摘要：針對中等職業(yè)學(xué)校對校園網(wǎng)的需求，依據(jù)一定的優(yōu)化策略和方法，對原有校園網(wǎng)進(jìn)行硬件的升級改造和軟件優(yōu)化配置，以提升網(wǎng)絡(luò)的性能，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)；升級；優(yōu)化原則；策略；網(wǎng)絡(luò)配置

0 引言

校園網(wǎng)主要采用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及接入網(wǎng)技術(shù)，是一個(gè)滿足數(shù)字、語音、圖形圖像等多媒體信息，以及綜合科研信息傳輸和處理需要的綜合數(shù)字網(wǎng)。它能適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，體系結(jié)構(gòu)符合國際標(biāo)準(zhǔn)(如TCP／IP)，同時(shí)能兼容已有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

近幾年來，隨著中等職業(yè)學(xué)校的快速發(fā)展，原來規(guī)劃的校園網(wǎng)已不能滿足學(xué)校的應(yīng)用需求。因此，許多學(xué)校對原校園網(wǎng)進(jìn)行了升級改造和優(yōu)化工作。

網(wǎng)絡(luò)升級改造和優(yōu)化工作通過對正在運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，找出影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量的原因，實(shí)施硬件的升級改造和軟件的優(yōu)化設(shè)置，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)資源獲得最佳效益。

1 優(yōu)化原則

校園網(wǎng)的基本功能包括資源共享、信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、遠(yuǎn)程接入和網(wǎng)上辦公等。校園網(wǎng)是學(xué)校教學(xué)科研和管理信息化的基礎(chǔ)設(shè)施，為教師、學(xué)生、科研人員和管理干部提供一個(gè)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使學(xué)校的教學(xué)、科研和管理達(dá)到一個(gè)更高的水平和層次，增強(qiáng)競爭力。同時(shí)，通過校園網(wǎng)與Cernet和Internet的連接，廣大師生、科研管理人員和管理干部都能分享國際、國內(nèi)計(jì)算機(jī)資源以及教育和科研等信息資源。

1.1校園網(wǎng)的主要功能

教學(xué)方面 利用現(xiàn)代化的技術(shù)設(shè)備和多媒體教學(xué)手段形象直觀地進(jìn)行教學(xué)講解，能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解水平，從而提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生品質(zhì)，促進(jìn)教育水平提高；提供高速、方便的信息交流和資源共享手段；提供遠(yuǎn)比書本知識(shí)更為廣泛的內(nèi)容，擴(kuò)大學(xué)生與外界的聯(lián)系，開闊視野，增進(jìn)交流；發(fā)展遠(yuǎn)程教育，克服地域和學(xué)校規(guī)模的限制。

管理方面 統(tǒng)一管理學(xué)校資源，如學(xué)生檔案、教學(xué)資料、考試成績、圖書儀器等；實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化，增強(qiáng)各部門協(xié)調(diào)能力，提高工作效率。

1．2升級改造和優(yōu)化原則

我們在網(wǎng)絡(luò)升級改造和優(yōu)化過程中遵循以下原則：

開放性、景容性主要考慮主干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選型及其模塊、插槽個(gè)數(shù)、管理軟件和網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)，以及技術(shù)的開放性和對相關(guān)協(xié)議的支持等方面，以保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放性。

經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性優(yōu)化過程中應(yīng)最大限度地保護(hù)已有投資，充分利用網(wǎng)絡(luò)中原有的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在性能價(jià)格比方面充分體現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)用性，既要采用先進(jìn)的技術(shù)，又能在經(jīng)費(fèi)允許的條件下實(shí)現(xiàn)建網(wǎng)目標(biāo)。

安全性、可擴(kuò)充性利用VLAN／ELAN、防火墻等對訪問進(jìn)行控制，確保網(wǎng)絡(luò)安全。技術(shù)和設(shè)備選型不僅要考慮滿足當(dāng)前需要，還要考慮未來校園網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和應(yīng)用變化，具有靈活的可擴(kuò)充性和升級能力。

整體性要對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，合理配置資源，以最小的投入獲得最佳的網(wǎng)絡(luò)性能。

2 優(yōu)化策略

對于一個(gè)正在運(yùn)行的校園網(wǎng)，我們主要從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等方面來進(jìn)行優(yōu)化。

2．1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

建網(wǎng)時(shí)的資金限制、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展等造成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理、設(shè)備使用不合理，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)使用效率低、設(shè)備負(fù)擔(dān)不合理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不穩(wěn)定等現(xiàn)象，可以通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到改善，從而提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

2．1．1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)劃

校園網(wǎng)采用星型結(jié)構(gòu)，以多層交換機(jī)為核心，可采用遠(yuǎn)程管理型交換機(jī)作為匯聚層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中心作為整個(gè)星型結(jié)構(gòu)的中心，中心服務(wù)器采用雙機(jī)方式。辦公樓、各個(gè)教學(xué)樓、微機(jī)室為分中心，網(wǎng)絡(luò)中心與分中心采用光纖連接。校園網(wǎng)通過Quidway R2621與外部教育網(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)等功能。

2．1．2傳輸介質(zhì)的選擇

目前的綜合布線系統(tǒng)普遍采用單、多模光纜，超五類或六類非屏蔽雙絞線。由于光纜優(yōu)良的擴(kuò)展特性，一般使用光纜架構(gòu)千兆網(wǎng)，便于將來向10G比特網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。

校園網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)為：

樓間光纜傳輸主干網(wǎng)以及各樓間的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)均采用62．5、125um多模室外光纜。

樓內(nèi)雙絞線傳輸介質(zhì)各子網(wǎng)內(nèi)的組網(wǎng)系統(tǒng)，依據(jù)ANSI／EIA／TLA一568A設(shè)計(jì)，采用超5類非屏蔽雙絞線和連接件，按星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)。

2．1．3冗余設(shè)計(jì)

冗余設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要部分，是保證網(wǎng)絡(luò)整體可靠性能的重要手段，但是投資也將增加。部分校園網(wǎng)在早期的建設(shè)中由于成本的原因并未在設(shè)計(jì)中考慮冗余問題，優(yōu)化工作中需從網(wǎng)絡(luò)鏈路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兩方面著手。冗余設(shè)計(jì)可以貫穿整個(gè)三層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中某條路徑失效時(shí)，冗余鏈路可以提供另一條物理路徑?？刹捎面溌肪酆?IEEE802．3ad)實(shí)現(xiàn)端口級冗余，以克服某個(gè)端口或線路引起的故障。也可采用生成樹協(xié)議(IEEE802．1d)提供設(shè)備級的冗余連接。條件允許的話最好能夠提供不同物理方向的雙歸屬、雙路由保護(hù)。

2．1．4網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成

(1)校園網(wǎng)主干采用千兆以太網(wǎng)，核心交換機(jī)采用具有第三層交換并支持VLAN管理的華為$3526。網(wǎng)絡(luò)中心主干交換機(jī)(華為S3526)至教學(xué)樓、辦公樓采用光纖連接。各子網(wǎng)二級交換機(jī)或三級交換機(jī)到桌面均采用高品質(zhì)的超五類雙絞線進(jìn)行100M高速率連接(百兆到臺(tái))。局域網(wǎng)各個(gè)辦公和教學(xué)信息點(diǎn)均支持100M高速數(shù)據(jù)、圖像、多媒體通訊。

(2)網(wǎng)絡(luò)接入：校園網(wǎng)通過當(dāng)?shù)匦畔⒐饫w與Cemet／Internet相連，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)計(jì)算機(jī)上網(wǎng)。

(3)網(wǎng)絡(luò)終端：校園網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)接入的各教學(xué)樓、各功能教室(多媒體教室、計(jì)算機(jī)教室、電子閱覽室等)、辦公樓(校長室、副校長室、教務(wù)處、總務(wù)處、政教處、團(tuán)委、教研室等)。

(4)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：采用國際通行的TCP／IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

(5)操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows2003Server。

2．2網(wǎng)絡(luò)層優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)層主要從路由協(xié)議方面進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，高效的路由協(xié)議、合理的IP地址和VLAN規(guī)劃可以提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

2．2．1 IP地址的優(yōu)化

IP地址的合理規(guī)劃是保證網(wǎng)絡(luò)順利運(yùn)行和有效利用網(wǎng)絡(luò)資源的重要手段。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)匯接分布的地理區(qū)域來劃分大塊連續(xù)的IP地址空間，有利于路由協(xié)議的計(jì)算，縮小路由表，提高轉(zhuǎn)發(fā)效率；將骨干網(wǎng)中各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接地址、服務(wù)器地址放在一段連續(xù)地址塊中，便于管理；重要網(wǎng)管地址可利用NAT地址轉(zhuǎn)換隱藏；根據(jù)接入用戶規(guī)律，采用DHCP動(dòng)態(tài)分配地址，可提高IP地址的利用率；可以應(yīng)用VLSM根據(jù)子網(wǎng)規(guī)模合理分配IP地址數(shù)量。

2．2．2 VLAN的優(yōu)化

VLAN能減少在解決移動(dòng)、添加、修改終端用戶等問題時(shí)的管理開銷；提供控制廣播的功能，避免混亂；支持工作組和網(wǎng)絡(luò)的安全性。建議根據(jù)用戶類型和管理功能的不同劃分VLAN，避免混亂。

2．2．3路由的優(yōu)化

路由的優(yōu)化目的在于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能保證網(wǎng)絡(luò)的伸縮性、穩(wěn)定性和快速收斂。優(yōu)化應(yīng)盡量減少主干網(wǎng)路由表中的路由條目。路由優(yōu)化包括：控制路由更新數(shù)據(jù)流；使用策略路由；關(guān)閉連接用戶網(wǎng)絡(luò)的路由接收；選擇合適的路由協(xié)議；手工配置鏈路管理距離。

3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備優(yōu)化

3．1升級設(shè)備

根據(jù)用戶實(shí)際流量決定是否需要更新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，比如在接入層用交換機(jī)代替集線器，在匯聚層用三層交換機(jī)代替二層交換機(jī)。在充分利用校園網(wǎng)原有設(shè)備的前提下，應(yīng)通過更新軟件版本和增加擴(kuò)展模塊以支持新的協(xié)議與應(yīng)用，如IPv6等。

主要設(shè)備如下：

(1)網(wǎng)絡(luò)中心主干交換機(jī)采用Quidway$3526的核心交換機(jī)。

Quidway S3526路由交換機(jī)是華為公司面向?qū)拵P城域網(wǎng)推出的盒式二／三層線速路由交換機(jī)。交換容量為12．8G，支持所有端口間全線速二／三層交換；提供標(biāo)準(zhǔn)的交換路由功能，支持標(biāo)準(zhǔn)的路由協(xié)議，能夠提供從物理層到應(yīng)用層全面的兼容性，可以兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施；支持堆疊、級連，平滑升級，可擴(kuò)展性好；接口類型種類豐富，可以支持10／100 BASE-TX、1000BASE-TX、1000BASE-LX、1000BASE-SX等。

(2)整個(gè)校園網(wǎng)與Cernet和Internet的連接，采用QuidwayR2621路由器。

Quidway R2621路由器是模塊化路由器，具有接口類型豐富、功能強(qiáng)大的協(xié)議軟件系統(tǒng)、完善的安全保障體系、強(qiáng)大的備份功能、全面的語音支持、良好的網(wǎng)管支持等特點(diǎn)。

(3)辦公樓、教學(xué)樓、多媒體教室、微機(jī)室等網(wǎng)絡(luò)分中心分別選用一臺(tái)華為S2403交換機(jī)作為各應(yīng)用子網(wǎng)與主干網(wǎng)相連。

QuidwayS2403是面向工作組的以太網(wǎng)交換機(jī)。它提供24個(gè)10M以太網(wǎng)交換端口和3個(gè)快速以太網(wǎng)交換端口，所有端口都支持全雙工的通信方式。

3．2合理配置設(shè)備

3．2．1管理性配置

配置管理包括3個(gè)方面的內(nèi)容：獲得關(guān)于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)配置的信息；提供遠(yuǎn)程修改設(shè)備配置的手段；儲(chǔ)存數(shù)據(jù)、維護(hù)一個(gè)最新的設(shè)備清單并根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生報(bào)告。

配置管理的功能是掌握和控制網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各設(shè)備的狀態(tài)及其連接關(guān)系。

配置管理最主要的作用是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)管理者對網(wǎng)絡(luò)配置的控制，這是通過對設(shè)備的配置數(shù)據(jù)提供快速的訪問來實(shí)現(xiàn)的。

配置管理與故障管理之間有密切關(guān)系。配置管理的目的是為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供軟件配置的初始化或更新能力，包括可選的軟件配置?？梢栽黾俞槍W(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身的遠(yuǎn)程管理配置包括Web、TelNet、SNMP。

3．2．2安全性配置

安全管理通過控制信息的訪問點(diǎn)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中的敏感信息。使用安全管理，網(wǎng)絡(luò)管理者可以限制用戶對主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源的訪問，并獲得相應(yīng)的安全保護(hù)信息。

3．2．3監(jiān)控性配置

性能管理作用是，保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以被訪問從而使用戶能有效地使用它，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和它們的相關(guān)連接以確定使用率和出錯(cuò)率；保證設(shè)備和連接的容量不會(huì)被過度地使用以致對性能產(chǎn)生有害影響。

4 結(jié)束語

本文從三個(gè)層面提出校園網(wǎng)的硬件升級改造方法和軟件的優(yōu)化策略。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的內(nèi)容很多，但有很多問題我們還未涉及，需進(jìn)—步研究。希望本文對校園網(wǎng)升級改造和優(yōu)化工作有參考價(jià)值。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。