端邊結(jié)合方案在教育行業(yè)中的實(shí)踐端邊結(jié)合方案在教育行業(yè)中的最佳實(shí)踐目錄前 言 3教行業(yè)息化求析 4教育行信息發(fā)背景 4中小學(xué)園信化絡(luò)建設(shè)狀 5中小學(xué)園信化絡(luò)建設(shè)在問及需求 5校園網(wǎng)建設(shè)到問題和戰(zhàn) 7端結(jié)合育行應(yīng)方案 8方案介紹 8方案整框架 8方案特點(diǎn) 9實(shí)現(xiàn)功能 10帶來的值 11端結(jié)合育行應(yīng)方案技實(shí)現(xiàn) 12技術(shù)架構(gòu) 13交互接口 15部署位置 17典案例 18典型案部署案 181應(yīng)用場(chǎng)景 19部署效果 20教育行業(yè)信息化需求分析當(dāng)前以教育信息化為龍頭，帶動(dòng)教育現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)教育全面發(fā)展已成為我國(guó)教育事業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。教育部辦公廳《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》要求深入落實(shí)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》和《教育信息化2.0接入和帶寬條件，中小學(xué)寬帶接入率達(dá)到97%以上、出口帶寬達(dá)到100Mbps以上，并探索采用多種通信技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)學(xué)?；ヂ?lián)網(wǎng)全覆蓋。利用信息化實(shí)現(xiàn)政府部門、學(xué)校、家長(zhǎng)和社會(huì)廣泛連接與信息快速互通，推動(dòng)教育評(píng)價(jià)主體多元化、公共服務(wù)人性化，使各級(jí)各類學(xué)校、相關(guān)教育機(jī)構(gòu)和廣大人民群眾更加及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取教育信息，更加便利地享受到教育服務(wù)，更加深入地參與教育治理過程，形成一個(gè)有效的教育治理體系，讓教育發(fā)展的成果更多在教育部印發(fā)的《中小學(xué)數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范(試行)》中，要求實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)互聯(lián)互通，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境，實(shí)現(xiàn)校園寬帶網(wǎng)絡(luò)全接入、全覆蓋，加端邊結(jié)合方案在教育行業(yè)中的最佳實(shí)踐目前中小學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)普遍采取教育城域網(wǎng)方式建設(shè)：一類是專線到達(dá)校園入口，以交換機(jī)結(jié)合五類線布線到每個(gè)班級(jí)的方式實(shí)現(xiàn)校內(nèi)局域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，統(tǒng)一通過教育局出口訪問教育網(wǎng)和連接互聯(lián)網(wǎng)。一類是各班級(jí)信息化終端通過校園內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)連接到校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)并訪問教育網(wǎng)。還有一類是單獨(dú)部署寬帶到班級(jí)，實(shí)現(xiàn)了各班級(jí)上網(wǎng)，但校園網(wǎng)另外部署，形成了兩張獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀下，由于建設(shè)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一致，導(dǎo)致可以互聯(lián)但無法有效互通，班級(jí)訪問互聯(lián)網(wǎng)速率低，教室與校園網(wǎng)隔離，無法訪問校園網(wǎng)資源。同時(shí)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)接入到校帶寬普遍不足，導(dǎo)致在實(shí)際使用中只能滿足少部分對(duì)帶寬需求小的資源及在線教育業(yè)務(wù)，無法開展“互動(dòng)課堂”等教學(xué)要求。另一方面教室電腦直接上網(wǎng)，無安全管控措施，對(duì)學(xué)生造成不良影響以及與學(xué)習(xí)無關(guān)的信息需要沒有進(jìn)行有效屏蔽，存在較多的隱私信息。并且絕大部分中小學(xué)無專業(yè)的IT人員，校園網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作成為一大難題。而隨著教育信息化應(yīng)用種類越來越豐富，由于云側(cè)的實(shí)時(shí)性和安全性問題，對(duì)端云協(xié)同提出了要求，大量的計(jì)算處理需要由邊緣側(cè)來完成。因此，在校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)能夠互聯(lián)互訪、高速上網(wǎng)、安全可控可管、降低運(yùn)維壓力、構(gòu)建無線校園以及快速上線教育信息化應(yīng)用等需求。5為了提升學(xué)校各類多媒體設(shè)施的利用率，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育等新興信息化教學(xué)手段，需要為學(xué)校、班級(jí)提供大帶寬的網(wǎng)絡(luò)接入能力，以及高速的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提供遠(yuǎn)程點(diǎn)播直播高清視頻在線課堂等業(yè)務(wù)。學(xué)校內(nèi)部需要通道各班級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，各班之間能夠?qū)崿F(xiàn)互相訪問資源、共享課間信息，并能實(shí)現(xiàn)班級(jí)與校園網(wǎng)絡(luò)的互通，訪問校園內(nèi)OA服務(wù)器、校園服務(wù)信息等。潛在的威脅和安全事件進(jìn)行預(yù)防和管控。在教育信息化2.0的倡導(dǎo)下，教育應(yīng)用和教學(xué)管理服務(wù)將越來越多的部署在云上，可以讓學(xué)校、學(xué)生、老師更多的享受公共服務(wù)體系下的云服務(wù)，各級(jí)學(xué)校師生對(duì)教育資源訪問和交互將逐步遷移入云，需要簡(jiǎn)單、快速、安全的入云訪問服務(wù)。端邊結(jié)合方案在教育行業(yè)中的最佳實(shí)踐國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃的通知中明確指出：支持各級(jí)各類學(xué)校建設(shè)智慧校園，校園信息化應(yīng)用層出不窮，學(xué)校每部署一個(gè)新的應(yīng)用都需要較大的投資和較長(zhǎng)的部署周期，如何以較低的成本、快速體驗(yàn)新的教育信息化應(yīng)用，成為教育信息化發(fā)展的一個(gè)迫切需求。校園內(nèi)無專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和IT人員，少數(shù)由老師兼管，缺乏專業(yè)性和穩(wěn)定性，自行運(yùn)維難度大，在網(wǎng)絡(luò)出故障時(shí)，往往不能及時(shí)有效的修復(fù)。大部分會(huì)將網(wǎng)絡(luò)交由第三方公司維護(hù)，維護(hù)成本居高不下。因此降低學(xué)校網(wǎng)絡(luò)維護(hù)壓力，減少維護(hù)成本，將是推動(dòng)教育信息化發(fā)展的一大利器。從校園網(wǎng)絡(luò)提供方來看，網(wǎng)關(guān)作為用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)連接入口，按照傳統(tǒng)本地業(yè)務(wù)承載模式，需求越來越復(fù)雜，對(duì)設(shè)備成本要求也將越來越高。加之，實(shí)際部署中網(wǎng)關(guān)底層能力差異性較大，新老設(shè)備的兼容性存在很大問題，升級(jí)和軟硬版本維護(hù)也越來越困難。而網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方為校園提供增值服務(wù)，由于業(yè)務(wù)來源多樣化，新業(yè)務(wù)上線交付的時(shí)間越來越長(zhǎng)。這一眾原因，成為網(wǎng)關(guān)發(fā)展的瓶頸，制約著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方更好的滿足教育多樣化的業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求。7端邊結(jié)合教育行業(yè)應(yīng)用方案方案介紹針對(duì)上述教育信息化發(fā)展提出的新要求，基于用戶側(cè)的網(wǎng)關(guān)終端設(shè)備圖基于vCPE的端邊結(jié)合教育應(yīng)用方案框架圖借助SDN/NFV架構(gòu)，一方面簡(jiǎn)化用戶側(cè)實(shí)體CPE終端的業(yè)務(wù)功能，減少和降低用戶側(cè)的OPEX和CAPEX，另一方面，將傳統(tǒng)CPE原有部分功能轉(zhuǎn)移至邊緣NFVCPEVxLANIPSecVPN校園用戶流量導(dǎo)入vCPE平臺(tái)，并基于vCPE平臺(tái)的高速智能流轉(zhuǎn)能力和其上擴(kuò)端邊結(jié)合方案在教育行業(yè)中的最佳實(shí)踐展的不同功能組件（VNF），實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活部署及控制，同時(shí)為校園提供高速WiFi接入、班班/班?；ネā⒕G色上網(wǎng)、視頻廣播、教育入云等多種增值業(yè)務(wù)，迅速加快新業(yè)務(wù)的上線部署速度，創(chuàng)造新的運(yùn)營(yíng)模式及利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。方案特點(diǎn)CPEvCPE在邊緣側(cè)基于高速轉(zhuǎn)發(fā)框架實(shí)現(xiàn)高速智能流轉(zhuǎn)能力，搭配高速WiFi接入方案，實(shí)現(xiàn)高速率、多并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)性能。整體方案涉及業(yè)務(wù)面、編排面、控制面、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面，各層面之間通過接口協(xié)議進(jìn)行耦合、交互，具有很好的擴(kuò)展性和彈性。通過邊緣vCPE平臺(tái)，將流量導(dǎo)入到邊緣側(cè)，可以依據(jù)不同的場(chǎng)景需求按需引入相應(yīng)的組件服務(wù)，為學(xué)校提供即插即用、按需隨選的教育應(yīng)用。將端側(cè)的部分功能上移到邊緣側(cè)，實(shí)現(xiàn)在云端對(duì)客戶側(cè)終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行遠(yuǎn)程統(tǒng)一的維護(hù)和監(jiān)控，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的難度和成本。9實(shí)現(xiàn)功能圍繞智慧互聯(lián)服務(wù)、安全上網(wǎng)服務(wù)、多業(yè)務(wù)智能隨選三大能力提供七大功能。一、智能互聯(lián)能力1、班級(jí)互通功能在班級(jí)教室中，電子白板/電腦通過企業(yè)網(wǎng)關(guān)與vCPE建立L2TP/VxLAN等Overlay通道連接，在vCPE側(cè)利用隧道互通實(shí)現(xiàn)班與班之間的數(shù)據(jù)互訪互通，為學(xué)校提供校園組網(wǎng)服務(wù)。2、班校互通功能在校園網(wǎng)安裝局域網(wǎng)終端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能，與vCPE建立連接，在vCPE端將現(xiàn)有的校園辦公網(wǎng)絡(luò)與班級(jí)進(jìn)行互通，將各個(gè)教室以及校園局域網(wǎng)形成了一個(gè)新的虛擬局域網(wǎng)絡(luò),可以同時(shí)上網(wǎng)和訪問校內(nèi)的資源。3、高速WiFi組網(wǎng)功能通過網(wǎng)關(guān)和vCPE配合構(gòu)建不同班級(jí)的大二層網(wǎng)絡(luò)，班級(jí)內(nèi)部的AP之間實(shí)現(xiàn)MESHWIFI接入能力，支持電子書包、在線課堂、電子白板等諸多二、安全上網(wǎng)能力1、上網(wǎng)安全審計(jì)功能端邊結(jié)合方案在教育行業(yè)中的最佳實(shí)踐vCPE（NFVI）vDPI將流量傳給vDPI進(jìn)行安全審計(jì)，實(shí)時(shí)掌握老師、學(xué)生的上網(wǎng)行為，掌握學(xué)校2、上網(wǎng)行為管控功能在邊緣側(cè)同時(shí)部署綠色上網(wǎng)的上網(wǎng)行為管控組件，基于vCPE將流量轉(zhuǎn)到在邊緣側(cè)加載視頻直播組件，校內(nèi)電視臺(tái)通過企業(yè)網(wǎng)關(guān)與vCPE建立L2TP/VxLANOverlayvCPE2、入云服務(wù)功能vCPEIP，將流量分別引導(dǎo)至目的云，通過此方式為學(xué)校提供云桌面、云一、對(duì)于學(xué)校：大幅降低學(xué)校的建設(shè)成本和運(yùn)維成本，按需提供即插即用的隨選教育應(yīng)用。11無需部署交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，僅需在每個(gè)班級(jí)部署一臺(tái)企業(yè)網(wǎng)關(guān)，即能快速構(gòu)建一張校園內(nèi)部局域網(wǎng)，大大降低了建設(shè)成本和建設(shè)周期；通過邊緣能力平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，可以大大減輕學(xué)校的IT維護(hù)壓力；即插即用的插件化方案可以平滑支撐新的教育類業(yè)務(wù)快速上線，而無需更改原有組網(wǎng)，快速為學(xué)校提供上網(wǎng)+安全+多教育應(yīng)用的綜合服務(wù)方案，最大程度利用網(wǎng)上資源和網(wǎng)絡(luò)資源，成本達(dá)到最優(yōu)。二、對(duì)于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方：拉動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)同時(shí)增加教育行業(yè)價(jià)值經(jīng)營(yíng)改變網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方原先一根光纖到校、無法深入校園內(nèi)部的受限局面，增加校園局域網(wǎng)建設(shè)收益的同時(shí)，通過為學(xué)?？焖偬峁┲悄茈S選的校園增值服務(wù)，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方在教育行業(yè)從單一的管道經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)向多價(jià)值經(jīng)營(yíng)發(fā)展，大幅拉動(dòng)寬帶基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了教育行業(yè)多業(yè)務(wù)服務(wù)增收，創(chuàng)造新的運(yùn)營(yíng)模式及利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。端邊結(jié)合教育行業(yè)應(yīng)用方案技術(shù)實(shí)現(xiàn)部署在邊緣側(cè)的vCPEx86vCPEvCPE端邊結(jié)合方案在教育行業(yè)中的最佳實(shí)踐技術(shù)架構(gòu)

圖端邊結(jié)合教育行業(yè)應(yīng)用方案技術(shù)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)應(yīng)用面是客戶業(yè)務(wù)受理的入口，提供校園端邊結(jié)合教育行業(yè)應(yīng)用班班通、班校通、綠色上網(wǎng)、視頻直播等業(yè)務(wù)訂購(gòu)維護(hù)及運(yùn)維管理維護(hù)呈現(xiàn)界面。業(yè)務(wù)編排面包括資源與業(yè)務(wù)編排器（SDNO和NFVO），負(fù)責(zé)資源的統(tǒng)一調(diào)度與業(yè)務(wù)模型的分解、編排，并調(diào)用相關(guān)網(wǎng)關(guān)管理和控制器接口進(jìn)行配置模版和參數(shù)下發(fā)。此外，提供API北向接口，對(duì)接應(yīng)用平臺(tái)，提供對(duì)接功能。13SDNNFVSDNCPE及vCPEVNFvCPEVNFVNFSDNCNFVvCPESNMPCPE以及vCPE數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面主要包括校園班級(jí)側(cè)實(shí)體CPEvCPEVPNLanvCPEvCPECPEVNFCPEvCPESDNVPNCPELanvCPE。vCPENFVIRPCVIM的調(diào)用和監(jiān)控。交互接口網(wǎng)關(guān)管理系統(tǒng)通過TR-069/SNMP/SyslogCPECPERESTfulVNFSDNVNFVIMvCPEVNFvCPEVNF實(shí)例信息反饋給SDN控制器。此外，VNF管理器也可以通過Netconf/Syslog/SNMPvCPEvCPESDNNetconf/OpenFlowCPECPEVPN、NATVPN15圖實(shí)體網(wǎng)關(guān)（端）和vCPE邊緣平臺(tái)（邊）管理接口參考模型各參考接口定義如下：1I1SDNREST；通過I12、I2參考接口：SDN控制器與實(shí)體CPE及虛擬CPE間業(yè)務(wù)控制接口，完成CPENetConfOpenFlow等協(xié)3、I3參考接口：網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)與用戶側(cè)實(shí)體CPE的管理接口，完成實(shí)體CPE設(shè)備的基礎(chǔ)寬帶開通、認(rèn)證、注冊(cè)等，基于TR069/SNMP協(xié)議；4I4CPESNMP/SyslogCPE端邊結(jié)合方案在教育行業(yè)中的最佳實(shí)踐5I5REST，CPELOID6I6vCPESNMP/SyslogVNFvCPE7I7vCPENetConf/SNMP管理器對(duì)vCPE部署位置vCPEvCPEvCPE邊緣平臺(tái)能為多個(gè)實(shí)體網(wǎng)關(guān)服務(wù)。由于基于虛擬化設(shè)施部署，根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)需要，同一部署地點(diǎn)可以有多個(gè)vCPE17典型案例本基于端邊結(jié)合教育行業(yè)解決方案在某小學(xué)落地部署。在落地學(xué)校的每PONPONOLTIDCBRASvCPE模式接入vCPEvCPE圖：網(wǎng)絡(luò)部署連接拓?fù)涠诉吔Y(jié)合方案在教育行業(yè)中的最佳實(shí)踐業(yè)務(wù)平臺(tái)通過編排器及控制器系統(tǒng)向企業(yè)網(wǎng)關(guān)和vCPE進(jìn)行端到端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的配置以及資源的生命周期管理，業(yè)務(wù)平臺(tái)、編排器、控制器部署在云資源池中。圖：系統(tǒng)部署方案應(yīng)用場(chǎng)景在落地學(xué)校實(shí)現(xiàn)如下應(yīng)用場(chǎng)景：1、班級(jí)互相訪問：在vCPE端利用隧道互通實(shí)現(xiàn)班與班之間的數(shù)據(jù)互訪互通，在教室內(nèi)，老師或者學(xué)生可以直接訪問其它班級(jí)的課件、視頻等資源，為學(xué)校提供了校園組網(wǎng)服務(wù)。2vCPE19（NFVI）4園局域網(wǎng)上傳直播視頻到直播服務(wù)器，直播服務(wù)器推送視頻流到學(xué)校每個(gè)教5、高速WiFi接入：靈活的WiFi組網(wǎng)能力和強(qiáng)勁的抗干擾穿墻能力，在電教室同時(shí)支持40多個(gè)學(xué)生使用IP