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隨著信息化時代的到來,高校作為培養科研人才的最前沿,在高校校園計算機網絡建設中,應用網絡技術、信息技術、數據庫技術等整合校園資源。建立完善的高校校園計算機網絡應用平臺,規范高校資源應用行為,提高個性化教學水平具有非常重要的現實意義。
1網絡建設目標
校園計算機網絡建設建設目標主要圍繞網絡應用的多元化、安全性、實用性和經濟性開展建設工作。
1.1網絡應用平臺高校校園計算機網絡的是集各種學習資源信息和校園智能管理為一體的信息化基礎應用平臺。通過校園計算網絡可以實現各種圖書資料、教學資料及各種信息的共享;實現校園內部、高校與高校之間、高校與社會之間的信息交流;應用校園網還可以制作多媒體教學課件系統實現遠程教學;利用校園計算機網絡教師及教務管理者可以實現辦公自動化。
1.2網絡安全與管理高校是知識資源的匯集地,高校校園計算機網絡安全性對于網絡的正常使用和信息的安全具有非常的重要性。所以在高校校園計算機網絡建設中要充分認識到網絡安全的重要性,應采用先進的網絡安全技術設計校園網絡,同時加強對網絡安全的管理。
1.3實用性與經濟性在校園計算機網絡建設中,要以實用性為原則,所設計和建設的網絡要便于管理和維護,盡量降低人為操作失誤所導致的網絡問題,在設備選型方面要求具有較高的性價比和較廣的設備及系統的可擴展性,提高校園計算機網絡的應用效果的同時盡量降低設備的更新換代頻率,以節約建設資金。
2技術需求
在高校校園計算網絡組網建設中所涉及到的技術主要包括:路由技術、交換技術、VLAN技術、遠程訪問技術和防火墻技術。
2.1路由技術路由器技術是應用路由設備在網絡中進行數據的傳輸。在高校校園計算機網絡建設中,路由器技術必不可少,其不僅能夠完成通信子網間路由數據包的最佳路徑選擇傳輸,還能夠利用訪問控制列表完成流量監控和數據過濾,在設計中,校園內網與外網通過三層交換機上的路由功能進行數據包交換。
2.2交換技術校園計算機網絡是多用戶、多元化的應用基礎平臺,其需要高層交換技術完成校園網數據多層交換,并不斷提高校園網數據交換的效率和服務質量,進而能夠滿足不同類型的網絡和不同用戶需求的需要。
2.3VLAN技術VLAN是具有網絡廣播域限功能的虛擬局域網,高校校園計算機網絡是多交換機協同運作的網絡體系,VLAN技術通過中繼協議對交換機進行管理。在校園網管理中,只需在一臺交換機上定義所有VLAN即可對所有交換機進行管理,這大大減輕了校園網管理人員的工作強度,并有效地優化網絡資源,保證用戶用網高效、安全。
2.4遠程訪問技術校園計算機網絡具有外網訪問內網功能,能夠為用戶隨時隨地使用校園資源。但為保證高校校園資源的安全性,遠程訪問技術要設計成為專線連接到外網和電路交換到內網兩種方式。
2.5防火墻技術防火墻技術是保護校園網內外數據交換的第一道安全防線,校園內的學生檔案信息、圖書信息、物資信息、教學信息及財務信息等都具有很高的機密性,所以防火墻技術在校園計算機網絡建設中必不可少。
3網絡拓撲結構
高校校園計算機網絡建設要根據校園網絡應用特點進行總體設計,再根據校園布局進行主干網設計和分層化設計。
3.1總體架構本設計主要以校園樓宇為單位,進行主干網絡設計,再以樓層為單元進行分層化設計。在校園分組交換中每一個交換機作為一組核心,客戶端圍繞交換機組成星型或者是樹型網絡結構,每棟樓用一臺交換機作為樓宇數據匯聚于傳輸的中心。在樓宇間主干網絡傳輸介質選擇上以目前先進的網絡工程技術施工標準,在樓宇間采用千兆光纖,以保證主干網絡的穩定性;在樓內分層網絡傳輸介質選擇上采用雙絞線作為傳輸介質,不僅可以保證網絡傳輸的效率還可以降低網絡建設費用。
3.2主干網為保證高校校園計算機網絡的高效性、可靠性、實用性、安全性和可擴展性。校園網絡采用三層網絡架構,網絡組網架構如圖1所示:根據校園網絡需要進行VLAN規劃,針對校園各功能區,網絡可分為教學樓VLAN1、行政樓VLAN2、宿舍樓VLAN3、實驗室VLAN44個網段。不同網段對應的IP號段不同,便于對網絡數據包的分配和管理。
3.3分層化在樓宇內部網絡建設中,可以將校園網數據交換設備劃分為三層結構,即:接入層、匯集層、核心層。接入層設計可利用VLAN劃分隔離網絡廣播風暴,為終端用戶提供接入點,并提供IP地址規劃對用戶進行管理。匯集層功能主要是為校園計算機網絡提供VLAN間的路由選擇,其提供網絡流量聚合、鏈路聚合、路由聚合和信號中繼服務。核心層將高校校園內的交換機連接起來實現數據包的高速交換。
4物理設計與選型
4.1交換機高校校園計算機網絡交換機選型包括核心層交換機選型、匯聚層交換機和普通交換機。核心交換機選擇企業級交換機,其擁有四層應用層級,傳輸速率可由10Mbps-10000Mbps,網絡標準需要包括IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.1s、IEEE802.1w、IEEE802.3ad網絡標準,建議使用思科6509系列功能相似的交換機。匯聚層交換機擁有三層應用層級,傳輸速率10Mbps-10000Mbps,具有Web網管功能,如思科3750系列功能相似的交換機。普通交換機選擇智能交換機,擁有二層應用層級,支持VLAN、QOS及網管功能,建議使用思科3560系列功能相似的交換機。
4.2路由器高校校園計算機網絡建設所采用的路由器可分為核心層路由器、匯聚層路由器和接入層路由器。核心層是高校校園網絡的中心,所以選擇具有千兆位密度、數據和語音集成、LAN/WAN/MAN集中、可擴展性、高可用性以及主干/分布、服務器整合和服務供應商環境中智能多層交換不斷增長需求的路由器,建議使用思科6500家族相類似的路由器。匯聚層路由器要求具有良好的可用性、服務質量、安全性和科擴展性,建議選擇思科3750家族相類似的路由器。接入層路由器用于高校終端用戶的接入,其需要具有良好的穩定性可以選擇TPLINK系列產品作為接入層路由器。
4.3傳輸介質高校校園計算機網絡主干線選擇光纖傳輸,樓宇內才有5類非屏蔽雙絞線傳輸,入線路較長可在每500米雙絞線出加裝中繼器以減少信號傳輸中受損。光纖的種類選擇如果樓間距離小于500米可以采用Om2類多模光纖,在500-1000米之間可采用Om3多模光纖,大于1000米則需要6芯單模光纖。
4.4服務器在高校校園計算機網絡中心首先需要假設Web服務器、郵件服務器和FTP服務器。Web服務器所提供的是Web網站服務,郵件服務器所提供的是郵件收發功能,FTP服務器所提供的是資料上傳服務,可選用NP350相類似服務器。需要架設DNS服務器,DNS服務器的主要功能是域名解析,可包括域名的正向解析和逆向解析,可選擇NL120功能相類似服務器。架設DHCP服務器和教學資源服務器,用于高校資源的存儲,可選擇SureNAS100網絡存儲器,其支持Windows、Linux、MacOS、Netware等多種系統,支持網絡備份軟件,具有100-1000M自適應接口。
4.5子網劃分在子網規劃中,IP地址方案的設計對于網絡應用的通暢性、安全性具有非常重要的作用。IP地址規劃可采用192.0.0.0-223.255.255.255標誰的子網掩碼。在高校樓宇設計中一個標準的IP號段無法滿足應用需求,因此,可采用CIDR理論,建立多號段IP進行管理,譬如:192.168.10.0/24、192.168.20.0/24、192.168.30.0/24、192.168.40.0/24等。
5結語
信息化、網絡化已經成為這個時展的重要手段,在校園計算機網絡建設中,計算機網絡能夠為高校的管理提供有效、可靠的數據支持,同時為高校教師及學生提供優質的信息服務。計算機網絡必將成為未來高校校園教學、學習及生活的主體應用形式,校園網絡功能也將從傳統網絡服務向著更加多元化的方向發展,未來高校將成為集教育、管理、商務、通信、休閑為一體的多功能服務場所,在高校網絡建設發展進程中,網絡的規劃與組建是高校數字化發展的基石,因此,高校校園計算機網絡規劃與組建的方案要具有前瞻性、可擴展性和易維護性。
作者:張承祥 單位:泰州職業技術學院