隨著我國教育信息化的深入，各高等院校的網(wǎng)絡建設發(fā)展日趨完善.經(jīng)過十余年的建設，高校校園網(wǎng)覆蓋面迅速擴大，建設水平逐步提高，應用面不斷擴展，如今的校園網(wǎng)已和廣大師生的工作、學習和生活緊密聯(lián)系在一起.一方面校園網(wǎng)方便了師生通過互聯(lián)網(wǎng)及時了解國內(nèi)外資訊，有助于提高教學水平;另一方面，在校園網(wǎng)基礎上優(yōu)化、整合資源，建立數(shù)據(jù)中心，為高校的信息化建設提供基礎平臺.校園網(wǎng)為高校數(shù)字化校園創(chuàng)造了一個良好的支撐環(huán)境，在行政管理、科學研究、人才培養(yǎng)、學科建設和師生員工的課余生活等方面產(chǎn)生了深遠的影響.隨著校園網(wǎng)的不斷建設以及高校擴招，網(wǎng)絡用戶日益增長，網(wǎng)絡故障所帶來的問題也越來越突出.因此，確保校園網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行、熟悉各種可能故障點，迅速定位排查故障，對于保證高校正常的教學、科研和管理具有重要意義.
1 校園網(wǎng)運維概述
1.1 校園網(wǎng)邏輯結構
校園網(wǎng)一般采用核心層、匯聚層、接入層模型結構.核心層負責匯聚層的接入，數(shù)據(jù)的快速轉發(fā)，同時實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)運營商的骨干網(wǎng)絡互聯(lián).匯聚層負責處理來自接入層設備的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈路.接入層提供終端用戶訪問校園網(wǎng)絡的接口.
1.2 校園網(wǎng)綜合布線系統(tǒng)
校園網(wǎng)綜合布線系統(tǒng)是校園網(wǎng)絡的重要基礎，是一種模塊化的、靈活性極高的建筑物內(nèi)或建筑群之間的信息傳輸通道[1].它既能使語音、數(shù)據(jù)、圖像設備和交換設備與其它信息管理系統(tǒng)彼此相連，也能使這些設備與外部通信網(wǎng)絡相連接.為保證校園網(wǎng)綜合布線系統(tǒng)的功能和發(fā)展需求，以及較高的校園網(wǎng)綜合布線常見故障排查及解決方法研究
1.3 韓山師范學院校園網(wǎng)綜合布線現(xiàn)狀
韓山師范學院校園網(wǎng)建設始于1999年，采用三層結構和星形拓撲設計.目前已形成了萬兆核心，千兆主干，百兆到桌面，高速出口帶寬的校園網(wǎng)，覆蓋全校的教學辦公區(qū)域和生活區(qū)域.校園網(wǎng)擁有一個2 Gbps的中國電信出口和一個200 Mbps中國教育與科研計算機網(wǎng)出口.校園網(wǎng)已覆蓋校本部和陶瓷學院校區(qū)的大部分樓宇，鋪設光纜長度28.62千米，網(wǎng)絡信息點14 077個.綜合布線系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡布線，第一層由網(wǎng)絡中心機房到匯聚層機柜，采用光纖連接;第二層由匯聚層機柜到多個建筑的接入層機柜，采用光纖連接;同一建筑內(nèi)的不同機柜間采用光纖或六類雙絞線連接;第三層由接入層樓層交換機柜內(nèi)的配線架到用戶信息點網(wǎng)模塊，采用超五類雙絞線連接至桌面.
2 綜合布線故障排查
在日常網(wǎng)絡維護中，校園網(wǎng)綜合布線的故障率是比較高的，據(jù)不完全統(tǒng)計，約占故障總數(shù)的70%以上.一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，快速準確地分析故障原因，及時解決故障，從而保障用戶恢復正常使用，既要掌握扎實的計算機網(wǎng)絡基本理論知識，也要在運維中不斷積累經(jīng)驗.綜合布線故障的排查是以網(wǎng)絡綜合布線系統(tǒng)與施工技術為基礎，從故障現(xiàn)象出發(fā)，通過網(wǎng)絡診斷工具獲取有助于故障排查的信息，分析原因，確定故障點，排除故障，恢復校園網(wǎng)的正常運行的過程.
2.1 網(wǎng)絡故障排查步驟流程
一般的網(wǎng)絡故障排查步驟如下：
1)觀察、描述故障現(xiàn)象.
親臨現(xiàn)場觀察用戶演示故障，向用戶詢問故障發(fā)生前的操作行為，故障發(fā)生的首次時間、頻率、影響的范圍以及故障發(fā)生前是否對該節(jié)點或網(wǎng)絡進行改動，整理并記錄故障現(xiàn)象.
2)收集可能產(chǎn)生故障原因的信息.
查看網(wǎng)絡維護日志并向其他網(wǎng)管員了解近期故障區(qū)域的相關變動信息.通過網(wǎng)絡管理系統(tǒng) 、網(wǎng)絡設備診斷命令、操作系統(tǒng)診斷命令、協(xié)議分析工具以及網(wǎng)絡測試儀器收集故障相關信息.比如，觀察雙絞線與水晶頭的連接是否正確;通過show interface命令查看交換機端口的狀態(tài)是否異常;登錄網(wǎng)絡管理系統(tǒng)查看故障發(fā)生前后網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)計記錄等等.
3)分析故障的原因.
根據(jù)收集到的信息，分析列舉出導致故障的各種可能原因.
4)制定解決方案.
針對故障原因，按優(yōu)先級排序，從可能性由大到小制定出解決方案，提高排查的效率.
5)逐一實施解決方案.
逐一實施解決方案的對策，并觀察網(wǎng)絡狀態(tài)，直到故障恢復正常.在實際綜合布線故障排除時，可以先采用分段法確定故障點，再靈活應用結合替換法等排除故障，從而提高故障排查的效率.
6)記錄好故障排查過程.
故障排查的過程要認真記錄每更改一個參數(shù)的結果.處理完故障后，要搞清楚故障發(fā)生的原因，擬定相應的對策，盡可能避免類似的故障再發(fā)生，同時記錄好網(wǎng)管日志已備日后查閱，積累運維經(jīng)驗.
2.2 綜合布線故障排查的常用診斷工具
綜合布線故障排查的常用診斷工具包括：硬件故障排除工具、軟件故障排除工具以及網(wǎng)絡診斷命令等.
2.2.1 硬件故障排除工具
1)數(shù)字萬用表
用于直接測量電壓、電流和電阻的電氣值.利用萬用表的歐姆檔，能測試出雙絞線的每一芯是否連通，可以得知一端接頭的第幾芯與雙絞線另一端接頭的第幾芯相對應.
2)雙絞線網(wǎng)絡測試儀
校園網(wǎng)運維中最常用的是通斷型雙絞線測試儀，價格便宜，用于測試雙絞線的一端到另一端是否通路、短路、開路.而比較高級的網(wǎng)絡測試儀大多采用數(shù)字技術，能對雙絞線電氣特性的全面認證，快速、準確、直觀地指示故障點，報告其長度、短路、串繞、跨接、反接等情況，更能方便地存儲全部測試結果，以便生成測試報告[3].
3)數(shù)字查線儀
將數(shù)字音頻和模擬音頻結合在一起的查線儀.可以幫助網(wǎng)絡管理員快速確定雙絞線在配線架、交換機端口、墻壁、成捆的線槽中的準確位置，即便是線纜已經(jīng)接入了運行中的網(wǎng)絡.排除捆扎線纜間相互的信號干擾因素，準確識別線纜或線對.
4)光功率計
用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗的儀器.用光功率計與穩(wěn)定光源組合使用，則能夠測量連接損耗、檢驗連續(xù)性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質量.
5)光時域反射儀
應用于光纜線路的維護、施工之中，可進行光纖長度、光纖的傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測量.
6)無線網(wǎng)絡測試儀
能快速執(zhí)行無線網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)工作，全面評估當前無線網(wǎng)絡的安全性和可用性設置，測試結果包括網(wǎng)絡可用性、連接情況、利用率、安全設置、惡意設備捕獲、干擾檢測等.
2.2.2 軟件故障排除工具
網(wǎng)絡管理系統(tǒng)用于監(jiān)視已經(jīng)連接的網(wǎng)絡設備.通常使用簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)收集關于網(wǎng)絡運行性能和利用率的信息，利用這些信息通過各種統(tǒng)計可以協(xié)助判斷網(wǎng)絡運行是否正常[4].常用的網(wǎng)絡管理工具有CiscoView、SolarWinds等.
2.2.3 網(wǎng)絡的診斷命令
以思科為代表的網(wǎng)絡設備廠商提供了功能豐富的診斷命令，可以用來進行故障查找與排除，問題診斷以及性能檢測.常用的命令有：Show——查看系統(tǒng)狀態(tài)和系統(tǒng)信息.Debug——獲得路由器中交換的報文和幀的細節(jié)信息，用于調試信息.Ping——檢查網(wǎng)絡是否能夠連通以及正常通信.Tracer-oute——跟蹤路由，提供路徑信息，確認鏈路延遲情況.
3 校園網(wǎng)綜合布線系統(tǒng)常見故障排查及解決案例
3.1 雙絞線故障
雙絞線是校園網(wǎng)接入層最常見的傳輸介質，線路故障大多以單點故障為主，影響面較小.常見的故障有線路中斷、兩端接頭線序沒有按照布線
3.1.1 因線路遭受物理破壞而出現(xiàn)中斷
故障現(xiàn)象：校園網(wǎng)整體正常運行，某個寢室或辦公室無法連網(wǎng)，信息插座接上網(wǎng)線后提示“網(wǎng)絡電纜沒有插好”.
原因分析：更換正常的雙絞線跳線后，經(jīng)通斷測試儀檢測信息模塊到樓層機柜配線架的線路狀態(tài)為開路，重新制作網(wǎng)絡模塊后1-2、3-6線對中仍有一芯不通.由于永久鏈路年限長而老化或者遭鼠咬等原因，雙絞線可能出現(xiàn)開路的現(xiàn)象.
解決方案：通過雙絞線網(wǎng)絡測試儀(如FLUCK鏈路通)查到斷點處與測試點間的距離，若斷點離線路兩端距離近，可以輕松找到斷點處的，可將斷點的所有芯線斷開，分別制作水晶頭后，用對接模塊進行直接連接.若距離較遠，由于雙絞線在建筑物豎井和線槽內(nèi)走線，單線更換的難度較大.在保證斷開芯線不多于兩對(互相纏繞的兩芯為一對線)的情況下也可在兩端將完好兩對芯線線序優(yōu)先調整為1、2、3、6.
3.1.2 電磁干擾引起的網(wǎng)絡無法通信
故障現(xiàn)象：學校生活區(qū)內(nèi)新裝修的教師公寓，部分教師反映上網(wǎng)速度慢.
原因分析：通過網(wǎng)絡測試儀的現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)速慢的家庭內(nèi)部網(wǎng)絡有近端串擾現(xiàn)象;查看交換機對應端口的狀態(tài)，錯誤檢測信息較多.建設在校園生活區(qū)內(nèi)的教師公寓，由學校統(tǒng)一規(guī)劃綜合布線，接入校園網(wǎng)絡，每戶家庭都預留一段4米左右的雙絞線從弱電井進入家庭.在裝修時，一些家庭內(nèi)部的綜合布線是由缺乏網(wǎng)絡知識的電工完成，當需要延長雙絞線長度時，將兩端雙段線對應的銅芯一一對應纏繞連接，但沒有加以焊接并進行外皮的密封處理，接點的附近又有不少大功率的家電，從而產(chǎn)生電磁干擾，影響了雙絞線通信質量.
解決方案：將預留網(wǎng)線在接線處剪斷，按標準制作網(wǎng)絡模塊，問題解決.
3.1.3 雷擊引起的網(wǎng)絡故障
故障現(xiàn)象：一到雷雨天氣，校園內(nèi)靠山而建的建筑內(nèi)一些網(wǎng)絡設備和終端設備易受雷擊影響而損壞.
原因分析：由于學校依山而建，地處雷區(qū)，早些年建設的校園網(wǎng)絡綜合布線大多采用架空雙絞線級聯(lián)或者光纖收發(fā)器轉換，機柜接地和建筑防雷方面缺少必要的防范措施，每當雷雨季節(jié)，網(wǎng)絡設備易受雷擊影響，從而可能造成通過雙絞線連接的光纖收發(fā)器、接入層交換機、寬帶路由器、電腦網(wǎng)卡等設備的損壞.
解決方案：對于分開的建筑間采用架空雙絞線級聯(lián)的，改為光纖級聯(lián)，降低雷擊影響.對采用架空雙絞線接入終端設備的，改為穿金屬管后埋地敷設入室.若埋地入室有困難，雙絞線應敷設在金屬管道內(nèi)，并分別連到各分開的建筑物等電位連接帶上[5].將光纖收發(fā)器更換為光模塊，更經(jīng)濟的方法是在雙絞線與光纖收發(fā)器之間增加RJ45網(wǎng)絡信號防雷器.
3.2 光纖故障
光纖是校園網(wǎng)主干網(wǎng)的傳輸介質，光纖故障一般為區(qū)域性故障，涉及范圍一般較廣.常見的故障有光纖接頭、終端盒受污染，光纜、跳線、尾纖中斷等.
3.2.1 光纜遭到破壞引起的故障
故障現(xiàn)象：校園網(wǎng)某匯聚交換機所在區(qū)域所有用戶都無法上網(wǎng).現(xiàn)場觀察核心交換機對應的下聯(lián)口和匯聚交換機上聯(lián)口光纖模塊連接指示燈都不亮.
原因分析：依次更換了好的SFP光模塊、新的光纖跳線以及冗余的兩芯光纖，網(wǎng)絡都沒有恢復正常，因此故障可能出現(xiàn)在核心交換機到匯聚交換機之間的光纜上.原因1：校園網(wǎng)主干光纜大多鋪設在地下，相隔一段距離有一個通信井，上面加有井蓋.校園內(nèi)基建施工時，泥頭車經(jīng)過通信井時壓強過大，碾壓導致井蓋損壞，井蓋滑落導致壓壞光纜或施工單位不慎把光纜挖斷.原因2：校園內(nèi)由于地理結構復雜，部分光纜采用鋼絞線支承結構架空架設，若架設高度沒有按標準高度遇到大型貨車或者超高貨車很可能光纜被掛斷.
解決方案：用光時域反射儀(OTDR)通過連接器對線路進行測量，計算出故障點與測試端間的距離，然后對照該光纜的維護明細圖表等原始資料，就可確定故障點的大致位置，對大致位置沿線路巡查，找到準確的故障點，重新熔接好光纜.光纜線路設施的維護要規(guī)范化管理，保證好直埋線路的標石、標志牌、宣傳牌、管道、人手孔等設施齊全[6].對于地處交通要道的架空光纜，最好埋設于地下或提高光纜架空高度.
3.2.2 跳線引起的故障
故障現(xiàn)象：某匯聚交換機所在機房改造，更換容積更大的交換機機柜后，下聯(lián)的幾個接入層交換機都出現(xiàn)網(wǎng)絡連接不穩(wěn)定狀況.
原因分析：在接入層ping網(wǎng)關丟包嚴重，使用光功率計測試接入層至匯聚層的線路，光功率偏低.觀察發(fā)現(xiàn)由于交換機機柜位置調整，交換機機柜與光纖配線架機柜距離增大，導致從配線架連接匯聚交換機原有的3米光纖跳線緊繃，加上將跳線束綁扎的扎帶過緊，造成跳線變形，損傷光纖.
解決方案：重新定制了5米的光纖跳線更換原偏短的3米跳線，并重新設計走線線路，故障解決.今后選擇跳線長度，應視所連接設備的距離、走線路徑的長短，并留有自然彎曲的適當裕量為宜;跳線束綁扎宜虛不宜實，只起到歸攏作用，不可用力過大.
3.2.3 光纖終端盒的故障
故障現(xiàn)象：某教工宿舍網(wǎng)絡突然不通，而其他地方網(wǎng)絡正常.通過網(wǎng)絡管理系統(tǒng)監(jiān)控記錄查詢，該節(jié)點時有丟包現(xiàn)象發(fā)生.
原因分析：到現(xiàn)場更換交換機與光模塊后故障仍未解決，判斷線路故障可能性較大.使用光功率計測試該節(jié)點到匯聚交換機的線路，無光功率.更換冗余兩芯光纖后，網(wǎng)絡復通，但丟包率較高.觀察網(wǎng)絡機柜內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)光纖跳線有鼠咬的印痕，網(wǎng)絡機柜內(nèi)積塵嚴重，打開光纖終端盒看到一芯裸纖已被老鼠咬斷.由于老式教工宿舍樓的網(wǎng)絡機柜地處在比較陰暗潮濕的環(huán)境，住戶堆放雜物的地方也靠近機柜，久而久之機柜會成為老鼠棲息之地.光纖跳線以及不完全密封的光纖終端盒中的裸纖都可能遭遇鼠咬等破壞，而老鼠帶到機柜的雜物以及積塵則會影響光纖的通訊質量.
解決方案：重新熔接好斷開的尾纖與光纜的纖芯，更換新的光纖跳線，網(wǎng)絡恢復正常;同時清掃網(wǎng)絡機柜，在機柜底部進線處以及光纖終端盒后端未密封處用防火泥堵上以防鼠.
3.3 無線網(wǎng)絡
隨著當下筆記本電腦、智能手機、平板電腦等無線終端日益普及，WLAN的接入方式越來越受到校園網(wǎng)用戶的青睞.校園網(wǎng)常見的故障主要是信號不穩(wěn)定與網(wǎng)絡速度慢的問題.
3.3.1 信號正常，上網(wǎng)速度慢
故障描述：無線信號正常的時候，無法連接上AP或者連接成功但網(wǎng)速仍達不到運營商宣稱的相應速率.
原因分析：雖然各大網(wǎng)絡運營商構建了覆蓋全校園的無線網(wǎng)絡，但由于在用戶密度大的學生宿舍區(qū)區(qū)域AP的數(shù)量仍不足，大量用戶接入，引起空中接口競爭，導致時延大，甚至無法接入，能接入的單個用戶的平均上網(wǎng)速率不理想.
解決方案：若運營商可以加大投入，可在用戶密集的區(qū)域增加AP的數(shù)量并提高總帶寬.而對于有無線連接需要的用戶也可以自行購置無線AP，通過寢室的網(wǎng)絡插座接入校園網(wǎng)使用，從而減少運營商提供接入點以及帶寬不足的問題.
3.3.2 信號時好時壞，上網(wǎng)速度不穩(wěn)定
故障描述：據(jù)單身教師宿舍區(qū)使用無線路由的部分老師反映，使用無線連接接入網(wǎng)絡時速率慢，而改用有線接入無線路由則使用正常.
原因分析：由于WLAN采用2.4 GHz的公用頻帶，容易受到外來干擾，導致干擾的設備包括微波爐、無繩電話和耳機、藍牙設備等.IEEE802.11 b/g標準只支持信道1、6、11或13這3個不重疊的傳輸信道.單身教工宿舍區(qū)住戶間距離近，幾乎每家都使用無線路由，大多數(shù)用戶的無線設備的信道使用默認配置1或6，而相同或相近的信道設置容易造成信道沖突，使無線路由間相互產(chǎn)生干擾，導致無線網(wǎng)絡的整體性能下降.
解決方案：無線路由的擺放位置，應盡可能避開微波爐等家電，避免在經(jīng)常使用無線上網(wǎng)的地方和無線路由之間有信號源產(chǎn)生其他傳輸信道.通過無線網(wǎng)絡測試儀、操作系統(tǒng)的無線管理軟件、Net-Stumbler等軟件查找出無線信號最強的SSID的信道，將無線路由的信道更改為不與周圍信道相近的頻段，一般信道號采用加五或減五設置.
4 總結
高校校園網(wǎng)是一個復雜的信息化系統(tǒng)工程，綜合布線系統(tǒng)作為校園網(wǎng)的重要組成部分，也是使用周期最長的基礎設施之一.在校園網(wǎng)絡的日常運行中，綜合布線故障的發(fā)生在所難免，只有掌握好網(wǎng)絡綜合布線系統(tǒng)與施工技術的基礎原理以及不斷通過運維實踐積累經(jīng)驗，逐步完善管理模式，健全技術文檔，才能提高解決故障的效率，使校園網(wǎng)朝著快速、安全、完善的方向發(fā)展，從而更好地為廣大師生提供優(yōu)質的網(wǎng)絡服務.