【文章內容簡介】 平滑擴展。 三層交換與 VLAN 以往的數(shù)據(jù)交換多發(fā)生在 OSI 模型的第二層。近代隨著網絡技術的提升，交換技術已經實現(xiàn)了第三層交換和多層交換。多層交換技術的引入不但提高了校園網數(shù)據(jù)交換的效率，更大大增強了網絡數(shù)據(jù)交換服務的質量，滿足了不同類型的網絡應用程序。 近代交換網絡還引入了虛擬局域網的概念。 VLAN 將廣播域限制在單 11 個 VLAN 內部，限制了各 VLAN 間主機的廣播通信對其他 VLAN 的影響。當 VLAN 之間需要通信的時候，可以采用 VLAN 間的路由技術來實現(xiàn)。由于很多的網絡安全問題例如 ARP 欺騙、網絡嗅探、網絡掃描等都是利用廣播包來進行的，所以劃分 VLAN 后一個 VLAN 內出現(xiàn)的網絡安全問題將被限制在該 VLAN 之內，基本不會影響其他 VLAN。另外，由于 VLAN 間的通信需要經過路由器或三層交換機，因此可以在路由器或三層交換機上配置策略和訪問控制列表對 VLAN 間的通信加以控制，從而進一步提高安全性。 （二） 網絡拓撲結構設計 綜合布線系統(tǒng)設計 根據(jù) 北京行政學院平谷分院 各樓宇的結構和使用功能的需求，對該校區(qū)第一期的校園網建設進行了網絡信息端口的設計，各樓的主副弱電間位置以及網絡信息點數(shù)量詳見表 32。本期網絡建設的信息點主要集中在實訓樓、教學樓 A~D 棟，其信息點主要業(yè)務需求為遠程視頻會議、網絡視頻教學、在線研討、網頁瀏覽、數(shù)據(jù)傳輸、高速下載等，共有 1030 個高速網絡信息點，對網絡帶寬的要求較高。而教工宿舍樓是校園網數(shù)據(jù)業(yè)務流量的主要來源之一，其信息點業(yè)務需求一般為網頁瀏覽、在線視頻點播（ VOD）、游戲、下載等，屬于普通網絡信息點，共計 225 個。 42 信息點分布情況 12 根據(jù) 北京行政學院平谷分院 校園的地理規(guī)劃，將以網絡中心為中心匯聚點，校區(qū)內其他樓宇連接到網絡中心，并進一步擴展至各個 房間的星型拓撲結構。 但是，由于學校圖書館因施工進度原因仍在建設階段，所以 平谷分院的網絡中心將臨時設立在實訓樓一樓內。校區(qū)主干光纜系統(tǒng)將以臨時網絡中心為匯聚點，從臨時網絡中心機房分別鋪設 24 芯單模室外光纜到實訓樓、教學樓 A~D 棟、第一食堂和教工宿舍的主弱電間（ BD），而各樓宇內部的主、副弱電間（ BD/FD）之間則采用 12 芯單模室內光纜與六類 UTP 雙絞線的級聯(lián)方式，各樓宇內部主副弱電間之間同時使用光纜和雙絞線連接是為了在設備接入設備時，能夠在單模光纖或 RJ45 網線兩者之間靈活 13 選擇一種作為級聯(lián)的介質，具有一定的擴展性。具體網絡拓撲請看圖 41 所示。 圖 41 平谷分院 建筑物光纖連接示意圖 總體拓撲結構 根據(jù)前面的分析，為具有良好的擴展性和靈活的接入能力、易于管理、易于維護， 北京行政學院平谷分院 校園網采用“核心層 — 匯聚層 — 接入層”的三層模型，整體網絡設計為星型結構。 平谷分院 網絡中心設置在實訓樓三樓，在網絡中心部署 2 臺萬兆核心交換機（ CR CR2），核心與核心之間采用 10GE 互連。兩臺核心分別以千兆鏈路下聯(lián) 7 臺匯聚層交換設備（ AR1AR7），匯聚層和接入層設備之間實現(xiàn)單鏈路千兆連接，接入層交換機百兆到桌面。而出口、服務器群和網管工作站則直接連入核心交換機。 平谷分院 總體網絡拓撲結構如圖 42 所示。 14 圖 42 平谷分院 網絡拓撲結構 核心層網絡設計 在組網設計規(guī)劃時，應充分考慮骨干核心網絡的高帶寬、高可靠性，因此 北京行政學院 高明 平谷分院 核心網絡采用了兩臺高端多業(yè)務的萬兆路由交換機（ CR CR2）進行雙核心組網，分別為教學區(qū)和生活區(qū)大樓提供上聯(lián)，兩臺路由交換機采用 10G 互聯(lián)提供高速數(shù)據(jù)交換帶寬，為二期建設的學生生活區(qū)提供 2 個 10G 冗余接口的預留，為實訓樓、教工宿舍、教學樓 B 棟、教學樓 C 棟、教學樓 D 棟、活動中心和學生第一食堂分別提供 1 個 1G 接口。 核心路由協(xié)議采用動態(tài)路由協(xié)議 OSPF， OSPF 是 IPv4 網絡協(xié)議主要的動態(tài)路由協(xié)議之一，能支持大規(guī)模網絡的路由發(fā)布、維護和管理。 平谷分院 與 舊 校區(qū)互聯(lián)采用獨立光纖 1G 連接。兩校區(qū)互聯(lián)路由可采用靜態(tài)或動態(tài)路由協(xié)議傳遞本地網絡路由。 在鏈路設計上，由于經費有限，本期建設沒有考慮匯聚交換機雙線路冗余 1G 上聯(lián)核心。為充分保障網絡的穩(wěn)定可靠，可以將行政、辦公區(qū)域網絡與宿舍區(qū)域網絡物理上分開，核心交換機 CR1 主要負責提供實訓樓、活動中心、教學樓和師生食堂的 1G 上聯(lián)，同時也作為 平谷分院 網絡的出 15 口，負責與老校區(qū)網絡互聯(lián)；而 CR2 則用于負責網絡流量需求最大的教工和學生宿舍區(qū)的網絡接入，主要提供宿舍大樓 N*1G 上聯(lián)。如圖 43 所示。 圖 43 平谷分院 核心層網絡拓撲結構 另外，對于特殊應用系統(tǒng)網絡，按照應用的主次程度，可以采 用了不同的專網連接模式。例如： （ 1）考慮 一 卡通系統(tǒng)與金融消費業(yè)務關系密切，各大樓一卡通網絡采用獨立光纖直接接入核心交換機 CR1，采用私有地址組網，并通過訪問控制與普通用戶網絡隔離，不與數(shù)據(jù)網絡混合。 （ 2）對于數(shù)據(jù)傳輸量大及處理要求高的安防網絡，采用單獨組網方式，配備安防專用核心設備，通過光纖與數(shù)據(jù)網絡相連，實現(xiàn)安防服務器群面向其他用戶提供應用管理連接。 （ 3）對于 IP 語音廣播系統(tǒng)等其它信息應用子網可共用各大樓數(shù)據(jù)網絡光纖和交換機，通過獨立 VLAN 形式實現(xiàn)連接。這樣既有效充分利用了資源，又具備較好的可靠性和安全性。 匯聚層網絡設計 匯聚層，是多臺接入層交換機的匯聚點，它必須能夠處理來自接入層設 16 備的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈路，因此匯聚層交換機與接入層交換機比較，需要更高的性能，更少的接口和更高的交換速率。 如圖 33， 北京行政學院平谷分院 一期共設置了 7 臺萬兆匯聚交換機（ AR1AR7）。匯聚層設備通過 1G 上聯(lián)到核心，采用 1G 下聯(lián)接入層設備，實現(xiàn)千兆骨干、百兆到桌面的組網模式。 未來在條件許可的情況下，可逐步形成 10G 主 干傳輸 +1G 冗余線路的備份機制，并通過權值路由達到負載均衡的目的，一旦其中一條鏈路出現(xiàn)問題，另一條鏈路會立刻自動啟用。這樣，既充分保障了關鍵區(qū)域網絡的穩(wěn)定可靠，也減少了學校的投資，從而進一步提升了校園網的組網效益。 （ 1）實訓樓匯聚 實訓樓就是網絡中心所在大樓，但由于配線間與中心機房不在同一的房間，為保障校園核心的穩(wěn)定性，實訓樓主弱電間設置了 1 臺匯聚交換機 AR1，作為樓內本地接入網絡核心。 AR1 通過光纖 1G 鏈路上行到核心交換機 CR1， RJ45 網線 1G 下行至樓內各接入設備。 （ 2）活動中心和教學樓 A~D 棟的匯聚 考慮到多媒體教學、 VOD 視頻點播等應用對網絡寬帶及可靠性要求較高，在實驗樓和教學樓分別設置了 1 臺匯聚交換機（ AR2~AR6）作為樓內網絡核心。 AR2~AR6 通過光纖 1G 鏈路上行到核心交換機 CR1， RJ45 網線 1G 下行至樓內各接入設備。 （ 3）教工宿舍匯聚 生活區(qū)教工宿舍大樓由于用戶數(shù)量大且用網時段相對集中，對外訪問數(shù)據(jù)并發(fā)量較大，其高流量對匯聚層能夠產生較大的負擔，因此，為避免出現(xiàn)網絡瓶頸，根據(jù)需要，在教工宿舍主弱電間配置了 1 臺匯聚交換機 AR7，通過 1G 上聯(lián)到核心交換機 CR2 上。 （ 4）第一食堂匯聚 考慮到師生食堂信息點數(shù)量不多，從帶寬占用和網絡流量上相對其他大樓情況較少，將不設置匯聚交換機，大樓接入交換機 AS 直接通過光纖 1G 鏈路上連到核心交換機 CR1 上。 接入層網絡設計 17 在校園網中，接入層是直接與用戶桌面終端相連的設備，所以接入層交換機應該具備較高的性價比，能夠盡可能的分擔匯聚及核心交換機的壓力。接入層采用千兆以太網交換機，通過千兆上聯(lián)口接入?yún)R聚層設備。具體如下： （ 1）實訓樓實訓樓共計 482 個信息點，由于樓距較長， 所以樓內設了三個弱電間， 482 個信息點根據(jù)建筑布局分別鋪設至三樓的主弱電間（ BD3）和分弱電間（ FD3A， FD3B），共需要 22 臺 24 口接入交換機。由于實訓樓主、分弱電之間距離小于 90 米，所以只需在主弱電間配置一臺匯聚交換機，通過單模光纖千兆上聯(lián)到核心設備 CR1，通過網線千兆下聯(lián)到各弱電間的接入交換機上，再通過 100M 交換到用戶桌面。實訓樓網絡拓撲結構如圖 44。 圖 44 平谷分院 實訓樓接入層網絡拓撲結構 （ 2）活動中心 活動中心共計 168 個信息點，樓內所有的接入用戶信息點都集中在一樓的主弱電間（ BD1）里，共需配置 7 臺 24 口接入交換機。所以在主弱電間配置一臺匯聚交換機，通過單模光纖千兆上聯(lián)到核心設備 CR1，通過網線千兆下聯(lián)到弱電間的接入交換機上，再通過 100M 交換到用戶桌面?；顒又行木W絡拓撲結構如圖 45。 18 圖 45 平谷分院 活動中心接入層網絡拓撲結構 （ 3）教學樓 A 棟 教學樓 A 棟共計 21 個信息點，樓內所有接入用戶信息點集中在一樓主弱電間（ BD1），只需要 1 臺 24 口接入交換機。所以在主弱電間配置一臺匯聚交換機，通過單模光纖千兆上聯(lián)到核心設備 CR1，通過網線千兆下聯(lián)到各弱電間的接入交換機上，再通過 100M 交換到用戶桌面。教學樓 A 棟網絡拓撲結構如圖 46。 19 圖 46 平谷分院 教學樓 A 棟接入層網絡拓撲結構 （ 4）教學樓 B 棟 教學樓 B 棟共計 190 個信息點，因樓距較長，樓內所有接入用戶的信息點分別鋪設至一樓的主弱電間（ BD1）和分弱電間（ FD1），共需要 9 臺 24 口接入交換機。由于教學樓 B 棟的主、分弱電之間距離小于 90 米，所以只需在主弱電間配置一臺匯聚交換機，通過單模光纖千兆上聯(lián)到核心設備 CR1，通過網線千兆下聯(lián)到各弱電間的接入交換機上，再通過 100M 交換到用戶桌面。教學樓 B 棟網絡拓撲結構如圖 47。 20 圖 47 平谷分院 教學樓 B 棟接入層網絡拓撲結構 5）教學樓 C 棟 教學樓 C 棟共計 176 個信息點，因樓距較長，樓內所有接入用戶的信息點分別鋪設至一樓的主弱電間（ BD1）和分弱電間（ FD1），共需要 8 臺 24 口接入交換機。由于教學樓 C 棟的主、分弱電之間距離小于 90 米，所以只需在主弱電間配置一臺匯聚交換機，通過單模光纖千兆上聯(lián)到核心設備 CR1，通過網線千兆下聯(lián)到各弱電間的接入交換機上，再通過 100M 交換到用戶桌面。教學樓 C 棟網絡拓撲結構如圖 48。 21 圖 48 平谷分院 教學樓 C 棟接入層網絡拓撲結構 （ 6）教學樓 D 棟 教學樓 D 棟共計 281 個信息點，因樓距較長，樓內所有接入用戶的信息點分別鋪設至一樓的主弱電間（ BD1）和分弱電間（ FD1A、 FD1B），共需要 12 臺 24 口接入交換機。由于教學樓 D 棟的主、分弱電之間距離小于 90 米，所以只需在主弱電間配置一臺匯聚交換機，通過單模光纖千兆上聯(lián)到核心設備 CR1，通過網線千兆下聯(lián)到各弱電間的接入交換機上，再通過 100M 交換到用戶桌面。教學樓 D 棟網絡拓撲結構如圖 49。 22 圖 49 平谷分院 教學樓 D 棟接入層網絡拓撲結構 （ 7）第一食堂 第一食堂共計 11 個信息點，只設計了一個主弱電間（ BD1）。由于食堂信息點數(shù)較少，數(shù)據(jù)流量不大，所以第一食堂沒有配置匯聚交換機，直接一樓主弱電間的接入交換機 AS 通過單模光纖千兆鏈路上聯(lián)到核心設備 CR1 上。第一食堂網絡拓撲結構如圖 410。 圖 410 平谷分院 第一食堂接入層網絡拓撲結構 23 （ 8）教工宿舍 教工宿舍為兩棟單體建筑，樓內信息點共計 225 個，其接入用戶的信息點分別鋪設至兩棟宿舍的一樓的主弱電間（ BD1A）和（ BD1B），共需要 10 臺 24 口接入交換機。教工宿舍只需在（ BD1A）弱電間里配置一臺匯聚交換機，通過單模光纖千兆上聯(lián)到核心設備 CR1，通過網線千兆下聯(lián)到各弱電間的接入交換機上，再通過 100M 交換到用戶桌面。而（ BD1B）弱電間里的接入交換機則通過單模光纖千兆上聯(lián)到（ BD1A）弱電間里的匯聚交換機，再通過 100M 交換到用戶桌面。教工宿舍網絡拓撲結構如圖 411。 圖 411 平谷分院 教工宿舍接入層網絡拓撲結構 （三）網絡設備的選型 校園網建設采用的技術是局