基于PDS系统的校园网络设计

2011-08-15福建省莆田市湄洲湾职业技术学院陈雪梅

河南科技 2011年1期

福建省莆田市湄洲湾职业技术学院陈雪梅

基于PDS系统的校园网络设计

福建省莆田市湄洲湾职业技术学院陈雪梅

一、校园网的建设目标

校园网建设的目标主要是：建立以校园网络为基础的行政、教学及师生之间交互式管理系统，逐步建立学校信息管理网络，实现办公自动化；为开展网上远程教学、多媒体交互式立体教学模式的探索提供高速、稳定的支持平台；逐步建立计算机辅助教学、计算机辅助考试等系统，为实现多媒体课件制作网络化，教师备课电子化和多媒体化打好基础；保证网络系统的开放性、可持续发展性，便于以后集成视频会议、视频点播等高层次教学功能。

二、设计目的和设计原则

建设校园网的根本目的是为学校教学、科研和管理提供先进实用的硬件支撑环境。为实现这一目的必须考虑采用先进实用的计算机技术和网络通信技术，把校园网建设成为具有高速、稳定、可靠、安全的特点的校园应用服务系统，提供现场化教学、科研的办公及管理系统，同时拓展校园内多方面的应用。

为此提出一条总原则：分期建设，逐步实施，先教学系统后扩展应用，精选设备，软件配套。具体说来，有以下几条原则必须考虑。

1.实用性。校园网建设强网络系统与网络应用以应用推动建设，重视信息资源的开发、利用和效果。

2.先进性。主干采用先进成熟的网络技术和产品，适应大量数据和多媒体信息传输、处理、交换的需要，使网络具有较强的生命力。

3.开放性。网络系统支持有国际和国家标准，支持异构型边缘子网互联与集成，易于网络的扩充和升级，使有限的投资得到保护。

4.安全性。对网上信息提供多层次的、基于策略的安全保护措施。

5.可靠性。网络机构、网络设备、网络系统与应用系统间接口、供应商的产品与服务的信誉等均要具有可靠性。

6.简洁性。网络拓扑结构简洁，硬件和软件按需要进行灵活配置。

7.可管理性。采用较先进的管理软件，实现全网的检测、资源分配、负荷调节、故障定位等功能，并具有良好的人-机操作界面。

三、需求分析

一所正规的学校，其校园网一般为大中等规模的组网，节点数一般300到500个，网络应用也较中型校园网复杂，对通信的要求也较高，要求百兆交换到桌面，并要求支持多媒体应用。

所以该校园网信息技术大楼采用FlexHammer24交换机进行堆叠，提供高密度的10/100M自适应端口，二级节点交换机根据具体情况选择μHammer2或μHammer24交换机，对多媒体教室、电子阅览室等需要多媒体应用、要求较大带宽的二级节点则选用μHammer24交换机，提供10/100M兆端口接入用户桌面。普通教室选用μHammer2交换机，提供10M/100m端口接入用户桌面。

FlexHammer和μHammer交换机还具有划分VLAN的功能，使各部门的局域网可自成体系，隔离了广播风暴，同时FlexHammer的第3层交换功能又使不同用户群之间必要的限制性访问得到实现，从而使应用网络的设计更加自由和灵活。

四、综合布线系统（PDS）在校园网中的应用

1.结构化综合布线系统的组成及设计。综合布线系统（PDS，Premises Distribution System）是一套开放式的布线系统，可以支持几乎所有的数据、话音设备及各种通信协议，同时，由于PDS充分考虑了通信技术的发展，设计时有充分的技术储备，能充分满足用户长期的需求，应用范围十分广泛。而结构化综合布线系统因具有高度的灵活性，各种设备位置的改变和局域网的变化，不需重新布线，只要在配线间作适当布线调整即可满足需求，近年来在我国已被广泛地采用。结构化综合布线一般划分为6个子系统。

2.工作区子系统（Work Area）及其网络设计。工作区子系统由终端设备连接到信息插座的连线，以及信息插座所组成。信息点由标准RJ45插座构成。信息点数量应根据工作区的实际功能及需求确定，并预留适当数量的冗余。例如：对于一个办公区内的每个办公点可配置2～3个信息点，此外应为此办公区配置3～5个专用信息点用于工作组服务器、网络打印机、传真机、视频会议等。若此办公区为商务应用则信息点的带宽为10M或100M就可满足要求；若此办公区为技术开发应用则每个信息点应为交换式100M甚至是光纤信息点。

工作区的终端设备（如电话机、传真机）可用五类双绞线直接与工作区内的每一个信息插座相连接，或用适配器（如ISDN终端设备）、平衡/非平衡转换器进行转换连接到信息插座上。

3.系统（Horizontal）及其网络设计。水平子系统主要是实现信息插座和管理子系统，即中间配线架（IDF）间的连接。水平子系统指定的拓扑结构为星形拓扑。水平干线的设计包括水平子系统的传输介质与部件集成。选择水平子系统的线缆，要根据建筑物内具体信息点的类型、容量、带宽和传输速率来确定。在水平子系统中推荐采用的双绞电缆及光纤型号为100ΩUTP双绞线、8.3/125μm单模光纤、62.5/125μm多模光纤。

双绞线水平布线链路中，水平电缆的最大长度为90m。若使用100ΩUTP双绞线作为水平子系统的线缆，可根据信息点类型的不同采用不同类型的电缆，例如对于语音信息点可采用三类双绞线；对于数据信息点可采用超五类双绞线甚至六类线；对于电磁干扰严重的场合可采用屏蔽双绞线。但是从系统的兼容性和信息点的灵活互换性的角度出发，建议水平子系统采用同一种布线材料。

4.管理子系统（Administration）及其网络设计。管理子系统由交连、互连和输入/输出组成，实现配线管理，为连接其他子系统提供手段。包括配线架、跳线设备及光配线架等组成设备。设计管理子系统时，必须了解线路的基本设计方案，管理各子系统的部件。设计的步骤为:管理子系统在干线接线间和卫星接线间中的应用，管理子系统在设备间中的应用。

5.干线子系统（Backbone）及其网络设计。干线子系统指提供建筑物的主干电缆的路由，是实现主配线架与中间配线架，计算机、PBX、控制中心与各管理子系统间的连接。干线传输电缆的设计必须既满足当前的需要，又适应今后的发展。干线子系统布线走向应选择干线线缆最短、最安全和最经济的路由。干线子系统在系统设计施工时，应预留一定的线缆做冗余信道，这一点对于综合布线系统的可扩展性和可靠性来说是十分重要的。

干线子系统可以使用的线缆主要有100ΩUTP双绞线、150Ω STP双绞线、8.3/125μm单模光纤、62.5/125μm多模光纤。

对于五类双绞线，如果电缆满足5类线或者超5类线的要求，那么它将支持1000BASE－T。如果已安装的电缆仅满足5类线标准，那么，在连接1000BASE－T设备之前，应对布线系统按照新增加的布线参数（如回波损耗、等级远端串扰、传播延迟和延时畸变等）进行测量和认证。

6.设备间子系统（Equipment Room）及其网络设计。设备间子系统由设备室的电缆、连接器和相关支撑硬件组成，把各种公用系统设备互连起来。设备间的主要设备有数字程控交换机、计算机网络设备、服务器、楼宇自控设备主机等。它们可以放在一起，也可分别设置。在较大型的综合布线中，可以将计算机设备、数字程控交换机、楼宇自控设备主机分别设置在不同的机房，把与综合布线密切相关的硬件设备放置在设备间，计算机网络设备的机房放在离设备间不远的位置。

7.建筑群子系统（Campus Subsystem）及其网络设计。建筑群子系统是实现建筑之间的相互连接，提供楼群之间通信设施所需的硬件。建筑群之间可以采用有线通信的手段，也可采用微波通信、无线电通信的手段。

在结构化布线系统中，光纤不但支持FDDI主干、1000Base－FX主干、100Base－FX到桌面、ATM主干和ATM到桌面，还可以支持CATV/CCTV及光纤到桌面（FTTD），是建筑群子系统和主干线子系统布线中有线通信的主角。光纤有单模光纤和多模光纤2种：单模光纤只传输主模态，可完全避免模态色散，传输频带很宽，传输容量很大，适用于大容量、长距离的光纤通信。它是未来光纤通信与光波技术发展的必然趋势（如1000BASE－LX基于1300nm的单模光缆，使用8B/10B编码解码方式，最大传输距离为3000m）；多模光纤传输模态较多，存在一定量的模态色散，频带较宽，传输容量较大（目前采用的62.5/125μm多模光纤，数据传输速率为100Mbps时，最大距离可以到2km），但传输千兆位数据量时对距离支持十分有限。

五、网络拓扑图规划

校区内有200余个信息点。对于如此规模点中型网络，一般来说出于网络安全和性能的考虑，需要将网络划分为多个VLAN，要求既可按不同的班级、单位划分VLAN，也可按用户IP子网划分VLAN。计算机教室与各办公科室接入入用户之间不能互相通信，只能访问校园网资源，以此来屏蔽广播风暴。借助三层交换机可实现跨VLAN的访问。

楼宇接入交换机应具有千兆上联端口，能够通过堆叠或增加模块来提高接入端口密度，应支持SNMP等网管协议，以便通过网络对所有设备的状况进行监控和管理。在此推荐采用千兆通DES-3624系列交换机，采用1台主交换机DES-3624i，最多可与3台从交换机DES-3624组成堆叠组，提供94个10/100Base-TX端口。DES-3624i可选择1口1000Base-T模块DES-361T、1000Base-SX模块DES-361G以及1000Base-LX模块DES-361GL上联骨干网。当然也可以在DES-3624i和DES-3624的前面板插槽上扩展1口SC或2口MT-RJ 100Base-FX光纤模块，实现远距离百兆上联。

千兆通系列交换机支持端口聚合（Port Trunking）、VLAN、流量控制（Flow Control）、端口镜像（Port Mirror）等功能，可以增加网络连接带宽，提高网络性能，并使网络更易于监控，IGMP组播协议可以在多媒体传输时有效降低网络流量。支持SNMP和RMON网管协议，符合标准化网管要求，可以通过网络的D-View全中文网管系统进行监控、管理和远程配置。