3月13日，Internet2發表了其網絡服務部副主席Robert 的文章《瞭解在線學習活動增多對網絡的影響》（Understanding Network Impacts of Increased Online Learning Activities），介紹了隨著校外在線學習的增多，對網絡產生的影響。這篇文章對於未來校園網的建設與發展具有重要指導意義。
儘管COVID-19呈現出前所未有的不確定性，但教育科研網絡（“R＆E網絡”）將在支持我們的校園和K12學校網絡化進程中發揮重要作用。基礎設施的使用模式已經從傳統的校園學習環境中發生了很大的變化，部分原因是大量的用戶從專用校園網絡向面向消費者的家庭網絡轉移。
當學生和教職員工在校園中時，他們將使用經過優化的校園網基礎設施，該基礎設施通過州和地區的教育科研網絡以及Internet2與遠程雲計算資源融合在一起。這些網絡配備了強大的研究數據容量，還為學習管理系統和基於視頻的在線學習應用程序等活動提供了一定的餘量。這些學習應用程序通常託管在實際上位於校園外雲計算數據中心的服務器上。在校園中，學生的流量通過教育科研網絡到達這些遠程數據中心。我們可以預期，當校園實施COVID-19“在家工作”和“在家學習”時，網絡流量模式將會改變。本文概述了幾種用戶位置的變化對在線資源獲取方式可能產生潛在影響的場景。
值得注意的是，以下場景描述了典型的流量模式。在某些情況下，將會出現不同的流量模式，或者存在可能會影響特定校園模式的專業工程。
在線學習三大應用場景
場景1-目前如何從校園網絡訪問在線資源，以及學校在線教育參與者將如何繼續工作
首先，讓我們展示一下校園中的教職員工和學生通常如何訪問基於雲的學習資源。在這種典型情況下，校園中的學生使用校園網絡，州或地區教育科研網絡和Internet2到達雲數據中心。這些網絡的容量都根據校園師生的歷史使用模式和教學計劃的需求進行了優化，以保證具有足夠的容量滿足校園中教職員工和學生的使用需求。
我們可以預期，當學生搬到校園內的學生宿舍和其他空間進行在線學習時，利用校園、區域和全國範圍內高質量的網絡基礎設施，他們應該擁有良好的用戶體驗。這些網絡已經針對通常更大的用戶群進行了調整，因此不需要為新用途進行任何修正。Internet2和區域教學科研網絡正在積極監視這些用戶的網絡流量模式，為服務質量提供額外的保證。
場景2-學生和教師在家中學習/工作，學校使用基於雲的資源進行在線教學
當學生們都在家中在線學習時，這些流量方式會發生變化。在大多數情況下，從學生到承載學校的學習管理系統和視頻應用程序的雲服務提供商的網絡流量很可能將使用商業網絡（即其家庭或公寓中的寬帶），而不會經過教育科研網絡。家庭用戶通往雲服務提供商的確切網絡路徑有些不透明，而且不是由學校的IT人員規劃管理，後者通常會規劃網絡流量的路徑和性能特徵。商業網絡通常是圍繞消費者網絡使用率的峰值（例如：星期五晚上的Netflix流媒體訪問）而設計的，並不像教育科研網絡是根據教學科研應用和教學科研計劃而調整的。商業網絡也不支持大型的研究數據訪問，因此，當視頻和在線學習突然增長時，商業網絡可能就沒有預留那麼大的固有餘量。
隨著在線學習的大量新流量湧入，再加上白天家庭其他網絡應用的增加，會導致商業網絡內部及其與雲服務提供商的互連可能出現擁塞，因此可能會以意想不到的方式影響在線學習的效果。所以，網絡管理者需要考慮這種突發狀況，及時發現問題並適當增加網絡容量。
從好的方面來看，媒體上的公告表明一些商業網絡正在提高帶寬上限，並增加資源以應對預期的新流量。但是，在線路物理容量以及和雲服務提供商的互連上可能需要投入更多的工作來支持新的應用程序，這些都需要花費更多時間和人力來運送零件，安裝設備和配置新容量。
場景3-使用VPN從家裡訪問校園，以訪問雲中的在線資源或校園中的其他資源
對於場景2，一種可能的變化是教職工在計算機上使用虛擬專用網（VPN）客戶端來建立通往校園網的安全訪問路徑。一些學校要求或建議其教職員工（以及少部分學生）使用VPN安全地訪問校園中的資源（例如，管理員使用的ERP系統，包括病毒研究在內的研究數據集以及不在雲端的學習資源）。
VPN配置可以被配置為將用戶的所有流量（包括到校園系統的流量和訪問Internet其他資源的流量）都路由到校園網的VPN服務器，或者可以配置為僅將方案校園網的流量發送到VPN服務器。後者僅將訪問校園網的流量發送到VPN服務器，也被稱為“拆分隧道”配置。
如果沒有“拆分隧道”，到Zoom和Canvas等服務的流量將首先到達校園VPN服務器，然後它將使用校園網到達目的地（例如，Zoom的流量將首先到達校園網，然後傳輸到區域教學科研網，再傳輸到Internet2）。使用“拆分隧道”時，僅訪問校園網內資源的流量將被傳輸到VPN服務器，到其他站點（例如Zoom和Canvas）的流量將通過用戶的家庭商業網絡傳輸。
校園外用戶使用拆分隧道可以提高其對Zoom之類服務的訪問性能，並減少校園網VPN服務器的負載，但是也可能會帶來安全性的代價。某些學校可能要求將用戶的所有流量定向到校園網VPN服務器，從而將流量路由到防火牆和入侵檢測/防禦系統等安全設備。
對VPN服務器校園外訪問量上升可能需要提升VPN服務器的帶寬及其支持的許可證數量。
其他規劃注意事項
雲擴展能力
本文主要關注連接學習者與學習平臺之間的網絡，此外還必須考慮服務器平臺和軟件應用程序上的容量規劃和管理，以滿足在線學習的額外要求。當前的趨勢是，校園正在積極地從其視頻協作平臺上的數百名授權用戶向未來成千上萬的學生用戶發展，這些平臺無疑比現在需要更多的存儲、計算資源和軟件許可證。對於那些在雲或虛擬化計算環境中託管其應用的學校，他們可以利用這些平臺的彈性對計算和存儲資源進行擴展，並迅速適應新需求。其他的學校則可能需要部署更多的硬件。
對雲服務提供商處而言，平臺規模的擴展不僅與一家學校業務的擴展有關，而且與其他學校同時進行的切換有關。因此，這可能不僅會是一個學校上萬的新用戶，而會是數以千萬計的新用戶試圖訪問基於雲的應用程序，這是以前從未測試過的情況。這些容量限制最終肯定可以解決，但重要的是要認識到雲服務提供商可能需要更多的工作量和時間來完成調整工作。
家庭網絡類型和Wi-Fi路由器/設備
用戶回家後，通常會連接到家庭路由器，該路由器將連接到有線電視公司，電話公司或光纖服務提供商。通常，他們有一個無線路由器，可讓他們在家中移動訪問網絡。有些老路由器可能舊到已無法滿足終端設備訪問的需求，需要更換以支持多用戶的在線學習。雖然這不在本文討論範圍之內，但這可能是一個需要關注的容量提升問題。
對社區錨點機構的教育科研支持
儘管本文討論的是校園網，但類似的說法適用於同樣利用教育科研網絡的社區錨點機構（CAI），例如K12學校，社區學院，公共圖書館等。在家的學生和VPN方案都可能直接應用於這些CAI機構的場景。例如，一個學區向其學生髮送帶“瘦客戶端” Chromebook（一種輕量級筆記本）以進行在線學習，實際上，在學生遠程學習的流量從學區返回到在線學習雲服務提供商之前，可能仍然依靠地區網絡為遠程學生提供Web過濾和其他處理。這與學生使用不依賴地區網絡系統的家用電腦的流量場景明顯不同。
Internet2簡介：
Internet2成立於1996年，是由美國教育和科研團體組成的先進網絡技術聯盟，該組織的主要目的是開發先進的網絡應用，並且研究和開發未來的網絡創新技術。
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