浅谈校园网的规化与设计

操双庆

近几年来,校园网络的建设在各院校掀起一股热潮,许多学样都建起了自己的校园网,形成了一个覆盖全国的计算机网并通过专线与Internet连通。这一方面加强了学校与国内外的联系,有利于及时了解国内的信息,有助于提高学校的科研教学水平;另一方面,校园网的建立及以其为基础的管理信息系统的开发,也有利于各学校管理水平的提高。建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事情,校园网不只是涉及技术方面,而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成份的综合化、信息化教学管理环境系统。应此每个校园网的设计、建设都要经过周密的论证、谨慎的决策和紧张的施工。根据实践经验和研究,我认为,在设计与建设校园网的过程中,要把握以下五个关键问题:

1.确立建设校园网的目标

确立校园网建设的目标,不仅要考虑技术方面,更要考虑环境、应用和管理等,必须与学校各方面改革、建设相结合,与学校长远发展相结合,科学论证和决策。根据这样的使用要求:建设一个技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络,将学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来,并与有关广域相连,形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统。在此基础上建立的校园网应具备以下三点应用目标:首先,学校的目的是通过教学过程来培养人才,因此对教学过程提供直接支持应是校园的基本功能。其次,校园网必须能够支持学校的日常办公和管理。再次,与Interent的联接也是校园网的基本功能之一。联接Interent可以使学校把目光投向更广阔的社会空间。大大扩展师生获取知识的途径,还可以增强校内外的沟通以及自由地发布教育消息。

2.校园网的技术方案设计

校园网的设计应尽量采用符合国际工业标准的、比较成熟的技术,兼顾网络技术的发展方向,选择结构化、可扩充、多用途的网络产品,保证网络在较长时间内不落后。同时网络设计应结构合理,在通信网络、资源配置、系统服务和网络管理上有良好的分层设计,使网络结构清晰,便于使用、管理和维护。另外网络应坚持高效实用的原则,着眼于教学、科研、管理的实际需要,用有限的资金优先解决工作急需的问题。校园网的技术方案设计分以下5步:

(1)网络体系结构的选择

网络体系结构是指计算机通讯系统的整体设计,它为网络软件、硬件及网络通讯协议、数据存取控制和拓扑结构提供标准。因此网络体系结构的选择是实现校园网建设目标的核心环节。在充分了解各种网络的特点、性能、价格的基础上,根据学校的实际应用,考虑学校能够投入的资金及现有的设备、局域网和其它资源情况,进行综合分析,确定符合自己需要、有利于开发利用、有利于发展扩充、性能价格比高的网络方案。

现有的网络技术主要有FDDI、千兆以太交换网、ATM等可供选择。目前,FDDI在100Mbps传输技术上最成熟,但其基于带宽共享的传输技术从本质上限制了大量多媒体通讯同时进行的可能性,且支持数字化语音、图像的新一代FDDI标准迟迟未能发展出来,FDDI正在被ATM和千兆位以太网技术迅速取代。作为一种全新的技术,千兆以太网是快速以太网的延续,是性价比很高的一种主干网技术,但由于千兆以太网所涉及的标准还没有全部确定,各厂家间的兼容性也有待测试,使其不能提供严格服务质量保证。在对传送视频应用等响应时间不可预测的网络中,千兆以太网将不是最佳选择。ATM技术的出现比千兆以太网早了几年,而且目前的ATM网络市场相当繁荣,ATM能提供较高的网络带宽和服务质量控制,具有适合于语音、视频、数据传输的特点。考虑到多媒体技术的迅速发展和现代学校教学中大量多媒体课件的开发应用,目前一种能满足网上大量多媒体信息传递的需要,比较先进和稳定的方案是采用ATM作主干,局域网和用户端仍采用以太交换网的方案。

(2)确定合适的网络拓扑结构

当计算机台数较多或可靠性要求高时,优先考虑采用星型或树型连接;对于少数几台距离较远或可靠性要求不高,共享任务不繁重,可考虑用一根电缆进行总线型连接。实际的拓扑结构常为以上两种方式的综合。

(3)设备的选择与布线系统的设计

选择网络设备,首先要符合CERNet、Internet等国内、国际联网标准;其实要能支持多种网络协议,如TCP/IP、IPX、DECnet等常用网络协议,具有良好的可靠性、可扩充性和可管理性;第三,价格在预算范围内,有良好的性能价格比;第四,应选择信誉高的网络产品公司的优质产品,其国内外有成功的使用经验,有良好的售后服务。

组成校园网的硬件有以下几类:一是网络服务器;二是网络工作站、三是网络适配器,又称为网卡;四是连接线,学名“传输介质”,主要是电缆或双绞线,还有不常用的光纤;五是路由器或交换机。

出于硬件上的专门考虑,有条件最好购置专门的文件服务器。因为服务器的硬盘存速度对网络的影响很大,所以专用的服务器就对数据存储、速度、可靠性都有考虑,诸如硬盘镜像、双工等容错技术一般都会得到应用。不过一般的小型校园网,采用P4级的微机,配备一个或数个的大容量硬盘和一个32位的网卡也可以满足要求。

网卡虽然有16位、32位和64位之分,但一个网络无论用哪种网卡,最好均用同一品牌,以保证良好的兼容性。一般而言,市场上兼容产品的质量还可以,对小型校园网的影响不明显。目前购买网卡应购买即插即用型网卡。

常用的传输介质分为同轴电缆和双绞线两种。同轴电缆又分为粗同轴电缆和细同轴电缆。粗同轴电缆主要用于基干线(Back-bone)的建设。细同轴电缆使用BNC接口,主要用于计算机间的网络连接,但因接头易松,可靠性差,将会逐渐被双绞线取代。双绞线又分屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽又绞线(UTP或电话线)。目前常用的UTP双绞线分五类和超五类两种规格,一般小型局域网(100M)用五类。可靠性,速度要求高的大局域网(1000M网)用超五类,使用RJ-45接口。联网最好优先考虑采用双绞线连接各种设备,因其可靠性较好,价钱也便宜。网络布线系统设计应根据网络技术选型进行布线设计:第一,应符合国际开放式布线标准,并与学校现有楼宇改造布线特点相结合;第二,应选择国际上可靠的PDS设备生产厂家的产品;第三,网络整体布线结构合理,有足够的冗余,便于以后的网络扩展,并有可靠的质量保证。