隨著我國教育信息化的深入，各高等院校的網絡建設發展日趨完善.經過十余年的建設，高校校園網覆蓋面迅速擴大，建設水平逐步提高，應用面不斷擴展，如今的校園網已和廣大師生的工作、學習和生活緊密聯系在一起.一方面校園網方便了師生通過互聯網及時了解國內外資訊，有助于提高教學水平;另一方面，在校園網基礎上優化、整合資源，建立數據中心，為高校的信息化建設提供基礎平臺.校園網為高校數字化校園創造了一個良好的支撐環境，在行政管理、科學研究、人才培養、學科建設和師生員工的課余生活等方面產生了深遠的影響.隨著校園網的不斷建設以及高校擴招，網絡用戶日益增長，網絡故障所帶來的問題也越來越突出.因此，確保校園網絡的穩定運行、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 校園網運維概述
1.1 校園網邏輯結構
校園網一般采用核心層、匯聚層、接入層模型結構.核心層負責匯聚層的接入，數據的快速轉發，同時實現與互聯網運營商的骨干網絡互聯.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絡的接口.
1.2 校園網綜合布線系統
校園網綜合布線系統是校園網絡的重要基礎，是一種模塊化的、靈活性極高的建筑物內或建筑群之間的信息傳輸通道[1].它既能使語音、數據、圖像設備和交換設備與其它信息管理系統彼此相連，也能使這些設備與外部通信網絡相連接.為保證校園網綜合布線系統的功能和發展需求，以及較高的校園網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綜合布線現狀
韓山師范學院校園網建設始于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，覆蓋全校的教學辦公區域和生活區域.校園網擁有一個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出口.校園網已覆蓋校本部和陶瓷學院校區的大部分樓宇，鋪設光纜長度28.62千米，網絡信息點14 077個.綜合布線系統采用三層網絡布線，第一層由網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的配線架到用戶信息點網模塊，采用超五類雙絞線連接至桌面.
2 綜合布線故障排查
在日常網絡維護中，校園網綜合布線的故障率是比較高的，據不完全統計，約占故障總數的70%以上.一旦網絡出現故障，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絡基本理論知識，也要在運維中不斷積累經驗.綜合布線故障的排查是以網絡綜合布線系統與施工技術為基礎，從故障現象出發，通過網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，恢復校園網的正常運行的過程.
2.1 網絡故障排查步驟流程
一般的網絡故障排查步驟如下：
1)觀察、描述故障現象.
親臨現場觀察用戶演示故障，向用戶詢問故障發生前的操作行為，故障發生的首次時間、頻率、影響的范圍以及故障發生前是否對該節點或網絡進行改動，整理并記錄故障現象.
2)收集可能產生故障原因的信息.
查看網絡維護日志并向其他網管員了解近期故障區域的相關變動信息.通過網絡管理系統 、網絡設備診斷命令、操作系統診斷命令、協議分析工具以及網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是否異常;登錄網絡管理系統查看故障發生前后網絡監控系統的統計記錄等等.
3)分析故障的原因.
根據收集到的信息，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，并觀察網絡狀態，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的結果.處理完故障后，要搞清楚故障發生的原因，擬定相應的對策，盡可能避免類似的故障再發生，同時記錄好網管日志已備日后查閱，積累運維經驗.
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絡診斷命令等.
2.2.1 硬件故障排除工具
1)數字萬用表
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)雙絞線網絡測試儀
校園網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.而比較高級的網絡測試儀大多采用數字技術，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)數字查線儀
將數字音頻和模擬音頻結合在一起的查線儀.可以幫助網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，即便是線纜已經接入了運行中的網絡.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.用光功率計與穩定光源組合使用，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，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)無線網絡測試儀
能快速執行無線網絡發現工作，全面評估當前無線網絡的安全性和可用性設置，測試結果包括網絡可用性、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
網絡管理系統用于監視已經連接的網絡設備.通常使用簡單網絡管理協議(SNMP)收集關于網絡運行性能和利用率的信息，利用這些信息通過各種統計可以協助判斷網絡運行是否正常[4].常用的網絡管理工具有CiscoView、SolarWinds等.
2.2.3 網絡的診斷命令
以思科為代表的網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——查看系統狀態和系統信息.Debug——獲得路由器中交換的報文和幀的細節信息，用于調試信息.Ping——檢查網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 校園網綜合布線系統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中斷
故障現象：校園網整體正常運行，某個寢室或辦公室無法連網，信息插座接上網線后提示“網絡電纜沒有插好”.
原因分析：更換正常的雙絞線跳線后，經通斷測試儀檢測信息模塊到樓層機柜配線架的線路狀態為開路，重新制作網絡模塊后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，雙絞線可能出現開路的現象.
解決方案：通過雙絞線網絡測試儀(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先調整為1、2、3、6.
3.1.2 電磁干擾引起的網絡無法通信
故障現象：學校生活區內新裝修的教師公寓，部分教師反映上網速度慢.
原因分析：通過網絡測試儀的現場測試，發現網速慢的家庭內部網絡有近端串擾現象;查看交換機對應端口的狀態，錯誤檢測信息較多.建設在校園生活區內的教師公寓，由學校統一規劃綜合布線，接入校園網絡，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，一些家庭內部的綜合布線是由缺乏網絡知識的電工完成，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，從而產生電磁干擾，影響了雙絞線通信質量.
解決方案：將預留網線在接線處剪斷，按標準制作網絡模塊，問題解決.
3.1.3 雷擊引起的網絡故障
故障現象：一到雷雨天氣，校園內靠山而建的建筑內一些網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，早些年建設的校園網絡綜合布線大多采用架空雙絞線級聯或者光纖收發器轉換，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，網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器、接入層交換機、寬帶路由器、電腦網卡等設備的損壞.
解決方案：對于分開的建筑間采用架空雙絞線級聯的，改為光纖級聯，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，并分別連到各分開的建筑物等電位連接帶上[5].將光纖收發器更換為光模塊，更經濟的方法是在雙絞線與光纖收發器之間增加RJ45網絡信號防雷器.
3.2 光纖故障
光纖是校園網主干網的傳輸介質，光纖故障一般為區域性故障，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
故障現象：校園網某匯聚交換機所在區域所有用戶都無法上網.現場觀察核心交換機對應的下聯口和匯聚交換機上聯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，網絡都沒有恢復正常，因此故障可能出現在核心交換機到匯聚交換機之間的光纜上.原因1：校園網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.校園內基建施工時，泥頭車經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，下聯的幾個接入層交換機都出現網絡連接不穩定狀況.
原因分析：在接入層ping網關丟包嚴重，使用光功率計測試接入層至匯聚層的線路，光功率偏低.觀察發現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
故障現象：某教工宿舍網絡突然不通，而其他地方網絡正常.通過網絡管理系統監控記錄查詢，該節點時有丟包現象發生.
原因分析：到現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點到匯聚交換機的線路，無光功率.更換冗余兩芯光纖后，網絡復通，但丟包率較高.觀察網絡機柜內部，發現光纖跳線有鼠咬的印痕，網絡機柜內積塵嚴重，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絡機柜地處在比較陰暗潮濕的環境，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，網絡恢復正常;同時清掃網絡機柜，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用戶的青睞.校園網常見的故障主要是信號不穩定與網絡速度慢的問題.
3.3.1 信號正常，上網速度慢
故障描述：無線信號正常的時候，無法連接上AP或者連接成功但網速仍達不到運營商宣稱的相應速率.
原因分析：雖然各大網絡運營商構建了覆蓋全校園的無線網絡，但由于在用戶密度大的學生宿舍區區域AP的數量仍不足，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，可在用戶密集的區域增加AP的數量并提高總帶寬.而對于有無線連接需要的用戶也可以自行購置無線AP，通過寢室的網絡插座接入校園網使用，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，上網速度不穩定
故障描述：據單身教師宿舍區使用無線路由的部分老師反映，使用無線連接接入網絡時速率慢，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.單身教工宿舍區住戶間距離近，幾乎每家都使用無線路由，大多數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生干擾，導致無線網絡的整體性能下降.
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，避免在經常使用無線上網的地方和無線路由之間有信號源產生其他傳輸信道.通過無線網絡測試儀、操作系統的無線管理軟件、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
高校校園網是一個復雜的信息化系統工程，綜合布線系統作為校園網的重要組成部分，也是使用周期最長的基礎設施之一.在校園網絡的日常運行中，綜合布線故障的發生在所難免，只有掌握好網絡綜合布線系統與施工技術的基礎原理以及不斷通過運維實踐積累經驗，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，使校園網朝著快速、安全、完善的方向發展，從而更好地為廣大師生提供優質的網絡服務.