【正文】 驗，再根據(jù) 北京行政學(xué)院 的實際需求，結(jié)合自己的工作實踐經(jīng)驗，并以目前發(fā)展較為成熟的三層交換和虛擬局域網(wǎng)（ VLAN）為核心的技術(shù)進行了規(guī)劃、設(shè)計、實施和部署。 2 二 、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和校園網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀 （一）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起源于二十世紀 60 年代的美國，原本只是用于軍事通訊，但后來逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槊裼?，?jīng)過短短的 40 年發(fā)展和完善，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，并改變著我們的生活。在 20 年前，在我國很少有人接觸過網(wǎng)絡(luò)。但是現(xiàn)在，計算機通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為我們社會結(jié)構(gòu)的一個基本組成部分。 現(xiàn)今人們對信息的渴求加速了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展與更新。網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的出現(xiàn)就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的必然結(jié)果。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷史中，發(fā)生過兩次重大的變革。一次是從終端 /主機方式轉(zhuǎn)為共享式網(wǎng)絡(luò)，第二次就是從共享式網(wǎng)絡(luò)向交換式網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變。事實證明交換式網(wǎng)絡(luò)符合了人們對爆炸式網(wǎng)絡(luò)信息的應(yīng)用需求。時至今日，人們只是在網(wǎng)絡(luò)交換方式上不斷進行變 革，而并沒有從根本上摒棄網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)，這說明了網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)具有更旺盛的生命力。這兩次變革都是圍繞著網(wǎng)絡(luò)帶寬這個根本問題進行的，而對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求反映了一切從需要出發(fā)的必要性。共享式網(wǎng)絡(luò)對帶寬限制以及使用數(shù)據(jù)鏈路層地址上的不靈活限制了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對于人們不斷擴充網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和各種服務(wù)的需求顯然是不相適應(yīng)的，而網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)克服了這種種缺點，使得類似 VLAN 這種靈活的應(yīng)用方式得以實現(xiàn)。 （二）校園網(wǎng)的建設(shè)現(xiàn)狀 互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，大力地推進了我國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。其中中國教育科研網(wǎng)（ CERNET）的發(fā)展，就促進了我國各高等院校的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。大部分高校都建成了自己的校園網(wǎng)，并接入了中國教育網(wǎng)（ CERNET），還有很多院校選擇了接入中國電信網(wǎng)（ ChinaNet），網(wǎng)絡(luò)帶寬也隨著用戶量的增加而不斷擴充，各功能模塊和應(yīng)用系統(tǒng)不斷完善，高校信息化體系初現(xiàn)規(guī)模。 我國高校校園網(wǎng)和信息化建設(shè)的特點是起步晚、發(fā)展快、跳躍大，目 3 前信息化管理水平較高的大學(xué)已經(jīng)與發(fā)達國家的大學(xué)信息化管理同步進入應(yīng)用集成和信息集成階段。但隨著校園網(wǎng)的不斷發(fā)展，各類問題也不斷出現(xiàn)，并在一定程度上制約了校園網(wǎng)絡(luò)的進一步發(fā)展： （ 1）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī) 模與實際需求之間有差距。一是設(shè)計規(guī)模過大，實際需求太小，并且一時不可能達到設(shè)計規(guī)模所設(shè)定的實際需求。有的學(xué)校盲目引進國外先進設(shè)備，購進先進軟件，但一時需求跟不上而使設(shè)備閑置。二是設(shè)計規(guī)模過小，實際需求增長很快，設(shè)計趕不上實際需求的增長速度。前者造成的是浪費，后者造成的是緊缺，都不利于學(xué)校的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，前者占當(dāng)前校園網(wǎng)的 12%，后者占當(dāng)前校園網(wǎng)的 57%。 （ 2）重網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，輕網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，軟硬件發(fā)展不夠協(xié)調(diào)。不少高校開始信息化時都是鋪路、建網(wǎng)、購買機器，對于應(yīng)用關(guān)注較少。一旦硬件環(huán)境建設(shè)好后，發(fā)現(xiàn)沒有軟 件的支持硬件環(huán)境很難發(fā)揮作用，然后才開始著手軟件的建設(shè)。而軟件的建設(shè)與應(yīng)用是需要時間的，等應(yīng)用起來后，發(fā)現(xiàn)硬件環(huán)境又落伍了。非協(xié)調(diào)的發(fā)展制約了高校信息化的水平，并且?guī)砹撕艽蟮睦速M。 （ 3）網(wǎng)絡(luò)管理人員的技術(shù)力量還有待加強。高校網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度與日俱進，技術(shù)不斷更新，但是作為高校網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的主體，人的素質(zhì)，特別是人才檔次的提高卻是相對的緩慢。人才的引進，技術(shù)力量的提高跟不上發(fā)展的需要，這在很大程度上限制了高校網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。因此，只有明確建設(shè)目標，統(tǒng)一建設(shè)規(guī)劃，軟硬件協(xié)調(diào)發(fā)展并不斷完善才能建成高質(zhì)量的校園網(wǎng)，也只有建 成高質(zhì)量的校園網(wǎng)才能進一步提升高校信息管理乃至知識管理的水平。 4 三 、 需求分析 北京行政學(xué)院平谷分院 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的目標是：建設(shè)一個以辦公自動化、計算機輔助教學(xué)、現(xiàn)代計算機校園文化為核心，以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托、技術(shù)先進、擴展性強、覆蓋全校各樓宇的校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，為 平谷分院 的信息與文化生活共享提供優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)平臺和基礎(chǔ)，并為新、老校區(qū)網(wǎng)絡(luò)的互連和接入提供統(tǒng)一的支撐。綜合布線系統(tǒng)將從先進可靠、實用合理的原則出發(fā)，根據(jù) 平谷分院 的建設(shè)規(guī)劃特點，以滿足目前用戶的應(yīng)用系統(tǒng)需求為基礎(chǔ)，充分考慮到今后技術(shù)的發(fā)展趨勢，綜合應(yīng)用現(xiàn)代計算機及信息通信方面的先進技術(shù)，提供用戶具有長遠效益的全方位解決方案。 北京行政學(xué)院平谷分院 網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)要求采用萬兆位以太網(wǎng)作為校區(qū)主干網(wǎng)絡(luò)，各棟大樓網(wǎng)絡(luò)采用 1G 接入主干網(wǎng)絡(luò)，并采用具有高服務(wù)質(zhì)量（ QoS）的網(wǎng)絡(luò)主干技術(shù)。對于 平谷分院 的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心提出如下幾點要求： （ 1）建立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全管理、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)以及服務(wù)管理系統(tǒng)。 （ 2）能同時支持用戶計算機等設(shè)備進行有線與無線網(wǎng)絡(luò)的接入。 （ 3） 平谷分院 校園 網(wǎng)絡(luò)要求與老校區(qū)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實施最佳連接，滿足新舊校區(qū)之間多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和 VOIP 及數(shù)字視頻流的承載要求。 （ 4）采用基于統(tǒng)一管理系統(tǒng)賬號、 IP、 MAC、 Port、 Vlan 的五要素接入控制或 用戶接人控制，建立兩校區(qū)共享的用戶信息管理系統(tǒng)和統(tǒng)一認證平臺。 （ 5）支持 IPv4 和 IPv6 雙協(xié)議。 （ 6）實現(xiàn)廣播電視數(shù)字流的組播功能。目前 北京行政學(xué)院 包括兩大校區(qū)，佛山老校區(qū)和高明 平谷分院 ，其中佛山校區(qū)的校園網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建成，本次設(shè)計主要針對高明 平谷分院 校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及新老校區(qū)之間的互聯(lián)互通進行設(shè)計。 （ 1） 防止從外網(wǎng)來的不安全因素 由于 Inter 是一種開放的、面向所有用戶的網(wǎng)絡(luò)，所有公共資源均通過網(wǎng)絡(luò)共享，它所采用的 TCP/IP 協(xié)議以及網(wǎng)頁、 Email 等都包含著許 5 多影響網(wǎng)絡(luò)安全的因素，出口安全應(yīng)主要防范惡意攻擊、網(wǎng)絡(luò)蠕蟲、垃圾郵件等。 外部訪問控制是網(wǎng)絡(luò)安全的重點，可以通過路由器防火墻、服務(wù)器操作系統(tǒng)以及關(guān)閉不安全服務(wù)的措施來保障，同時提供備份服務(wù)器來提高可靠性。 （ 2）防止校園網(wǎng)內(nèi)的不安全因素校園網(wǎng)內(nèi)部擁有大量的服務(wù)器和計算機用戶，主 要防范內(nèi)部對服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的攻擊、病毒在內(nèi)網(wǎng)的傳播，具有病毒和攻擊防護等安全功能，有效防止惡意攻擊、漏洞掃描；同時也應(yīng)完善內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理制度上的漏洞。 （一 ） 北京行政學(xué)院建筑物布局和信息點分布圖 我們學(xué)校建筑物布局如圖 1 所示。本方案打算將該校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中心（設(shè)備間）安排在計算機中心樓，由計算機中心樓到各建筑物間的最遠距離不超過500m，故采用多模光纖作為主要的傳輸介質(zhì)來架設(shè)校園網(wǎng)主干。樓宇內(nèi)部采用超 5 類非屏蔽雙絞線作為主要的傳輸介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)主干線纜的走向與建筑物的走向完全一致。 6 圖 31 校區(qū)建筑物分布圖 表 31 校區(qū) 信息點 分布圖 （二）流量分析 根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有情況，應(yīng)至少滿足 1000 個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點同時訪問網(wǎng)絡(luò)，因此，主干網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用 1000M 的光纖， 100M 的雙絞線到桌面。同時還應(yīng)注意保佑余量，避免網(wǎng)絡(luò)高峰時期出現(xiàn)堵塞的狀況。 7 （ 三 ） 對校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理的需求 校園網(wǎng)系統(tǒng)可以健康良好的運行有賴于針對實際情況實施健全的網(wǎng)絡(luò)管理和制定完善的網(wǎng)絡(luò)安全策略。通過在校園網(wǎng)中部署網(wǎng)絡(luò)管理平臺，可以實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的設(shè)備進行集中管理，維護，保證應(yīng)用的正常運行。針對 平谷分院 的需要和特點，網(wǎng)絡(luò)管理的主要工作可歸納為： （ 1）對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、系統(tǒng)和應(yīng)用的管理。延伸老校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)至 平谷分院 網(wǎng)絡(luò)，采用通用的網(wǎng)絡(luò)管理平臺，多層次地實施對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)流量的監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安全的監(jiān)控，以及對各種事件進行管理和日志紀錄。 （ 2）對網(wǎng)絡(luò)運維及服務(wù)的管理。基于 ITIL 規(guī)范的配置管理、性能管理、故障管理、安全及服務(wù)管理功能的網(wǎng)管系統(tǒng)，幫助學(xué)校進入流程化，規(guī)范化和自動化的時代。 （ 四 ）對校園網(wǎng)用戶管理的需求 目前 北京行政學(xué)院 已建成統(tǒng)一的認證系統(tǒng)、用戶業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫 管理系統(tǒng)，通過 技術(shù)實現(xiàn)了主校區(qū)學(xué)生宿舍區(qū)計算機接入校園網(wǎng)的管理。同樣地， 平谷分院 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也要求采取集中統(tǒng)一的用戶管理策略，采取 用戶接入控制或基于統(tǒng)一管理系統(tǒng)帳號、 IP、 MAC、 Port、Vlan 等多要素的接入控制，建立兩校區(qū)共享的用戶信息管理系統(tǒng)和統(tǒng)一認證平臺，同時針對不同類型的網(wǎng)絡(luò)用戶采用對應(yīng)的 IP 地址管理策略。主要內(nèi)容包括如下： （ 1）用戶接入控制管理：升級 平谷 校區(qū)用戶準入管理，與 主 校區(qū)的用戶準入管理系統(tǒng)分布式集成，形成統(tǒng)一兩校區(qū)、無線及有線兩種網(wǎng)絡(luò)的用戶接入控制管理系統(tǒng)。 （ 2） IP 地址管理：針對不同類型的網(wǎng)絡(luò)用戶采用對應(yīng)的 IP 地址管理策略，實現(xiàn)用戶權(quán)限的準確控制、可用資源的控制、非法組播源的控制等。 （ 五 ） 對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選擇的需求 在現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，三層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為適合大型的校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。同時由于具有眾多不同層面的網(wǎng)絡(luò)用戶，非常容易遭受病毒、黑客等 8 攻擊，并影響或造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓，故需解決眾多接入交換機的管理和維護的問題。 （ 1）由于校園網(wǎng)規(guī)模巨大、涉及的用戶很多，如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)任何的問題將導(dǎo)致大范圍的不良影響，尤其是骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題。因此，在選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備特別是骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時候，應(yīng)該充分考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性，選擇具有冗余設(shè)計，部件應(yīng)易于更換和沒有單點故障的設(shè)備。同時采用具備全三層功能支持 IPV4 和 IPV6 雙協(xié)議的交換機，滿足下一代校園網(wǎng)建設(shè)的需求。 （ 2）在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等產(chǎn)品的選型中，必須選擇產(chǎn)品售后服務(wù)和技術(shù)支持好的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品供應(yīng)商。在考慮成本需求，滿足業(yè)務(wù)需求的前提下，優(yōu)先選擇國產(chǎn)知名網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在各層面設(shè)備的選擇上，盡可能地 選擇同一供應(yīng)商的全系列化產(chǎn)品，這樣才能方便網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，同時節(jié)約備件成本，便于今后技術(shù)升級，有利于今后網(wǎng)管平臺和安全策略的全面部署。根據(jù) 北京行政學(xué)院 的網(wǎng)絡(luò)需求，校園網(wǎng)的核心交換設(shè)備應(yīng)選具有很強的轉(zhuǎn)發(fā)性能和可靠性，同時具有支持萬兆技術(shù)的擴展，以方便日后網(wǎng)絡(luò)的升級改造；而校內(nèi)的各大樓配線間則采用全千兆的交換機來作為樓層接入的匯聚設(shè)備；在實訓(xùn)樓、教學(xué)樓 A~D、活動中心、第一食堂、宿舍樓等區(qū)域，全采用千兆上行，百兆接入。 （ 六 ） 對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻質(zhì)量的需求 北京行政學(xué)院 新、老校區(qū)之間由于相隔距離較遠，導(dǎo)致兩個校區(qū) 的師生們錯失了許多教學(xué)和科研交流的機會，嚴重影響了學(xué)校的科研發(fā)展與日常辦公。隨著校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在網(wǎng)上開展遠程視頻教學(xué)，實時視頻會議為廣大師生提供了方便?；?北京行政學(xué)院 對網(wǎng)絡(luò)視頻點播教學(xué)和實時視頻會議的傳輸效果與質(zhì)量的要求，本次設(shè)計將規(guī)劃部署校園網(wǎng) IP 組播。通過組播協(xié)議使校區(qū)與校區(qū)之間的視頻點播和會議直播的傳輸效果與質(zhì)量達到最佳效果。 9 四 、校園網(wǎng)方案設(shè)計 校園網(wǎng)工程是一項技術(shù)性較強的綜合工程。根據(jù)對 平谷分院 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和需求進行分析，基本確立了校園網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計思路。 北京行政學(xué)院平谷分院 網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計主要包括以下幾個部分的內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)主干技術(shù)選擇、整體網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計、三層交換和路由設(shè)計、 VLAN 設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)出口設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)計。 （一） 主干網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選擇 在校園網(wǎng)的建設(shè)中，主干網(wǎng)選擇何種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成功與否起著決定性的作用。校園網(wǎng)主干的功能要求作為信息化的基礎(chǔ)設(shè)施 ,校區(qū)之間的主干網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)、日常管理和科研中起巨大的作用，網(wǎng)絡(luò)主干必須能夠保證長期穩(wěn)定運行，并且具有一定的先進性、可擴展性，有較高的安全性和易管理性。校區(qū)間網(wǎng)絡(luò)主干首先應(yīng)能將各校區(qū)間的局域網(wǎng)安全可靠互連，教職員工 和學(xué)生在任何一個校區(qū)都可以訪問校內(nèi)資源。選擇適合校園網(wǎng)絡(luò)需求特點的主流網(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)的先進性和擴展性，能夠在未來向更新技術(shù)平滑過渡，保護用戶的投資。 GbE 以太網(wǎng)目前在局域網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用最廣泛的技術(shù)有：快速以太網(wǎng)、FDDI、 ATM（異步傳輸模式）、千兆以太網(wǎng)以及萬兆以太網(wǎng)等。表 41 對這幾種技術(shù)作了比較。 表 41 主要局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的比較 10 FDDI 是一種共享式的寬帶網(wǎng)絡(luò)，其建設(shè)成本高，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議比較復(fù)雜，安裝和管理方式也相對困難。 ATM 是提供面向連接的服務(wù)，并且其服務(wù)質(zhì)量 QoS 可以保證。但 ATM 的標準過于復(fù)雜，特別是通信量的管理，且 ATM 的建設(shè)成本較為偏高，也缺乏直接在 ATM 上運行的應(yīng)用程序，不能輕易地在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進行網(wǎng)絡(luò)升級，升級時幾乎所有的設(shè)備都需要更新。千兆以太網(wǎng)能提供 1000Mbps 的通信帶寬，其最大的優(yōu)點在于對現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性。同萬兆以太網(wǎng)一樣，千兆以太網(wǎng)使用與萬兆以太網(wǎng)都擁有相同的幀格式、幀大小以及相同的 CSMA/CD 協(xié)議。以太網(wǎng)用戶可以對現(xiàn)有以太網(wǎng)進行平滑的、在無需中斷網(wǎng)絡(luò)的情況下進行升級。千兆以 太網(wǎng)在局域網(wǎng)領(lǐng)域中以其支持高帶寬、多傳輸介質(zhì)、多種服務(wù)、保證 QoS、高性價比等特點正逐漸占據(jù)主流位置。 基于此， 北京行政學(xué)院平谷分院 選用千兆以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建校園網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)千兆主干、百兆交換到桌面。隨著校園網(wǎng)用戶數(shù)量和各種應(yīng)用的增加，支持未來萬兆位以太網(wǎng)的（ 10Gigabit Ether）