學(xué)校網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則與方案探討

學(xué)校網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則與方案探討

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；主干網(wǎng)；核心層；匯聚層；接入層

摘要：本文從校園網(wǎng)設(shè)計(jì)原則出發(fā)，著重描述校園網(wǎng)架構(gòu)以及各網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的選擇和建議。

一、校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則

整體規(guī)劃、分步實(shí)施原則。充分考慮整體需求，既要考慮到目前的應(yīng)用需求，還應(yīng)考慮校園網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中的資金投入不可能一步到位、以及今后出現(xiàn)新技術(shù)和新需求的實(shí)際情況，做到升級(jí)維護(hù)簡(jiǎn)單易行，后期建設(shè)不浪費(fèi)原有投資。

先進(jìn)性和成熟性原則。要有先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想和超前意識(shí)，設(shè)計(jì)要充分應(yīng)用已經(jīng)成熟的先進(jìn)技術(shù)，采用市場(chǎng)覆蓋率高、標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)成熟的軟硬件產(chǎn)品，能根據(jù)技術(shù)的發(fā)展平穩(wěn)的向新技術(shù)過(guò)渡，保證網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)核心的向后兼容性。

可擴(kuò)充性原則。要建設(shè)成完整統(tǒng)一、組網(wǎng)靈活、易擴(kuò)充的彈性網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，采用層次性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，使網(wǎng)絡(luò)具有良好的可擴(kuò)充性，在將來(lái)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)或再投資的情況下，能隨時(shí)通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或模塊來(lái)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)充，并能把替換下來(lái)的設(shè)備應(yīng)用到分支或邊緣網(wǎng)絡(luò)上。

開放性和標(biāo)準(zhǔn)化原則。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用開放技術(shù)、開放結(jié)構(gòu)、開放系統(tǒng)組件和開放用戶接口，能兼容不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持良好的維護(hù)、測(cè)量和管理手段，提供網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的統(tǒng)一管理；整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)全部采用或符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以便和不同廠家的產(chǎn)品互操作和互聯(lián)，自由地選擇不同廠家的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及操作系統(tǒng)。

安全可靠性原則。充分考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，要充分考慮關(guān)鍵鏈路、設(shè)備、系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)，支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的備份和線路保護(hù)，通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)用戶身份識(shí)別、vlan、包過(guò)濾、入侵檢測(cè)及防火墻等技術(shù)建立全方位、立體化的網(wǎng)絡(luò)安全體系，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。

經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)具有良好的性價(jià)比，要考慮到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日新月異，選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)要有前瞻性，要能夠兼容未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)及應(yīng)用，避免現(xiàn)在選擇的技術(shù)或設(shè)備在一段時(shí)間后就會(huì)過(guò)時(shí)甚至被淘汰，造成新一輪的大規(guī)模投資，盡量減少二次投資。

二、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)選擇。在校園網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，主干網(wǎng)選擇何種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成功與否起著決定性作用。選擇適合自身校園網(wǎng)絡(luò)需求特點(diǎn)的主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不但能保證網(wǎng)絡(luò)的高性能，還能保證網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)性和擴(kuò)展性，將來(lái)能向新技術(shù)、新設(shè)備平穩(wěn)過(guò)渡，從而保護(hù)原有投資。校園網(wǎng)屬于局域網(wǎng)范疇，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)主干將各樓宇內(nèi)的局域子網(wǎng)互聯(lián)起來(lái)，并通過(guò)出口系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與外部教育網(wǎng)、公網(wǎng)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)主干、各樓宇的子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)出口、各種網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)構(gòu)成完整的校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

目前，校園主干網(wǎng)建設(shè)中采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有千兆以太網(wǎng)技術(shù)、萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)、fddi技術(shù)以及atm技術(shù)，這些技術(shù)各有優(yōu)缺，選擇時(shí)需要綜合考慮實(shí)際建設(shè)的具體需求，選擇適合于學(xué)校自身實(shí)際情況的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)以上幾種技術(shù)對(duì)比，千兆以太網(wǎng)和萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)具有傳輸速率高、技術(shù)成熟、性價(jià)比優(yōu)異等特點(diǎn)，是當(dāng)今校園網(wǎng)建設(shè)的主流技術(shù)，同時(shí)也是對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的明智選擇。因此，如果是中等規(guī)模的院校，其校園網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可選取以千兆以太網(wǎng)組建網(wǎng)絡(luò)核心，以百兆以太網(wǎng)作為分支局域網(wǎng)的組網(wǎng)方式。

網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)選擇。對(duì)于中等規(guī)模高校而言，根據(jù)校園規(guī)劃、校園內(nèi)數(shù)據(jù)訪問(wèn)流量特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)可采用模塊化、層次化的設(shè)計(jì)方法，使用核心層、匯聚層、接入層三層構(gòu)架方式。通過(guò)千兆光纖交換構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)核心層，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)主干；通過(guò)千兆雙絞線交換構(gòu)建匯聚層，構(gòu)成樓宇子網(wǎng)交換；通過(guò)百兆交換構(gòu)成接入層，實(shí)現(xiàn)樓宇中各樓層房間的網(wǎng)絡(luò)接入。核心層通過(guò)1ge技術(shù)構(gòu)成互聯(lián)，主要完成數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)；匯聚層在主干光纖線路上選擇幾個(gè)節(jié)點(diǎn)作為匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)與核心節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)1ge技術(shù)連接，匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)1ge與接入層節(jié)點(diǎn)連接；接入層完成用戶的接入控制、速率限制和網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入檢測(cè)，以及通過(guò)技術(shù)提供對(duì)無(wú)線ap、ip視頻監(jiān)控頭等的以太網(wǎng)供電。

1.核心層。考慮學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有一個(gè)逐漸擴(kuò)大規(guī)模的過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活性，先在校園網(wǎng)絡(luò)部署2核心節(jié)點(diǎn)，雙冗余模式。兩個(gè)核心節(jié)點(diǎn)采用2臺(tái)高性能千兆路由交換機(jī)作為主干中心交換機(jī)，將兩核心節(jié)點(diǎn)以千兆雙回路互聯(lián)提供無(wú)阻塞傳輸骨干網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)和互為備份，提高核心層的可靠性和穩(wěn)定性。

2.匯聚層。在校內(nèi)的學(xué)生宿舍、圖書館、行政樓、實(shí)驗(yàn)樓、和多媒體教室部署匯聚交換機(jī)，采用千兆交換機(jī)作為匯聚交換機(jī)，匯聚交換機(jī)和核心交換機(jī)之間采用雙鏈路捆綁連接，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的同時(shí)完成鏈路備份?？紤]到學(xué)校內(nèi)今后可能存在大量高帶寬要求的內(nèi)網(wǎng)訪問(wèn)需求，對(duì)于匯聚交換機(jī)的mac地址大容量能力及mac地址的學(xué)習(xí)更新速度等重要指標(biāo)提出了嚴(yán)格要求，需要在設(shè)備選擇時(shí)著重考慮。

3.接入層。考慮到網(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬需求的持續(xù)增長(zhǎng)，接入層節(jié)點(diǎn)考慮1000m上聯(lián)，100m到桌面的接入方式。交換機(jī)采用支持千兆上聯(lián)和快速以太網(wǎng)連接的高性能三層交換機(jī)，根據(jù)樓宇接入信息點(diǎn)數(shù)量、數(shù)據(jù)流量的不同，選擇不同的交換機(jī)。對(duì)于信息點(diǎn)少、數(shù)據(jù)流量小的樓