建設(shè)背景
復(fù)旦大學(xué)從1995年起建設(shè)第一代校園網(wǎng)，至今已形成基于IPv6多網(wǎng)融合的新一代校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。校園網(wǎng)通過自有城域光纜連接邯鄲、楓林、江灣和張江四大校區(qū)，并接入十余所附屬醫(yī)院及分支機(jī)構(gòu)，互聯(lián)網(wǎng)出口鏈路帶寬達(dá)32Gbps，校園網(wǎng)核心網(wǎng)帶寬達(dá)100Gbps，無線AP（接入點(diǎn)）數(shù)量超過25000臺(tái)，擁有超過2個(gè)B類的IPv4地址段和65538個(gè)/48長(zhǎng)度IPv6地址段。
復(fù)旦大學(xué)是CERNET2核心節(jié)點(diǎn)，也是上海教育城域網(wǎng)SEMAN核心節(jié)點(diǎn)，在基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)行環(huán)境、人員配置、技術(shù)實(shí)力等方面具有優(yōu)勢(shì)，作為上海市第一批教育信息化應(yīng)用標(biāo)桿培育校，多項(xiàng)建設(shè)成果在全國(guó)高校內(nèi)有較強(qiáng)的示范效應(yīng)。IPv6作為新基建的重要底座，承載著學(xué)校教學(xué)科研等工作的全新訴求。IPv6可以滿足物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)專網(wǎng)的海量地址分配需求，解決網(wǎng)絡(luò)規(guī)模高速增長(zhǎng)的痛點(diǎn)，助力構(gòu)建數(shù)字化校園。
總體架構(gòu)
復(fù)旦大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過幾次設(shè)備升級(jí)和技術(shù)迭代，建成了一張高速、安全、易管理、可擴(kuò)展的多網(wǎng)融合的新一代校園網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)了四校區(qū)主干網(wǎng)絡(luò)100Gbps雙鏈路冗余，匯聚-接入10Gbps雙鏈路冗余的架構(gòu)，支持1Gbps有線網(wǎng)接入和40MHz頻寬無線網(wǎng)接入，建成各類獨(dú)立物理鏈路的業(yè)務(wù)專網(wǎng)，并和主干網(wǎng)高速、安全互聯(lián)，解決各類業(yè)務(wù)對(duì)高帶寬、低延時(shí)和安全性的要求。校園網(wǎng)總體架構(gòu)根據(jù)面向?qū)ο蠛蜆I(yè)務(wù)不同，可以分為用戶網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)專網(wǎng)。
用戶網(wǎng)絡(luò)包括校園有線網(wǎng)、無線網(wǎng)和5G虛擬校園網(wǎng)，采用DHCP（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）分配IPv4地址和相關(guān)配置、采用SLAAC（無狀態(tài)地址自動(dòng)配置）和DHCPv6（IPv6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）分配IPv6地址和相關(guān)配置，并結(jié)合DNS（域名系統(tǒng)）、VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)“校園網(wǎng)隨處可達(dá)、校園業(yè)務(wù)觸手可及”。通過校園有線網(wǎng)和無線網(wǎng)，為校園用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、線上教學(xué)和科學(xué)研究等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
業(yè)務(wù)專網(wǎng)包括一卡通專網(wǎng)、視頻專網(wǎng)、物聯(lián)專網(wǎng)、科研大數(shù)據(jù)網(wǎng)、技防網(wǎng)等，所有專網(wǎng)通過專用光纜獨(dú)立組網(wǎng)，均采用10Gbps以上的鏈路與校園核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速、安全的互聯(lián)，安全性要求較高的部分專網(wǎng)和核心網(wǎng)之間還部署專用防火墻實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)。
在新一代校園網(wǎng)上，復(fù)旦大學(xué)積極開展IPv6相關(guān)研究和應(yīng)用，部署IVI（無狀態(tài)IPv4/IPv6翻譯技術(shù)）地址翻譯系統(tǒng)，配置464BGP路由機(jī)制（即從IPv4地址翻譯到IPv6地址路由，再轉(zhuǎn)化回IPv4的地址），通過該機(jī)制引導(dǎo)IPv4流量從CERNET2分流，減輕IPv4出口的壓力、提升IPv6流量，再通過教育網(wǎng)與Internet2的專有信道，高性能地與合作高校進(jìn)行通信，也提升了用戶訪問國(guó)際學(xué)術(shù)資源的體驗(yàn)。
創(chuàng)新點(diǎn)
多網(wǎng)融合的校園網(wǎng)絡(luò)以校園有線、無線主干網(wǎng)為基礎(chǔ)，根據(jù)不同業(yè)務(wù)特點(diǎn)及安全性要求，通過專用光纜獨(dú)立組網(wǎng)，與校園核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速、安全的互聯(lián)，支持復(fù)旦大學(xué)IPv6多網(wǎng)融合建設(shè)新一代校園網(wǎng)IPv4/IPv6雙棧接入，為數(shù)字化校園各類業(yè)務(wù)提供高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。
復(fù)旦大學(xué)建設(shè)了支持多協(xié)議接入的IPv4/IPv6物聯(lián)專網(wǎng)，利用覆蓋全校的無線網(wǎng)開通物聯(lián)網(wǎng)專用SSID（服務(wù)集標(biāo)識(shí)符），以及利用運(yùn)營(yíng)商的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入不支持Wi-Fi或位于校外的物聯(lián)設(shè)備，以5G虛擬校園網(wǎng)連接到校內(nèi)。在疫情期間，復(fù)旦大學(xué)基于物聯(lián)專網(wǎng)，進(jìn)行門崗部署、校園卡消費(fèi)等，實(shí)現(xiàn)了快捷部署，使用過程接入穩(wěn)定、安全可靠，發(fā)揮了重要作用。同時(shí)，在科研方面，結(jié)合無人機(jī)、自動(dòng)駕駛等展開相關(guān)研究。
復(fù)旦大學(xué)通過在校園無線網(wǎng)上開通了IVI專用SSID，將用戶路由從IPv4地址翻譯到IPv6地址，能充分使用IPv6網(wǎng)絡(luò)核心帶寬資源，加速?gòu)V域網(wǎng)用戶IPv4流量的傳輸性能，提升用戶體驗(yàn)（圖1）。
圖1 復(fù)旦大學(xué)IVI系統(tǒng)架構(gòu)
基于IPv6多網(wǎng)融合的新一代校園網(wǎng)，復(fù)旦大學(xué)可以很好地促進(jìn)科研協(xié)同創(chuàng)新，更好地發(fā)揮學(xué)校基礎(chǔ)研究深厚、學(xué)科交叉融合的優(yōu)勢(shì)，讓復(fù)旦成為國(guó)家基礎(chǔ)研究的主力軍和重大科技突破的生力軍，為我國(guó)在世界最前沿學(xué)術(shù)領(lǐng)域的開拓做出貢獻(xiàn)，也為國(guó)家培養(yǎng)輸送更多高水平復(fù)合型人才，助力建設(shè)“第一個(gè)復(fù)旦”。
作者：沈敏虎、萬儼慧、向望、趙澤宇（復(fù)旦大學(xué)）
責(zé)編：項(xiàng)陽(yáng)
