【文章內容簡介】 且當平臺和應用一旦開通，就必須保證性能良好，運轉安全可靠。系統(tǒng)管理功能就是探測故障，監(jiān)視性能，協調沖突，費用統(tǒng)計，控制成本等。也就是說系統(tǒng)管理需要在傳統(tǒng)網絡管理的基礎上，完成針對服務的管理。 ? 系統(tǒng)安全： 系統(tǒng)安全是信息化建設是否能夠在實際過程中實現的重要前提。信息化建設需要提供統(tǒng)一的安全策略，在多個層次上提供多種安全措施，保證萬無一失。 南陽市教育城域網設計方案 11 河南怡科信息技術有限公司 第一節(jié) 網絡平臺設備需求 南陽市 共有 四千余 所中小學校，網絡中心 建成以后可以將全縣所有學校相連， 該網絡作為南陽市教育體系與外界的交流的橋梁，將負擔大量的與 CERNET 和 INTERNET的通信；同時又作為南通教科網的內部互連核心，應在保持高速主干道的前提下，具有很強的可靠性與安全、抗沖擊能力。一期建設目標是完成教育城域網網絡管理中心工程及縣、區(qū)分中心的建設與首期 260 余所入網學校校園網的建設二期建設目標是進一步完善的教育城域網建設和學校的信息化建設，接納更多的入網學校。 首期 260 余所學校中共有約 47 萬網絡用戶，估計同時有 2 萬名用戶在線，所以要求網絡中心必須是 L2/L3 一 體化的吉位以太網路由交換機 。交換機 背板容量要達到幾百 Gb/s，數據包通過量達每秒 幾千萬 個 以上 ?？梢砸跃€速進行第三層 IP/IPX 選路和第二層無阻塞交換。支持冗余端口，生成樹，多選擇路由和冗余路由器協議增加系統(tǒng)可靠性 ?？梢蕴峁┥习賯€ 1000BASEX端口 ，保證設備的擴充性； 提供帶寬管理、優(yōu)先權和基于策略的 QoS。可以方便的通過 HTTP、 SNMP、 RMON、本地和遠程 CLI 的進行靈活管理。 南陽城域寬帶教育平臺是一個運營級的寬帶 IP 網絡。在進行網絡設計時應考慮以下需求： ? 先進性 系統(tǒng)設計的先進性和超前性是將 教育數據中心的建設看成一個系統(tǒng)工程，不但要設計它的產生還要設計它的發(fā)展和未來，將著眼點放在目前的應用系統(tǒng)及現有的技術并考慮以最小的代價來適應網絡技術的不斷的發(fā)展，使現有系統(tǒng)能夠與業(yè)務需求同步增長，在系統(tǒng)規(guī)模急驟擴張中亦不需要重新進行系統(tǒng)規(guī)劃與設計，并能夠順利、平穩(wěn)地向更新的技術過渡。 ? 實用性 系統(tǒng)設計從實際應用角度出發(fā)，力求簡單實用。充分考慮教育數據中心的特點和教育局的要求，保護投資。軟件將充分考慮教育數據中心的具體特點和建設發(fā)展目標，以應用需求為基礎，針對其教學、辦公、資源等情況來規(guī)劃整個系統(tǒng)，進行數 據中心平臺系統(tǒng)和應用軟件系統(tǒng)的設計。 ? 開放性 選用開放的軟件平臺，以滿足與其它系統(tǒng)互聯、目前和今后教育局數據中心規(guī)模擴大的需求； ? 支持不同應用互連 由于系統(tǒng)互連全部采用國際標準的網絡層通訊協議TCP/IP，開放數據庫接口（ ODBC），所以具有很好的開放性。因為所有的應用系統(tǒng)生產廠商都努力使自己的產品遵循 TCP/IP 標準，所以可以很方便地實現多種主機的互連。 ? 標準的數據庫結構 由于教育局數據中心管理的對象紛繁復雜，各種系統(tǒng)之間關聯性強，在系統(tǒng)的建設上符合教育局與學校教學、管理的數據庫模型。作為教育數據中心的基礎，利于應用系統(tǒng)的互連與升級。 ? 擴充性 為滿足教育數據中心規(guī)模的不斷發(fā)展、網上應用需求的日益增多，系統(tǒng)除預留的較充裕的性能余量外，還要擁有簡單易行的擴充升級能力，滿足未來的應用需要。軟件可擴充性是指教育數據中心可以適應將來的業(yè)務量增加和信息量的擴大（如歷史數據的累加、教育局與學校資料的增多等）。系統(tǒng)提供開發(fā)接口，教育局在系統(tǒng)建設完成后，可以根據自己新的需求追加新的應用系統(tǒng)。實現與原應用系統(tǒng)的無縫連接及寬帶教育平臺是否具有升級到萬兆以太網的能力等。 ? 系統(tǒng)的安全性 作為一家教育單位，教育局 數據中心有許多關鍵的資料文件它們具有安全保密性強的特點。防止外界非法侵入，有效地保護數據資料已成為應用南陽市教育城域網設計方案 12 河南怡科信息技術有限公司 系統(tǒng)設計中十分重要的問題。對于病毒的防護采用由服務器到桌面全面的病毒的防護方案，在教育數據中心中徹底杜絕病毒對計算機系統(tǒng)的傷害；數據是教育數據中心的價值體現，采用數據備份技術能保證數據的安全；隨著網絡的普及，教育將“無處不在、無時不在”，這就要求教育數據中心服務器實現 24小時服務，災難恢復系統(tǒng)能保證教育數據中心 24 小時提供服務。 ? 線速無阻塞的交換性能 即滿足所有設備滿配置時所有端口均能線速轉發(fā)數據。 ? 先 進的交換體系結構 高性能取決于先進的交換體系結構，只有大容量的交換矩陣與接口模塊的分布式交換能力相結合才能滿足高性能網絡的需求。 ? 高帶寬接口類型與密度 城域教育網內主要以 10/100M、千兆以太網、 POS 端口為主，但考慮到迅速增長的帶寬需求，也可以選擇萬兆以太網用于骨干連接。至少所選設備應支持萬兆以太網接口，以便未來平滑升級。 ? 高可靠性 包括網絡設備結構本身的冗余設計與鏈路層、網絡層冗余特性的支持情況。 ? 可管理性與易維護性，網管系統(tǒng)應提供網絡監(jiān)控、故障診斷等功能 同時應盡可能地選用基于同一產 品系列的產品，可以備件共享，便于維護管理。 ? Qos（服務質量） 語音和視頻等多媒體應用對服務質量的要求很高， QoS 需要在網絡的端到端進行全盤計劃和實施，由于各接入網絡和端設備的復雜性與多樣性，骨干網必須盡可能地支持各種質量服務技術。 ? 網絡流量監(jiān)控與統(tǒng)計 對網絡進行實時的線速的流量監(jiān)控與統(tǒng)計在運營級的網絡中是不可缺少的，統(tǒng)計結果可以用于網絡容量規(guī)劃、業(yè)務流量分析、計費和安全分析。應考慮選用由 ASIC 芯片在不影響系統(tǒng)性能的前提下硬件完成線速的流量監(jiān)控與統(tǒng)計而且無需另行采購監(jiān)測設備的交換設備。 ? 帶寬管理 在需要進行帶寬管理時，首先應該考慮交換機是否能夠線速的進行帶寬限制，否則系統(tǒng)性能將受明顯影響。一般只有基于硬件的帶寬管理才可以達到線速，而且不影響系統(tǒng)性能。另外還要考慮是否可以進行雙向帶寬管理，帶寬調節(jié)的精度等因素。 ? IP組播 教育網中的很多多媒體應用需要使用 IP組播來完成。因此要考慮網絡設備對 IP組播協議的支持及組播處理能力。 ? 效益投資比高 在現有投資條件下，合理安排，既不追求高指標，也不追求低價位。在先進、實用的前提下，使用有限的投資盡快產生最大效益。 第二節(jié) 網絡鏈路設計 南陽市教育城域網屬 于城域網的范疇，而在城域網范疇中，最重要的外部邊界條件就是物理線路情況。中國網通已經構建的覆蓋全市鄉(xiāng)鎮(zhèn)級以上的寬帶網為教育城域網的實施提供了物理線路保證。 物理線路選擇 從網絡的規(guī)模和范圍來看，該項目的網絡建設主要有三種方式： 第一種方式：光纖接入 ISP，由 ISP 的核心交換網絡構造專網 這種方式不用自己鋪設專線，只需租用光纖接入提供 IP 網服務的 ISP 就可，節(jié)約了敷設線路的施工費用和施工周期，能夠很快的建設起來。同時使用 ISP 網絡設備可以保證網絡的高可靠性和穩(wěn)定性，在網絡的規(guī)劃與設計方面也提供很強的靈活性。 南陽市教育城域網設計方案 13 河南怡科信息技術有限公司 第二種方式：自己鋪設專用線路， 采用這種方式，其優(yōu)點在于完全為自己的專用網絡，可以靈活的進行設計，管理和使用都很方便。其缺點在于敷設線路則工程量大，敷設費用高。 第三種方式：租用 DDN 專線、遠程訪問接入 VPN 專網 不具備光纖接入條件的單位要采用租用專線 VPN 接入，帶寬比較低，不能滿足應用的要求。為了給低帶寬教學單位提供教學節(jié)目點播，可以在網絡中心的點播服務器上將教學節(jié)目的的存放格式轉化為 Real/MSmedia 形式，供網上播放使用。 采用 VPN 技術建設專網，其網絡帶寬容易受外界因素影響，造成網絡的不穩(wěn)定性。并且即使在帶寬要求不高，應用要求降低，每個教學單位只能同時有一路視頻節(jié)目點播和一路視頻教學，帶寬至少為 視頻節(jié)目流 +384Kbps 視頻教學流 +128Kbps數據 =2Mpbs）的情況下，這種方法對網絡設備的性能要求很高。 第四種方式：無線方式或撥號方式 對于邊遠地區(qū)的學校不適合其他方法的地方，可以采用這種方法。這種方式是四種中最原始的一種聯網方式，速度慢，且穩(wěn)定性差。 從上面的分析可以看出，采用敷設或租用光纖建立專網的方案最能夠滿足南陽市中小學現代化教育技術信息網的應用要求，因此在條件允許的情況下 ，我們建議采用第一種方式構建整個網絡，按照這種方式，其網絡拓撲結構圖如下： 拓撲結構 以網絡中心為核心， 260 余所學校、分中心和分支機構通過光纖、接入教育城域網，構成星型分布式網絡結構。 南陽市教育城域網設計方案 14 河南怡科信息技術有限公司 網絡主干采用全交換的千兆以太網技術來完成。千兆以太網技術已經成為當前局域網的主流，并且隨著技術的發(fā)展，其傳輸距離已經可以達到幾十公里甚至百公里以上，十分適合于建立城域網，設備廠商也提供了很多具有這種能力的設備，并且已經有了很多成功的案例。在設備的選擇方面我們在中心節(jié)點選擇高性能的三層路由交換機，各學校單位節(jié)點有條件的 采用性價比好的三層路由交換機，這樣的網絡設備選擇要比采用路由器便宜得多，而且性能相當高。 我們設計的南陽市教育城域網拓撲結構如圖所示，整個網絡的中心節(jié)點可以采用全冗余結構，由于所有的學校節(jié)點都通過縣區(qū)分中心最終接入到這個市中心節(jié)點，視頻教學、會議和視頻節(jié)目點播服務器都放置在網絡中心，其他分中心或學?？梢杂蟹旨墏浞?。 作為下級節(jié)點的教學單位，將構建各自的校園網，以網絡建設配置的交換機作為和南陽市教育城域網連接的設備，完成接入，并以 1001000Mbps(冗余設計為2002020Mbps)的速率上聯。 第三 節(jié) 網絡信息中心設計 一、網絡建設目標 南陽市教育城域網設計方案 15 河南怡科信息技術有限公司 南陽市教育信息網絡中心的建設目標是：利用先進的計算機網絡技術，采用先進成熟的網絡設備，構成一個快速、高效、開放的信息網絡系統(tǒng)，為全體師生員工提供一個先進、快捷、方便的信息交流、資源共享和科研合作的基礎環(huán)境，為學生及教研提供先進實用的計算機網絡環(huán)境和優(yōu)質的多元化服務，為教育局在行政、教育和管理方面實現辦公自動化、網絡化、電子化提供網絡化環(huán)境，進而推動整個教育信息化的發(fā)展，以教育的信息化帶動教育的現代化。 二、系統(tǒng)及網絡管理的職能目標 南陽教育信息網是一個集管理和教育 信息為一體的綜合網絡服務體系，網絡規(guī)模大，設備多，網上應用系統(tǒng)多且重要，涉及的網絡技術也比較復雜，網絡設備和主機設備也多種多樣，有效的網絡及系統(tǒng)管理將是保障網絡安全、高效、合理運行的關鍵。由于教育信息網的節(jié)點比較分散，因此建設統(tǒng)一的信息中心以擔負起網絡管理成為必要。 南陽教育信息網絡涉及到交換機、路由器、集線器、主機設備及通信線路等，應從信息系統(tǒng)的角度出發(fā)通盤考慮，實現網絡、數據庫、應用系統(tǒng)一體化的系統(tǒng)管理。信息中心應負責全網 IP 地址、域名的統(tǒng)一分配和管理、 VLAN 的劃分、設備的監(jiān)控，并根據網絡管理系統(tǒng)收集 到的有關網絡性能參數（帶寬利用率，流量特性，鏈路可靠性），為網絡升級、拓撲結構優(yōu)化、新建信息系統(tǒng)的規(guī)劃和設計提供科學依據；由于網絡規(guī)模龐大，加上管理體制等多方面的考慮，將根據需要建立二級分中心，負責所轄區(qū)域各學校的具體管理，并向中心報告。 南陽教育信息網的網絡管理應力求達到以下目標： 提高網絡可用性、改善運行效率，減少系統(tǒng)和網絡的故障時間，提高響應速度。對網絡出現的問題能盡快予以回應和迅速解決。 降低網絡運行成本。網絡管理中的一個重要目標就是費用的降低。現今技術發(fā)展很快，多數網絡都存在多種技術和協議混合的局 面，網管部門應能夠有效的管理異構系統(tǒng)和多種協議。 發(fā)現并降低網絡瓶頸。網絡管理必須監(jiān)控網絡的活動，對網絡的通信情況予以分析，適時調整網絡資源分配策略，消除網絡瓶頸，并為決策部門對網絡的調整和擴容提供理論依據。 增加運行和集成的靈活性。當引入新技術的同時，協議的變更也隨之而來。必須能夠以最低的代價適應新的技術，靈活方便地增加新設備以及對網管軟件的版本升級。 統(tǒng)一分配和管理網絡資源。對網絡的地址、域名、數據鏈路、帶寬等實行統(tǒng)一管理和分配，確保網絡安全。 三 、設備選型的原則 根據信息網絡平臺的需求和技術方針的要 求，網絡設備選型的原則是： 滿足網絡計算及國內國際聯網的要求 有相似設備和方案的成功應用實例 所選設備具有良好的性能價格比 南陽市教育城域網設計方案 16 河南怡科信息技術有限公司 供應商有良好的商業(yè)信譽和售后服務 所選設備在國內外有良好的應用基礎 四、技術方針 堅持實用為主，兼顧網絡技術的發(fā)展及本身的特點 根據投資的強度選擇可靠性高、可維護性強、具有先進性并適應于未來技術發(fā)展趨勢、便于進一步提高網絡性能的產品。 堅持開放性，采用國際標準 計算機設備、網絡設備以及不同的網絡操作系統(tǒng)和應用軟件，許多都來自不同的廠家。因此必須堅持開放性， 采用大多數廠家支持的國際標準協議及標準接口，從而實現廣泛的網絡互連目標。 采用先進成熟的技術