校園網解決方案分析

校園網解決方案分析

                                                                                                                              沐小七

 

校園網工程是一項技術性較強的綜合工程,它涉及到網絡交換設備、路由設備、服務器與工作站、校園網應用軟件、傳輸介質等許多方面。選擇一個理想的、適合學校特點的校園網方案需要做大量的工作。本文就針對這一問題做比較深入的分析,希望對大家有所幫助。

 

 

一、        園網建設的原則

校園網的建設,應該按照以下原則實施。

1. 既要着眼於未來,又要從學校實際需要出發,最大限度地提高投資效益。

2. 在技術水平上,主要設備,包括網絡主幹設備和主要服務器等,要選擇具有先進水平的產品,而且技術必須成熟、穩定和可靠。

3. 注重網絡安全。建設中應根據佈線與網絡產品的特點,儘量消除外界對網絡的干擾。

4. 網絡帶寬分配要合理,滿足各項應用的需要,能夠平衡負載。針對學校的規模與佈局,可以選擇兩級或三級結構。

二、        園網的整體結構分析

一般的校園網拓撲結構如圖1所示。

                                 圖1

1網絡部分

1)主幹交換機

根據規模與應用有下列幾種選擇。

有三層交換的模塊化高檔產品,其中包括以下產品:3Com 公司的CoreBuilder 9000系列和Switch 4000系列、Cisco公司的Catalyst 6000 系列,以及Intel公司的NetStructure 6000系列等。 該類產品的特點是:有三層交換功能,背板帶寬30Gbps以上,包交換、轉發速度快,達15Mpps以上,可以靈活組織端口種類與數量,組網靈活,性能高。但價格昂貴,適用於規模較大的大專院校。

固定端口的中檔千兆交換機,例如,3Com SuperStack 9300系列、Cisco Catalyst 4000系列以及Intel Express千兆交換機等。該類產品的特點是:有較高的背板帶寬,達20Gbps以上,轉發速度達10Mpps以上,但端口要預先選定,適當留出擴充端口。價格適中,適用於大、中專、技校的中規模網絡。

固定端口且帶有千兆連接端口的高性能百兆交換機,例如:3Com SuperStack 3900系列、Cisco Catalyst 3500XL系列和Catalyst 2900XL系列及Intel Express 510系列等。這一類產品的特點是:價格相對較低,有2個以上千兆端口,可用於距離較遠處或速率要求高的信息點,適合在中小學校園網中做骨幹交換。

2)二級交換機

重要的場合應使用百兆交換機,如果主幹使用光纜,則還要有千兆光纜口,能夠與主交換機相連。主要產品有3Com SuperStack 3300Cisco Catalyst 2900XL系列和Intel Express 510T。它們主要用於以下場合。

學生宿舍樓交換機,最好提供千兆上連線路,百兆交換連入三級的學生宿舍,如果三級使用集線器,而且要求保證比較好的多媒體應用的實現,應該儘量使用端口數量較少的集線器,以減少訪問衝突。

家屬區交換機,爲了節省開支,可以幾棟樓房公用一個交換機,有該交換機提供千兆上連線路,百兆交換機爲每棟樓房提供百兆獨享帶寬,與樓房交換機或集線器相連。

計算機教室,使用千兆線路與主幹相連,如果與主交換距離近,可以用新的1000Base-T或多條100Base-T使用串徑技術,以節省資金。

    3)三級交換或集線器

在應用要求比較高的場合,例如計算機教室,要使用無盤Windows 95,而且站點較多,或學生宿舍和家屬宿舍用戶,要求使用VCD/DVD視頻點播功能等情況,則最好使用100Mbps交換機,也可以使用100Mbps集線器,以降低成本,但也要注意使用端口數量較少的集線器,以減少訪問衝突。

    4)傳輸介質的選擇

理想的主幹電纜是光纜,它連接距離遠、傳輸帶寬高,抗干擾能力強;可以使用4芯或6芯光纜,留有一兩對用於容錯或將來使用串徑技術,以提高可靠性、增加網絡帶寬。目前在千兆的速率下,62.5/125多模光纜最遠可以傳輸220米;50/125多模光纜最遠可以傳輸550米;9/125單模光纜最遠可以傳輸5000米。應根據距離分佈情況,選擇不同的光纜與工作模式。

對於二級以下的分支線路,應該選用五類或超五類雙絞線。在100Mbps速率下,流行的有源集線器或交換機可連接100米遠。

    2. 服務器和工作站部分

服務器的選型與數量同樣要根據學校的規模、具體應用而定。一般應注意以下幾個方面。

1)主服務器用來承擔學校的網絡管理(如用戶的接入與控制等)、信息管理(如數據庫管理)和高速數據的存取管理等。如果任務很重,可選用高檔服務器或多個服務器。在主服務器的選擇上要注意以下幾個問題。

處理器。目前主要有64位處理器和Intel 32位架構PentiumⅡ、Pentium Xeon CPU以及32Intel 系列處理器,如AMD。其中64位架構處理器性能上有明顯的優勢,但是價格較高。Pentium Xeon CPU由於擁有大容量的高速緩衝(512KB2MB或更高),在多任務時優勢明顯。建議採用普通Pentium Ⅲ的多CPU 方案,性能價格比較高,能夠滿足校園網應用的基本要求。

硬盤存取子系統。應該選用高速的SCSI接口,最新的標準是160MBps,可以選擇流行可靠的Ultra 2 SCSI接口與相應的硬盤。爲了進一步提高存取速度,可以使用RAID技術,這樣能顯著節省存取時間,使實際存取速度儘量接近接口速度。爲了提高服務器的整體效能,可以使用帶I/O處理芯片、有一定存取緩衝的硬件RAID卡。例如HP公司的HP LH 3000LH 6000等,它們集成了RAID卡,並帶有I960芯片和32MB緩存,能夠滿足VOD級多媒體信息存取的要求。

網絡接口卡。一般服務器帶有集成或外擴的10/100Mbps自適應網卡。爲了提高網絡主幹的響應速度,應爲其加裝千兆網卡,如3Com 3C985SXIntel PRO/1000 千兆服務器網卡等,或高檔服務器網卡,即100Mbps多端口串徑服務器網卡,如Intel PRO/100雙口服務器適配器,在全雙工下可達400Mbps帶寬。爲了全面提高服務器的性能,應選帶I/O處理芯片的網卡,例如Intel PRO智能服務器適配器,它帶有I960 I/O處理器,能夠大大減輕CPU的負擔。還應當注意到千兆網卡有的採用64PCI接口,因爲理論上千兆網卡在全雙工模式下已經超過了32PCI132MBps的標準,所以服務器應該有64PCI接口。

2)部門服務器

用於網站的建立、電子郵件、文件傳輸和多媒體制作等其他組成部門應用,同樣應根據任務選擇,可以選用雙CPU架構的服務器,用SCSI接口硬盤,百兆高性能服務器網卡。

3)工作站

學生機應滿足Windows 98平臺教學軟件的應用,辦公用機根據具體應用而定。

3外接部分

校園網與外界的接入是校園網的重要部分,應當根據當地的具體通信條件和優惠政策,結合應用綜合考慮,目前主要的接入手段有以下幾鍾。

1)光纜直接接入。部分發達地區已建成了光纜架設的城域網,這種方式的接入速度很快,能夠達到100Mbps以上的速率。

2ADSL接入。在有這種接入條件的地方,ADSL是一種理想的方案,尤其是適用於連接InternetVOD應用。在理想的情況下,它可以提供1Mbps的上連速率和8Mbps的下連速率。

3)電纜調制解調器接入。有些地方能使用有線電視系統,使用尚未使用的低、高頻段,能夠達到2Mbps左右的上傳速率和30Mbps左右的下傳速率。

4ISDN接入。目前是國內廣泛使用的一種接入方法,基本的ISDN能提供128Kbps的速度,現在不少地方有優惠政策,使用費用較低。可以使用多通道、多線路捆綁的方法,得到更大的帶寬。通過使用模塊化路由器,可以靈活組織ISDN端口,例如華爲R2630系列。

5DDN接入。是一種高效、可靠的接入方法,速率爲64kbps~2Mbps,只是通信線路費用高。

4. 軟件部分

    1)網絡操作系統

一般採用Windows NT 4.0Windows 2000,其主要特點是:支持多處理器,爲今後升級網絡服務器提供支持;支持多任務,且多任務運行可靠;工作站端支持多種操作系統,如MS-DOSWindows 95/98Windows NTOS2Unix等;內置Internet功能,如內置的IIS提供完整、豐富和易用的Web解決方案,實現WebFTP等服務;中文操作界面,安裝、維護和使用方便。

2)單機操作系統

採用Windows 98,其主要特點是:全新的圖形窗口用戶界面,使用簡單快捷;良好的兼容性,不但能運行32位應用程序,也能兼容舊的WindowsDOS應用,支持長文件名、多任務和多媒體應用等;支持即插即用,爲板卡安裝帶來方便;有較強的網絡功能,提供簡單、方便的對等網功能。

3)應用軟件可以使用集成軟件,如微軟公司的BackOffice集成軟件、CVES2000校園網軟件;也可以分模塊選購,如苦丁香系列軟件等。

三、        工程實例

下面,以鄭州市衛生學校校園網工程爲例,介紹一個校園網的具體實施案例。該網絡拓撲結構,如圖2所示。

 

 

                                       圖2

1. 主交換機

採用3Com公司的SuperStack 9300千兆交換機,由於學校建築物分佈集中,所以選擇121000SX端口,通過光纜連接圖書館、臨牀樓、辦公樓、多媒體教室、網絡中心和主服務器等;二期工程通過兩條光纜連接學生樓與家屬樓。

2. 二級交換機

採用了3Com公司的SuperStack 3300/3300XM/1100/3900等型號的交換機,其中SuperStack 3300/1100/3900帶有千兆端口,或可以通過千兆模塊連接主交換機SuperStack 9300,形成千兆網絡主幹,具體分配如下。

網絡中心使用SuperStack 1100,該機有1210Mbps交換、210/100Mbps交換口,用來連接中心的Web服務器等和路由器,通過千兆模塊連接SuperStack 9300。圖書館使用SuperStack 33003300XM形成堆疊,滿足30個多媒體電子閱覽室與辦公需要,通過千兆模塊連接SuperStack 9300。臨牀樓採用SuperStack 3300,連接臨牀辦公室,通過千兆模塊連接SuperStack 9300。辦公樓採用SuperStack 33003300XM形成堆疊,提供辦公管理,通過千兆模塊連接SuperStack 9300。多媒體教室採用2SuperStack 33001SuperStack 3300XM形成堆疊,爲60個多媒體工作站和大屏幕教室提供連接,通過千兆模塊連接SuperStack 9300。家屬樓使用SuperStack 3900,爲每個門棟提供2100Mbps線路,在全雙工下獲得400Mbps帶寬。使用已經配置的千兆口,再通過模塊增加一個口;通過串徑增加可用帶寬。學生樓使用SuperStack 3900,爲每個樓層提供2100Mbps線路,增加帶寬,同樣增加一個千兆模塊,增加連接SuperStack 9300的帶寬到2G/4Gbps

3. 三級交換機

使用帶有串徑功能的D-Link公司的DES-10161024交換機,爲學生樓的每個宿舍、家屬樓的每個用戶提供100Mbps交換連接,通過2100Mbps線路連接二級交換機SuperStack 3900。這種連接保證了VOD級應用的實現。

4. 服務器

採用 HP LH 3服務器,它支持4CPU(原配一個Pentium 450MHz),12個外熱插拔硬盤位(加裝了618GB硬盤),集成有帶16MB緩衝的帶有I960I/O處理器的RAID卡,可以獲得很好的存取性能。爲其加裝了千兆網卡與主交換機相連。考慮到網絡建設初期任務不重,該服務器承擔全網用戶管理與數據庫管理、數據存儲等任務。

5.       部門服務器

Web、多媒體信息加工與其它部門服務器(圖書館、多媒體教室等),採用聯想萬全2200C服務器,它支持2CPU(原配Pentium 600MHz),支持4個內插SCSI硬盤(原配18GB硬盤),集成10/100Mbps Intel服務器網卡,能夠基本勝任各自的工作。

6. 外部的連接

採用華爲R2630路由器,該機有110/100Mbps TX接口,3個模塊插槽,可以選擇多種接口模塊,根據本地電信優惠政策,加裝了4端口ISDN插卡,使用4ISDN線路,與外界相連。該路由器還可以增加模塊,實現遠程接入等功能。

7. 主要安全措施

爲服務器與一、二級交換機安裝UPS1000VA),主幹網絡留有冗餘線路,主服務器採用RAID 5技術,外連路由器帶有防火牆等安全措施,根據應用劃分了虛擬局域網(VLAN),合理地分配了網絡管理和訪問權限。

 

 

 

沐小七          [email protected]

 

 

 

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