多运营商链路共享PPPoE拨号系统在校园网的应用

廖艳达

摘要：高校引入一套多运营商链路共享PPPoe拨号系统，实现了电信、联通、移动等运营商共享校园网链路接入高校宽带网络，校方达到了对校内宽带市场统一规划的管理目的，很好地满足了师生对宽带个性化的需求。

关键词：多运营商;PPPoE;拨号客户端

中图分类号：TP393        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）09-0019-03

近年来随着互联网信息技术的发展和电脑终端设备在学校的普及，高校内师生通过互联网学习、工作和娱乐已经成为一种生活习惯。我国高校校园网作为中国教育和科研计算机网[1]的重要组成部分，从20世纪90年代中期就参与了互联网的建设与应用，很长一段时间我国高校只选择中国教育和科研计算机网作为本校互联网宽带的唯一运营商，但近年来随着智慧校园、在线学习及互联网+等技术在高校的广泛应用，师生们对上网的带宽、服务质量、资费等提出更高的要求，用户需求呈现出多样化的特点，高校校园网单一运营商的宽带接入模式已很难满足高校用户需求。高校宽带市场对外开放既是高校信息化建设政策的导向，也是市场化竞争的必然结果。高校如何管理多家运营商以科学、统一、低成本、高效率的方式进入高校宽带市场，通过公平竞争的方式为师生提供质优价廉的宽带服务，是一个有着现实意义的问题。

1 高校宽带接入模式分析

当前，高校宽带接入模式主要有两种类型[2]：

第一种：校方作为宽带业务唯一提供者的模式。这种模式是由学校租用一家或多家运营商带宽，用户通过以VLan[3]组网方式的校园网共享带宽接入互联网[4]。这种模式的缺点是：（1）学校租用带宽成本高;（2）无法满足不同用户的个性化需求;（3）宽带使用高峰期出现网络拥塞现象。

第二种：各运营商校内独立运营的模式。这种模式是运营商在学校内建设独立于校园网的宽带网络，并以此向师生提供宽带服务，同时学校也租用运营商带宽通过校园网为师生提供宽带服务，如图1所示。这种模式的缺点是：（1）网络重复建设;（2）资源浪费严重;（3）网线管理难度大;（4）学校容易对运营商管理失控。

本文主要通过论述多运营商链路共享的PPPoE拨号系统在广西师范大学建设与运行，来探索性解决以上两种模式不足之处。

2 多运营商链路共享的PPPoE拨号系统的建设思路

学校根据需求调研，对校内宽带市场有三个方面的管理需求：（1）校外宽带链路运营商各自负责建设维护;（2）校内共享链路由校方负责建设维护;（3）运营商以市场化方式提供各种优惠宽带套餐给师生用户自主选择[7]。2013年桂林某软件公司与广西师范大学共同开发了多运营商链路共享的PPPoE拨号系统[5-6]，学校通过此系统实现了对校园宽带网的统一规划和管理。多运营商链路共享的PPPoE拨号系统网络拓扑图如图2所示 。此系统的设计技术思路是：（1）所有运营商的宽带光纤只进入学校主机房的网关;（2）从用户终端信息点到拨号服务器的物理链路由学校建设和维护，所有进入学校的运营商共享这同一链路;（3）为用户终端提供统一的拨号客户端软件;（4）后台管理程序提供运营商宽带接入管理功能。

3 多运营商链路共享的PPPoE拨号系统的整体框架及拨号步骤

3.1 系统整体框架

随着宽带技术的发展，基于以太网PPPoE拨号入网方式因为技术成熟、效率高、性价比高的优点，被電信、联通、移动等运营商广泛选用[8]。该系统整体构架包括拨号客户端、接入服务器、网桥PPPoE引导系统，接入服务器管理程序等模块。

3.2 系统拨号步骤

拨号过程首先由客户端向接入服务器发起拨号申请，接入服务器收到申请并审核后向网桥转发该消息，再由网桥向用户所选运营商发起PPPOE握手消息并将返回状态信息至接入服务器，然后接入服务器向客户端返回拨号许可消息，最后由客户向运营商进行账号和密码登录认证[9]，拨号成功后数据不再经过接入服务器，拨号步骤如图3所示。

4 拨号客户端软件IP出校控制器

拨号客户端软件IP出校控制器是多运营商链路共享PPPoE拨号系统的重要模块，以windows版本为例，如图4所示，使用方法是由用户运行拨号客户端软件IP出校控制器选择不同的运营商后，输入所选运营商提供的上网账号和密码，点击连接后则由接入服务器和网桥完成PPPoE拨号上网，从而实现多家运营商链路共享方式。拨号客户端软件IP出校控制器操作界面友好，与传统的PPPoE拨号软件操作风格一致，且无须安装，只要下载到用户终端直接运行即可。

5 接入服务器

接入服务器主要是接收和转发拨号客户端与网桥之间的消息，并且配置网桥和记录用户登录信息功能。接入服务器的硬件配置为Intel Xeon 5640 @2.66 4核2Cpu，16G内存，2T硬盘。软件配置为window8 server操作系统，Mysql数据库，Tomcat6.0为中间件，后台管理程序为基于JSP页面的web管理方式。主要模块有：

5.1 网桥配置模块

在服务器后台管理程序的IP网桥配置中，只需要设置好终端用户起始IP和结束IP就可将此IP地址段的校园网用户接入多运营商链路共享的PPPoE拨号入网系统中来，操作界面如图5所示。

5.2 网络监控

接入服务器将登录账号、MAC、IP、运营商等信息保存到数据库并适时更新，若发现异常用户则通知网桥断掉该用户链路使其强制下线;服务器与已上线用户启用心跳机制，若在设定时间内服务器未收到客户端的心跳包则将该用户强行下线，保证合法用户的安全性。

6 系统运行实际效果

广西师范大学在校师生人数超过3万，在实施多运营商链路共享的PPPoE拨号系统前，学校是以租用教科网和电信共计700M的带宽向全校师生提供免费的宽带上网服务[10]，校园网访问外网在高峰期经常几近瘫痪，师生反映强烈。学校通过先后引入中国电信、中国联通、中国移动等多家运营商进入链路共享的PPPoE拨号系统，将校园宽带市场向所有运营商开放，引导正常有序竞争，在学校原有带宽租用费没有增加的情况下，学校目前总出口带宽超过10G，上网速度慢的问题从根本上得以解决。师生们在免费享受一定流量的校园网宽带的基础上，可自主选择各运营商的付费流量宽带套餐。系统启用后，校园内宽带网络建设按学校的整体规划实施，同时理顺了校方与运营商的职责分工，运营商只需要负责本方机房到学校主机房宽带链路的通畅，校园网宽带共享链路则由校方负责维护管理。学校按整体规划将学生公寓、教职工公寓逐步纳入多家运营商链路共享的PPPoE拨号系统，以一种管理可控的低成本、高效率的宽带接入方式为学校教学、科研及生活提供优质的网络服务，师生反映效果良好。

7 结束语

目前多运营商链路共享的PPPoE拨号系统在广西师范大学成功实施，说明此系统在用户群集中的高校、大型生活小区都有一定推广价值，但目前客户端拨号软件只有桌面版本，随着全校无线覆盖方案的实施[11]，基于Android和苹果IOS版本等移动终端客户端的开发与实施将是多运营商链路共享的PPPoE拨号系统下一步工作重点。

参考文献：

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