【正文】 正常運(yùn)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(kuò)展性及易升級(jí)性 面對(duì)中國 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。 2 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)。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。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。 設(shè)計(jì)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(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。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。 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。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。 ☆ 防止信息泄漏 由于采用符合國際標(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，可以做到操作 系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序三級(jí)保護(hù)。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。 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(diǎn)。 6）接入因特網(wǎng)：通過 ISP/ADSL 接入 ChinaNet、 Inter，對(duì)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(yīng)應(yīng)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(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。 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）。 ● 安裝和配置簡(jiǎn)單，現(xiàn)有的管理工具依然可用。目前的第三層交換機(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。 在教育局信息中心網(wǎng)絡(luò)中，采用的第三層交換機(jī)是基于包進(jìn)行交換的，能夠進(jìn)行分布路由，為了避免發(fā)生堵塞，第 三層交換機(jī)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(gè)一個(gè)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(jī)只能隔離沖突，不能隔離廣播，劃分 VLAN 可 臺(tái)有效的防止廣播風(fēng)暴，同時(shí)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(fèi)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(gè)高速節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)虛擬網(wǎng)的方式進(jìn)行劃分，并且對(duì)應(yīng)一個(gè)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(tái) Intel 路由器，為各個(gè)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(yīng)的協(xié)議。傳統(tǒng)的教學(xué)方式和信息知識(shí)傳播方式嚴(yán)重地阻礙了教與學(xué)互動(dòng)的充分發(fā)揮。而在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理方面，則更加側(cè)重?cái)?shù)據(jù)的多平臺(tái)共享性，集中存儲(chǔ)與管理能力，數(shù)據(jù)在復(fù)雜 操作系統(tǒng)平臺(tái)之間的共享，數(shù)據(jù)的低成本備份與保護(hù)等方面。 一、 集群的簡(jiǎn)介 ? 集群的定義 Cluster 集群技術(shù)可如下定義：一組相互獨(dú)立的服務(wù)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(dāng)一臺(tái)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，這臺(tái)服務(wù)器上所運(yùn)行的應(yīng) 用程序?qū)⒃诹硪还?jié)點(diǎn)服務(wù)器上被自動(dòng)接管。操作系統(tǒng)和用戶程序安裝在兩臺(tái)服務(wù)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(jí)的容錯(cuò)，保證了系統(tǒng)在任意一片硬盤故障時(shí)，仍然能正常運(yùn)行。其他諸如數(shù)據(jù)庫等服務(wù)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(tái)體系結(jié)構(gòu)將變得與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)同等重要。基于教育行業(yè)特點(diǎn)，如何以較低的成本對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)和管理。每一次的切換不會(huì)影響下一次切換。 即當(dāng)主服務(wù)器運(yùn)行某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，備份機(jī)不停地監(jiān)視主服務(wù)器，一但主服務(wù)器發(fā)生故障（主機(jī)故障，網(wǎng)絡(luò)故障、軟件故障等），備份機(jī)就會(huì)自動(dòng)接管主機(jī)的任務(wù)，使得整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)能繼續(xù)工作。當(dāng)以上任一故障發(fā)生時(shí)，客戶將能很快連接到新的應(yīng)用服務(wù)上。 17 Cluster 大多數(shù)模式下，集群中所有的計(jì)算機(jī)擁有一個(gè)共同的名稱，集群內(nèi)任一系統(tǒng)上運(yùn)行的服務(wù)可被所有的網(wǎng)絡(luò)客戶所使用。 ? 要求 支持多 CPU； 系統(tǒng)應(yīng)具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和事務(wù)處理能力； 具有連續(xù)的可擴(kuò)充性和強(qiáng)大的升級(jí)能力； 配置功能強(qiáng)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(hù)性； 具有靈活多樣的網(wǎng)絡(luò)連通性； 具有優(yōu)異的性能價(jià)格比； 支持 RAID； PC 服務(wù)器要基于 Intel架構(gòu)； 對(duì)直接上網(wǎng)用戶進(jìn)行計(jì)費(fèi)，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(shí)信息的傳播工具越來越多的為大家所認(rèn)可，同時(shí)也廣泛的得到了大家的支持。對(duì)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(jìn)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(shí)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(gè)網(wǎng)絡(luò)只需要維護(hù)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(shí)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(dāng)需要進(jìn)行跨路由數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，第一個(gè)包進(jìn)行常規(guī)路由處理，后續(xù)包直接進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 建立教育局信息中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)高起點(diǎn)，統(tǒng)一全面規(guī)劃，并考慮到將來的擴(kuò)展與投資的 保護(hù)；因此，為適應(yīng)教育局的發(fā)展，以可延展的方式提供更多的帶寬，滿足復(fù)雜的事務(wù)處理能力，教育局信息中心的主干采用領(lǐng)導(dǎo)高速網(wǎng)絡(luò)發(fā)展 先進(jìn)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(jí)。 快速以太網(wǎng)通過生成樹增加容錯(cuò)特性， FDDI采用雙環(huán)容錯(cuò)技術(shù)，但其代價(jià)比快速以太網(wǎng)要高，而且在斷環(huán)的情況下，嚴(yán)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(biāo)，將局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)最終隔合為一個(gè)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(shí)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(jì)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(yùn)行核心，它決定整個(gè)教育局信息中心網(wǎng)絡(luò)的性能。 3）實(shí)用原則 實(shí)用有效是最主要的設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)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(gè)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(xué)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(tái)組建教育局教育研究中心及培訓(xùn)中心等，可以負(fù)責(zé)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(dǎo)各個(gè)園區(qū)網(wǎng)的建設(shè)和管理，定期對(duì)所屬范圍的網(wǎng)絡(luò)管理人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，舉辦各類培訓(xùn)班。 4 整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)，應(yīng)用是關(guān)鍵。 3）軟件安全保密 操作系統(tǒng)、系統(tǒng)程序、應(yīng)用軟件運(yùn)行穩(wěn)定，在應(yīng)用軟件開發(fā)中，遵循安全、可靠、實(shí)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(jìn)行應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)、開發(fā)。力求系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。主要產(chǎn)品，如服務(wù)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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。方案所推薦的主要技術(shù)和產(chǎn)品具有成熟、穩(wěn)定、實(shí)用的特點(diǎn)，并充分滿足教育局各個(gè)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(jìn)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(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用型平臺(tái)系統(tǒng)和校園網(wǎng)或局域網(wǎng)的建設(shè)。在當(dāng)今知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代， 競(jìng)爭(zhēng)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(shí)際的需要。 本系統(tǒng)是一個(gè)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(jì)，服務(wù)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(wù)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(shí)現(xiàn)均衡負(fù)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(jī)數(shù)據(jù)庫中，并配有數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)恢復(fù)、錯(cuò)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(gè)校園網(wǎng)的接入，各個(gè)學(xué)校的園區(qū)網(wǎng)可以根據(jù)各地的實(shí)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(biāo)是將教育局的各種 PC 機(jī)、工作站等，通過高性能的網(wǎng)絡(luò)，連接到各種服務(wù)器上，組成分布式的計(jì)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(jì)的依據(jù)與原則 設(shè)計(jì)依據(jù) 1）中國教學(xué)和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（ CERNET）工程技術(shù)規(guī)范書 2）中華人民共和國計(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn) 4） RFC 有關(guān)文件 7 設(shè)計(jì)原則 1）開放原則 采用開放標(biāo)準(zhǔn)； 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(jì)結(jié)果穩(wěn)定可靠，具有高 MIBF（平均無故障時(shí)間）和 MTBR（平均無故障率），采用開放用戶接口。 9）可擴(kuò)展性 能夠在規(guī)模和性能兩個(gè)方向上進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)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(jī)，網(wǎng)絡(luò)的配置、設(shè)備和軟件都不需要變動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)基于包的安全控制。另外為了在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)劃分，第三層交換機(jī)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(jī)可以提供強(qiáng)大的支持虛假網(wǎng)的性能。 13 ▲ 子網(wǎng)的分割 由于以節(jié)點(diǎn)為子網(wǎng)劃分依據(jù)，每個(gè)子網(wǎng)范圍較大，可能包括幾個(gè)部門，不利于管理，也容易發(fā)生 IP 地址盜用問題，不利于計(jì)費(fèi)，因此應(yīng)該根據(jù)具體情況分割成為小子網(wǎng)，從而進(jìn)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(kuò)展插槽，支持所有的 LAN 接口。 網(wǎng)絡(luò)管理 網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)于一個(gè)大型 化的網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的，同時(shí)也具有挑戰(zhàn)性。 為了解決這一問題，在充分運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，多媒體的網(wǎng)上教育系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 由此，我們對(duì)主機(jī)系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，概括如下： ? 用途 能提供 WWW、 Email、 DNS、 FTP、 News、 BBS、 DataBase 服務(wù)、多媒體教學(xué)、視頻點(diǎn)播、上網(wǎng)記費(fèi) 、 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(wù)。當(dāng)一個(gè)應(yīng)用服務(wù)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)用服務(wù)將被重新啟動(dòng)或被另一臺(tái)服務(wù)器接管。 它分為三種模式： ? 被動(dòng)式備份服務(wù)器 （ Standby） 指一臺(tái)為主服務(wù)器，一臺(tái)為輔服務(wù)器，輔服務(wù)器備份服 務(wù)器數(shù)據(jù)，當(dāng)主服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)接替其工作。 ? 從安全的角度出發(fā)： 雙機(jī)雙控容錯(cuò)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)保證了系統(tǒng)可支持安全的多次切換。 主機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn) 一、 概述 存儲(chǔ)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(jí)中存儲(chǔ)，共享與傳輸。所以，如何構(gòu)建一個(gè)高可用性、可擴(kuò)展性、可管理性的多媒體數(shù)據(jù)