【文章內(nèi)容簡介】 它數(shù)據(jù)流量較小的匯聚節(jié)點(diǎn)則選用 HDS5524F 二層交換機(jī)通過千兆光纖與核心層交換機(jī)連接。匯聚層交換機(jī)的上行鏈路 1000M 光纖模塊也可根據(jù)距離長短選擇長波或短波千兆模塊。具體為：學(xué)生六棟、圖書館、教工五棟、實(shí)驗(yàn)樓通過 1000M 光 纖接入到田家炳大樓核心交換機(jī)；豐湖校區(qū)下屬各二級節(jié)點(diǎn)全部通過星型方式接到該校區(qū)網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)。8 / 57圖 惠州學(xué)院校園網(wǎng)匯聚層拓樸結(jié)構(gòu)圖 接入層節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)接入層節(jié)點(diǎn)主要由桌面交換機(jī)組成，被部署在各大樓內(nèi)樓層配線間或機(jī)房，我們選擇具有高性價(jià)比的 HCC 二層交換機(jī)作為接入層節(jié)點(diǎn)，向下提供 PC 10/100M 上連帶寬，向上通過 5類 UTP 或光纖以 100M、1000M帶寬接入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)。圖 惠州學(xué)院校園網(wǎng)接入層結(jié)構(gòu)圖 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具體配置情況序號 樓群 信息點(diǎn)數(shù)（個(gè)） 設(shè)備型號 數(shù)量一、豐湖校區(qū)1 書院一棟（到第三教學(xué)樓） 9 HDS4516 12 書院二棟（到第三教學(xué)樓） 6 HDS4516 13 書院三棟（到第三教學(xué)樓） 9 HDS4516 14 書院四棟（到第三教學(xué)樓） 13 HDS4516 15 書院十三棟（到匯接中心） 20 HDS5524 16 書院十四棟（到匯接中心） 10 HDS4516 17 書院十五棟（到匯接中心） 4 HDS4516 18 書院十七棟（到匯接中心） 12 HDS4516 19 書院十八棟（到匯接中心） 16 HDS4516 1Quidway174。 S5516 110 宿舍二區(qū)（到匯接中心） 312 HDS5524F 14Quidway174。 S5516 112 宿舍四區(qū)（到匯接中心） 112 HDS5524F 513 辦公樓（到匯接中心） 39 HDS5524F 214 飯?zhí)茫ǖ絽R接中心） 48 HDS5524F 215 教新樓（到匯接中心） 35 HDS5524F 29 / 5716 第三教學(xué)樓（到匯接中心） 0二、金山糊校區(qū)Quidway174。 S5516 11 學(xué)生一棟（到學(xué)生六棟） 264 HDS5524F 12Quidway174。S5516 12 學(xué)生三棟（到學(xué)生六棟） 264 HDS5524F 12Quidway174。S5516 13 學(xué)生五棟（到學(xué)生六棟） 264 HDS5524F12Quidway174。S5516 14 學(xué)生六棟（到田家炳大樓） 264 HDS5524F 12Quidway174。S5516 15 學(xué)生七棟（到學(xué)生六棟） 264 HDS5524F 12Quidway174。S5516 16 學(xué)生八棟（到學(xué)生六棟） 264 HDS5524F 12Quidway174。S5516 27 學(xué)生九棟 A到學(xué)生六棟 420 HDS5524F 18Quidway174。S5516 28 學(xué)生九棟 B到學(xué)生六棟 392 HDS5524F 179 教工一棟（到教工五棟） 24 HDS5524F 110 教工二棟（到教工五棟） 24 HDS5524F 111 教工三棟（到教工五棟） 24 HDS5524F 112 教工四棟（到教工五棟） 24 HDS5524F 113 教工五棟（到田家炳大樓） 24 HDS5524F 114 教工六棟（到教工五棟） 24 HDS5524F 115 教工七棟（到教工五棟） 24 HDS5524F 1Quidway174。S5516 116 實(shí)驗(yàn)樓（到田家炳大樓） 120 HDS5524F 6Quidway174。S5516 117 圖書館（到田家炳大樓） 280 HDS5524F 1218 田家炳大樓 0 關(guān)鍵技術(shù)分析新舊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互連通性在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，確保不同廠商之間的設(shè)備互操作性是非常重要的。在本次方案中新增加的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須與原有的互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)平滑升級。本次方案采用以太網(wǎng)技術(shù)，通過與現(xiàn)有的 10/100/1000M 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的向后兼容性能力，千兆以太網(wǎng)將提供快速以太網(wǎng)提供的卓越的投資保護(hù)。當(dāng)升級完成后，原有的網(wǎng)絡(luò)將保留現(xiàn)有的線纜、操作系 統(tǒng)、協(xié)議、驅(qū)動(dòng) 程序和桌面應(yīng)用程序，無需專門對用戶進(jìn) 行培訓(xùn)，網(wǎng) 絡(luò)管理工具和應(yīng)用程序?qū)?0 / 57維持現(xiàn)狀。管理人員能保留現(xiàn)有的已經(jīng)使用和驗(yàn)證過的硬件、軟件和管理方法，并以最低的風(fēng)險(xiǎn)和成本提供所需的功能和性能。在本方案中，把原有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和新增網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分為兩部分。原有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和新增網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接采用千兆多模光纖。千兆位以太網(wǎng)使用了與其前代技術(shù)相同的CSMA/CD協(xié)議，相同的幀結(jié) 構(gòu)幀長，其國 際標(biāo)準(zhǔn)是 及 ；而 生成樹協(xié)議保證了網(wǎng)絡(luò)的任意節(jié)點(diǎn)之間不存在邏輯上的環(huán)路。上述協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)保證了本方案在 ISO/OSI 七層協(xié)議中的第一和第二層上的互操作性。VLAN 劃分針對惠州學(xué)院校園，VLAN 的劃分主要以物理位置上的區(qū)域來劃分邏輯上的虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。考 慮到校園網(wǎng)計(jì)算機(jī) 設(shè)備不會頻繁移動(dòng)，同 時(shí) 從網(wǎng)絡(luò)安全和方便網(wǎng)絡(luò)管理的角度出發(fā)，結(jié) 合我們的實(shí)際工程 經(jīng)驗(yàn)，建 議虛擬網(wǎng)劃分法采用基于端口的方法和虛擬網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 VLAN 的劃分，并結(jié)合物理位置和部門功能做為進(jìn)行 VLAN 劃分的原則。通過 LAN 方法接入網(wǎng)絡(luò) 中心的 VLAN 劃分由網(wǎng)絡(luò)中心統(tǒng)一指定 VLAN 的范圍和 VLAN采用的協(xié)議。不通過 LAN 方法接入網(wǎng)控中心的 VLAN 劃分不受約束。VLAN 之間只允許必要的通訊，其余的通訊將被阻止。公用的服務(wù)器可以 單獨(dú)在一個(gè) VLAN 中。同 IP 地址規(guī)劃類似，虛擬網(wǎng)也是給網(wǎng)絡(luò)用戶在物理網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提供一種劃分邏輯網(wǎng)絡(luò)的手段。因此，虛擬網(wǎng)規(guī)劃的原則也有多種邏輯 形式，如以地理區(qū)域劃分，以網(wǎng) 絡(luò)應(yīng)用群體劃分等。但與 IP 地址規(guī)劃的不同之處在于，虛擬網(wǎng)劃分完后，只是完成了第二層鏈路層的配置，還必須結(jié) 合第三層 IP 地址，才能真正實(shí)現(xiàn)基于 TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信。具體實(shí)現(xiàn)是通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 參數(shù)設(shè)置來完成的。我們以學(xué)生區(qū)為例：我們按照 VLAN 劃分原則，在學(xué)生區(qū)接入層采用基于端口的劃分方法，按照學(xué)生宿舍單元為單 位、 結(jié)合 IP 地址的規(guī) 劃，將一個(gè) C類地址劃在一個(gè) VLAN 里面。在匯聚層采用基于 的劃分方法,將匯聚層每十臺劃在一個(gè) VLAN 里面,同時(shí)將 VLAN終止在匯聚層,來配合我們分布式的路由設(shè)計(jì)，從而減輕核心交換機(jī)的工作壓力。11 / 57圖 匯聚層 VLAN 劃分IP 規(guī)劃兩個(gè)校區(qū)的 IP 由網(wǎng)絡(luò)中心統(tǒng)一規(guī)劃。IP 地址規(guī)劃擬以各個(gè)單位、各個(gè)部門的職能為單位，學(xué)生以宿舍樓（公寓）的樓層或者單元為單位，結(jié)合虛擬網(wǎng)的使用情況進(jìn)行劃分?；葜輰W(xué)院校園網(wǎng)建成后，應(yīng)使新舊系統(tǒng)平穩(wěn)過渡。建議 IP 地址分配、管理基本不 變。同時(shí)考慮到公有的 IP 地址數(shù)目有限和內(nèi)外網(wǎng)的安全，故在公有地址不夠時(shí)內(nèi)網(wǎng)采用私有 ip 地址。由網(wǎng)絡(luò)中心分 別對二級節(jié)點(diǎn)進(jìn)行地址劃分，再將二級節(jié)點(diǎn)細(xì)分到不同三級節(jié)點(diǎn)上。在本方案中，因考慮到惠州學(xué)院目前的狀況和將來五年的發(fā)展，以及學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，故將學(xué)生區(qū)單獨(dú)考 慮。 對學(xué)生采用以網(wǎng)絡(luò)中心 對各個(gè)學(xué)生宿舍（公寓）劃分 IP 段，再以學(xué)生宿舍（公寓）的單元或樓層為單位，細(xì)分 IP 段。最后對合法用戶采用動(dòng)態(tài)分配IP 和身份驗(yàn)證相結(jié)合。這樣 ，既保 護(hù)了合法用戶，又使其他的用戶可以在內(nèi)部網(wǎng)互相交流。私有 IP 在訪問 Inter 或 CERNET 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通過 NAT 服務(wù)器，來實(shí)現(xiàn)私有 IP 到公用 IP 的轉(zhuǎn)換。需要提供外部訪問的服務(wù)器地址使用公用 IP 地址。網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)可以使用網(wǎng)控中心的網(wǎng)關(guān)。路由方式A、分布式路由方式路由方式有二種，既分布式和集中式。整個(gè)校園網(wǎng)通過強(qiáng)大的路由來支持 vlan間的通訊，采取中心集中路由方式不僅會導(dǎo)致路由的瓶頸，而且會降低系統(tǒng)的可用性，骨干網(wǎng)上的路由流量也將成倍上漲。因此，本方案采用了核心 層和匯聚層路由分擔(dān)的設(shè)計(jì)，使核心層交換機(jī)和匯聚層三層交換機(jī)都承擔(dān)路由的功能。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)按照網(wǎng)絡(luò)的層次和組織機(jī)構(gòu)劃分為不同的路由區(qū)域，各 匯聚層的交換機(jī)負(fù)責(zé)各自區(qū)域的路由，只有跨區(qū)域的路由才會通過骨干路由器實(shí)現(xiàn)。B、核心層路由設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的骨干交換機(jī)之間采用 OSPF 路由協(xié)議。OSPF 作為一種鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，具有快速收斂，支持變長網(wǎng)絡(luò)掩碼，支持 cidr 以及地址 summary，具有層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持路由信息驗(yàn)證等優(yōu)點(diǎn)。 OSPF 的種種特性使其非常適合于應(yīng)用在大型的、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。OSPF 路由能很好地支持負(fù)載分擔(dān)。OSPF 路由協(xié)議支持等代價(jià)的多條鏈路的負(fù)載分擔(dān)。我們 在核心層交換機(jī)之 間采用第三層的路徑選擇，可在并行的鏈路之間進(jìn)行負(fù)載均12 / 57衡。C、匯聚層路由設(shè)計(jì)匯聚層路由可采用 OSPF 和靜態(tài)路由相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。匯聚層交換機(jī)和匯聚層交換機(jī)劃分統(tǒng)一的 vlan。在匯聚層交換機(jī)上劃分基于端口的 vlan，并通過 ，即 IEEE 定義的以太網(wǎng) vlan協(xié)議，將 vlan 上行至匯聚交換機(jī)。在匯聚層交換機(jī)上劃分統(tǒng)一的 vlan，并終結(jié) vlan。二級交換機(jī)管理自己的 vlan 域，只有跨區(qū)域的數(shù)據(jù)流量才會流入骨干，降低了核心層網(wǎng)絡(luò)的流量負(fù)擔(dān)，二級交換機(jī)維護(hù)自己的路由表，自己進(jìn)行管轄范 圍內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作，降低了核心層網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算負(fù)擔(dān)。D、邊界路由邊界路由是由校園網(wǎng)出口經(jīng)由 CERNET節(jié)點(diǎn)上的路由器之間的路由交換，作為一個(gè)as 自治系統(tǒng)和閉合的用戶群體，對 CERNET隱藏其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對于校園網(wǎng)的安全性具有重要的意義。本方案中的 邊界路由擬采用靜態(tài)路由。E、策略路由在本方案中我們采用了基于策略的路由為網(wǎng)絡(luò)管理者提供了比傳統(tǒng)路由協(xié)議對報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)和存儲更強(qiáng)的控制能力。傳統(tǒng)上，路由器用從路由協(xié)議派生出來的路由表，根據(jù)目的地址進(jìn)行報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)?；诓呗缘穆酚杀葌鹘y(tǒng)路由強(qiáng)，使用更靈活，它使網(wǎng) 絡(luò)管理者不能夠根據(jù)目的地址而且能夠根據(jù)報(bào)文大小，應(yīng)用或 IP 源地址來選擇轉(zhuǎn)發(fā)路徑。策略可以定義為通過多路由器的負(fù)載平衡或根據(jù)總流量在各鏈路上進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)質(zhì)量（QOS）。策略路由使網(wǎng)絡(luò)管理者能根據(jù)它提供的一個(gè)報(bào)文，采取具體路徑。而在當(dāng)今高性能的網(wǎng)絡(luò)中，這 種選擇的自由性是很需要的。策略路由提供了這樣一種機(jī)制：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理者制定的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。QOS 服務(wù)質(zhì) 量保證由于惠州學(xué)院校園網(wǎng)絡(luò)用戶的劇增及語音、視頻等新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用的出現(xiàn)，在網(wǎng) 絡(luò)中一個(gè)迫切需要解決的問題就是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的保證。QoS 是指當(dāng) IP 數(shù)據(jù)包流經(jīng)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其所表現(xiàn)的性能屬性。它通常由以下一 組 可測量的參數(shù)來表示：業(yè)務(wù)有效性、延遲、抖 動(dòng)、吞吐量和包丟失率等。 IETF 目前正在研究兩種 QoS 保證模形：綜合業(yè)務(wù)模型（IntServ）和分類業(yè)務(wù)模型（DiffServ）。IntServ 使 IP 網(wǎng)絡(luò)能夠提供具有 QoS 的傳輸，以用于對 QoS 要求較為嚴(yán)格的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（視頻/聲頻）等。IntServ 旨在定義一個(gè)最小的對于全網(wǎng)的要求集合，使網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)固定的綜合業(yè)務(wù)通信基礎(chǔ)設(shè)施。它的實(shí)施需要對全網(wǎng)路由器，支持 VLAN的交換機(jī)進(jìn)行升級，加入有關(guān)的軟件和硬件。 IntServ 所采用的技術(shù)主要包括先進(jìn)的碰撞管理、限制延遲、抖動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗的排隊(duì)算法，同時(shí) IntServ還使用資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）作為整個(gè)模型的端到端信令協(xié)議。DiffServ 旨在制定一個(gè)擴(kuò)展性較強(qiáng)的方法13 / 57來保證 IP 服務(wù)質(zhì)量，其基本思想實(shí)際上就是給業(yè)務(wù)分級。在用戶和業(yè)務(wù)網(wǎng)的接口處分級，業(yè)務(wù)的分級基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的不同標(biāo)識。同一級別的業(yè)務(wù)在該網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)被聚合并統(tǒng)一傳送，保持相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。DiffServ 并不提供從發(fā)送者到接收者的端到端服務(wù)質(zhì)量保證，而是在一定范圍內(nèi)保證與業(yè)務(wù)分類的分級，因此它具有較大的可擴(kuò)展性。在本次方案中我們采用的 Qos處理技術(shù)如下：硬件 Qos隊(duì)列處理我們采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的基于硬件的 QoS，專用的 ASIC芯片可以深入地分析數(shù)據(jù)包的包括第四層在內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)，因此可以在應(yīng)用層對數(shù)據(jù)流量進(jìn)行識別、分類 以及劃分優(yōu)先級。 Cajun 全系列交換機(jī)都在每個(gè)端口上實(shí)現(xiàn)了 8 個(gè)硬件隊(duì)列，提供線速 隊(duì)列功能。在 Cajun P580 以上系列交換機(jī)中，還提供了硬件的隊(duì)列管理引擎（Queue Management Engine）以優(yōu)化組播應(yīng)用。以硬件實(shí)現(xiàn) Qos 的主要好處是：能提供更高的 Qos 能力，在實(shí)現(xiàn) Qos 的時(shí)候不會降低交換機(jī)的處理性能。擁塞控制本次方案中采用的交換機(jī)提供了很好的擁塞控制功能，支持半雙工模式下的背壓技術(shù)，和全雙工模式下的 流量控制技術(shù)。在沒有擁塞控制的交換機(jī)中， 丟包將導(dǎo)致“滾雪球效 應(yīng)” 及嚴(yán)重的性能下降。帶寬預(yù)留由于采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了 Fully integrated RSVP architecture and implementation（全面集成的 RSVP結(jié)構(gòu)和實(shí)施），包括 Peer Protocol Interactions（對等協(xié)議互作），Admission Control（接入控制），Policy Control（策略控制），F(xiàn)low Separation and Policing（業(yè)務(wù)流分離和警告）等。過濾及多種策略實(shí)現(xiàn) Qos優(yōu)先級在輸出的負(fù)載過重并且緩存已用完的時(shí)候，必須創(chuàng)建規(guī)則（或策略）來優(yōu)化數(shù)據(jù)流的處理以保證數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級?；诓呗缘?Qos 使得網(wǎng)絡(luò)管理員可以對響應(yīng)時(shí)間和吞吐量進(jìn)行控制以滿足高優(yōu)先級數(shù)據(jù)流的需要。智能的交換機(jī)采用硬件的方式，根據(jù)目的和原節(jié)點(diǎn)相關(guān)的第二、三、四層信息，策