基于ROS构建大型校园网应用研究

林余生，谢晓丽，周 超

（安徽涉外经济职业学院 安徽 合肥 230601）

1 引言

ROS是一种基于LINUX核心的操作系统，在互联网不断开发下，经过技术多次的改造，使ROS功能不断完善加强。特别是最近几年出现的路由器，设置了多重防火墙，以及使用者认证功能特别强大。开发ROS进入校园，国外高校都是用硬件级设备，因此尽早开发ROS系统运用到校园网对学校有很大影响力，对国家发展也起重要影响。

2 ROS技术构架

ROS技术是按照程序步骤进行的，网址的转化过程通过很多技术完善形成。专业的网址链接技术是给客户一个固定的IP地址，用于ROS出口IP。通过一个端口分散出许多小的端口，再在各个端口进行网络转换，以确保网络的运营和网速效率。宽带叠加通过宽带实现一个大型网络融合技术，降低了成本消费，使其和其他不同运营叠加。

3 网络应用中存在的问题

3.1 双线以及多线路由接入问题

按照原理接入双线技术有三种，双线单IP、双线双IP、内容分发多IP系统。现在校园网络存在三个网络专线，电信、联通和教育网，采用了三线三IP的路由，运用静态路由和远程运营商操作[1]。目前也产生了一些状况，网络访问速度较慢较卡，目前各大学校主要以这三种网络为主，通过三种网络结合来使用，电信网络与联通网络存在竞争关系，双方的资源都是各自独立型，因为运用结构的不同，导致了客户资源不对称，发生资源互访时速度较低，传输网络不稳定偶尔会导致单方网络出现断网现象。远程系统无法拨通或者是无法判断访问资源是否掉线，这种情况往往遇到。给正在用网的人带去很多不便，如资源查找不充足等现状。

3.2 ROS硬件管理

现阶段加强了对校园管理，对信息化的要求就越来越高，要求和标准很严格，采取全面化网络实施教学，增强教育学习，师生也对校园内资源要求越来越多，昂贵的硬件网络对于学生来说相对贵一些，学生希望引进低费用的网络技术，所以引进ROS构建校园大型网络很重要。ROS是属于软件平台自建结构，对于学校信息建设非常严格、国家也非常重视校园安全网络环境平台建设，ROS系统服务器效率快又节省了大量的成本，淘汰的服务器可以回收再利用开发[2]。服务效率快又省电但是偶尔会产生断电效果，尽管可以待机但是系统服务器数量是有限制的，所以通电后自检成了一个问题。还有网卡选择问题，ROS高配置网卡是路由运用的重要因素之一，如果使用普通网卡，随着网络客户增加相对就显得很卡，网络数据包丢失率也相对在增加，发生网络瓶颈。ROS系统的储存运行对空间要求较低，百兆硬盘容量可以满足ROS的储存需求。

3.3 回流映射问题

内部主机访问内网主机，通过内网网络对外网进行地址访问，当端口有映射访问时，内网防卫的服务器IP是内网映射的公网IP，那么这个时候会产生回流现象。

4 ROS运行措施和手段

4.1 双线路由策略实现

双线是通过多线路的路线接入，用最简单的方式添加了静态路由形成，调整了各个线路的距离问题，对于数据的发送和接收匹配着路由表项，其他线路默认由路由出口发送。另外策略路由可以采用单路由标记功能加以实现，规律生成转换成各自路由表，并且对路由表做标记[3]。调整MANGLE表，做链接和数据包的标记工作，链接标记的地址设立为某个专线地址的列表，自定义路由标记。

4.2 ROS系统运行措施

ROS本身就属于LINUX内核，运行在构架中有一定的局限性，市场上工控机已经由这种低档次设备代替了，甚至都不如一个普通pc机。服务器存在最大优点就是可靠性、稳定性和安全性诸多的因素存在。从较为严谨方面考虑，服务器肯定是首要选择。服务器具备了精致简单的指令能力，内存可以说也是非常强大的。考虑到ROS本身就属于轻量级的操作系统，对于硬件要求也没太多特殊化，能否把pc和ROS充分结合在一起运行，需要另外对PC做出合理科学判断依据。PC的最大阻碍还是mb，机体的出厂和验证达不到服务器主板优越性，这时候往往选择相对高硬件是最明确的[4]。最初ROS独立带动用户不加独立显卡，如果要做大型校园网络建议按照显卡增加原则性的安装标准，让其适应更高电压情况下运转，实现互联网完全运作。

4.3 回流映射策略

回流映射内部主机访问内网主机，只不过是通过内部主机以外网络获访网址。默认到制定端口去，但是当有端口映射的公网IP那么一定会产生回流现象，最佳控制策略要采取在原来的端口伪装处增加一个snat。想要确保大型校园网的稳定性，还需要做好防火墙装备；vrrp防止当路由设备出现一些列故障时，备份路由会无缝对接，保证网络降到最低风险，对于用网络的客户这无疑是一种保障，对于一些端口发生了改变，系统的过滤对应用进程的控制是绝对有效果的。

5 结语

ROS的内核研发技术的尖端依然还在国外，如何有效的保证ROS系统正常发挥运转，需要加深对其研究探索。对于网络研究工程师傅来说，需要不断投入新进技术手段和大量精力在这个项目，具备了一定困难程度在其中，因此对于ROS第二次研究开发尤为重要，在对ROS所有功能通过技术手段实现，降低技术人员学习成本，加大ROS系统运用和使用频率提升，充分把ROS带来的巨大优势发挥到淋漓尽致，让ROS构架大量的引进各大学校构造校园网络，降低每个学校成本和学生资源共享的需求，在未来相信ROS会给校园带来无限便捷，让学校里优秀教学随着网络一点一点的提升。

[1]王亮，唐永林.基于ROS构建大型校园网应用研究[J].情报科学，2017，35(07)：88-95.

[2]程连生.基于WLAN的无线校园网络设计与实现[D].河北科技大学，2014.09.21.

[3]谭荣艺.高校校园无线网络的构建和应用[D].华南理工大学，2012.10.09.

[4]李普，于承斌，邹立森，王玉军，尚年，杨慧慧.网络控制技术在电子阅览室的应用[J].泰山医学院学报，2007，10(08)：606-608.