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通遼市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案(更新版)

2024-12-30 15:27上一頁面

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【正文】 正常運轉(zhuǎn)的前提條件和基礎(chǔ),也是通遼市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的重要要求之一。 可擴展性及易升級性 面對中國 IT 的飛速發(fā)展,系統(tǒng)的計算機設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須有非常好的擴充性。 2 先進性、成熟性 作為一個系統(tǒng),先進性是系統(tǒng)賴以生存發(fā)展的基礎(chǔ)。電腦教室、校園網(wǎng)、教育中心網(wǎng)站、網(wǎng)上學校的出現(xiàn),使得接受教育不再受時間、地域或是年齡的限制。特別是教育領(lǐng)域,傳統(tǒng)的教學模式正面臨著重大變革。 設(shè)計的原則 通遼市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)將是一項關(guān)系到教育局運營的重大網(wǎng)絡(luò)工程, 它的設(shè)計必須遵循以下原則: 高效實用性 作為一個系統(tǒng),實用性永遠是放在第一位的。為了與這些專用系統(tǒng)互聯(lián),所耗費的代價甚至與新建系統(tǒng)不相上下,形成了一種“食之無味,棄之可惜”的“雞肋”現(xiàn)象。 具有最佳的性能價格比 我們仔細分析討論了教育局信息中心系統(tǒng)的需求,力求設(shè)計緊貼用戶需求,在設(shè)計上尋求最佳的性能價格比。故在整個系統(tǒng)設(shè)計中,要嚴格按照 機房設(shè)計標準建造機房,并對計算機系統(tǒng)采用不間斷電源( UPS)保護,確保整個系統(tǒng)在運行過程中,造成不必要的系統(tǒng)損壞。 ☆ 防止信息泄漏 由于采用符合國際標準的 C2 安全級操作系統(tǒng)和大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫,可以做到操作 系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用程序三級保護。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,維護網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn); ● 收集、統(tǒng)計、保存和交換網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)參數(shù); ● 實施整個網(wǎng)絡(luò)的計費功能。 為了提高教育局工作效率和管理水平,應在教育局信息中心聯(lián)網(wǎng)并建立計算機輔助辦公支持系統(tǒng),建立遠程教學系統(tǒng)資源管理中心,建立能覆蓋各學校主要職能部門的 綜合管理信息網(wǎng),能處理各學校的主要事務,并且通遼市教育城域網(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。 6)接入因特網(wǎng):通過 ISP/ADSL 接入 ChinaNet、 Inter,對外發(fā)布信息。 8)靈活原則 系統(tǒng)配置靈活,備用和可選方案多,能夠適應應用和技術(shù)發(fā)展需要。由于 ATM 技術(shù)不成熟,若過早的采用 ATM 產(chǎn)品,就不能有效地保護用戶現(xiàn)有的投資,而且應用到桌面情況下 ATM 價格還太貴。 快速以太網(wǎng)可采用全雙工 200Mbps 連接, FDDI在某一時刻只能單方向傳輸(半雙工)。 ● 安裝和配置簡單,現(xiàn)有的管理工具依然可用。目前的第三層交換機憑借先進的 AISC 技術(shù),對 IP 包直接進行芯片道路級處理,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)路由器進行相互的自學習,掌握整個網(wǎng)絡(luò)的路由信息。 在教育局信息中心網(wǎng)絡(luò)中,采用的第三層交換機是基于包進行交換的,能夠進行分布路由,為了避免發(fā)生堵塞,第 三層交換機必須能夠提供接近交換速度的路由能力。 虛偽網(wǎng)劃分 虛擬網(wǎng)( VLAN)技術(shù)同傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)一樣,也是由一個一個物理的網(wǎng)絡(luò)組成,劃分虛擬網(wǎng)以后,一是可以隔離廣播,交換機只能隔離沖突,不能隔離廣播,劃分 VLAN 可 臺有效的防止廣播風暴,同時也可以增加網(wǎng)絡(luò)的安全性;二是可以不依據(jù)地理位置來劃分邏輯子網(wǎng);同一虛網(wǎng)內(nèi)的用戶不一定都連接在同一物理網(wǎng)段上,就是說同一虛網(wǎng)內(nèi)的用戶可以在同一座大樓內(nèi)不同的辦公室里,也可以在不同的大樓甚至可以在不同的城市工作。 交換式虛擬網(wǎng)絡(luò)在帶寬利用、組網(wǎng)費用和網(wǎng)絡(luò)管理等方面都具有十分優(yōu)越的性能 。 ▲ 其它子網(wǎng) 其它子網(wǎng)的劃分先按照每個高速節(jié)點對應一個虛擬網(wǎng)的方式進行劃分,并且對應一個或者一部分 C 類 IP 網(wǎng)絡(luò)地址。網(wǎng)絡(luò)中心的廣域網(wǎng)連接采用一臺 Intel 路由器,為各個園區(qū)網(wǎng)連入提供連接。 教育局信息中心的 WAN 連接的路由協(xié)議,可根據(jù)具體的骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)來選擇相應的協(xié)議。傳統(tǒng)的教學方式和信息知識傳播方式嚴重地阻礙了教與學互動的充分發(fā)揮。而在數(shù)據(jù)的存儲與管理方面,則更加側(cè)重數(shù)據(jù)的多平臺共享性,集中存儲與管理能力,數(shù)據(jù)在復雜 操作系統(tǒng)平臺之間的共享,數(shù)據(jù)的低成本備份與保護等方面。 一、 集群的簡介 ? 集群的定義 Cluster 集群技術(shù)可如下定義:一組相互獨立的服務器在網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)為單一的系統(tǒng),并以單一系統(tǒng)的模式加以管理。當一臺節(jié)點服務器發(fā)生故障時,這臺服務器上所運行的應 用程序?qū)⒃诹硪还?jié)點服務器上被自動接管。操作系統(tǒng)和用戶程序安裝在兩臺服務器的內(nèi)置系統(tǒng)盤上。系統(tǒng)盤和共享數(shù)據(jù)盤分別做了不同等級的容錯,保證了系統(tǒng)在任意一片硬盤故障時,仍然能正常運行。其他諸如數(shù)據(jù)庫等服務器可視網(wǎng)絡(luò)用戶的具體需求來決定如何構(gòu)建,在這不作具體分析。數(shù)據(jù)平臺體系結(jié)構(gòu)將變得與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)同等重要?;诮逃袠I(yè)特點,如何以較低的成本對數(shù)據(jù)進行集中存儲和管理。每一次的切換不會影響下一次切換。 即當主服務器運行某個應用系統(tǒng)時,備份機不停地監(jiān)視主服務器,一但主服務器發(fā)生故障(主機故障,網(wǎng)絡(luò)故障、軟件故障等),備份機就會自動接管主機的任務,使得整個應用系統(tǒng)能繼續(xù)工作。當以上任一故障發(fā)生時,客戶將能很快連接到新的應用服務上。 17 Cluster 大多數(shù)模式下,集群中所有的計算機擁有一個共同的名稱,集群內(nèi)任一系統(tǒng)上運行的服務可被所有的網(wǎng)絡(luò)客戶所使用。 ? 要求 支持多 CPU; 系統(tǒng)應具有強大的計算能力和事務處理能力; 具有連續(xù)的可擴充性和強大的升級能力; 配置功能強大、穩(wěn)定、易操作性、成熟的操作系統(tǒng); 具有卓越的可靠性、可用性和可維護性; 具有靈活多樣的網(wǎng)絡(luò)連通性; 具有優(yōu)異的性能價格比; 支持 RAID; PC 服務器要基于 Intel架構(gòu); 對直接上網(wǎng)用戶進行計費,網(wǎng)絡(luò)管理方便,網(wǎng)絡(luò)要求有一定的安全性。多媒體網(wǎng)上教育作為知識信息的傳播工具越來越多的為大家所認可,同時也廣泛的得到了大家的支持。對教育局信息中心的管理主要采用基于 Intel Device View for Web 的管理方法,基于 Intel Device View for Windows 的管理方法進行輔助管理,而基于 tel 和終端仿真的管理方法作為備用。 ◆ 下屬園區(qū)網(wǎng)的接入 網(wǎng)絡(luò)中心使用上述的 CISCO 路由器,同時作為下屬園區(qū)網(wǎng)通過專線或無線的接入。 ▲ 分布路由設(shè)置 由于 CISCO 的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品支持分布式的虛擬網(wǎng)設(shè)置,因此整個網(wǎng)絡(luò)只需要維護一套虛擬網(wǎng)列表。利用網(wǎng)管軟件可以方便地劃分 VLAN。虛似網(wǎng)的劃分和管理是利用軟件來實現(xiàn)的。在關(guān)鍵子網(wǎng),保證與主干網(wǎng)絡(luò)高速通道的足夠帶寬,以及冗余連接。 基于流的交換 當需要進行跨路由數(shù)據(jù)傳輸時,第一個包進行常規(guī)路由處理,后續(xù)包直接進行轉(zhuǎn)發(fā)。 建立教育局信息中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應高起點,統(tǒng)一全面規(guī)劃,并考慮到將來的擴展與投資的 保護;因此,為適應教育局的發(fā)展,以可延展的方式提供更多的帶寬,滿足復雜的事務處理能力,教育局信息中心的主干采用領(lǐng)導高速網(wǎng)絡(luò)發(fā)展 先進交換技術(shù)的快速以太網(wǎng)為主干,并充分考慮將來到 ATM 的升級。 快速以太網(wǎng)通過生成樹增加容錯特性, FDDI采用雙環(huán)容錯技術(shù),但其代價比快速以太網(wǎng)要高,而且在斷環(huán)的情況下,嚴重影響通路情況。但是,毫無疑問 ATM 將成為工作組網(wǎng)、多媒體網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)發(fā)展的目標,將局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)最終隔合為一個統(tǒng)一的 ATM 通訊世界。 10)模塊化 每種功能都由一定的模塊來實現(xiàn),方案只需要選擇不同的模塊,并將這些模 8 通遼市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心設(shè)計方案 總體結(jié)構(gòu) 9 網(wǎng)絡(luò)通道技術(shù)選擇 ☆ 流量分析 主干網(wǎng)絡(luò)作為教育局信息中心的運行核心,它決定整個教育局信息中心網(wǎng)絡(luò)的性能。 3)實用原則 實用有效是最主要的設(shè)計目標,設(shè)計結(jié)果能滿足需求行之有效。教育局信息中心局域網(wǎng)是整個教育局信息中心系統(tǒng)的一部分,通過專線或無線與下屬學校相連。 網(wǎng)絡(luò)中心局域網(wǎng) 通遼市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)自己的局域網(wǎng),并以此為平臺組建教育局教育研究中心及培訓中心等,可以負責一定 的教研開發(fā)工作,并可以向所屬單位園區(qū)網(wǎng)提供技術(shù)支持和咨詢,指導各個園區(qū)網(wǎng)的建設(shè)和管理,定期對所屬范圍的網(wǎng)絡(luò)管理人員進行技術(shù)培訓,舉辦各類培訓班。 4 整個系統(tǒng)的建設(shè),應用是關(guān)鍵。 3)軟件安全保密 操作系統(tǒng)、系統(tǒng)程序、應用軟件運行穩(wěn)定,在應用軟件開發(fā)中,遵循安全、可靠、實用的原則,在充分利用現(xiàn)有的系統(tǒng)支持軟件基礎(chǔ)上,進行應用軟件的設(shè)計、開發(fā)。力求系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運行。主要產(chǎn)品,如服務器,網(wǎng)絡(luò)等 都支持開放的 CLIENT/SERVER 結(jié)構(gòu),并且,所選產(chǎn)品都遵循相應的標準。方案所推薦的主要技術(shù)和產(chǎn)品具有成熟、穩(wěn)定、實用的特點,并充分滿足教育局各個下屬單位園區(qū)網(wǎng)接入的需要。國家在《關(guān)于深化教育改革全面推進素質(zhì)教育的決定》中明確提出:要大力提高教育技術(shù)手段的現(xiàn)代化水平和教育信息化程度,加強經(jīng)濟實用型平臺系統(tǒng)和校園網(wǎng)或局域網(wǎng)的建設(shè)。在當今知識經(jīng)濟時代, 競爭歸根到底是科教興國戰(zhàn)略,將教育擺到了重中之重的位置。我們的根本原則就是能最大限度地滿足通遼市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)建設(shè)實際的需要。 本系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品具開放性,采用 TCP/IP 協(xié)議作為主協(xié)議。 具有高可靠性和安全性 本方案所采用的主要產(chǎn)品采用可靠性設(shè)計,服務器采用高可靠性技術(shù)。 ☆ 硬件設(shè)備安全性 在網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備及主服務器的選擇上,考慮到其可靠性,如:網(wǎng)絡(luò)接口冗余、支持熱插拔、電源可實現(xiàn)均衡負載和冗余、熱備份等。 ☆ 保證數(shù)據(jù)完整性 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選用 Client/Server 體系結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫選用大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放在主機數(shù)據(jù)庫中,并配有數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)恢復、錯誤處理功能,可充分保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。 廣域網(wǎng)連接部分 廣域網(wǎng)連接部分主要包括各個校園網(wǎng)的接入,各個學校的園區(qū)網(wǎng)可以根據(jù)各地的實際情況通過公用數(shù)據(jù)網(wǎng)或公用電話網(wǎng)或無線接入。 通遼市教育城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標是將教育局的各種 PC 機、工作站等,通過高性能的網(wǎng)絡(luò),連接到各種服務器上,組成分布式的計算環(huán)境,使其成為提高辦公、管理水平必不可少的網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境。 設(shè)計的依據(jù)與原則 設(shè)計依據(jù) 1)中國教學和科研計算機網(wǎng)絡(luò)( CERNET)工程技術(shù)規(guī)范書 2)中華人民共和國計算機信息網(wǎng)絡(luò)國際聯(lián)網(wǎng)管理暫行規(guī)定 3)有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)國際標準 4) RFC 有關(guān)文件 7 設(shè)計原則 1)開放原則 采用開放標準; 采用開放技術(shù); 采用開放結(jié)構(gòu); 采用開放系統(tǒng)組件; 2)可靠原則 設(shè)計結(jié)果穩(wěn)定可靠,具有高 MIBF(平均無故障時間)和 MTBR(平均無故障率),采用開放用戶接口。 9)可擴展性 能夠在規(guī)模和性能兩個方向上進行擴展,擴展后的性能有大幅度提高。此外 ATM 與傳統(tǒng)通訊協(xié)議如SNA、 DECNet、 NETWARE 等的互操作還有限。 快速以太網(wǎng)與以太網(wǎng)采用相同的幀格式,無需任何轉(zhuǎn)變,大大提高了轉(zhuǎn)發(fā)速度。 ● 支持交換方式,有全雙工方式通訊的產(chǎn)品。采用基于包交換 的第三層交換機,網(wǎng)絡(luò)的配置、設(shè)備和軟件都不需要變動,能夠?qū)崿F(xiàn)基于包的安全控制。另外為了在整個網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)虛擬網(wǎng)劃分,第三層交換機還必須支持分布式的虛擬網(wǎng)設(shè)置。他們是邏輯的連接在一起,而不是物理的連接在一起。所采用的設(shè)備 CISCO 快速以太網(wǎng)交換機可以提供強大的支持虛假網(wǎng)的性能。 13 ▲ 子網(wǎng)的分割 由于以節(jié)點為子網(wǎng)劃分依據(jù),每個子網(wǎng)范圍較大,可能包括幾個部門,不利于管理,也容易發(fā)生 IP 地址盜用問題,不利于計費,因此應該根據(jù)具體情況分割成為小子網(wǎng),從而進行以小子網(wǎng)為單位的管理。 Intel 路由器支持目前所有的主要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和路由協(xié)議: WAN 的接口支持 、 FrameRelay、 ISDN 等,并且它有擴展插槽,支持所有的 LAN 接口。 網(wǎng)絡(luò)管理 網(wǎng)絡(luò)管理對于一個大型 化的網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的,同時也具有挑戰(zhàn)性。 為了解決這一問題,在充分運用現(xiàn)代科學技術(shù)的基礎(chǔ)上,多媒體的網(wǎng)上教育系統(tǒng)應運而生。 由此,我們對主機系統(tǒng)的需求進行分析,概括如下: ? 用途 能提供 WWW、 Email、 DNS、 FTP、 News、 BBS、 DataBase 服務、多媒體教學、視頻點播、上網(wǎng)記費 、 網(wǎng)絡(luò)管理 及 OA 系統(tǒng) 等功能。此單一系統(tǒng)為客戶工作站提供高可靠性的服務。當一個應用服務發(fā)生故障時,應用服務將被重新啟動或被另一臺服務器接管。 它分為三種模式: ? 被動式備份服務器 ( Standby) 指一臺為主服務器,一臺為輔服務器,輔服務器備份服 務器數(shù)據(jù),當主服務器發(fā)生故障時接替其工作。 ? 從安全的角度出發(fā): 雙機雙控容錯系統(tǒng)的硬件設(shè)計保證了系統(tǒng)可支持安全的多次切換。 主機系統(tǒng)存儲的實現(xiàn) 一、 概述 存儲建設(shè) 的關(guān)鍵 19 教育電子化的各種方式的基礎(chǔ)就是各種多媒體數(shù)據(jù),在現(xiàn)有 IP 校園網(wǎng)絡(luò)上的級中存儲,共享與傳輸。所以,如何構(gòu)建一個高可用性、可擴展性、可管理性的多媒體數(shù)據(jù)
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