高效、安全、共享|济南市升级教育城域网，重塑教育网络生态

文/济南市电化教育馆电教教研室主任张承强

导语:

近年来,济南市教育局以前瞻性的视野,将教育数字化转型视为推动教育高质量发展的基石,全力加速教育现代化进程。在这一蓝图下,教育城域网的升级改造项目被赋予了基础性、先导性和战略性的重要意义,成为探索教育数字化转型新路径的关键一步。

济南市教育城域网升级改造项目,覆盖了市教育局下辖的15个区县教体局及约60所市直属学校校区。该项目的启动积极响应了山东省政府2023年发布的41号文件精神,在山东省SRV6骨干网建设圆满落成的坚实基础上,进一步推动了市级城域网的构建与完善。在项目酝酿之初,我们紧密结合省教育城域网建设方案的具体要求,深入各校开展详尽的实地调研,并通过全面细致的可行性研究论证,确认了这一升级改造项目的紧迫性与必要性。

把脉现有症结

尽管我市在教育信息化建设领域已取得显著成就,但仍有诸多学校面临着互联网服务质量不尽如人意的挑战:具体而言,跨运营商网络难以保障跨地域、持续性的双向视频课堂等教育教学应用的网络流畅性;多数中小学直接接入公众互联网,教育资源散落分布于公网之中,缺乏统一而严格的管理与筛选机制,难以营造绿色、健康、安全的网络学习环境。

此外,从教育优质均衡发展的战略高度出发,教育专网的建设更是势在必行。遵循“一校一策”的精细化建设原则,我们在对各校的实地调研中发现,济南市教育城域网的升级改造,正面临着亟待解决的网络症结,主要聚焦于以下几个方面:

1.网络可靠性方面:强化集约化建设,确保网络可靠性万无一失

回望往昔,我市曾在十数年前尝试教育局域网的出口集约化建设,然而受限于当时的技术条件,网络出口频现故障,引发广泛不满,最终各校不得不放弃该局域网,转而自建互联网。这一历史经验让我们深刻意识到,本次教育城域网的升级改造,必须将网络可靠性置于首要地位,确保主干网络的稳定运行,以免因主干故障波及全市教育系统的正常运转。

2.网络安全方面:均衡设备能力,强化网络环境净化

在过去分散出口的管理模式下,我市各校在网络安全设备与能力上呈现出明显的不均衡态势。实地调研中,我们发现,部分学校甚至缺乏最基本的网络访问日志与审计机制,对不良IP的管控与封堵更是无从谈起,网络环境的净化更是遥不可及。同时,中小学校普遍面临专业技术力量匮乏的困境,网络管理运维问题日益凸显。

3.教育公平方面:缩小带宽资源差距,促进教育资源自由流动

我市中小学校在网络带宽资源上的差距不容忽视。部分学校网络出口限速低至100兆,而租用百兆专线的费用每月近2000元,给学校带来沉重负担。受限于原有网络的带宽与设备出口能力,师生的网络应用体验大打折扣,一些老师宁愿回家登录互联网下载教育资源,也不愿在校使用网络下载较大的教育资料。此外,在教育资源流动过程中,跨校教研交流,常因网络登录许可与身份认证繁琐而不便。

明晰建设需求

在深入调研与可行性论证的基础上,我市教育城域网升级改造项目的必要性日益清晰。我们严格按照省教育厅教育城域网实施要求,明确了三个层面的升级重点,旨在全面满足济南市教育城域网骨干网全市二级节点的服务链路需求。

●  从横向服务向纵向服务的全面升级

当前教育网传输设备主要聚焦于网络互联互通的横向服务。然而,要满足城域网的业务应用、数据访问、IPV6特性及网络安全等多元化需求,我们必须在出口、核心节点、汇聚节点、直属校及教体局接入节点上实施设备升级。通过提供满足上述需求的先进设备,我们将构建一套集统一出口服务、IPV6服务、统一身份认证服务与网络安全服务于一体的完整城域网网络服务方案,实现由横向服务向纵向服务的跨越式升级。

●  从带宽能力向安全能力的双重提升

鉴于济南市教育城域网现状及存在的问题已难以满足《山东省教育骨干网接入要求》及《山东省教育骨干网市级城域网建设要求》中对链路、数通、网络安全等多方面的高标准要求,我们必须在提升网络出口带宽的同时,着力加强网络安全建设。通过提升网络设备及网络安全设备的处理性能,我们将彻底扭转教育信息化推进过程中的不利局面。

●  从市属保障向普惠服务的广泛覆盖

当前,济南市中小学接入视频会议平台及享受高质量教育资源的方式的方式依赖于教育网线路分纤,这一方式在网络带宽上难以得到充分保障且冗余性较差。对于市属公办学校而言,我们可通过财政资金统一建设教育城域网;然而对于民办院校而言,由于独立财政需自行建设链路接入教育城域网,其接入费用相对较高且难以实现。

为保障视频会议业务服务质量,在保障市属公办学校网络需求的同时,我们也将积极关注民办院校的网络接入问题。通过优化网络接入机制、降低接入成本等措施,推动教育城域网服务的普惠化进程,让每一所学校、每一位师生都能享受到教育数字化转型带来的红利。

遴选先进方案

在多种技术方案中,我们结合实际需求和行业趋势,在三大运营商、各网络厂商及行业领域专家的深入支持下,经过细致的评估与筛选,最终选定了路由IPV6+方案,该方案具备业界领先的流量调度能力、重点业务保障能力和网络资源的统一管理能力。此方案最终通过政府采购的招标形式,中国移动采用锐捷网络股份有限公司提供的方案最终中标,此方案主要基于以下几个务实的原因:

●  互联互通,严格遵循规划蓝图

以《山东省推进IPv6技术演进和应用创新发展三年行动计划》为明确指导,我们紧密遵循山东省关于IPv6技术发展的规划,旨在通过先进的分段路由和随流检测等技术,建设高质量的教育专网。济南市作为省会城市,积极响应号召,采用IPv6+技术构建的教育专网,将无缝对接省级教育专网,共同编织起一张覆盖全省的教育信息化网络。

●  智慧管理,提升运营效率

IPv6+技术的独特优势在于,它不仅能够推动城域网向IPV6的全面转型,更能够通过与流量工程技术的深度融合,实现网络流量的智能化调度与分配。这一特性确保了各类业务需求能够迅速匹配到最优路径,从而提升了整体网络的运行效率。

同时,结合IPv6+的随流检测与SDN管理技术,我们能够实现对全网拓扑、时延、带宽波动等关键信息的实时监控与可视化展示,为快速定位并解决网络故障提供强有力的技术支持,显著提升教育信息化管理的智能化与精细化水平。

●  关键业务,尊享专属保障

在当前教育专网各学校互联出口上收的情况下,大量业务混跑在城域网上,会出现相互抢占带宽并影响关键业务的情形。面对教育专网中各类业务对网络资源的激烈竞争,我们深知关键业务(如校园安全监控、高清视频直播、视频会议等)对于教育信息化的重要性。因此,我们特别采用了IPv6+的网络切片技术,为这些关键业务划分了独立的虚拟网络空间,确保了它们在资源分配中的优先地位与稳定运行。这一举措有效避免了业务间的相互干扰与带宽抢占问题,为关键业务的顺畅运行提供了坚实的保障。

●  网络运维,便捷高效尽在掌握

为了进一步提升网络运维的便捷性与高效性,我们引入了锐捷的统一运维管理平台。该平台以其强大的资源整合与管理能力,实现了对全市多个校区信息化资产的集中化、精细化管理。通过精细分类与区域化、学校化的资源划分策略,我们为每一所学校都分配了专属的资源组与独立的运维账号。这一举措不仅提升了运维工作的灵活性与针对性,还极大地激发了各学校参与运维工作的积极性与主动性。

同时,锐捷的云服务团队以其专业的技术支持与全天候的服务承诺,为我们提供了坚实的后盾与保障。云服务团队不仅能够及时发现并处理潜在的网络风险问题,还能够持续跟踪资源动态、保证数据实时更新,从而为我们打造了一个稳定、安全、高效的教育信息化网络环境。

构建智慧网络

在本次升级中,济南市城域核心、市/县级城域核心及其汇聚层,乃至接入侧,均精心部署了锐捷网络的多款高端路由器及交换机,构建起坚实可靠的网络骨架。加之Z系列防火墙以及锐捷SDN统一管理平台和乐享智能管理平台的部署,不仅实现了全市75个二级节点城域网链路的无缝接入,更在网络安全领域实现了全面升级。

济南市教育城域网升级改造项目网络架构

随着教育城域网的华丽蜕变,二级节点链路跃升至双万兆级别,大多数教室与桌面的网络体验也从昔日的百兆飞跃至千兆,为师生带来了前所未有的流畅与便捷,师生反馈上网体验显著提高。而该项目带来的效益远不止此。

加快教育现代化进程的最终目的是努力办好人民满意的教育。济南市教育城域网升级改造项目的顺利实施,在为我市提供更高速、便捷、绿色、安全的教育网络新环境的同时,更在助力济南市率先探索出具有济南特色的教育高质量发展道路,努力打造区域教育发展新的增长极的目标中,发挥出显著的经济效益和深远的社会效益。

●  经济效益:立竿见影,深远持久

具体而言,通过统一规划与资源共享,信息化建设成本显著降低,政府部门间的信息冗余与重复建设得到有效遏制,人力成本大幅削减,直接经济效益显著。

同时,集约化建设策略的实施,如“团购式”技术选型与链路采购,进一步压低了项目整体建设成本,一个显著例子是,学校专线租用费用实现了从百兆2000元/月至千兆不足700元的惊人降幅。

此外,信息资源的共享与业务协同机制的建立,大大提升了行政办公效率与决策速度,信息利用率与时效性显著提升,网络安全能力的增强则有效减少了故障损失,为教育系统带来了间接但同样可观的经济效益。

●  社会效益:广泛深远,惠及未来

升级后的市教育城域网,不仅是教育资源快速流通与共享的桥梁,更是推动教育公平的重要力量。它无缝对接国家教育资源公共服务平台及各级教育资源服务体系,为教师资源共享、协同备课研修、线上联合授课等提供了很多的便利。一个最直接的体会就是,现在教师们通过便捷的认证漫游机制,能够轻松跨越校际界限,通过学校的身份认证,快捷登录使用网络,实现教研交流的无缝对接。

同时,该网络还实现了与公众互联网的相对隔离,确保了优质教育资源的纯净输送,为青少年营造了一个健康、文明、有序的网络学习环境。

面向未来,这一网络基础设施的完善,也将为信息技术与教育教学的深度融合与创新应用提供坚实的支撑,推动我市教育信息化应用水平迈向新高度。它不仅是对当前教育需求的积极响应,更是对未来教育发展的前瞻布局。

结语:新起点,新征程

随着济南城域网升级改造一期项目的圆满落幕,我市电教馆将继续深化与省级骨干网的对接合作,全面提升教育系统IPv6支持率与网络流量占比,推动“IPv6+”技术在教育领域的广泛应用,以满足日益增长的信息化教学与管理需求。同时,持续推进“一校一策”工作,进一步巩固互联提速的成果。此外,我们还将加强对信息技术人员的专业培训,提升其对新型网络的管理与维护能力。站在新的起点上,我们将持续探索教育数字化转型的新路径,为济南市教育现代化的发展注入不竭动力。