网络规划设计在校园网建设过程中的应用研究

2016-10-09沙吉俊

电子测试 2016年18期

关键词：核心层校园设备

沙吉俊

（毕节职业技术学院电子信息工程系，551700）

网络规划设计在校园网建设过程中的应用研究

沙吉俊

（毕节职业技术学院电子信息工程系，551700）

网络规划明确了工程建设的目标，用户的需求和各种业务需求，因此，网络工程能否达到预期的效果，前期的网络规划工作很重要，本文以毕节职业技术学院新校区网络建设为例，对此进行阐述。

网络规划；需求分析；逻辑网络设计

0　引言

传统校园日常管理过程中的弊端逐渐显现，管理难度加大，管理效率低下。在现代校园日常管理过程中，需要处理大量的教学信息，要高效、便捷管理好教学过程中产生的各种业务信息，就要建立适应自身管理的校园网络系统和平台，推进“互联网+”在职业教育中发展，成为解决职业教育创新发展的方式。如何建立好适应自身发展的网络，规范的网络工程的建设是关键。

1　需求分析

1.1网络需求的必要性

需求分析是用来获取网络系统需求和业务需求的方法，是网络工程建设的基础，也是工程建设的关键阶段。该阶段为网络设计提供以下一些设计依据：

1）通过分析，能够充分了解现有的网络体系结构。了解现有网络情况和体系结构，是网络设计者在做需求分析时应该了解的关键点之一，现有网络的连接方式，现有网络的技术，现有网络的连接设备以及传输方式等。

2）能够为网络设计人员提供交互功能。

3）提供网络移值功能

4）提供网络用户资源

2.2网络项目的基本情况

毕节职业技术学院新校区网络建设开始于2015年，现有各类在校学生6000多人，教职工300多人，是集中、高职为一体的综合高职院校。新校区占地接近600亩，建设一期有13幢楼，建筑分布如图一所示。全院主要有教学系部7个，分别是医学护理系、教育科学系、农业工程系、旅游系、财政经济系、电子信息工程系、工矿建筑系。经过勘查确定，中心机房位置建在图文信息中心三楼。要求网络能够满足行政办公、教学管理、后勤服务、一卡通等服务功能。

2.3校园网络基本业务

学校的主要业务是教学，教学工作是核心业务，围绕教学工作来进行业务分析，学生管理、教学服务、教学管理、行政管理、后勤保障、考勤管理、校园监控等。通过走访和调查了解现有校园网络中主要的信息系统有Web服务器、教务系统、精品课程系统、监控系统、数字化校园一卡通、办公OA系统等。涉及用户主要有三类，学生、教师、行政后勤人员。根据原有信息系统的情况，主要选择的服务器是机架式服务器。操作系统选用微软系列的网络操作系统，这样选择的目的主要是因为信息管理中心的工作人员对Windows 系列的操作系统比较熟悉，以后系统的升级和维护起来相对比较方便。教务系统的后台数据库采用MSQL，从用户数量和安全性能够达到要求。

图一：校园建筑分布图

2.4需求调研

需求调研是在需求分析过程中通过现场勘查、走访主要领导人、问卷调查等手段对用户的业务、信息点数、规模、网络性能等信息进行了解，以更设计出让用户满意的网络。通过走访和发放调查问卷、观察和集中访谈等方式，收集到以下相关需求信息数据。

1）建设群分布情况和周边的地理环境，具体情况见图一。

2）A1、A2、A3、A4、每幢楼有教室、实训室77间。其中A1有30台主机的机房一个，A4有机房11目前有主机600余台。D幢行政办公楼有房间108间，A5幢有60台主机机房一个，除A4和D幢行政楼主机比较多以外，目前每幢建筑1个C类网络就能够满足用户需求。

3）学生宿舍目前有3幢，每幢有近300多个房间，共1000多个房间，需要的信息点比较多，但是由于规划时建筑比较集中，工程相对简单。

4）应该建立整个校园的无线网络全覆盖、需要布置无线接入点。

3　网络规划设计

网络设计是在需求分析的基础上，通过网络设计人员对需求文档的分析，在满足用户各种业务需求的基础上进行网络工程的设计，主要包括逻辑网络设计、物理网络设计和应用系统设计。

在网络的设计过程中，一般采用自底向上的分层结构设计。在大中型网络的结构设计中，一般都采用三层结构设计，分别为核心层、汇聚层和接入层。分层设计的优点是每一层有独立的功能特性，便于将复杂问题简单化。核心层是网络的高速主干，主要连接共享服务器和各幢建筑的配线间设备，一般采用高性能的三层交换机来完成，由于核心层设备对整个网络的性能起到关键作用，因此要求核心层具有高可靠性、高效性、冗余性、容错性、可管理性、低延时性等特点，完成高速的数据转发，因此采用高带宽千兆以上连接。

汇聚层位于核心层和接入层的分界点，主要任务提供流量控、安全以及路由相关策略配置，将来自不同楼层配线间的线路接入到核心层前先进行汇聚，设备主要位于建筑群配线间的交换设备，实现路由汇聚功能，将来自各个楼层配线间设备的数据在接入核心层前先汇聚再转发核心层的设备，有助于减轻核心层设备负荷的压力。

接入层面向用户的终端连接，主要完成用户计算机接入网络功能，交换机具有低成本和高端口密度的特性，由于要实现无线接入点的接入，因此要能够实现一些本地的用户管理功能和地址认证、用户认证和计费管理的功能。

3.1层次化设计的原则

为了保证网络设计能够层次化分明，功能独立，因此网络设计应遵循以下原则：

1）设计时应该尽量控制层次化程度，一般最多三层为宜，既核心层、汇聚层、接入层，过多的层次会导致网络的整体性能下降，提高网络的时间延迟，导致网络响应时间变长。

2）保证网络的层次性，不得在网络的设计过程中随意加入不相邻层次之间的连接，这种连接会打破网络的层次性，导致网络控制的不可控性。

3）在网络设计时，应该首先对接入层进行设计，根据负载、流量行为等参数进行分析，然后对汇聚层的容量来进行规划，依次再完成核心层的设计。

3.2逻辑网络设计

在完成网络工程的需求分析以后，就要以进行逻辑网络的设计，逻辑网络设计的主要任就是完成下面工作：

1）确定网络的拓扑结构

拓扑结构指的是把网络的主机（或设备）抽象成一个点，把连接设备的通信线路看成是一条线，这样由点和线组成的几何图形就是网络的拓扑结构，网络的拓扑与建筑的分布和传输距离有关。

2）网络的分层

根据网络规模的大小，确定分层的结构，当网络规模比较大时，一般分为三层，核心层、汇聚层、接入层，而网络规模比较小时可以根据实际情况减少相应的层次。分层设计有助于分配网络的带宽，根据我校的规模，设计成三层结构比较适合，信息中心设计成为核心层，核心层用H3C S7500E系列高端多业务路由交换机为核心层的设备，考虑到该系列交换机具有以下特性：

（1）丰富的业务，适应融合业务网络发展趋势（如IRF2（第二代智能弹性架构—横向虚拟化）、IRF3：（第三代智能弹性架构—纵向虚拟化）、全面的MPLS、VPLS业务能力、高性能IPv4/IPv6业务能力、有线无线一体化，有源无源一体化等）

（2）全方位的安全保障，抵御多种网络安全威胁

核心层采用两台H3C S7500E作为核心设备互为备份和均衡负载。信息中心到各幢建筑采用四芯多模光纤进行连接，采用四芯光纤布线考虑网络流量可以达千兆以上，一根传输监控视频，另一根传输入网络数据，同时线路都有冗余，当有线路出现故障时可以更换。

3）IP地址的规划

在逻辑网络设计中，主任务是完成地址的规划，根据网络的规模和我校的实际情况，我们采用A类地址来进行规划，用10+楼幢号+层数+主机的命名形式，（如A4四楼主机命名10.4.4.X），采用这种命名形式，便于以后对网络设备故障时进行定位，同时也便于管理，具体的IP地址的规划见图二。在每幢楼层根据实际情况划分相应的VLAN数目，采用DHCP自动获取IP地址，减轻网络管理员设置IP地址的工作量，VLAN的划分避免过多的主机通信产生网络风暴。汇聚层采用H3C LS-3600V2-28TP-SI交换机作为接入设备。接入层采用H3C E552交换机作为接入层的设备，为了避免监控流量数据过大影响网络数据的传输，在设计时把监控视频和网络数据分隔开来，采用两套网络进行数据传输。

4　结束语

在该项目的实施过程中，网络连接设备的选择选用H3C是根据成本和性能来考虑，选用同一产家的设备，便于设备间的兼容和管理，也便于选用网络管理平台，网络产品的选择能够满足现有用户对网络的需求且具有一定的先进性（如虚拟化和具有IPv4/IPv6业务能力等），目前完成网络的使用过程中，没有出现因为设计上的缺陷造成的问题，能够满足我校现有网络的业务需求。核心层采用万兆连接，主干用千兆，百兆接入到桌面，这种规划能够目前大多数网络工程。

Research on application of network planning and design in the process of building the campus network

Sha Jijun
（Bijie Vocational and Technical College of Electronic Information Engineering，551700）

Network construction plan clear goals， user needs and business needs，therefore，It can achieve the desired network engineering the effect，the early network planning is very important.Which will be explained as Bijie Vocational and Technical College new campus network construction for example.

network planning；needs analysis；logical network design