【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)題目校園網(wǎng)絡(luò)工程綜合布線方案

　　

【正文】 但為了與原有網(wǎng)卡及應(yīng)用軟件的兼容， CSMA/CD 仍必須存在，且交換中對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)端口的定位是在于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)刷新中進(jìn)行的，這就使在統(tǒng)計(jì)上仍存在大量的包是以共享爭(zhēng)用的方式傳遞的，交換技術(shù)可使利用率提高至 20%～ 50%。 除以上兩點(diǎn)以外，以太網(wǎng)傳輸機(jī)制所固有的對(duì)網(wǎng)絡(luò)半徑、冗余拓?fù)浜拓?fù)載平衡能力的限制以及網(wǎng)絡(luò)的附加服務(wù)能力薄弱等等，也都是以太網(wǎng)絡(luò)的不足 之處。但以太網(wǎng)以成熟的技術(shù)、廣泛的用戶基礎(chǔ)和較高的性能價(jià)格比，仍是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中較為優(yōu)秀的解決方案。 ? 千兆以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 千兆位以太網(wǎng) (Gigabit Ether)是 IEEE 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，傳輸速度為每秒 1000 兆位 (即 1Gbps)。應(yīng)用于大型校園網(wǎng)，能把現(xiàn)有的 10Mbps 以太網(wǎng)和100Mbps 快速以太網(wǎng)連接起來。它可取代 100Mbps FDDI 網(wǎng)，也是 ATM 技術(shù)的強(qiáng)勁對(duì)手。千兆位以太網(wǎng)采用同樣的 CSMA/CD 協(xié)議，同樣的幀格式，是現(xiàn)有以太網(wǎng)最自然的升級(jí)途徑，使用戶對(duì)以太網(wǎng)原有設(shè) 備管理工具的投資得以保護(hù)。 千兆位以太網(wǎng)是超高速主干網(wǎng)的一種選擇方案。在數(shù)據(jù)、話音、視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)方面它雖然不能提供真正意義上的服務(wù)質(zhì)量 (QoS)，但千兆位以太網(wǎng)頻寬較高，能克服原以太網(wǎng)的一些弱點(diǎn)，提供服務(wù)保證等特性。 工作組已確定了以下一組規(guī)范，統(tǒng)稱為 1000Base－ X。 1. 1000Base－ LX：多模光纖傳輸距離為 550 米，單模光纖傳輸距離為 3000米。 2. 1000Base－ SX： 微米多模光纖傳輸距離為 300 米， 50 微米多模光纖傳輸距離為 550 米。 3. 1000Base－ CX：用于短距離設(shè)備的連接，使用高速率雙絞銅纜，最大傳輸距離為 25 米。 4. 1000Base－ T： 5 類銅纜傳輸最大距離為 100 米。 千兆位以太網(wǎng)支持交換機(jī)之間、交換機(jī)與終端之間的全雙工連接，支持共享網(wǎng)絡(luò)的半雙工連接方式，使用中繼器和 CSMA/CD 沖突檢測(cè)機(jī)制。千兆位以太網(wǎng)聯(lián)盟 (GEA)為千兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用提出以下幾種方案： 1. 更新快速以太主干網(wǎng)：更換核心交換機(jī)，全面提高原有網(wǎng)絡(luò)性能。 2. 用于交換機(jī)到服務(wù)器鏈路：服務(wù)器使用千兆位以太網(wǎng)卡，直接與千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)相接，提供每秒百萬(wàn)個(gè)包的處理能 力。 3. 千兆位以太網(wǎng)到桌面臺(tái)式機(jī)。高性能工作站安裝千兆位以太網(wǎng)卡，直接與千兆位以太網(wǎng)相連。 4. 用于交換機(jī)之間的鏈路。千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)用光纖相接，提供一條高性能主干線路。 5. 更新 FDDI 主干：保留現(xiàn)有光纜，提高帶寬 10 倍。 ? ATM 網(wǎng)絡(luò) “ ATM（異步傳輸模式）”這一名詞最早就為與電話中繼通訊中常用的技術(shù)“ STM（同步傳輸模式）”相對(duì)應(yīng)而產(chǎn)生的，它既汲取了話務(wù)通訊中電路交換的“有連接”服務(wù)和服務(wù)質(zhì)量保證，又保持了以太、 FDDI 等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中帶寬可變、適于突發(fā)性傳輸?shù)撵`活性，從而成為迄今為止適用范圍最 廣、技術(shù)最先進(jìn)、傳輸效果最理想的網(wǎng)絡(luò)互連手段。 概括起來， ATM 技術(shù)具有如下特點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸有連接服務(wù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量保證 (QoS) 這是 ATM 先進(jìn)于其他網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)、最有魅力的特點(diǎn)所在。以太網(wǎng)、 FDDI等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)所限，傳輸機(jī)制主要圍繞解決信息包沖突碰撞問題、保證發(fā)端的信息包能夠到達(dá)收端就可以了，并不考慮“如何到達(dá)”。而提出 ATM技術(shù)的主要目標(biāo)則是為了解決傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量問題，不僅要能夠到達(dá)，還要控制如何到達(dá)，因而 ATM 技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)中革命性的突破，具有其他技術(shù)在產(chǎn)生時(shí)所不具備的 天生 優(yōu)勢(shì) 。 交換吞吐量大 ATM 交換理論在建立時(shí)，充分利用了當(dāng)時(shí)剛剛成熟的超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)，其定長(zhǎng)的幀結(jié)構(gòu)使所有交換工作能用純硬件完成，因而 ATM 交換機(jī)本身硬件交換性能就遠(yuǎn)大于一般傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。 帶寬利用率高 ATM 是有連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，內(nèi)部交換是通過建立 虛電路 完成的。每一個(gè)虛電路所需帶寬由服務(wù)質(zhì)量保證體系按需分配，不同的應(yīng)用要求分配不同的信道帶寬。一經(jīng)分配，該帶寬就由所屬應(yīng)用以統(tǒng)計(jì)的方式所占用，有傳輸則提供始終如一的持續(xù)帶寬，無(wú)傳輸則自動(dòng)讓出帶寬給其他通訊使用，因而帶寬分配靈活 ，利用率極高，可達(dá) 90%以上。 具有靈活的組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)載平衡能力，伸縮性、可靠性極高 由于 ATM 采用有連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，因而在 ATM 網(wǎng)絡(luò)中可以存在多條冗余鏈路，實(shí)現(xiàn)環(huán)接、并行連接等冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在傳輸時(shí)可同時(shí)傳輸，帶寬按鏈路冗余數(shù)目加倍，使全網(wǎng)具有極高的可伸縮性和可靠性，這在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中都是難以做到的。比如：以太網(wǎng)是不能同時(shí)啟動(dòng)兩條和兩條以上的冗余鏈路的，這樣會(huì)導(dǎo)致永無(wú)休止的“回環(huán)包”占據(jù)所有有用帶寬，讓網(wǎng)絡(luò)崩潰。一旦網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)冗余，則必須啟動(dòng)一種稱之為 Spanning Tree 算法的尋徑技術(shù)，堵塞住所 有冗余鏈路端口。用這種算法重新拓?fù)浜蟮木W(wǎng)絡(luò)不僅會(huì)失去所有負(fù)載平衡功能，而且還會(huì)帶來額外的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，降低網(wǎng)絡(luò)性能。 局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)技術(shù)統(tǒng)一 ATM 是現(xiàn)今唯一可同時(shí)應(yīng)用于局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)兩種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，兩種技術(shù)的統(tǒng)一是網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的趨勢(shì)，也是實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ BISDN）這一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)未來的宏遠(yuǎn)目標(biāo)的必由之路，具有廣闊的發(fā)展前景。 在整個(gè)業(yè)界的充分重視下， ATM 近八年的發(fā)展已使其走向一個(gè)成熟穩(wěn)定發(fā)展的軌道，逐步占據(jù)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的主流。 ATM 是一個(gè)在現(xiàn)有技術(shù)水平上已獲得成熟的發(fā)展、同時(shí)兼具有新技 術(shù)所特有的勃勃生命力的技術(shù)。不過， ATM 有一個(gè)不足之處就是，采用 ATM 技術(shù)來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)主干，需要較高的成本。其經(jīng)濟(jì)可行性較差，對(duì) XX 中學(xué)所建的中等規(guī)模偏小的校園網(wǎng)絡(luò)就更是如此。 在闡述完當(dāng)今幾種主流網(wǎng)絡(luò)主干技術(shù)后，我們回到 XX 中學(xué)校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)中來，結(jié)合前面所強(qiáng)調(diào)的設(shè)計(jì)原則和用戶的具體需求，我們可以得出一個(gè)最佳的主干設(shè)計(jì)方案。 首先根據(jù)最先進(jìn)技術(shù)和最佳性能優(yōu)化的設(shè)計(jì)原則，技術(shù)已很久停滯不前、性能相對(duì)偏低 FDDI 已不適應(yīng) XX 中學(xué)校園網(wǎng)的需求了。剩下可選的則是快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)和 ATM 這兩種（共三個(gè)）當(dāng)今 主流主干網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。從前面需求分析我們可以看到用戶的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可分為管理、教學(xué)、科研以及其它的Inter/Intra 應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，其中網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，要求有長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的帶寬；而管理、科研和 Inter/Intra 應(yīng)用則非常復(fù)雜，它們不僅具有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)通信的文件的傳輸、數(shù)據(jù)的查詢等等，還根據(jù)信息發(fā)展的需要加入了大量圖像、視頻、聲音等多媒體應(yīng)用，比如 Web 瀏覽、視頻會(huì)議、語(yǔ)音電子郵件等等，這就需要網(wǎng)絡(luò)不僅具有傳送大量突發(fā)性數(shù)據(jù)的充裕帶寬，還應(yīng)當(dāng)對(duì)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的多媒體信息的傳送保持均 勻的低延遲傳輸特性，從這方面來看，具備對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)和多媒體信息都有最佳傳輸效果的 ATM 交換技術(shù)和快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)技術(shù)無(wú)疑都可作為理想的解決方案。 從另一方面來講，我們還必須考慮到建設(shè)的成本、未來維護(hù)的能力和不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類型的搭配等各種因素。端到端全 ATM 在國(guó)外的先進(jìn)地區(qū)雖有成功的案例，但對(duì)于 900 個(gè)點(diǎn)左右的 Intra 而言需要更大的投資和較高水平的維護(hù)力量，我們的應(yīng)用仍是傳統(tǒng)應(yīng)用加新型多媒體應(yīng)用共存的模式，多媒體傳輸不可忽視但而且將來會(huì)占絕對(duì)的主體，因此我們從發(fā)展的眼光來看，雖然目前應(yīng)用還不是太多，快速以太網(wǎng)能夠滿足需要，但根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在基礎(chǔ)設(shè)施建立以后，帶寬的需求將飛速增長(zhǎng)，所以我們建議采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，達(dá)到最近五年不過時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。 從 XX 中學(xué)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資金以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用信息流量的實(shí)際情況出發(fā)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套基于千兆以太網(wǎng)主干技術(shù)的校園網(wǎng)方案，它以 1000Mbps 以太網(wǎng)交換技術(shù)為主干，可以做到 1000Mbps 全光纜到二級(jí)交換機(jī)， 100Mbps 到桌面。它能很好地支持 XX 中學(xué)的校園內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通信以及與 CERNET 其它節(jié)點(diǎn)的信息交互，而且在性能有很大的優(yōu)勢(shì)，而且價(jià)格上并不貴多少，是一種比較先進(jìn)的校園網(wǎng)絡(luò)解 決方案。 以下是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的示意圖： 廠家產(chǎn)品選擇 提供網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品廠家實(shí)在是太多了。國(guó)外的有 Cisco、 NortelNetworks、 3Com、Lucent（該公司提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的部門現(xiàn)已獨(dú)立出來成為公司 AVAYA）、 Alcatel、Cabletron、 Intel。國(guó)內(nèi)的有華為（華為的產(chǎn)品基本上全是 OEM 的，路由器是 OEM Cisco 的，交換設(shè)備是 OEM Intel 的）、聯(lián)想（ Legend）、中興、 Dlink（目前已被聯(lián)想收購(gòu)，成了聯(lián)想 Dlink）、 Accton（ Dlink 和 Accton 是臺(tái)灣出產(chǎn)）。 各家有各家的優(yōu)勢(shì)和特色。 Cisco 在廣域網(wǎng)產(chǎn)品方面的地位是無(wú)人能及的，據(jù)稱在廣域網(wǎng)骨干路由器上 Cisco 產(chǎn)品占有 80%的市場(chǎng)份額； Nortel Networks 在語(yǔ)音交換方面有 100 多年的歷史； 3Com 盡管它的高端產(chǎn)品目前已經(jīng)被人收購(gòu)，但它在園區(qū)網(wǎng)方面，特別是在中國(guó)市場(chǎng)上，占有很大的份額；各家的特點(diǎn)說來話長(zhǎng)，不一而足。但總的一點(diǎn)，比較貴，且他們占據(jù)的是中高端市場(chǎng)。在中低端市場(chǎng)方面，是 Dlink 和 Accton 有極大的優(yōu)勢(shì)。特別要強(qiáng)調(diào)的是 3 公司。 3公司是校園網(wǎng)方面擁有很長(zhǎng)的 歷史，全國(guó)有相當(dāng)一部分大學(xué)均采用 3 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，她以質(zhì)量好、性能穩(wěn)定著稱，雖然目前因全球策略調(diào)整將高端出售，從而WEB 服務(wù)器 視頻服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫(kù) /數(shù)據(jù)服務(wù)器 網(wǎng)管工作站 教學(xué)樓 圖書館 教師宿舍 電腦室 實(shí)驗(yàn)樓 飯?zhí)? 學(xué)生宿舍 體育館 辦公樓 Inter 強(qiáng)化了她在中低端產(chǎn)品上的競(jìng)爭(zhēng)力，作為 XX 中學(xué)一個(gè)中小型的園區(qū)網(wǎng)， 3的系列產(chǎn)品必將能提供一個(gè)性能、穩(wěn)定雙佳的網(wǎng)絡(luò)。 具體配備如下： 中心機(jī)房：選擇 3 公司 Switch 4007 作為中心交換機(jī)。根據(jù)用戶要求，加入兩塊 9 口千兆模塊，為整個(gè)校園網(wǎng)提供 18 個(gè) 1000BaseSX 接口。其中 7 個(gè)SX 接口用來下連教學(xué)樓、圖書館、教師宿舍、學(xué)生宿舍、飯?zhí)?、辦公樓、體育館；另外三個(gè)分別可用于 Web 服務(wù) 器、數(shù)據(jù) /數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器；剩余的 8 個(gè)備用。 教學(xué)樓：教學(xué)樓共有 32 個(gè)信息點(diǎn)，并且已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)。教學(xué)樓的配線間在四樓。根據(jù)用戶要求，分別選擇 24 口和 12 口的 SuperStack II Switch 3300 兩臺(tái)來進(jìn)行連接各信息點(diǎn)。 圖書館：圖書館共有 90 個(gè)信息點(diǎn)。其中二樓資料查詢室共有 61 個(gè)信息點(diǎn)（其中的一個(gè)點(diǎn)與一臺(tái)服務(wù)器相連），在一、二樓辦公室各 2 個(gè)點(diǎn)。剩余的 26 個(gè)信息點(diǎn)在一樓的學(xué)生書庫(kù)。圖書館采用四臺(tái) 24 口 SuperStack II Switch 3300 交換機(jī)堆疊。 教師宿舍：教師宿舍共有 70 個(gè)信 息點(diǎn)。采用三臺(tái) SuperStack II Switch 3300交換機(jī)堆疊。 學(xué)生宿舍：學(xué)生宿舍共有兩幢樓。每幢采用兩組四臺(tái) 24 口 SuperStack II Switch 3300 交換機(jī)堆疊。每個(gè)學(xué)生宿舍安置兩個(gè)信息點(diǎn)，每幢樓有 192 個(gè)信息點(diǎn)。兩幢樓有 384 個(gè)信息點(diǎn)。 飯?zhí)茫猴執(zhí)霉灿?5 個(gè)信息點(diǎn)，采用一臺(tái) 24 口的 SuperStack II Switch 3300 交換機(jī)來連接。 辦公樓：辦公樓共有 145 個(gè)信息點(diǎn)，并且目前辦公樓已經(jīng)布線連網(wǎng)，根據(jù)用戶要求，辦公樓要重新布線。辦公樓采用四臺(tái) 24 口的 SuperStack II Switch 3300交換機(jī)堆疊來連接。 體育館：體育館共有 10 個(gè)信息點(diǎn)，也是采用一臺(tái) 24 口的 SuperStack II Switch 3300 交換機(jī)來連接。 實(shí)驗(yàn)樓：實(shí)驗(yàn)樓主要有兩類情況。一個(gè)是對(duì)電腦室的布置，電腦室在實(shí)驗(yàn)樓4 樓，共有兩間（分別為 62 個(gè)和 64 個(gè)點(diǎn)），均位于中心機(jī)房隔壁，并且已經(jīng)連網(wǎng)?？梢詫⒚總€(gè)電腦室的交換機(jī)直接通過 UTP 連往中心機(jī)房的交換機(jī)。另外一個(gè)情況是，實(shí)驗(yàn)樓 1 至 4 層還有一些實(shí)驗(yàn)室（共有 15 個(gè)點(diǎn)）需要與中心機(jī)房連接，它們可以直接通過 UTP 直接連往中心機(jī)房。 根據(jù)招標(biāo)文件所述 ，各幢樓需要交換機(jī)類別、模塊如圖所示： 說明： ① 學(xué)生宿舍樓招標(biāo)文件要求是 192 個(gè)點(diǎn)，實(shí)際上根據(jù)校方要求為 384 個(gè)點(diǎn)，相應(yīng)地需要再引入一條光纖。另外，根據(jù)校方要求，對(duì)于學(xué)生宿舍樓，目前暫訂購(gòu)兩個(gè)四臺(tái) 3300 交換機(jī)堆疊。 ② 中心交換機(jī)建議增加 3CB9RG4 三層千兆模塊，加入此模塊，可以有效防止由于路由時(shí)發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)瓶頸。原 10/100M 3CB9RF12R 可能無(wú)法滿足學(xué)生宿3C16987 3C16981 辦公樓 145 中心交換機(jī) 學(xué)生宿舍 192 3C16988 3C16985 3C16985 3C16987 3C16988 3C16987 3C16985 教學(xué)樓 32 3C16987 飯?zhí)? 5 實(shí)驗(yàn)樓 15 圖書館 90 教師宿舍 70 3C16985 3C16985 3C16987 3C16988 3C16985 3C16985 3C16987 3C16988 3C16801 3CB9EP9 3CB9EME 3CB9FG24T 3CB9LG9MC 3CB9LG9MC 3CB9R