目前, 随着全国高等教育信息化的推进, 校园网建设在全国高教系统迅速普及。校园网络规模的扩大和用户数目的激增, 使校园网的可管理性逐渐到达瓶颈。能否对全校网络实施有效监控, 保障教学系统的稳定运行, 网络平台建设成为校园网成败的关键。网络平台是所有应用的基础, 其建设包括对网络拓扑结构的设计、原局域网设备的升级改造、互联网接入方式的选择以及网络产品的选型。
1 设计目标
校园网络平台的设计目标是将各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来。建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代数字化校园文化为核心, 以现代网络技术为依托, 技术先进、扩展性强、覆盖全校主要楼宇的校园主干网络。在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软、硬件环境;开发各类信息库和应用系统, 为学校各类人员提供充分的网络信息服务;对外通过路由设备接入广域网, 形成校园区内部的Intranet系统。
2 设计原则
网络平台设计本着总体规划、分布实施的原则。
进行校园网总体设计, 首先要进行对象研究和需求调查, 明确学校的性质、任务和系统建设的需求和条件, 对学校信息化环境进行准确的描述;其次, 确定学校Intranet服务类型, 进而确定系统平台建设的具体目标, 包括网络设施、开发应用和管理等方面的目标;第三是确定网络拓扑结构和功能, 根据应用需求建设目标和学校主要建筑分布特点, 进行系统分析和设计;第四是确定技术设计的原则要求;第五是规划校园网络建设的实施步骤。
3 需求分析
某大学是一所综合性大学, 学校目前有教职员工700余人, 学生8000余人。准备建设一个可扩展的、高速的、冗余的、基于标准网络的校园网, 在校园内部实现资源高度共享, 为教学、科研、管理提供服务。其具体需求如下: (1) 校园内办公楼、教学楼、学生宿舍楼都设置校园网接入口, 实现高速上网和访问校内相关信息资源。 (2) 教务处、财务处、各个系部等机构要实现无纸办公的需要, 同时保证信息的安全性。 (3) 对数字化资源和教学资源实施资源共享和集中管理。 (4) 对于校园网与互联网进行连接的资源进行统一管理, 保证资源的合理分配。
通过对用户的需求进行分解, 可以通过以下步骤实现用户需求: (1) 校园主干网络带宽达到万兆, 校园网同互联网实现双千兆方式, 合理选择ISP, 实现访问互联网资源和相关教育资源的畅通性。 (2) 通过带宽管理与分配技术, 实现千兆入楼, 百兆到桌面, 以满足用户需要实现不同服务时的带宽需求。 (3) 通过VLAN技术, 对各个学院, 学校办公机构进行划分实现各个部门的信息传输和安全性。 (4) 通过建立网络应用服务器为师生提供数字化资源, 采用存储设备将信息资源集中管理。 (5) 在校园网用户连接互联网时, 连接利用NAT转换技术设置网关管理和分配资源。
4 详细设计
4.1 物理拓朴结构设计
网络结构是网络吞吐能力、可管理性、稳定性基础。网络拓扑设计分为三个层次:核心层、汇聚层、接入层, 整网采用万兆多核心、万兆/千兆骨干、千兆/百兆到桌面的设计理念 (如图1) 。
核心层采用电信级可靠多层核心路由交换机, 支持全光口模块, 方便实施远程万兆汇聚;核心交换机应能够提供主控、交换引擎完全分离并且独立备份的方式, 电源支持到冗余备份, 并且主备切换实现完全实时;提供全线速的二、三层交换及第四层业务服务, 可作为网络的核心交换、业务控制和冗余控制平台。在数据中心采用一台高性能交换机, 以千兆链路分别和两台核心交换机相连, 提供冗余的连接, 通过OSPF协议提供负载均衡。
汇聚层选用全线速三层以太网交换机, 向上通过部分千兆、万兆连接核心交换机, 向下通过千兆连接接入交换机。汇聚交换机全部可实现基于8 0 2.1 Q的V L A N划分以及VLAN间的互通。
接入层选用设备实现千兆到汇聚, 百兆到桌面, 并且设备应具有自动实现V L A N、VLAN+端口+MAC+IP智能绑定技术。接入层为用户提供了网络接入通道, 它将本地用户的信息通过内部高速局域网接入到汇聚层, 实现网络流量的馈入及访问, 需要在接入层实施安全控制策略, 以保障网络的安全。
互联网的接入根据学院平台的网络流量, 建议使用千兆光纤接入方式。同时应符合以下技术要求:多出口支持:根据校园网多出口的需求, 方案根据用户域名动态进行出口选择, 提供中国教育网和因特网等多个出口, 使用者可自由选择不同出口上网, 并提供相应的访问地址进行目的地址计费策略。支持用户管理:认证接入和业务选择代理相结合, 方便提供新业务。还可以通过认证方式实现对用户访问带宽、访问连接数和用户名使用人数的控制。校园网业务应用:为达到网络增值的目的, 应提供校园网综合管理、电子图书馆、在线考试、网上教学、远程教育等多种业务应用。
4.2 网络管理
随着网络应用的深入, 科学的网络管理已成为一个重要的议题。主流的网络设备厂商都推出了针对自已产品的网络管理系统。通过网络管理系统的应用, 可以轻松实现对网络流量的监测, 网络设备的管理, 对每个端口的计算机用户进行检测。根据各类网络管理软件的特点, 建议选择与网络设备同一品牌的网络管理产品。
4.3 网络设备选择
网络设备的选型对于整个网络系统的可靠性、安全性、可管理性和可扩充性是非常关键的。需考虑的因素有:开放式、性能比较高, 技术先进成熟可靠, 符合国际标注和普遍使用的工业标准;可支持多种网络及通信协议, 对当前的应用具备足够的处理能力, 能够满足未来一定时期内的业务增长需要;可平滑的升级、扩充、产品的完整、一体化。
摘要：网络平台作为学校的基础系统资源与运行支撑环境, 其主要功能是为教学、科研和办公提供信息数据传输与交换;同时也是学校信息处理、分析、应用的网络平台。
关键词：校园网,核心层,汇聚层,接入层
参考文献
[1] 乔世江.浅析数字校园网的规划设计[J].中国科技信息, 2007, 3.
[2] 徐春成.校园综合校园网的规划和建设[J].中国现代教育装备, 2006, 7.
[3] 沈鑫剡.多媒体传输网络与VOIP系统设计[M].人民邮电出版社, 2005, 6.