【正文】 三層交換機(jī)憑借先進(jìn)的 AISC技術(shù)，對(duì) IP 包直接進(jìn)行芯片道路級(jí)處理，速度大大高于路由器采用的基于 CPU 的處理方式，能夠提供全線速的轉(zhuǎn)發(fā)，避免發(fā)生堵塞和丟包；同時(shí)完全兼容路由器的 RIP 1 和 RIP 2 協(xié)議，能夠與傳統(tǒng)路由器進(jìn)行相互的自學(xué)習(xí)，掌握整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由信息。 ◆ 第三層交換技術(shù)分析 第三層網(wǎng)絡(luò)路由交換機(jī)的出現(xiàn)為大型多媒體網(wǎng)絡(luò)提供了新的解決方案。 ● 安裝和配置簡(jiǎn)單，現(xiàn)有的管理工具依然可用。 交換式以太網(wǎng)具有倍增網(wǎng)絡(luò)帶寬，靈活地劃分網(wǎng)段，實(shí)現(xiàn)虛似 LAN 的特點(diǎn)。 快速以太網(wǎng)可采用全雙工 200Mbps 連接， FDDI 在某一時(shí)刻只能單方向傳輸（半雙工）。因此，當(dāng)前方案應(yīng)充分考慮的是能否平滑過渡到 ATM。由于 ATM 技術(shù)不成熟，若過早的采用 ATM 產(chǎn)品，就不能有效地保護(hù)用戶現(xiàn)有的投資，而且應(yīng)用到桌面情況下 ATM 價(jià)格還太貴。作為主要的數(shù)據(jù)通道，主干網(wǎng)絡(luò)的癱瘓就意味著整個(gè)教育局網(wǎng)絡(luò)的崩潰，因此主干網(wǎng)絡(luò)必須采用已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)，有 極高的穩(wěn)定性和冗余度。 8）靈活原則 系統(tǒng)配置靈活，備用和可選方案多，能夠適應(yīng)應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展需要。 4）安全原則 安全措施有效可信，能夠在多個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)安全控制。 6）接入因特網(wǎng)：通過 ISP/ADSL 接入 ChinaNet、 Inter，對(duì)外發(fā)布信息。 2）電子郵件：教育局內(nèi)部的電子郵件的發(fā)送與接受。 為了提高教育局工作效率和管理水平，應(yīng)在教育局信息中心聯(lián)網(wǎng)并建立計(jì)算機(jī)輔助辦公支持系統(tǒng)，建立遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)資源管理中心，建立能覆蓋各學(xué)校主要職能部門的綜合管理信息網(wǎng)，能處理各學(xué)校的主要事務(wù)，并且株洲市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心要具有信息共享、傳遞迅速、使用方便、高效率等特點(diǎn)。 可行性分析 目標(biāo)和方案的可行性，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析： 技術(shù)方面的可行性 技術(shù)人員具有所需的技術(shù)水平； 基礎(chǔ)管理技術(shù)滿足系統(tǒng)開發(fā)要求； 組織系統(tǒng)可以合理組織人、財(cái)、物及提供售后服務(wù)支持； 硬件可滿足本系統(tǒng)需要； 軟件可滿足本系統(tǒng)需要； 經(jīng)濟(jì)方面的可行性 信息系統(tǒng)建設(shè)的投入是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性工程，建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，投資費(fèi)用高，因此，必須做到項(xiàng)目的總體規(guī)劃，分系統(tǒng)、分步驟進(jìn)行，并考慮前后建設(shè)的連續(xù)性，避免重復(fù)性投資和資源浪費(fèi)。主要功能將包括： ● 監(jiān)控本區(qū)域網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和流量； ● 發(fā)現(xiàn)并排除各種網(wǎng)絡(luò)故障，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)； ● 收集、統(tǒng)計(jì)、保存和交換網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)參數(shù)； ● 實(shí)施整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)費(fèi)功能。信息系統(tǒng)的建設(shè)是教育局信息化進(jìn)程中的一個(gè)里程碑，它提高了教育局在行政、教育和管理方面的效率，并且利用網(wǎng)絡(luò)為學(xué)校提供優(yōu)質(zhì)的多元化服務(wù)，因而推動(dòng)和加速了整個(gè)教育局的信息化發(fā)展。 ☆ 防止信息泄漏 由于采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 C2 安全級(jí)操作系統(tǒng)和大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，可以做到操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用程序三級(jí)保護(hù)。 防病毒、防非法入侵：主機(jī)系統(tǒng)采用的是具有很強(qiáng)防病毒干擾能力的操作系統(tǒng)，利用其嚴(yán)格權(quán)限管理機(jī)制，可以防止病毒、防非法入浸。故在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要嚴(yán)格按照機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建造機(jī)房，并對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用不間斷電源（ UPS）保護(hù)，確保整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，造成不必要的系統(tǒng)損壞。 1）系統(tǒng)安全 用戶口令、存取權(quán)限體系完善，系統(tǒng)具有基本的安全管理機(jī)制，如：用戶標(biāo)識(shí)、口令檢查、存取權(quán)限制度，為滿足這一需求，選用 NT 操作系統(tǒng)，其多用戶、多任務(wù)，適于大系統(tǒng)的維護(hù)管理，并且提供了完備的權(quán)限管理功能，符合 C2 安全級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 具有最佳的性能價(jià)格比 我們仔細(xì)分析討論了教育局信息中心系統(tǒng)的需求，力求設(shè)計(jì)緊貼用戶需求，在設(shè)計(jì)上尋求最佳的性能價(jià)格比。并且，隨著世界網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，主干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)能平滑升級(jí)。為了與這些專用系統(tǒng)互聯(lián)，所耗費(fèi)的代價(jià)甚至與新建系統(tǒng)不相上下，形成了一種“食之無味，棄之可惜”的“雞肋”現(xiàn)象。只有先進(jìn)的系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，才能發(fā)展，才能體現(xiàn)良好的低投入高產(chǎn)出的投資收益。 設(shè)計(jì)的原則 株洲市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)將是一項(xiàng)關(guān)系到教育局運(yùn)營(yíng)的重大網(wǎng)絡(luò)工程，它的設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： 高效實(shí)用性 作為一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)用性永遠(yuǎn)是放在第一位的。邊遠(yuǎn)地區(qū)的孩子因此將能夠得到與沿海地區(qū)的孩子同等的教育，所有人將因此得到受高等教育的機(jī)會(huì)，國(guó)民的整體素質(zhì)將極大的提高。特別是教育領(lǐng)域，傳統(tǒng)的教學(xué)模式正面臨著重大變革。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)扮演著越來越重要的角色。電腦教室、校園網(wǎng)、教育中心網(wǎng)站、網(wǎng)上 學(xué)校的出現(xiàn)，使得接受教育不再受時(shí)間、地域或是年齡的限制。 株洲市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心 系統(tǒng)體現(xiàn)了在 21 世紀(jì)教育中以因特網(wǎng)為溝通媒介、以多媒體教學(xué)為手段的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要性。 先進(jìn)性、成熟性 作為一個(gè)系統(tǒng)，先進(jìn)性是系統(tǒng)賴以生存發(fā)展的基礎(chǔ)。 從國(guó)內(nèi)外的一些系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)來看，開放性與標(biāo)準(zhǔn)化原則如不能保證，則會(huì)在系統(tǒng)的使用階段出現(xiàn)后期使用的 維護(hù)困難，系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用加大，甚至必須重復(fù)投資等問題。 可擴(kuò)展性及易升級(jí)性 面對(duì)中國(guó) IT 的飛速發(fā)展，系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須有非常好的擴(kuò)充性。 良好的可管理性和可維護(hù)性 株洲市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)是由多種設(shè)備組成的較為復(fù)雜的系統(tǒng)，因此我們著重考慮所選產(chǎn)品具有良好的可管理性和可維護(hù)性，所選產(chǎn)品具有良好的可管理性和可維護(hù)性。系統(tǒng)的安全性是保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件和基礎(chǔ)，也是株洲市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的重要要求之一。 2）硬件設(shè)備安全分析 ☆ 環(huán)境安全 運(yùn)行環(huán)境中具有防靜電、避雷、溫度、濕度、防火等方面的安全措施。 權(quán)限控制體系完備：根據(jù) NT 操作系統(tǒng)的權(quán)限管理體系，可建立完善的權(quán)限管理機(jī)制。 ☆ 防止傳輸、存取錯(cuò)誤 選用具有可靠傳輸能力的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用 TCP/IP 協(xié)議，該協(xié)議支持可靠的數(shù)據(jù)傳輸，可以在收到數(shù)據(jù)的同時(shí)，進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，并在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)建立重傳過程。 通過建立信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、電子化、全面信息共享。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理中心收集本地網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的狀態(tài)信息，維護(hù)本地網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并將必要的管理信息向上級(jí)傳送匯報(bào)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中心局域網(wǎng)將上述的各個(gè)部分連接在一起，并根據(jù)實(shí)際的需要，兼顧速率、安全、開放性等方面的因素。 第二部分、 教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決方案 教育主管部門網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的建設(shè)是為教育局辦公、管理提供服務(wù)的，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)主要目標(biāo)是在教育局管轄范圍內(nèi)，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，建立在教育局內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（ BDFZIntra）并通過高速信道與教育科研網(wǎng)（ Cer）、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)（ ChinaNET）相連，同時(shí)建設(shè)信息資源管理中心。 本著建設(shè)一流教育局信息中心的精神，我們提出了以下教育局網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)： 1） 內(nèi)部信息發(fā)布：教育局向各學(xué)校發(fā)布規(guī)章制度、規(guī)劃、計(jì)劃、通知等公開信息等。 5）外部通信：通過廣域網(wǎng)或?qū)＞€或無線或衛(wèi)星寬帶連接，可與學(xué)?；驀?guó)內(nèi)外的同行進(jìn)行信息交流。提供容錯(cuò)設(shè)計(jì)，支持故障檢測(cè)和恢復(fù)，可管理性強(qiáng)。 7）高效原則 性能指標(biāo)高，軟硬件性能充分發(fā)揮。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)運(yùn)行良好、提供服務(wù)齊全的網(wǎng)絡(luò)中，各子網(wǎng)間的通訊和子網(wǎng)內(nèi)部通訊大約各占 50%；而且隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，多媒體主頁(yè)、視頻點(diǎn)播（多點(diǎn)廣播）大量采用，這些都要占有大量主干帶寬；以及虛擬網(wǎng)技術(shù)的采用，傳統(tǒng)子網(wǎng)概念已經(jīng)變化，使得一個(gè)子網(wǎng)可以分布于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致子網(wǎng)內(nèi)部通訊也要通過主干網(wǎng)絡(luò)；因此經(jīng)過主干網(wǎng)絡(luò)的流量將占 80%以上，這就要求主干網(wǎng)絡(luò)必須具有極高的傳輸速率，最大限度的避免堵塞。 ATM 有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（ NNI 與 UNI），目前 UNI已制定出標(biāo)準(zhǔn)，而 NNI 還未形成標(biāo)準(zhǔn)，這樣不同廠家的 ATM 產(chǎn)品互連存在著問題。 ATM 的優(yōu)越性是如此明顯，使人們迫不及待地將它推向了市場(chǎng)，并以指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)速度迅速普及。 FDDI 提供 100Mbps 帶寬，當(dāng)幀從 FDDI 到以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，以太網(wǎng) 10Mbps 帶寬將成為瓶頸。 快速以太網(wǎng)交換機(jī)支持虛擬網(wǎng)，可有效地增加網(wǎng)絡(luò)性能。 ● 工業(yè)支持較強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)激烈，使產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)較低。 信息中心路由分析 根據(jù)前面分析，一個(gè)多媒體網(wǎng)絡(luò) 60%甚至 80%以上的流量要經(jīng)過路由，采用傳統(tǒng)的路由方式連接各子網(wǎng)必須導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)在路由器上匯集，發(fā)生堵塞，從而導(dǎo)致丟包，會(huì)大大限制多媒體應(yīng)用，因此必須采用先 進(jìn)高效的路由技術(shù)，保證整個(gè)教育局網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)層暢通無阻。 基于包的交換 采用與傳統(tǒng)路由器相近的交換方式，對(duì)每一個(gè)包進(jìn)行檢查。在處理器性能不高時(shí)，基于流的交換是一種常用的提高路由的方法，但是有極大的缺陷：沒有通用標(biāo)準(zhǔn)，與路由器技術(shù)不兼容，無法與路由器自動(dòng)交換器由信息；需要支持基于流交換的網(wǎng)卡和驅(qū)動(dòng)程序；安全性能低，不支持先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全控制。提供第二、第三、第四層無堵塞性能，強(qiáng)大的帶寬整形功能和八個(gè) 優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，以實(shí)現(xiàn)完善的第二、第三、第四層通信控制，最大的介質(zhì)靈活性，保護(hù)了超 5 類線基礎(chǔ)設(shè)施投資，并以光纖 GBIC突破了距離的限制。 根據(jù)以上分析，我們充分考慮了系統(tǒng)的性能價(jià)格比，采用了具有高可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性、最標(biāo)準(zhǔn)的英特爾公司的全套網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。 CISCO3550 通過增加 1000MFX 光纖模塊，由光纜接入網(wǎng)絡(luò)中心的 CISCO4006。屬于同一虛擬網(wǎng)的用戶，無論工作需要移動(dòng)到哪一個(gè)網(wǎng)段上，都不必改變網(wǎng)絡(luò)的物理連接從而保證了用戶移動(dòng)的 靈活性。虛擬擬網(wǎng)則是用邏輯智能來構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，使處于不同網(wǎng)段的用戶可以通過軟件設(shè)置而處于同一邏輯局域網(wǎng)內(nèi)，形成邏輯工作組，而不必將其進(jìn)行物理連接，并保證 網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性。 通過虛似子網(wǎng)劃分，把網(wǎng)絡(luò)分為幾個(gè)邏輯區(qū)域，分別對(duì)應(yīng) IP 子網(wǎng)，相互之間通過第三層網(wǎng)絡(luò)交換通信。中心子網(wǎng)負(fù)責(zé)向整個(gè)教育局信息中心提供服務(wù)。路由是基于虛擬網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，每個(gè)虛擬網(wǎng)有一個(gè)缺省網(wǎng)關(guān)。 ◆ 主干網(wǎng)連接 連接主干網(wǎng)的設(shè)備，通常有較多的網(wǎng)絡(luò)接口，匯集了大量的數(shù)據(jù)流量，并且往往要保存復(fù)雜而龐大的路由表；再加上有骨干網(wǎng)的高可靠性的需要，所以，對(duì)設(shè)備的要求比較高。同時(shí)，選用CISCO 路由器作為所撥號(hào)訪問的服務(wù)器，提供異步撥號(hào)入網(wǎng)。而骨干網(wǎng)的路由需要根據(jù)骨干網(wǎng)的具體結(jié)構(gòu)來定，一般來說，網(wǎng)狀的骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)使用 OSPF協(xié)議，如 CERNET 即采用此種協(xié)議；而樹狀結(jié)構(gòu)的骨干網(wǎng)一般采用靜態(tài)路由即可，而且速度較快。通過 CISCO 提供的管理方法，可以設(shè)置完善的管理員安 全策略，能夠有效地防止非法用戶竊取管理員權(quán)限，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行任何改動(dòng)。在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，信息和知識(shí)的傳播完全依賴于其物質(zhì)載體－－書籍，一本書中的知識(shí)不能同時(shí)被多個(gè)讀者共享，另外，學(xué)生在靜態(tài)的書籍中不能動(dòng)態(tài)的獲取信息和知識(shí)。現(xiàn)階段，各大中院校積極開拓電子化教學(xué)方式，校園網(wǎng)絡(luò)日益完善，電子化 在現(xiàn)有教育基礎(chǔ)中占有越來越重要的位置。同時(shí)，由于對(duì)設(shè)備的各方面要求相對(duì)于高應(yīng)用行業(yè)（如銀行、電信）較低，需求基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)與設(shè)備滿足 其需求。 ? 相關(guān)系統(tǒng)軟件 操作系統(tǒng)軟件； Inter/Intra 服務(wù)器軟件： DNS、 WWW、 FTP、 Email、 BBS 等； 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)； 計(jì)費(fèi)軟件； 網(wǎng)絡(luò)管理軟件； 網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)軟件（ HIDS、 Proxy）。具體采用的技術(shù)和要點(diǎn)我們?cè)谙旅娴奈淖种凶骶唧w的分析。 Cluster 必須可以協(xié)調(diào)管理各分離的組件的錯(cuò)誤和失敗，并可透明地向Cluster 中加入組件。 Cluster 內(nèi)各節(jié)點(diǎn)服務(wù)器通過一內(nèi)部局域網(wǎng)相互通訊。 ? 服務(wù)器集群建立的要求 服務(wù)器集群的最低要求是： 兩臺(tái)服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)互連； 允許每臺(tái)服務(wù)器訪問雙方的公用磁盤數(shù)據(jù)； 專用的集群軟件，如 Microsoft Cluster Server（ MSCS）、 DataWare。用戶的數(shù)據(jù)放在外接磁盤柜的存儲(chǔ)盤里。一旦主機(jī)修復(fù)好后，又可把任務(wù)從備用機(jī)切回到主機(jī)。 系統(tǒng)具有二個(gè)獨(dú)立的 RAID 控制器：雙機(jī)系統(tǒng)中每臺(tái)服務(wù)器都分別擁有專為 Cluster 設(shè)計(jì)的獨(dú)特版本的陣列控制器，系統(tǒng)為一雙控制器結(jié)構(gòu)。 ? 從管理的角度出發(fā)： 方便的系統(tǒng)修復(fù)。 四、 集群的擴(kuò)充 在中心使用集群軟件和中間件以 及中間件支持的負(fù)載均衡處理，應(yīng)用服務(wù)器可以由群集的兩臺(tái)擴(kuò)充到多臺(tái)，系統(tǒng)自動(dòng)完成流控等功能，如下圖所示： 圖 服務(wù)器集群擴(kuò)充 五、 小結(jié) 在設(shè)計(jì)主機(jī)系統(tǒng)時(shí)，我們要考慮到關(guān)鍵服務(wù)器的平臺(tái)構(gòu)建，譬如郵件服務(wù)器由于肩負(fù)著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶的郵件服務(wù)，一旦郵件服務(wù)器癱瘓或宕機(jī)，將直接影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的郵件運(yùn)作，其任務(wù)之重使其在整個(gè)主機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)該占有較為重要的地位，因此設(shè)想中將采用了雙節(jié)點(diǎn)集群技術(shù)來構(gòu)建郵件服務(wù)器平臺(tái)，從而保證郵件系統(tǒng)的正常運(yùn)作。有效地存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，與信息的快速訪問和有效利用相結(jié)合，統(tǒng)一訪問、共享和管理數(shù)據(jù)使其滿足廣大師生，滿足教育行業(yè)教學(xué)，信息傳播電子化則成為 IT 行業(yè)在教育行業(yè)需要解決的首要任務(wù)。NAS)上。對(duì)于多臺(tái)設(shè)備同時(shí)訪問的局域網(wǎng)中，設(shè)備響應(yīng)速度是關(guān)鍵； ? 簡(jiǎn)便管理 安裝使用維護(hù)簡(jiǎn)單便利， GUI 圖形用戶界面，菜單顯而易見且可操作； ? 數(shù)據(jù)安全 用磁盤保存的那些無需修改的資料，數(shù)據(jù)庫(kù)要求很高的安全性及真正只讀，保持資料的不可寫入特性，杜絕黑客非法侵入修改數(shù)據(jù)庫(kù)； ? 擴(kuò)展升級(jí) 存儲(chǔ)系統(tǒng)不僅為當(dāng)前系統(tǒng)正常的連接和運(yùn)行提供保障，也為未來的擴(kuò)展提供更大空間和靈活性； ? 連接性和開放性 存儲(chǔ)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境越來越多， Windows， Unix 交