校园网络工程系统分析

2014-01-03任祎

电子测试 2014年2期

任祎

（陕西学前师范学院，710100）

1 总体设计要求

采用实用、标准的设计要求。在设计上，真正网络系统兼容多种协议。采用标准的系统，系统真正兼容多种厂家的设备，协议，真正构成一个跨硬、软件平台的系统。基于国际标准的网络规范，采用基于标准协议和接口的设备，充分做到资源的利用以便满足不同需求的学校，对于保护学校长期投资的效益有了可靠的保障。

1.1 网络可扩充性

随着学校规模的扩大，网络需要扩充，以便更好的支持学校的实际需要。随着网络技术的不断发展，学校应该采用兼容好的设备，以便更好的兼容网络旧的装备和技术。为了保障学校投资的合理利用，运用网络设备时，要保障在网络再投资或升级的情况下，可以通过增加模块或者网络设备来实现现有设备的扩充和升级，替换下来的设备可以运用到边缘网络或者分支上。

1.2 网络的可管理性

方便、灵活、有效是网络工具的特点，通过这些特点可以实现校园网集中式的有效控制和管理。为了保证校园网拥有监控方便、管理界面良好、系统记录完备等优点，在不改变系统运行的情况下，管理员随时可以对校园网系统进行修改、检测及故障恢复等维护管理工作。

1.3 网络的安全性

网络安全是保障校园网系统安全运行的重要前提之一，也是网络设计的重要环节。提供访问控制的多种层次和多方式，是保护网络数据安全性的主要方式，具体操作可以通过使用VLAN、网络用户身份识别、入侵检测、包过滤以及防火墙等技术。

1.4 网络的高可靠性和高性能

随着实时系统的快速发展，网络的高可靠性已经成为网络发展的基本要求。如果骨干网络出现故障，对整个校园网的影响是巨大的，因此，提高系统的可靠性是减少故障的主要措施。

交互式多媒体教学以及流媒体（VOD 等）应用对网络的性能要求越来越高。因此，高带宽的组网技术是构建校园网组网技术的首选；支持线速交换是骨干交换设备的基本要求，从而实现数据交换的无阻塞传输；另外，在设计网络结构时，需要考虑到分布式部署应用一些高流量的多媒体，从而实现跨骨干网流量的降低，网络性能得到提高。

2 总体设计方案

根据国内以往高校的校园网络架设经验，结合学校的规模大小，校园网应该基于ospf 协议，分为核心层，汇聚层，接入层3 部分，核心层采用高性能的设备，支持万兆的数据流量的传送，同时为了防止网络某处出现故障而造成整个网络的瘫痪，应该做好容错，备份的设计工作。汇聚层应该支持光纤的接口，一边应付高流量的传送，接入层采用只能交换机，可划分vlan。具体方案如下：

2.1 核心层网络

网络核心交换设备的可靠性和转发性能要求很高，同时支持扩展万兆技术，为网络日后升级和改造提供方便；H3C S7506E 是核心交换机，核心交换机支持的交换容量是768G，并且支持双电源和双主控设计，业务槽位提供6 个，支持高密度万兆、千兆模块，上述功能保证了校园网的高可靠性、高性能和高扩展性。H3C S7506E 是一款非常成熟和经典的高科技产品。网络出口的控制策略要求安全性较强和转发性能高。路由器（MSR50-06）：是在教育行业中，唯一的一款支持千兆线速的转发路由器，600Mpps 是最高转发率，500～1000 人是最高带机量。此路由器安全特性不仅支持丰富，而且支持应用过滤和防攻击等功能，校园网的安全得到了充分保证。

2.2 汇聚层网络

类型选择：包括快速交换式以太网、FDDI、ATM、千兆以太网。

（1）快速交换式以太网

快速交换以太网支持的传输速率是100Mbps，5 类双绞线是最简单和最直接的升级。现在有的采用6 类双绞线速率可以达到1000Mbps.管理网络时采用智能性交换机，可以防止网络出现环路保证网络的畅通。主要的原因是采用过了电路交换方式，EEE802.3u 为其标准。快速交换以太网的优点：技术成熟、结构灵活以及价格便宜，从而促使了其普遍广泛使用。

（2）FDDI

FDDI 是高速网络，一般在城域网用得比较多。他连接各个小型网络，同时直接连接高速桌面设备。当环路上有错误发生在有一个节点上，整个环路就会瘫痪。所以FDDI 采用了双环结构。可以保障提供迅速的系统恢复功能。容错性、冗余性以及内置的网络管理是FDDI 的主要优势。与快速的以太网相比，FDDI 特点是：技术难度大、昂贵、桌面联结复杂等。

（3）ATM

ATM 是异步传输模式，它的传输介质位光纤。ATM 将网络流量转换成很小的定长信元，采用工作方式为独占通道，为了实现占用介质采用统计复用方式，共享网络产生的“拥挤”问题得到有效解决。速率高、分组传输时间很短是光纤系统优点，图像和时间传输可以同时发生在ATM 网络上，每秒速率可达155Mbps，多媒体的应用特别适用。

（4）千兆以太网

千兆以太网目前采用总线型的网络结构，支持同轴电缆、光纤、6 类双绞线以及超5 类双绞线，基本制定了其标准。根据大多数用户，将现有的网络升级至千兆以太网可以花费很少的投资，并且不需进行额外的投资（比如在通讯协议上），因此，主干网的首选是千兆以太网成为。千兆以太网的优点: 网络技术简单、高可靠性、易于管理网络、价格便宜以及技术成熟。

ATM 作为一项新技术，们对网络的认识通过的出现而改变了，远程和本地网络的界限得到消除，网络以路由器为基础的时代慢慢逝去。但是，ATM 技术不成熟，标准还末出台，并且价格较高，不适于运用在校园网中。千兆位以太网不仅能够完成ATM的许多功能，而且有易于LAN 结构融合、价格低等优点。校园网中采用千兆以太网无论在可适应性、高带宽、高性价比、可扩展性、维护性和良好的管理性等各方面都是最佳选择。表1 对四种方案做了比较。

2.3 接入层网络

采用E151 和H3C E126A 设备使用在接入层，不仅可以划分VLAN，而且可以进行二层管理。H3C E 系列接入交换机有以下功能：保护用户合法性，认证系统支持802.1x，匹配L2-L4报文（通过硬件ACL），采取措施过滤时针对不同匹配原则，DHCP Snooping 的开启功能，生成动态绑定表（MAC+IP+端口＋VLAN），对于ARP 病毒的泛滥从根本得到治理；通过控制端口下最大MAC 地址数的允许接入，是防止制造泛洪攻击以及攻击者恶意占用CAM 表项；实施ARP 报文的限速在端口，是为了保护CPU 防止大量异常报文的冲击或者防止恶意的扫描；端口环回检测技术的支持，不仅可以自动切断相应端口，而且避免产生环路。