的企业,华为自身的数字化转型和网络运营经验,可为东大提供有益借鉴和参考。

  为提升园区网络运营管理效率,华为于2019年发布了园区网络一站式管理平台—iMaster NCE-Campus,集网络管理、控制和分析功能于一体,提供面向设备、用户及业务的集中管控,这一切也在东大宿舍网络部署中得到充分的验证。

  考虑到新学期开学在即,三个校区122栋宿舍楼近万台设备安装调试,加之疫情不利影响,不少人对项目交付周期抱有一丝担心,但结果证明这些担心是多余的。基于iMaster NCE-Campus提供的Underlay自动化部署功能,近千台交换机及近万台Wi-Fi 6 AP设备上电后自动向iMaster NCE-Campus发起注册并自动同步业务配置,一改传统方案里需要人工现场逐台配置和调试的开局方式,真正做到了“设备即插即用”、“网络即插即通”,降低了设备部署成本,也缩短了设备开通和上线天完成全校Wi-Fi网络升级改造。

  针对原有重复或叠加建网导致网络管理复杂、扩展性不足的问题,本期宿舍网络采用了基于VxLAN技术的网络虚拟化方案,即基于iMaser NCE-Campus的SDN网络控制能力实现了Overlay虚拟网络的自动化发放,在核心交换机和接入交换机之间快速部署基于VxLAN技术的虚拟业务网络,对不同宿舍区域通过划分不同的虚拟网络进行业务隔离。

  实践表明,在当前的宿舍网络中新增部署一张虚拟业务网络只需几分钟,让“一网多用”成为现实,充分发挥园区网络虚拟化的价值。这让新业务快速上线及灵活调整,可让东大IT人员从繁杂的网络管理工作中解放出来,将更多时间和精力聚焦数字化业务创新。

  而在网络分析方面,基于AI加持的iMaster NCE-CampusInsight分析组件实时采集和分析Wi-Fi网络及用户数据,并提供7个维度的网络健康度评估,让IT人员直观了解当前有线及Wi-Fi网络状态和质量;师生用户体验可视,从用户接入网络到断开连接的整个过程,CampusInsight可提供用户全旅程体验感知;当用户接入发生故障时,通过接入协议回放快速定位故障及根因,并提供修复建议辅助IT人员快速排障。

  更为重要的是,CampusInsight可通过大数据及AI技术学习网络模型并进行业务趋势预测,基于预测结果对Wi-Fi网络进行智能的射频调整和优化,为全校师生提供更优的Wi-Fi网络接入服务,实现校园网络从管理到服务的转变。

  “网络升级启动后,交付团队每天通报项目进展,并及时闭环解决问题。感谢华为及赛尔在宿舍Wi-Fi网络升级改造中的辛勤付出,你们携手为东大打造了一张可视、可管、可控的优质Wi-Fi 6网络。”

  Wi-Fi 6网络一经开通,就凭借优异的业务体验受到了全校师生一致好评,这也坚定了东大进一步升级优化IT基础设施的决心;接下来学校将对图书馆、教室、场馆及校园主干道等区域进行Wi-Fi 6升级,全力打造东大校园信息高速公路,为仪器共享云、智能计算云、业务数据云的实施奠定坚实基础,“数智东南”新一轮信息化建设已悄然开启。

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