【文章內容簡介】 輸介質故障，一個可靠性高的網(wǎng)絡拓撲結構除了可以使這些故障對整個網(wǎng)絡 15 的影響盡可能小以外，同時還應具有良好的故障診斷和故障隔離功能。 16 第 五 章 校園網(wǎng)網(wǎng)絡工程設計方案 概述 目前一般是將校園網(wǎng)劃分為核心層、匯接層和三層匯聚，對于規(guī)模不大的校園網(wǎng)，核心層與匯接層可以合在一起，以簡化網(wǎng)絡體系。但是， 校園網(wǎng)的建設是一個漸進過程，網(wǎng)絡的不同層次可能由不同的投資者分別建設，同一個層次也可能由多個投資者分別建設。 核心層： 網(wǎng)絡中心位于逸夫樓和圖書館，負責整個網(wǎng)絡的運行、管理和維護工作。 匯聚層： ： 分中心機房位于 11樓內和 22樓內，分中心機房中分別放置了一臺思科 WSC3560G48TSE 交換機，用來與中心機房的核心交換機連接，同時又與下一級的交換機連接。 ： 教學樓、食堂、體育館、男女生宿舍，實習樓和實驗室等，采用思科 WSC296024TTL 交換機三層交換機分別與中心 機房連接 3. 三級匯聚： 三層匯聚即是整個網(wǎng)絡的最下層。在一級匯聚的基礎上，又往下一層進行展開網(wǎng)絡，每層樓的交換機用室內 12 芯多模光纖與本棟樓的管理間交換機進行連接。這樣，就形成了整個網(wǎng)絡的三層體系結構。 5． 2 系統(tǒng)要求 隨著現(xiàn)代計算機應用的高速發(fā)展，特別是諸如圖形、語音、視頻等多媒體信息和技術在管理信息系統(tǒng)、科研設計等領域的廣泛應用，為網(wǎng)絡平臺的設計提出了更高的要求。為了更好地滿足淮陰工學院的需求，保證系統(tǒng)能正常穩(wěn)定運行，在較長的時間內不落后，在本網(wǎng)絡系統(tǒng)方案設計中，我們認為應當把握以下幾個原則： 1 穩(wěn)定性 只有運行穩(wěn)定的網(wǎng)絡才是可靠的網(wǎng)絡，而網(wǎng)絡的可靠運行取決于諸多因素，如網(wǎng)絡的設計，產(chǎn)品的可靠，而選擇一個具有運營此類網(wǎng)絡規(guī)模經(jīng)驗的網(wǎng)絡合作廠商則更為重要。要求有物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層的備份技術。 高帶寬 17 為了支持數(shù)據(jù)、話音、視像多媒體的傳輸能力，在技術上要到達當前的國際先進水平。要采用最先進的網(wǎng)絡技術，以適應大量數(shù)據(jù)和多媒體 信息的傳輸，既要滿足目前的業(yè)務需求，又要充分考慮未來的發(fā)展。為此應選用高帶寬的先進技術。 先進性 網(wǎng)絡硬件、軟件平臺的先進性，要注意選擇性能價格比好的先進技術和硬件和軟 件組網(wǎng)，保證系統(tǒng)的基礎環(huán)境十年不落后。 標準性和開放性 選擇統(tǒng)一性的網(wǎng)絡結構與軟件硬件平臺，有利于系統(tǒng)的建立與開發(fā)。制定信息管理的規(guī)范，在學校領導下，組織有關人員對管理信息系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析，制定數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)結構，為信息系統(tǒng)的開發(fā)奠定基礎。為了實現(xiàn)與各種網(wǎng)絡互訪的要求，要選擇開放的網(wǎng)絡體系結構，既要選擇當前的主流產(chǎn)品，又要具有開放性，以利于今后的擴充。 可擴展性 系統(tǒng)要有可擴展性和可升級性，隨著業(yè)務的增長和應用水平的提高，網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)和信息流將按指數(shù)增長，需要網(wǎng)絡有很好的可擴展性，并能隨著技術的發(fā)展 不斷升級。易擴展不僅僅指設備端口的擴展，還指網(wǎng)絡結構的易擴展性：即只有在網(wǎng)絡結構設計合理的情況下，新的網(wǎng)絡節(jié)點才能方便地加入已有網(wǎng)絡；網(wǎng)絡協(xié)議的易擴展：無論是選擇第三層網(wǎng)絡路由協(xié)議，還是規(guī)劃第二層虛擬網(wǎng)的劃分，都應注意其擴展能力。 容易控制管理 因為學校上網(wǎng)用戶很多，如何管理好他們的通信，做到既保證一定的用戶通信質量，又合理的利用網(wǎng)絡資源，是建好一個網(wǎng)絡所面臨的首要問題。 經(jīng)濟性 充分利用原有的軟件、硬件資源，減少投資浪費，做到高性能價格比。 安全性 網(wǎng)絡系統(tǒng)應具有良好的安全性，保證數(shù)據(jù)的安全及 網(wǎng)絡使用的安全。由于淮陰工學院網(wǎng)絡連接園區(qū)內部所有用戶，安全管理十分重要。應支持 VLAN 的劃分，并能在 VLAN 之間進行第三層交換時進行有效的安全控制，以保證系統(tǒng)的 18 安全性。 符合 IP 發(fā)展趨勢的網(wǎng)絡 在當前任何一個提供服務的網(wǎng)絡中，對 IP 的支持服務是最普遍的，而 IP 技術本身又處在發(fā)展變化中，如 IpV6， IP QoS， IP Over SONET 等等新興的技術不斷出現(xiàn)，淮陰工學院校園網(wǎng)絡必須跟緊 IP 發(fā)展的步伐，也就是必須選擇處于 IP發(fā)展領導地位的網(wǎng)絡廠商。 在后面的網(wǎng)絡技術選型和系統(tǒng)方案中，以上設計原則和思想都 將會被貫徹始終。 校園網(wǎng)絡 綜合布線 系統(tǒng)的 組 成 綜合布線系統(tǒng)（ PDS， Premises Distribution System）是一套開放式的布線系統(tǒng)，可以支持幾乎所有的數(shù)據(jù)、語音設備及各種通信協(xié)議，同時，由于 PDS充分考慮了通信技術的發(fā)展，設計時有足夠的技術儲備，能充分滿足用戶長期的需求，應用范圍十分廣泛。而且結構化綜合布線系統(tǒng)具有高度的靈活性，各種設備位置的改變，局域網(wǎng)的變化，不需重新布線，只要在配線間作適當布線調整即可滿足需求。 本系統(tǒng)在布線系統(tǒng)方面，所有樓宇間均采用六芯光纖連接，在行政樓、教 學樓樓、宿舍樓間增加冗余連接形成星型鏈路。增強系統(tǒng)的容錯能力并為日后的升級擴展奠定良好基礎。在每棟建筑物內均設立配線管理點實施衛(wèi)星式布線管理，樓內采用超五類雙絞線，保證網(wǎng)絡信號的可靠傳輸。整個方案的布線規(guī)模如下表： 光纖長度 （芯 *米） UTP 長度 (米 ) 光纖端口數(shù) UTP 端口數(shù) 8400 19825 96 308 考慮到網(wǎng)絡建設的靈活性和安全性需求，本網(wǎng)絡的主干采用在業(yè)界處于領先地位的 Cisco的 Catalyst 6006第三層路由交換機作為網(wǎng)絡的中心交換機和千兆以太網(wǎng)技術。同時考慮到貴校的地位，在 增加較少投資的情況下，在主干設備中增加了可靠性和可擴充性。 在工作組級別的子網(wǎng)中，我們根據(jù)實際情況采用了換式 100M/10M 到位，通過虛網(wǎng)劃分和 CGMP/IGMP 支持，提高網(wǎng)絡傳輸效率實現(xiàn)多媒體傳輸及 QoS 支持。 19 校園網(wǎng)與 Inter 連接和遠程撥入支持采用專業(yè)路由器，有效提高接入性能和增強網(wǎng)絡功能。網(wǎng)絡規(guī)模如下表： 千兆端口數(shù) 100M交換端口數(shù) UTP 100M 交換端口數(shù) FX 10M交換端口數(shù) 可路由端口 路由器臺數(shù) 交換機臺數(shù) 14 156 11 132 64 1 10 此外，方案還根據(jù)標書要 求配置了完整的應用系統(tǒng)和配套設備，方案的后面章節(jié)將進行詳細論述。下面先介紹一下方案的設計特點。 （ 1）先進的布線系統(tǒng) 在網(wǎng)絡建設初期選擇正確的布線系統(tǒng)可以延長網(wǎng)絡生命周期（典型情況為40 年），并降低網(wǎng)絡的維護費用。一般情況下，網(wǎng)絡布線的平均維護費用是網(wǎng)絡布線系統(tǒng)建設更新費用的四到五倍左右。大量的網(wǎng)絡建設預算將用于維護、升級和替換現(xiàn)有的布線系統(tǒng)。采用 SYSTIMAX SCS 結構化網(wǎng)聯(lián)解決方案可以比傳統(tǒng)的布線系統(tǒng) 節(jié)約超過 60%的維護費用 。原因在于它簡化了維護過程，降低了人工費用以及消除了升級成本。 SYSTIMAX SCS 結構化網(wǎng)聯(lián)解決方案通過減少網(wǎng)絡系統(tǒng)停機時間來減少網(wǎng)絡運行開支。采用 SYSTIMAX SCS 布線系統(tǒng)可以減少 50%到 80%的系統(tǒng)停機時間。因為在 SYSTIMAX SCS 布線系統(tǒng)中采用的部件都是按照最高標準生產(chǎn)制造的，它們全部超過了 ISO9001 標準所提出的指標要求。同時貝爾實驗室的工程師和其它全球領先的制造商對 SYSTIMAX SCS 布線系統(tǒng)的每個部件進行了嚴格的測試，以確保能為客戶的各種要求提供 完美無缺的端到端網(wǎng)絡解決方案 。 （ 2）高速的中心交換機及高速的主干連接 Catalyst 6006 的底 板帶寬高達 32Gbps，具有先進的第三層線速交換功能，Catalyst 6006 系列 提供卓越的可擴展性和性能價格比 ,支持高接口密度、高性能、高可用性等特性。與應用智能、服務質量 (QoS)機制以及安全性結合在一起，用戶可以更高效地利用其網(wǎng)絡，增加終端業(yè)務 (如多點廣播、 ERP 應用 )，而不會影響網(wǎng)絡性能。采用 CiscoAssure，網(wǎng)絡策略可根據(jù) 4 層信息 (如特定用戶、 IP 地址或應用 )提供端到端應用。 Catalyst6006 系列交換機擴大了Catalyst 家族，為園區(qū)骨干網(wǎng)提供了高性能多層解決方案。與 CiscoIOS 結合在一起， Catalyst6006 系列提供所需的基礎設施，支持高容量千兆比特交換以及 20 多層智能，從而高效地管理網(wǎng)絡流量。由此可見 Catalyst6006 系列性能超群超群，而且在業(yè)界處于領先地位， 完全可以滿足省實驗中學校園網(wǎng)的應用需要 。而作為子網(wǎng)接入的 3500M/2900/1900 交換機，更以 1000M/100M 的速率連至千兆主干，所有設備的使用及連接充分體現(xiàn)出網(wǎng)絡的高速、高效。使校園網(wǎng)應用更加快速有效。 (3)有力支持多媒體應用 本系統(tǒng)采用的設備均具有 支持多目廣播 的性能，所以能夠很好的支持各種 多媒體應用。由于骨干設備具有完善的資源預留，帶寬分配以及隊列機制等 Qos功能，可以 保證多媒體和語音等對時延和抖動十分敏感的數(shù)據(jù)流得以高質量傳送 。 (4)VLAN 的劃分及第三層路由交換 VLAN（虛擬網(wǎng)絡）的劃分提高網(wǎng)絡的利用率，降低廣播包對網(wǎng)絡資源的消耗，使網(wǎng)絡運行更穩(wěn)定、更高效；同時，根據(jù)工作性質對網(wǎng)絡進行 VLAN 劃分，對網(wǎng)絡資源有選擇地開放，使網(wǎng)絡結構更趨合理，更加安全。另外，通過第三層交換，VLAN 之間更可以相互通信。在省實校園網(wǎng)的具體實現(xiàn)中，可以按照每一棟大樓劃分一個 VLAN 或每個職能部門劃分一個 VLAN 的形式去做，可以大大提高網(wǎng)絡的整體性能和管理的靈活性。 (5)冗余線路和設備確保網(wǎng)絡可靠性 方案中不僅選用了最可靠的設備，還在網(wǎng)絡結構設計上充分考慮了網(wǎng)絡的 備份冗余 ，使網(wǎng)絡的主干部分更加安全可靠。在網(wǎng)絡設備供電方面，使用 UPS 供電方式，使網(wǎng)絡設備運行在安全穩(wěn)定的電力環(huán)境中。 （ 6）采用路由器作為網(wǎng)絡門戶增強網(wǎng)絡安全 本系統(tǒng)配置了專業(yè)路由器，并在路由器設置防火墻，利用防火墻的包過濾、NAT 等功能，能實時對系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)進行控制，并且 路由器不運行通用的操作系統(tǒng)，難以被攻擊 ，從而大大增強了系統(tǒng)的安全性。所有 數(shù)據(jù)流第一次進出防火墻都必須經(jīng)過認證服務器的認證，如 TACACS+、 RADIUS 等，其次，防火墻可實現(xiàn)地址過濾、服務過濾及有關的過濾控制方面的能力。 （ 7）應用服務器簡化網(wǎng)絡配置和管理 21 方案配置了高度集成的 EIS/EMS 應用服務器，它們具有功能一體化及易使用的特點，即買即用，用戶無需為軟件與硬件的兼容性、安裝費心。 EIS 提供學校的信息服務（如： WEB, FTP,EMAIL, PROXY, DNS, DHCP）及遠程控制機制和病毒防火墻功能。 而 EMS 服務器則緊扣學校多媒體教學的需要，把課件制作系統(tǒng)、多媒體制 作系統(tǒng)、電子閱覽系統(tǒng)、視頻點播，桌上多媒體系統(tǒng)結合在一起，提供一個一體化的解決方案，大大簡化了網(wǎng)絡的配置和管理，同時提供了豐富實用的校園網(wǎng)應用。針對多媒體應用特別是視頻點播的數(shù)據(jù)傳輸量大的特點，我司集成的 EMS 服務器率先支持 160M 傳輸率的硬盤系統(tǒng)，將為日后的傳輸需求升級奠定良好的基礎，從而有效地消除硬盤 I/O 瓶頸，使 每臺服務器可承受 100 路以上的同時點播 。 （ 8）超越 CDROM 的多媒體閱覽 方案中我們采用了新一代的硬盤緩存光盤共享系統(tǒng)，結合光盤塔系統(tǒng)，在同樣的造價下把系統(tǒng)性能提高了數(shù)百倍。而新一代的多媒體 電子閱覽系統(tǒng)，則突破了傳統(tǒng)虛擬 CDROM 的“電子閱覽”方式，結合功能強大的 全文檢索系統(tǒng) ，可 把各種文件、圖片、聲音、影片均集成到一個多媒體閱覽系統(tǒng)中 。極大的豐富了信息資源，并且使這些資源能更有效的進行組織、檢索和使用。 (9)網(wǎng)絡可擴充性 主干交換機 /路由器具有先進的性能及模塊式的組成結構，以及對最新網(wǎng)絡技術的支持（千兆以太網(wǎng)），使本網(wǎng)絡在相當長的一段時間內都不需考慮網(wǎng)絡的更新?lián)Q代，只需加入擴展模塊就可擴充網(wǎng)絡，保證了用戶的投資。 (10)網(wǎng)絡安全的保障 我公司設有 24 小時的網(wǎng)絡監(jiān)控服務器，如果有需用的話，我 們可以提供 24小時的網(wǎng)絡監(jiān)控服務，可以有效的防止黑客的攻擊，以及可以對出現(xiàn)的故障進行及時和有效的排除。 (11)學校間的資源共享 省實校園網(wǎng)建成后，可以牽頭籌組一個由無線微波為載體，由廣東省各中小學校組成，網(wǎng)絡中心設在省金科網(wǎng)的廣域教學網(wǎng)。借助這個無線網(wǎng)絡，將把各學校連成一個有機的整體，各學校間可以進行資源共享和教學交流，而不再是一個 22 孤立的個體。各校間的交流不再受地域空間的阻隔，并可通過這種交流實現(xiàn)優(yōu)勢互補，強強聯(lián)手，大大提高教學質量，充分發(fā)揮廣東省實驗中學的優(yōu)勢，構筑一個由各 高 校組成的 空中網(wǎng)校 。而且無線接 入方式具有投資低、構造靈活、高帶寬的優(yōu)點，是未來的發(fā)展趨勢之一。它所提供的 10M 帶寬完全可以實現(xiàn)實時、高質量的視頻流傳送，使視頻會議和實時的網(wǎng)上教學成為現(xiàn)實，大大豐富了教學手段。 (12)網(wǎng)站信息管理及發(fā)布系統(tǒng) 建立網(wǎng)站并不難，難的是信息的更新。以往網(wǎng)站信息的更新必須由專人到業(yè)務部門收集資料，然后交給專業(yè)人員制作網(wǎng)頁，最后通過復雜的操作把網(wǎng)頁文件放到服務器上才完成信息的更新和發(fā)布。中間稍有差錯便會影響整個網(wǎng)站。 由于信息的更新管理過程復雜，造成產(chǎn)生信息的業(yè)務部門熱情不高，信息反饋緩慢。針對這些情況，我 公司 成 功開發(fā)出一套 《網(wǎng)站信息管理及發(fā)布系統(tǒng)》 ，徹底改變過往的困況。通過本系統(tǒng)，由專業(yè)人員設