La conception d'un réseau de campus universitaires est un projet de système qui intègre la planification technique, les besoins pédagogiques ainsi que l'exploitation et la maintenance à long terme. Cela n'est pas seulement lié à la vitesse d'Internet, mais affecte également directement le développement de l'enseignement et de la recherche scientifique, l'efficacité des services de gestion et l'expérience de la vie sur le campus. Pour une conception réussie d'un réseau de campus, sous l'apparence d'une bande passante élevée et d'une large couverture, une série de défis profonds tels que les angles morts du signal, les pics de congestion, les menaces de sécurité et les coûts d'exploitation et de maintenance doivent être résolus, et l'espace correspondant doit être réservé pour l'évolution des campus intelligents.
Pourquoi les réseaux de campus nécessitent une conception professionnelle plutôt qu'un simple empilement d'équipements
Lorsque de nombreux campus construisent des réseaux dès le début, ils croient souvent à tort qu’acheter des équipements haut de gamme et les empiler peut garantir le succès une fois pour toutes. Cependant, cela ignore la particularité de l’environnement du campus. D'une manière générale, les campus universitaires ont une superficie assez vaste et les fonctions de leurs bâtiments sont également différentes. Il existe des bibliothèques dotées de riches collections qui offrent aux étudiants un trésor de connaissances, des bâtiments d'enseignement utilisés pour transmettre des connaissances et inspirer la sagesse, des laboratoires axés sur la recherche et l'exploration scientifiques et des dortoirs qui offrent aux étudiants un espace de repos et de vie. Ces différents endroits ont une intensité et des modèles de demande de réseau complètement différents. Le simple fait d’empiler des équipements entraînera une couverture inégale du signal. Par exemple, des angles morts de signalisation se formeront dans les zones ouvertes telles que les auditoriums et les gymnases. Dans les zones dortoirs, une densité excessive d’utilisateurs peut provoquer une congestion extrêmement importante du réseau.
Pour une conception professionnelle, l’essentiel réside dans une étude détaillée et une planification préalable. Les concepteurs doivent inspecter la structure des murs de chaque bâtiment sur place, analyser le nombre de personnes en ligne en même temps dans différentes zones et analyser les modèles de trafic typiques. Par exemple, le laboratoire doit être stable et à faible latence pour prendre en charge les expériences à distance. Les bâtiments administratifs ont des exigences extrêmement élevées en matière de sécurité des données. Sur la base de ces données spécifiques, nous pouvons déployer scientifiquement des points d'accès sans fil, c'est-à-dire l'emplacement des points d'accès, ainsi que des lignes de densité et de liaison. Des modèles d'équipement appropriés doivent être sélectionnés pour garantir que les ressources du réseau peuvent être placées avec précision là où elles sont nécessaires et pour éviter un investissement inutile.
Comment planifier l'épine dorsale centrale et la division régionale du réseau de campus
Le squelette du réseau du campus est le réseau fédérateur central, qui détermine la capacité et la fiabilité globales du débit de données. La solution courante actuelle consiste à utiliser une fibre optique de 10 Gigabits ou plus pour construire une topologie en anneau ou en double étoile. L'avantage de la topologie en anneau est que les données interrompues dans n'importe quel câble optique peuvent toujours être transmises dans l'autre sens, garantissant ainsi que les services clés ne sont pas interrompus. Les commutateurs principaux doivent disposer de capacités de commutation hautes performances et de types d'interface riches pour connecter les nœuds d'agrégation dans diverses régions.
Au niveau de la logique réseau, la division des VLAN (Virtual Local Area Network) et la planification des adresses IP doivent être strictes. Les VLAN sont divisés selon différents domaines fonctionnels tels que l'administration, l'enseignement, la recherche scientifique, les dortoirs et l'Internet des objets, afin que le domaine de diffusion puisse être efficacement isolé, améliorant ainsi l'efficacité et la sécurité du réseau. Par exemple, isoler le réseau des résidences étudiantes du réseau du système financier peut réduire considérablement le risque d’attaques internes. Dans le même temps, une planification raisonnable des adresses IP doit répondre aux besoins de croissance des équipements au cours des prochaines années afin d'éviter les problèmes d'ajustements fréquents à l'avenir.
Quels sont les points clés qui sont souvent négligés dans la conception de la couverture des réseaux sans fil ?
La conception de la couverture sans fil ne se limite pas à l'installation de points d'accès. Les points clés les plus souvent négligés sont les interférences dans le même canal et l’équilibrage de charge. Dans les zones dortoirs où les points d'accès sont densément disposés, si les points d'accès adjacents utilisent tous le même canal, cela provoquera de graves interférences et réduira la vitesse du réseau des utilisateurs. Pendant la période de conception, des outils de planification sont nécessaires pour allouer des canaux sans chevauchement aux points d'accès adjacents, tels que 1, 6 et 11, et ajuster dynamiquement la puissance de transmission pour former une couverture cellulaire saine.
Un autre point clé est l’équilibrage intelligent de la charge. Lorsqu’un grand nombre d’étudiants se connectent simultanément au point d’accès le plus proche, celui-ci sera surchargé. Cependant, les points d'accès voisins peuvent être inactifs. Un excellent contrôleur sans fil devrait être capable de guider automatiquement les nouveaux utilisateurs vers des points d'accès avec de bonnes conditions de signal et des charges légères pour équilibrer la pression sur chaque point d'accès. De plus, pour les scénarios à haute densité tels que les amphithéâtres et les gymnases, des points d'accès haute densité dédiés doivent être déployés et des politiques telles que la limitation du nombre de connexions utilisateur doivent être activées pour garantir l'expérience des applications clés.
Comment le réseau du campus garantit-il la bande passante pour les applications clés d’enseignement et de recherche ?
Les applications impliquées dans l'enseignement et la recherche scientifique, telles que les plateformes de cours en ligne, l'accès aux bases de données documentaires et le calcul haute performance, c'est-à-dire le téléchargement et le téléchargement de données HPC, doivent être mises en œuvre avec une bande passante stable et suffisante pour fournir des garanties. Le moyen d'obtenir cette garantie est d'y parvenir avec l'aide de la QoS, c'est-à-dire de la stratégie de qualité de service. Dans le domaine des équipements réseau, le trafic commercial clé peut être identifié sur la base de l'adresse IP, du numéro de port ou du protocole d'application, et doit être marqué avec un niveau de priorité plus élevé.
Lorsque le réseau est encombré, l'appareil donne la priorité au transfert des paquets de données d'enseignement et de recherche hautement prioritaires, par ordre de priorité. Dans le même temps, le trafic de divertissement tel que les téléchargements P2P et les vidéos en ligne sera restreint de manière appropriée. Par exemple, une bande passante garantie peut être définie pour l'adresse IP du serveur de la plateforme MOOC afin de garantir qu'il n'y aura pas de décalage lorsque tous les enseignants et élèves de l'école y accéderont en même temps. Pour les instituts de recherche ou les laboratoires qui entreprennent de grands projets de recherche scientifique, ils peuvent même diviser des canaux de réseau physiques ou logiques indépendants et fournir des services tels qu'une bande passante dédiée.
Comment créer un système de protection de la sécurité du réseau du campus
Le réseau des campus universitaires comptant un si grand nombre d’utilisateurs et ses comportements particulièrement complexes, il est devenu une zone à haut risque pour les attaques réseau. Le système de sécurité doit être construit sur plusieurs couches. A la frontière, le pare-feu de nouvelle génération est chargé de résister aux attaques extérieures et d'effectuer le travail de détection des intrusions. En interne, il doit déployer un système de contrôle d'accès au réseau et exiger que tous les appareils connectés au réseau, y compris les ordinateurs personnels et les téléphones mobiles utilisés par les enseignants et les étudiants, doivent d'abord installer un client de sécurité et mettre à jour les correctifs du système avant de pouvoir y accéder, afin d'empêcher les appareils porteurs de virus de devenir la source d'infections intranet.
Les centres de données et les zones de serveurs clés doivent être plus strictement isolés et surveillés. Grâce au système d'audit des journaux pour analyser l'ensemble du trafic réseau, des comportements anormaux peuvent être détectés à temps, tels que des hôtes internes lançant des analyses de ports ou envoyant de grandes quantités de données en externe. Dans le même temps, il est nécessaire de construire un système d'authentification par nom réel couvrant l'ensemble de l'école afin de parvenir à une « traçabilité des comportements en ligne ». Ceci n'est pas seulement nécessaire pour la sécurité, mais est également conforme aux exigences des réglementations en matière de sécurité du réseau et constitue une base pour la gestion des attaques réseau.
Quels préparatifs sont nécessaires pour la conception de réseaux dans le cadre de la tendance des campus intelligents ?
Des serrures de porte intelligentes, des compteurs d'eau et d'électricité, des capteurs environnementaux et d'autres appareils IoT, ainsi que des applications mobiles, seront connectés au réseau. C’est ce que signifie le développement de campus intelligents. S'il existe un réseau d'accès, la conception du réseau doit être suffisamment puissante pour prendre en charge l'accès IoT et l'informatique de pointe. Lors du câblage, un réseau indépendant doit être déployé pour les appareils IoT. Ce réseau doit avoir une faible consommation d'énergie et des caractéristiques longue distance, telles que LoRa ou NB-IoT, et doit être logiquement isolé du réseau principal. Tous ces éléments sont indispensables.
L'architecture réseau elle-même devrait évoluer vers des réseaux définis par logiciel, c'est-à-dire SDN. SDN sépare le plan de contrôle du plan de données et met en œuvre une gestion centralisée à l'aide de contrôleurs de réseau, ce qui le rend extrêmement flexible pour ouvrir de nouveaux services, ajuster les politiques et gérer les réseaux virtuels. Par exemple, lorsqu'un événement académique à grande échelle est temporairement lancé et qu'un réseau dédié est requis, l'administrateur peut rapidement générer un réseau virtuel temporaire via le contrôleur et le supprimer en un clic après l'événement. Cette flexibilité constitue la base du soutien à l’innovation commerciale future sur les campus.
Dans votre école ou votre lieu de travail, quelle catégorie pensez-vous que le réseau de campus actuel doit le plus améliorer ou est-ce le problème qui vous dérange le plus ? S'agit-il d'un manque de couverture du signal dans certaines zones, de ralentissements du réseau aux heures de pointe ou de procédures d'authentification compliquées ? Vous êtes invités à publier vos véritables sentiments et suggestions dans la zone de commentaires. Si cet article vous a inspiré, n'hésitez pas à l'aimer et à le partager.