【正文】 .......................................................................................... 79 、上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院校園網(wǎng) ........................................................................................................................... 82 、山西大學(xué)工程學(xué)院無線校園網(wǎng) .................................................................................................................. 84 第一章、 數(shù)字化校園的基本概念 數(shù)字校園是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用先進的信息化手段 和工具，實現(xiàn)從環(huán)境（包括設(shè)備、教室等）、資源（如圖書、講義、課件等）、到活動（包括教、學(xué)、管理、服務(wù)、辦公等）的全部數(shù)字化，在傳統(tǒng)校園的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個數(shù)字空間以拓展現(xiàn)實校園的時間和空間維度，從而提升了傳統(tǒng)校園的效率，擴展了傳統(tǒng)校園的功能，最終實現(xiàn)教育過程的全面信息化。（引自：清華大學(xué)計算機與信息管理中心沈培華主任） 實施數(shù)字化校園工程的核心目標是充分利用信息技術(shù)，建立多層次、創(chuàng)新型、開放式的高等學(xué)校，提高辦學(xué)的質(zhì)量和效益。具體來說： ? 在教學(xué)方面 ： 要利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)高質(zhì)量教學(xué)資源、信息資源和智力資源的共享與傳播，并同時促進高水平的師生互動，促進主動式、協(xié)作式、研究型的學(xué)習，從而形成開放、高效的教學(xué)模式，更好地培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)以及問題解決能力和創(chuàng)新能力。 ? 在管理方面 ： 要利用信息技術(shù)實現(xiàn)職能信 息管理的自動化，實現(xiàn)上下級部門之間更迅速便捷的溝通，實現(xiàn)不同職能部門之間的數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)，提高決策的科學(xué)性和民主性，減員增效，形成充滿活力的新型管理機制。 ? 在學(xué)校社區(qū)服務(wù)方面 ： 要適應(yīng)后勤社會化改革的需要開展各種網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)項目，包括電子商務(wù)、 電子醫(yī)療等，為師生員工提供便捷、高效、集成、健康的生活和休閑娛樂服務(wù)，形成智能型的社區(qū)服務(wù)體系。但是新一代數(shù)字化校園網(wǎng)不僅僅是帶寬的大幅提升，新的應(yīng)用隨之層出不窮，新的問題也不斷涌現(xiàn)： 用戶數(shù)量巨大。 而由于網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到所有人的生活，網(wǎng)絡(luò)終端－計算機的價格持續(xù)下降，相當一部分學(xué)生都擁有計算機，甚至擁有筆記本電腦，再加上各種教學(xué)科研用的網(wǎng)絡(luò)終端，高校校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量也因此都在數(shù)萬以上。 企業(yè)或事業(yè)單位的網(wǎng)絡(luò)用戶都為辦公用戶，運營商面向住宅的接入網(wǎng)中的用戶都為家庭用戶，面向辦公大樓的接入網(wǎng)用戶都為企業(yè)用戶。但是高校校園網(wǎng)的用戶類型卻非常復(fù)雜，包括了：全日制學(xué)生用戶、在職學(xué)生用戶、教職工家庭用戶、教職工辦公用戶、院系辦公用戶、教育環(huán)境用戶（如多媒體教室）、學(xué) 習環(huán)境用戶（如用于學(xué)習的計算機實驗室、網(wǎng)絡(luò)實驗室）等等。 包括用戶管理策略和路由管理策略都很復(fù)雜。另外，由于校園網(wǎng)普遍存在多個網(wǎng)絡(luò)出口，不同的網(wǎng)絡(luò)出口擁有不同的帶寬、到不同的目的地址時的費用和響應(yīng)速度也不一樣（ CERNET 還有特別的免費目的地址），因此，在網(wǎng)絡(luò)出口處的路由管理策略也比一般情況要復(fù)雜。 在企業(yè)或事業(yè)單位很少見到 1G出口帶 寬， 100M 出口帶寬已經(jīng)比較富余，但是在高校， 1G帶寬已經(jīng)比較常見，往往還會有擁塞的現(xiàn)象。 網(wǎng)絡(luò)安全威脅性大。伴隨著 2021 年 ARP 欺騙病毒的大規(guī)模爆發(fā)，高校網(wǎng)絡(luò)管理者遭遇了 前所未有的挑戰(zhàn)。 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地域范圍寬廣。一般一個大學(xué)可能由 5個以上的校區(qū)組成，各校區(qū)往往不在相鄰地段，各校區(qū)間的光纜長度也達到十幾或幾十公里。不僅僅是校區(qū)大，由于隨時隨地上網(wǎng)的需要，校園內(nèi)每 一個角落都將被無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，初期只覆蓋會議中心等關(guān)鍵地區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)將向更寬廣的范圍延伸。 原有的以 ISATAP 隧道、配置隧道為主的低速過渡模式已經(jīng)不能滿足約來越多的 IPv6 訪問需求，建設(shè)高速雙棧校園網(wǎng)已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。 中央指出： “要加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟 ， 在全社會形成資源節(jié)約的增長方式和健康文明的消費模式 ”。教育資源是社會資源的重要組成部分，節(jié)約型社會呼喚節(jié)約型校園，建設(shè)節(jié)約型校園，不僅是學(xué)校自身發(fā)展的需要，更是高校應(yīng)有的社會責任。但是專業(yè)的服務(wù)、嚴謹?shù)木W(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以及可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)又是承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)。 建立基于高性能的多媒體教學(xué)系統(tǒng)和以信息交換、信息發(fā)布和查詢應(yīng)用為主的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)環(huán)境，為校領(lǐng)導(dǎo)決策、日常行政管理、教學(xué)、科研提供先進的支持手段。 建立學(xué)校網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高效的 QOS服務(wù)體系，實現(xiàn)針對每用戶、每 IP的安全 有效地網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用控制 。 校園網(wǎng)主要部分應(yīng)能支持 IPV6等下一代互聯(lián)網(wǎng)標準。 、 設(shè)計思想 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 學(xué)校真正需求 的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)所包含的內(nèi)容很多，系統(tǒng)設(shè)計者必須能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。 對于處于同一工作范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，要求硬件設(shè)備符合 NEBS 標準體系認證，保證運行設(shè)備不會對其他提供服務(wù)的設(shè)備造成負面影響，不會對人和環(huán)境造成傷害，降低火災(zāi)隱患。 、 先進性和實用性 系統(tǒng)所有的組成要素均應(yīng)充分地考慮其先進性。 學(xué) 校是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的先行者，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，我們充分考慮校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對新技術(shù)標準 的支持能力，例如： IPV MPLS VPN 等技術(shù)的支持。 網(wǎng)絡(luò)的安全是至關(guān)重要的，對網(wǎng)絡(luò)安全隱患的預(yù)防、以及在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)安全問題時的快速定位和控制是校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)該首要考慮的問題，在網(wǎng)絡(luò)方案中提供解決的方式和手段。 、 成熟性和可靠性 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。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。在系統(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地修復(fù)。應(yīng)急處理信息系統(tǒng)能夠全天候工作，達到每周 7x24 小時工作的要求。一個高可用性的系統(tǒng)才能使用戶的投資真正得到回報。對復(fù)雜和龐大的網(wǎng)絡(luò)，要求有強有力的網(wǎng)絡(luò) 管理手段，以便合理的管理網(wǎng)絡(luò)資源，監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及控制網(wǎng)絡(luò)的運行。 在設(shè)計和實現(xiàn)計算機應(yīng)用系統(tǒng)時，必須充分考慮整個系統(tǒng)的便于維護性，以使系統(tǒng)在萬一發(fā)生故障時能提供有效手段及時進行恢復(fù)，盡量減少損失。 特別是在 IPV6 的支持方面一定要做到國際領(lǐng)先地位， IPV6 是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然方向，現(xiàn)在已經(jīng)開始大規(guī)模的商用，所以在設(shè)備的選擇上要著重考慮對 IPV6 的支持程度和先進性。 、 其他 在系統(tǒng)集成的設(shè)計過程中，決定性的因素還有很多，需要結(jié)合用戶需求綜合考慮。由于局域網(wǎng)內(nèi)工作站對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的訪問有可能造成網(wǎng)絡(luò)最大的數(shù)據(jù)流量，使服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接成為系統(tǒng)瓶頸口，使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，因此需要對這一數(shù)據(jù)流量進行一個大致的估計，以便按照估計在服務(wù)器和工作站之間配置容量相當?shù)木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通訊帶寬。 第四章、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案設(shè)計 、網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計及拓撲圖 、核心層設(shè)計分析 核心交換層是整個網(wǎng)絡(luò)的交換核心，其關(guān)鍵特征包括： 核心交換層功能：完成高速數(shù)據(jù)交換； 核心交換層組成產(chǎn)品：高端萬兆硬件 IPv6/v4 雙棧路由交換機； 核心交換層核心技術(shù)分析：線速交換、萬兆、 10 萬兆、 硬件 IPv %穩(wěn)定性 、豐富擴展能力 ； 、核心技術(shù) —萬兆交換分析 萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的研究始于 1999 年底，當時成立了 工作組，并于 2021年 6月正式發(fā)布 10Giga Ether 標準。每種 PHY分別可使用 10GBaseS（ 850nm短波）、 10GBaseL（ 1310nm長波）、 10GBaseE（ 1550nm長波）三種規(guī)格，最大傳輸距離分別為 300m、10km、 40km，其中 LAN PHY還包括一種可以使用 DWDM波分復(fù)用技術(shù)的“ 10GBASELX4”規(guī)格。 傳輸介質(zhì)層 目前支持 9um 單模、 50um 多模和 多模三種光纖，而對電接口的支持規(guī)范10GBASECX4目前正在討論之中，尚未形成標準。 與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)不同， ，而不支持單工和半雙工方式，不采用 CSMA/CD機制； 不支持自協(xié)商，可簡化故障定位，并提供廣域網(wǎng)物理層接口。 截止 2021年， IPv4地址已分配了 80％。雖然有一些技術(shù)延緩了 IPV4 地址缺乏對應(yīng)用帶來的影響，但治標不治本。 IPv4 的路由效率低。 IPv4地址配置管理復(fù)雜。 IPv4可擴展性較差。 本就地址很匱乏的 IPV4，在移動性方面注定毫無建樹。 IPv6 采用 128bit 表示一個 IP 地址，那么可分配地址數(shù)為340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 個，如此龐大的地址空間會衍生出很多便利的應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)上每個設(shè)備和接口都可獲得唯一的地址，這樣 IPv6地址可以作為網(wǎng)絡(luò)用戶身份標識；不光是我們現(xiàn)在理解上的網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備，就聯(lián)我們常見的各種條形碼都可能被 IPV6地址所取代，再通過無線技術(shù)，使我們未來的生活更加便利。 IPV6 地址的合理規(guī)劃和 128bit 地址空間所帶來的良好層次，使IPV6 網(wǎng)絡(luò)便于路由匯聚，從而減少路由表項。 IPv6設(shè)計上保證了其強大的擴展性。 IPv6 地址自動配置、即插即用。 IPv6 還支持自動重配置功能，這樣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備移動到哪里都可以自動配置好地址，實現(xiàn)即插即用。 IPV6的設(shè)計很自然的就可以在擴展報頭中實現(xiàn) IPSec。 、核心層設(shè)備性能分析 每當提及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能的時候，很多人總認為背板帶寬、背板帶寬交換容量、包轉(zhuǎn)發(fā)率越高越好，這完全是一個誤區(qū)！真正評價一臺設(shè)備性能好的依據(jù)為線速轉(zhuǎn)發(fā)，或者說在所有端口 100%利用率的時候仍然沒有任何數(shù)據(jù)包丟失。 當今網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造 領(lǐng)域所涉及的網(wǎng)絡(luò)芯片技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等發(fā)展迅速、日新月異，我們認為，規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)時必須結(jié)合用戶的實際情況，同時要考慮一些前瞻性的技術(shù)。 決定網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備性能的關(guān)鍵在于 背板、芯片 ， 設(shè)備所具備的一些底層次的功能（如 VLAN、LAG 等）也是由芯片（包處理器）決定的?，F(xiàn)在主流的背板技術(shù)是采用 Crossbar 或者 Crosspoint 架構(gòu)。 交換芯片 在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造廠商業(yè)界，交換機的芯片要么自主研發(fā)，要么采用商用芯片，即交換芯片廠商的，如網(wǎng)絡(luò)芯片領(lǐng)域全球排名第一的 Broad， Cisco/3/Nortel/神州數(shù)碼等很多廠商的產(chǎn)品就采用該公司芯片，采用同一個芯片廠商同一型號的芯片生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能肯定是一樣的。 上圖為 DCRS9816 交換機交換矩陣結(jié)構(gòu)， 9816 共有 8 塊 ASIC 交換矩陣芯片，每塊線卡與每個交換矩陣之間的帶寬是單向 50Gbps，普通線卡 （短卡） 連接 4 塊交換矩陣 ，單向帶寬 200Gbps，支持 20個萬兆接口， 2個 100G接口線速轉(zhuǎn)發(fā)，超級線卡連接 8塊交換矩陣，單向帶寬 400Gbps，支持40 個萬兆接口， 4 個 100G 接口。 、核心層設(shè)備選用依據(jù) 根據(jù)對核心層技術(shù)及核心層設(shè)備性能的分析，我們總結(jié)核心層設(shè)備選用的依據(jù)是： 千兆端口、萬兆端口線速轉(zhuǎn)發(fā)，在滿配 ACL后仍能線速轉(zhuǎn)發(fā)； 兼容 NEBS標準的高可靠性，支持引擎、交換矩陣、電源、風扇冗余，支持不間斷轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù) 支持可商用的 IPv6特性，確保下一代互聯(lián)網(wǎng)平滑過渡 支持高密度千兆、萬兆接口，支持 10萬兆擴展能力 支持環(huán)網(wǎng)技術(shù)，提供電信級收斂速度 支持大容量 RIB（路由表）和 FIB（轉(zhuǎn)發(fā)表），能夠直接面對大規(guī)模用戶的三層交換業(yè)務(wù) 支持多業(yè)務(wù)模塊的擴展，滿足未來數(shù)據(jù)中心的復(fù)雜應(yīng)用 高安全性，能夠抵御來自內(nèi)外網(wǎng)的各種攻擊 、核心層選用設(shè)備分析 根據(jù)上述分析，因此我們在此次網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中選用神州數(shù)碼 新一代十萬兆旗艦產(chǎn)品 的 DCRS9800。 DCRS9800路由交換機支持基于 ASIC的分布式硬件 IPv6轉(zhuǎn)發(fā)方式，可以在本地實現(xiàn) IPv6報文的處理，并可在接口模塊內(nèi)部及模塊與背板間實現(xiàn) IPv6報文的線速轉(zhuǎn)發(fā)，避免了集中式轉(zhuǎn)發(fā)的瓶頸和時延問題，為 IPv6真正走向大規(guī)模商用提供了有力保障。 DCRS9800系列高端多業(yè)務(wù) IPv6路由交換機提供了 12槽到 20槽的多種產(chǎn)品，具備單卡最大可支持 96*1000M 端口或 16*10G 端口；具備 N*T 比特的背板帶寬，并支持將來更高帶寬的擴展能力，支持十萬兆級線速轉(zhuǎn)發(fā)；具備全方位的 IPv4/IPv6 安全防范體系；具備穩(wěn)定的核心保障機制和運營商級別的可靠性；具備業(yè)界最領(lǐng)先 的多業(yè)務(wù)的 IPv組播、 MPLS等技術(shù)；具備綠色的節(jié)能環(huán)保設(shè)計理念；為您構(gòu)建 “ 四高 (高密度、高性能、高安全性、高穩(wěn)定性 )一多 (多業(yè)務(wù)性 )一綠 (綠色的節(jié)能環(huán)保性 )” 的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)處理平臺提供了無與倫比的有力保障。 同時通過智能靈活的性能資源調(diào)度機制 FlexResource來提供更高的性能資源： 影響交換機性能的因素有很多： CPU