【正文】 SPF)被廣泛采用。部分網(wǎng)狀設(shè)計中的一個問題是客戶機模 塊間的業(yè)務(wù)要通過邏輯中繼線才能互相訪問。部分網(wǎng)狀骨干網(wǎng)適合用于業(yè)務(wù)主要傳輸?shù)揭粋€中央服務(wù)器庫模塊的網(wǎng)絡(luò)。如圖 所示。為了將一個模塊從快速以太網(wǎng)鏈路升級到千兆位以太網(wǎng)鏈路，相連接的其他模塊必須同時進行升級。然而隨著模塊的增加，維持全網(wǎng)狀所需的鏈路數(shù)量以平方增長，并且，隨著鏈路數(shù)量的增加，子網(wǎng)和路由選擇等的數(shù)量也會增加， 網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性也相應(yīng)提高。 接入第二層交換機第三層交換機服務(wù)器庫 圖 緊縮骨干網(wǎng)模型 全網(wǎng)狀模式 全網(wǎng)狀骨干網(wǎng)比較適合包括 3 個模塊的網(wǎng)絡(luò)，直接相連的第三層交換機組成一個全面連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。過量的 ARP 活動會占用大量的 CPU 資源，會直接影響骨干網(wǎng)的總體性能。這種設(shè)計的優(yōu)點是其經(jīng)濟性，非常適合大型大樓內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。然而，這也意味著每個設(shè)備是硬件固化的，用來交換特定第三層協(xié)議 (如 IP)。路 由信息協(xié)議 (如 RIP 和 OSPF)被這些設(shè)備用來了解網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)以及進行路由變更。 逐分組交換 [11] 逐分組交換發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)層。當(dāng)分組序列的目的地址確定以后，后來的分組享有與第一個分組相同的權(quán)限，繞開了第三層處理，整體上加快了處理過程。用于在子網(wǎng)之間交換分組的產(chǎn)品很多。另外由于接入終端種類的多樣性和接入端用戶對操作的簡單性要求，接入部分所采用的技術(shù)和設(shè)備應(yīng)該有：使用廣泛、價格低廉、操作配置簡單、有很好的通用性和兼容性等特點。所以相對來說對帶寬的要求不是很高。另外，主干網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性也直接影響到整個網(wǎng)絡(luò)的安全與穩(wěn)定。由于每臺交換機上都與眾多的客戶直接相連，這樣每一條主干網(wǎng)絡(luò)鏈路都直接負擔(dān)著數(shù)十個或更多的客戶的網(wǎng)絡(luò)流量。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組建及 Inter 接入方案 15 局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析 局域網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)主要是指網(wǎng)絡(luò)的核心交換機和核心鏈路。 將大型網(wǎng)絡(luò)劃分成小的網(wǎng)段，使每段擁有較少的用戶，這樣可解決網(wǎng)絡(luò)的擁擠，這是交換式以太網(wǎng)最基本的思想。使用此種技術(shù)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)性能將主要集中在服務(wù)器一方，在以后的網(wǎng)絡(luò)升級中，增加服務(wù)器的處理能力即可。交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是目前解決網(wǎng)絡(luò)通信瓶頸問題的切實可行的最佳方案之一，它避免了 ETHERNET、 FDDI 的通信爭用問題。交換式網(wǎng)絡(luò)是一種融合技術(shù)，而不是類似于 FDDI 專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。校園網(wǎng)主干采用千兆技術(shù)有利于現(xiàn)有技術(shù)及設(shè)備的無縫遷移，避免投資浪費，更有利于 將來升級、擴展。 以千兆網(wǎng)作校園網(wǎng)主干 千兆以太網(wǎng)構(gòu)筑于以太網(wǎng)協(xié)議之上，但其速度比快速以太網(wǎng)增加 10 倍，達到 000Mbps或 1Gbps。 這三種技術(shù)在很大程度上決定了傳輸數(shù)據(jù)的類型、網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間、吞吐率和利用率，以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等各種特性，其中最重要的是介質(zhì)訪問控制方法。 適當(dāng)?shù)膶哟渭墑e使用具體的特征，這主要通過把不同的控制功能部署在不同的層次級別來實現(xiàn) [9]。 不要把終端工作站安裝在主干網(wǎng)上，如果主干網(wǎng)上沒有工作站，可以提高主干網(wǎng)的可靠性，使通信量管理和增大帶寬的設(shè)計更為簡單。 層次性網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的指導(dǎo)原則 選擇最適合需求的分級模型，一般情況下二、三層層次模型就可以充分滿足用戶的需求。應(yīng)該避免在 核心層使用像訪問控制列表和數(shù)據(jù)包過濾這類的功能。 核心層 核心層是局域網(wǎng)的主干，其主要目的是能盡快的交換數(shù)據(jù)。同時，分布層交換機需能實現(xiàn)快速交換功能、 Qos功能等其它網(wǎng)絡(luò)策略。 分布層通常是指在樓宇網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中將多個樓層交換機連接起來的部分，分布層一方面要求和核心層保持高速 可靠連接，另一方面是部署網(wǎng)絡(luò)策略的重要地方。該層提供了邊界定義，并在該處對潛在費力的數(shù)據(jù)包操作進行處理。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組建及 Inter 接入方案 13 分布層 網(wǎng)絡(luò)的分布層是網(wǎng)絡(luò)接入層和核心層之間的分界點。采用堆疊的方式將大大提高接入層交換機的性能同時在信息點較多的大樓能實現(xiàn)當(dāng)?shù)芈酚?，從而減少網(wǎng)絡(luò)主干的負載。接入層主要關(guān)注通過低成本、高端口密度的設(shè)備提供的這些功能。 在局域網(wǎng)環(huán) 境中，接入層主要功能如下 ： 提供交換的帶寬和第二層服務(wù)，如基于接口或 MAC 地址的 VLAN 成員資格和數(shù)據(jù)流過濾。 圖 網(wǎng)絡(luò)三層結(jié)構(gòu) 接入層 網(wǎng)絡(luò)的接入層是最終用戶被許可接入網(wǎng)絡(luò)的點。分層化的模式可以支持所有常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 多層模式使網(wǎng)絡(luò)的移植更加簡單，因為它保留了基于路由器和集線器的網(wǎng)絡(luò)尋址方案，對以往的網(wǎng)絡(luò)有很好的兼容性。多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組建及 Inter 接入方案 12 有效地利用多種第三層業(yè)務(wù)，包括分段、負載分擔(dān)和故障恢復(fù)等。 多層設(shè)計是模塊化的，網(wǎng)絡(luò)容量可隨日后網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增裝不斷擴大。但在過去幾年中，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和網(wǎng)上應(yīng)用量的增加，分布式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和交換已經(jīng)移至用戶級，由此形成了一個新的、更適應(yīng)現(xiàn)代高速大型網(wǎng)絡(luò)的分層設(shè)計模型。 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu) 一個優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)，不僅要有先進的設(shè)備，還要有先進的 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。層次性網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型，由于其良好的伸縮能力、易于實現(xiàn)、易于排除故障、可預(yù)測性、協(xié)議支持、易于管理等特點，可充分滿足園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的長期需求。 ”所以在設(shè)計高校校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時候，盡量站在用戶的角度考慮問題，以滿足用戶的應(yīng)用需求和技術(shù)需求。自頂向下的設(shè)計方法適用于從 OSI 參考模型的高層開始再向較低的層次推進的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，它著重于在選擇運行于較低層次上的路由器、交換機和介質(zhì)之前，將重點放在應(yīng)用、會話、數(shù)據(jù)的傳輸上。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組建及 Inter 接入方案 11 第 4 章 系統(tǒng)總體設(shè)計 高校校園網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總體設(shè)計主要包括以下幾大部分 ： 設(shè)計思想； 分層次的設(shè)計； 高校網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計； 多協(xié)議處理及路由能力設(shè)計。因此，網(wǎng)絡(luò)所選網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)支持 SNMP、 RMON、 SMON 等協(xié)議，管理員通過網(wǎng)管工作站就能方便的進行網(wǎng)絡(luò)管理、維護甚至修復(fù)。 可維護性和可管理性 整個信息網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)中的互連設(shè)備，應(yīng)是使用方便、操作簡單易學(xué)，并便于維護。應(yīng)急處理信息系統(tǒng)能夠全天候工作，達到每周 7*24 小時工作的要求。在確保系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中單獨設(shè)備穩(wěn)定、可靠運行的前提下，還需要考慮網(wǎng)絡(luò)整體的容錯能力、安全性及穩(wěn)定性，使系統(tǒng)出現(xiàn)問題和故障時能迅速的修復(fù)。同時，應(yīng)從長遠的技術(shù)發(fā)展來選擇具有很好前景的、較為先進的技術(shù)和產(chǎn)品，以適應(yīng)系統(tǒng)未來的發(fā)展需要。 成熟性和高可靠性 作為信息系統(tǒng)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置及帶寬應(yīng)能充分地滿足網(wǎng)絡(luò)通信的需要。不能一味地追求實用而忽略先進，只有將當(dāng)今最先進的技術(shù)和實際應(yīng)用要求緊密結(jié)合，才能獲得最大的系統(tǒng)性能和效益。在網(wǎng)絡(luò)中采用的硬件設(shè)備及軟件產(chǎn)品應(yīng)支持國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或事實上的標(biāo)準(zhǔn)，以便能和不同廠家的開放型產(chǎn)品在同一網(wǎng)絡(luò)中同時共存；通信中應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議以使不同的操作系統(tǒng)與不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及不同的網(wǎng)絡(luò)之間順利進行通訊。該系統(tǒng)所包含的內(nèi)容很多，將各種先進的軟硬件設(shè)備有效地集成在一起，使系統(tǒng)的各個組成部分能充分發(fā)揮作用，協(xié)調(diào)一致地進行高效工作。 方案設(shè)計原則 本方案的設(shè)計將在追求性能優(yōu)越、經(jīng)濟實用的前提下，本著嚴謹、慎重的態(tài)度，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備選擇、系統(tǒng)應(yīng)用、技術(shù)服務(wù)和實施過程等方面綜合進行系統(tǒng)的總體設(shè)計，力圖使該系統(tǒng)真正成為符合高校的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。根據(jù)高校校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的要求，為其設(shè)計了一 整套的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案，采用 AVAYA 公司 (原朗訊企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集團 )的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 [6]，為高校校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建優(yōu)質(zhì)、可靠、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組建及 Inter 接入方案 9 系統(tǒng)總體目標(biāo) 對于一個校園網(wǎng)來說，系統(tǒng)的總體目標(biāo)就是在一段時期內(nèi)，當(dāng)校園網(wǎng)完全建設(shè)好后所要達到的功能和具有的規(guī)模。 綜上所述，本方案主要選擇千兆以太網(wǎng)技術(shù)來構(gòu)建用戶的需求，對二層節(jié)點和桌面微機的接入也采用快速以太網(wǎng)，建立一個基于多層、全交換的虛擬園區(qū)網(wǎng)絡(luò)。目前公認，合理組織的千兆以太網(wǎng)不需要考慮 QoS 管理。 良好的兼容性和管理的簡單性。 校園網(wǎng)技術(shù)新發(fā)展 為了便于網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)擴展，節(jié)省用戶投資，在充分考慮建設(shè)原則、滿足應(yīng)用需要和適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢等方面后，所以選擇了 Gigabit Ether，原因如下 ： 以低廉的價格提供高帶寬。校園網(wǎng)已成為各學(xué)校必備的重要信息基礎(chǔ)設(shè)施，其規(guī)模和應(yīng)用水平己成為衡量學(xué)校教學(xué)與科研綜合實力的一個重要標(biāo)志。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組建及 Inter 接入方案 8 第 3 章 需求分析 組網(wǎng)背景 二十一世紀是信息化時代，辦公自動化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化已成為一種必備條件。 因為通信的雙方完全沒有通過路由器這樣的第三者，所以哪怕 A、 B 或 C 屬于不同的子網(wǎng)，它們之間均可直接知道對方的 MAC 地址。 圖 三層交換機通信過程 西安交通大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)論文 7 如圖 ，假設(shè) A 和 B 以前通信過，中間的交換機如支持第三層交換的話，它便會把A 和 B 的 IP 地址及它們的 MAC 地址記錄下來。傳統(tǒng)路由器雖然可以轉(zhuǎn)發(fā)各種路由分組，但其延遲較高，轉(zhuǎn)發(fā)速度達不到線速。考慮 IP 網(wǎng)和 IPX 網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)中主要有四種流量類型在進行傳輸 ： 第二層交換 (純交換幀 )； 第三層 IP 路由 (純 IP 路由分組 )： 第三層 IPX 路由 (純 IPX 路由分組 )以及同時進行的第二層交換與第三層 IP 路由 (交換幀和路由分組的混合流量類型 )。所以，實現(xiàn)真正的第三層交換，關(guān)鍵在于要改變傳統(tǒng)路由器處理包轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，也就是要實現(xiàn)線速路由。 將一個傳統(tǒng)的路由模塊加入到交換機中并不是真正的第三層交換。路由層提供主要的 LAN 路由協(xié)議 ： IP、 IPX和 AppleTalk，并通過策略管理提供逐包式或直通式的第三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。接口層包含了所有重要的局域網(wǎng)接口 ：10/100M 以太網(wǎng)、 G 以太網(wǎng)、 FDDI 和 ATM。 第三層交換機的組成如圖 所示。 第三層交換技術(shù)實現(xiàn)要點 第三層交換是一個模型，它將第二層交換機和第三層路由器兩者的優(yōu)勢結(jié)合成一個靈活的 解決方案，可在各個層次提供線速 (Wire speed)性能的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。在這種情況下，人們自然會考慮 ： 能不能將交換機的高速性能和路由器的控制功能結(jié)合起來。與路由器相比，由于二層交換機采用 ASIC[5]（ Application Specific Integrated Circuit）芯片來處理包轉(zhuǎn)發(fā)，因而其處理速度是非常快的。由于傳統(tǒng)路由器的路由尋址功能是通過軟件實現(xiàn)，該軟件運行于有固定內(nèi)存的 CPU 之上，雖然 CPU 和存儲器的速度越來越快，但仍趕不上網(wǎng)絡(luò)流量增加的速度。 虛擬局域網(wǎng) (VLAN)解決了在二層交換機上劃分廣播域的問題，可以替代路由器的限制廣播的功能。在通過路由器 連接的兩個子網(wǎng)中，子網(wǎng)間的廣播包不會互相擴散。二層交換機的這種廣播控制缺陷是由其對以太網(wǎng)幀的處理能力所決定的，因為二層交換機只能識別 MAC 地址，不能識別數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡(luò)地址信息，因而它對于區(qū)分不同類型的子網(wǎng)是無能為力的。顯然，將一個 TCP/IP 廣播包發(fā)送到 IPX 子網(wǎng)中是不合理的。因為對于二層交換機來講，與其所有端口相連的節(jié)點，無論是單 一的工作站還是子網(wǎng)，都共享一個廣播域。二層交換機也可用于劃分子網(wǎng)。正因為這一關(guān)鍵性的區(qū)別，使得交換機和路由器在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中所擔(dān)任的角色也大不相同。尤其這些年所建成的 Intra 更是離不了交換機和路由器。 第三層交換技術(shù) 在過去的 20 多年中，交換技術(shù)和路由技術(shù)都得到了充分發(fā)展，交換技術(shù)的發(fā)展和對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的貢獻更是引人注目。 （ 3）、 在多個 VLAN 之間通信的問題，即 VLAN 之間的路由問題。 實現(xiàn) VLAN 要解決的關(guān)鍵問題 （ 1）、 定義 VLAN 成員的問題，即劃分 VLAN 的方法。但是一個比較通用的能被大家接受的定義是認為 VLAN 等同于一個廣播域。 虛擬局域網(wǎng)技術(shù) 什么是 VLAN VLAN 技術(shù)目前 仍是未標(biāo)準(zhǔn)化的不開放的技術(shù)，各個廠商提供的 VLAN 解決方案有一定的差異。 VLAN雖然解決了在二層交換機上劃分廣播域的問題，但虛擬局域網(wǎng)之間的通信仍需要借助速度較慢的傳統(tǒng)路由器。用 LAN交換機取代部門路由器和介質(zhì)訪問設(shè)備 (如集線器 )的速度在不斷增大。 校園網(wǎng)技術(shù)新發(fā)展 校園網(wǎng)技術(shù)隨著時代的進步而不斷發(fā)展。路由器連接具有相同通信架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，但這些網(wǎng)絡(luò)的低層架構(gòu)可能不