彭 雋，班利軍，鄒仁明，張曉泉

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京 100193）

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)升級(jí)前的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

彭 雋，班利軍，鄒仁明，張曉泉

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京 100193）

校園網(wǎng)升級(jí)是一個(gè)系統(tǒng)工程，要確保升級(jí)工作按期順利完成，必須做好升級(jí)前的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作。本文通過(guò)介紹中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)升級(jí)前所進(jìn)行的工作，指出在網(wǎng)絡(luò)升級(jí)前所要做的準(zhǔn)備。

CNGI；網(wǎng)絡(luò)升級(jí)

一、引言

由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大和新業(yè)務(wù)需求不斷增長(zhǎng)，IPv4面臨著地址空間不足、網(wǎng)絡(luò)安全漏洞多、服務(wù)質(zhì)量不佳、缺乏運(yùn)營(yíng)管理有效機(jī)制等方面的問(wèn)題，許多國(guó)家都相繼制定了下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃。CNGI項(xiàng)目是由國(guó)家發(fā)改委正式批準(zhǔn)的中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程。下一代互聯(lián)網(wǎng)顧名思義即不同于現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，地址空間比現(xiàn)在更大，網(wǎng)絡(luò)速度比現(xiàn)在更快，網(wǎng)絡(luò)更安全，對(duì)于用戶而言將會(huì)更便捷。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)升級(jí)是CNGI項(xiàng)目的子項(xiàng)目，網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造后將實(shí)現(xiàn)IPv4/IPv6雙棧及網(wǎng)絡(luò)主干萬(wàn)兆，建立安全、可控、可管和可運(yùn)營(yíng)的下一代校園網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)用戶的IPv6普遍訪問(wèn)和校園網(wǎng)信息資源的IPv6普遍服務(wù)。

二、升級(jí)的準(zhǔn)備工作

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)在升級(jí)之前的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀是：東、西兩個(gè)校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)是由三個(gè)核心交換機(jī)和匯聚交換機(jī)連接，匯聚交換機(jī)再接入相連的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)原拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

升級(jí)后的校園網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)核心層、匯聚層、接入層的三層結(jié)構(gòu)。東、西兩個(gè)校區(qū)實(shí)現(xiàn)雙鏈路互聯(lián)，匯聚層雙上聯(lián)。升級(jí)需更換核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)和接入交換機(jī)等，如圖2所示。

圖2 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)改造后拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

校園網(wǎng)升級(jí)工作量大、作業(yè)周期短，因此要最大限度地減少對(duì)用戶的影響，保證在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)順利完成升級(jí)任務(wù)，充分而周密的準(zhǔn)備工作是非常重要的。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作包括核心交換機(jī)選型與配置、確定接入交換機(jī)數(shù)量、確定光纖跳線、確定設(shè)備命名原則、統(tǒng)計(jì)用戶VLAN數(shù)量、劃分接入交換機(jī)的管理IP地址以及構(gòu)筑安全策略。

1.核心交換機(jī)的選型與配置

核心交換機(jī)選型的原則包括功能性、拓展性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

（1）功能性原則：主要是確定核心交換機(jī)的業(yè)務(wù)插板類(lèi)型和數(shù)量，以滿足校園網(wǎng)整體升級(jí)的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需求確定核心交換機(jī)所需的模塊類(lèi)型和數(shù)量，根據(jù)模塊類(lèi)型和數(shù)量確定交換機(jī)接口類(lèi)型和數(shù)量，最后根據(jù)接口的類(lèi)型和數(shù)量確定交換機(jī)業(yè)務(wù)插板的配置。

（2）拓展性原則：在充分考慮鏈路備份和今后網(wǎng)絡(luò)拓展等因素的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)并配置的模塊數(shù)量和接口數(shù)量要比實(shí)際所需的模塊數(shù)量多，按照慣例，多配置50%作為備份同時(shí)接口數(shù)量可根據(jù)實(shí)際和預(yù)留總模塊數(shù)推算出來(lái)。

（3）穩(wěn)定性原則：核心交換機(jī)的選擇直接影響網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性。因此，要充分對(duì)比各種產(chǎn)品的穩(wěn)定性指標(biāo)。

（4）經(jīng)濟(jì)性原則：充分考慮和對(duì)比各種產(chǎn)品和配置方案的性?xún)r(jià)比，實(shí)現(xiàn)性?xún)r(jià)比最佳。

基于以上四個(gè)原則，先選擇交換機(jī)的插板類(lèi)型和數(shù)量，并根據(jù)交換機(jī)的插板類(lèi)型和數(shù)量決定一臺(tái)核心交換機(jī)的整體配置。對(duì)于其他有業(yè)務(wù)插槽的匯聚交換機(jī)也采用同樣的原則進(jìn)行配置。

本次校園網(wǎng)升級(jí)共選定了7臺(tái)核心交換機(jī)，并預(yù)制和預(yù)留了模塊和接口。

2.確定接入交換機(jī)數(shù)量

接入交換機(jī)主要分布在每棟樓宇的內(nèi)部，與用戶計(jì)算機(jī)相連。接入交換機(jī)數(shù)量的確定在整個(gè)升級(jí)工作中非常重要。接入交換機(jī)在校園網(wǎng)升級(jí)中數(shù)量較大，該數(shù)量一定要把握準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)數(shù)量如果比實(shí)際需求量多則會(huì)導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)，如果比實(shí)際需求量少則會(huì)導(dǎo)致某些樓宇內(nèi)的交換機(jī)不能同步升級(jí)。因此，在接入交換機(jī)數(shù)量的確定中采用了以下公式：

SLN是接入交換機(jī)的數(shù)量；PLN是樓宇內(nèi)布線總點(diǎn)數(shù)；n是單臺(tái)接入交換機(jī)的端口數(shù)。通常使用的都是48口接入交換機(jī)，所以公式中n=48。計(jì)算結(jié)果，如果余數(shù)大于24但小于48，就增加一臺(tái)48口交換機(jī)，如果結(jié)果小于24就增加一臺(tái)24口交換機(jī)。這樣就可以確定一棟樓所需接入交換機(jī)的數(shù)量（SLN）。最后把相關(guān)樓宇的交換機(jī)數(shù)量相加，就可確定全校網(wǎng)絡(luò)升級(jí)所需的接入交換機(jī)的總量，當(dāng)然，有必要再增加2~3臺(tái)作為備份用機(jī)。

依照以上接入交換機(jī)數(shù)量的確定方法，本次校園網(wǎng)升級(jí)共選用了176臺(tái)交換機(jī)。

3.確定光纖跳線

光纖是用來(lái)連接樓宇之間的鏈路。樓宇之間的光纖類(lèi)型決定光纖跳線和交換機(jī)模塊的選擇。光纖類(lèi)型確認(rèn)工作的錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致模塊和光纖跳線選擇錯(cuò)誤，在交換機(jī)調(diào)試時(shí)出現(xiàn)不能聯(lián)通的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整棟樓甚至某個(gè)區(qū)域不能上網(wǎng)。光纖的芯數(shù)直接影響交換機(jī)冗余鏈路、雙上聯(lián)和捆綁鏈路。

此次校園網(wǎng)升級(jí)，是在原有光纖鏈路的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，要確定樓宇之間的光纖類(lèi)型和芯數(shù)，依據(jù)原有的資料和實(shí)地勘查進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。光纖類(lèi)型和芯數(shù)統(tǒng)計(jì)完成后，通過(guò)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可確定光纖跳線的類(lèi)型和數(shù)量。

光纖跳線確定原則：根據(jù)樓宇之間的光纖類(lèi)型確定跳線的類(lèi)型，根據(jù)核心交換、匯聚交換機(jī)的模塊接口類(lèi)型和光纖配線架接口類(lèi)型確定跳線的接口類(lèi)型。光纖跳線的數(shù)量統(tǒng)計(jì)原則是：核心交換機(jī)每個(gè)接口配置兩條光纖跳線，有一條作為備份，以備其中一條跳線出問(wèn)題后使用。每種類(lèi)型的跳線在統(tǒng)計(jì)完成后，要根據(jù)具體情況增加10%條作為備份。

依照以上原則，本次升級(jí)共需要單模跳線178條，多模跳線344對(duì)。

4.確定設(shè)備命名原則

為了規(guī)范設(shè)備命名和便于遠(yuǎn)程管理，要規(guī)劃好網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的命名原則。命名要包含設(shè)備的如下信息：

（1）所在空間信息（樓宇、樓層、區(qū)域代碼等）；

（2）遠(yuǎn)程管理信息（管理地址、堆疊編號(hào)等）；

（3）設(shè)備信息（生產(chǎn)廠商、設(shè)備型號(hào)等）。

根據(jù)以上命名原則，在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)中三層設(shè)備的命名規(guī)范如下：

“校區(qū)代碼-樓宇拼音或簡(jiǎn)寫(xiě)-管理lookback地址的最后一個(gè)數(shù)”。該命名規(guī)范可以確定交換機(jī)所在的校區(qū)、樓宇和管理地址。例如：“W_OldHome_8”表示西區(qū)老家屬區(qū)管理IP地址最后一個(gè)數(shù)是8。三層設(shè)備包括核心交換機(jī)和匯聚交換機(jī)。

二層設(shè)備的命名規(guī)范如下：

“廠商類(lèi)型-設(shè)備類(lèi)型-匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)備名稱(chēng)-管理IP地址最后一個(gè)數(shù)-堆疊編號(hào)”。

該命名規(guī)范可以確定交換機(jī)的廠商、型號(hào)、上聯(lián)設(shè)備名稱(chēng)、管理地址、堆疊數(shù)量及編號(hào)。例如：“W_Stu3#RGS2652G-1”表示西區(qū)學(xué)生宿舍3號(hào)樓銳捷S2652型號(hào)交換機(jī)，此交換機(jī)沒(méi)有與其他交換機(jī)進(jìn)行堆疊。二層設(shè)備主要是接入層交換機(jī)。

5.統(tǒng)計(jì)用戶VLAN數(shù)量

用戶VLAN將同一棟樓或同一單位的用戶劃分在相同的邏輯組內(nèi)，用來(lái)抑制廣播風(fēng)暴、靈活的管理用戶和確保網(wǎng)絡(luò)安全。本次網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的原則是：保留原有用戶VLAN，一個(gè)VLAN在同一匯聚交換機(jī)上配置和使用，其他匯聚交換機(jī)不能再進(jìn)行配置和使用，便于網(wǎng)絡(luò)配置和管理。用戶VLAN信息包括：用戶VLAN的ID、IP地址范圍、用戶是否自動(dòng)獲取IP地址。根據(jù)原核心交換的配置，獲取每個(gè)VLAN的信息，對(duì)升級(jí)后的匯聚交換機(jī)進(jìn)行配置設(shè)定。

6.劃分接入交換機(jī)的管理IP地址

交換機(jī)在配置IP地址后可進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、修改配置、交換機(jī)軟件升級(jí)等操作，便于網(wǎng)絡(luò)管理員監(jiān)控交換機(jī)。接入交換機(jī)劃分到不同的VLAN中，可使交換機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全。在網(wǎng)絡(luò)升級(jí)前，首先要規(guī)劃交換機(jī)管理IP段，核心和匯聚交換機(jī)在同一IP地址段內(nèi)，接入交換機(jī)根據(jù)物理區(qū)域劃分到不同的IP地址段內(nèi)。最后為每個(gè)交換機(jī)分配管理IP地址。

7.構(gòu)筑安全策略

交換機(jī)運(yùn)行正常，網(wǎng)絡(luò)才能正常運(yùn)行，用戶就不會(huì)出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象。為防止交換機(jī)受攻擊，在交換機(jī)上需要配置一些安全策略。不同類(lèi)型的交換機(jī)考慮配置的安全策略不同，一般核心和匯聚交換機(jī)配置相同的安全策略，連接用戶的接入交換機(jī)配置相同的策略，下面分別進(jìn)行說(shuō)明。

（1）核心和匯聚交換機(jī)：要考慮防止病毒和黑客的攻擊，可利用交換機(jī)ACL限定可遠(yuǎn)程訪問(wèn)交換機(jī)的主機(jī)IP地址，禁止TCP和UDP的端口號(hào)。

（2）接入交換機(jī)：要考慮抑制廣播風(fēng)暴，防止ARP攻擊，防止路由環(huán)路?？梢栽诮粨Q機(jī)的接口上配置廣播風(fēng)暴抑制比例，限定ARP包的傳輸速率，在交換機(jī)上啟用spanning-tree功能和一些防止路由環(huán)路的功能。網(wǎng)絡(luò)病毒的種類(lèi)和黑客的攻擊手段在不斷變化和提高，所以交換機(jī)的安全策略配置在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)相應(yīng)改變。

三、結(jié)論

以上是網(wǎng)絡(luò)升級(jí)前需要做的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作。校園網(wǎng)升級(jí)能否順利進(jìn)行，在很大程度上取決于統(tǒng)計(jì)信息的準(zhǔn)確性、規(guī)劃的合理性、考慮的全面性。校園網(wǎng)升級(jí)是一個(gè)系統(tǒng)工程，認(rèn)真做好升級(jí)前的準(zhǔn)備工作，全面考慮各種因素，才能使網(wǎng)絡(luò)升級(jí)工作按計(jì)劃、有條理地順利進(jìn)行。

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)設(shè)備升級(jí)從2009年7月開(kāi)始，歷時(shí)兩個(gè)月圓滿完工，由于前期準(zhǔn)備工作充分，在施工中搭建臨時(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境跳接等，減少了斷網(wǎng)時(shí)間，使得網(wǎng)絡(luò)升級(jí)能很順利地完成。

[1]汪崴.校園網(wǎng)升級(jí)規(guī)劃及實(shí)現(xiàn)方法[J].電腦知識(shí)與技術(shù).2009（6）:4399-4401.

[2]顧曉燕.校園網(wǎng)升級(jí)改造的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)[J].無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2005（9）:27-29.

（編輯：金冉）

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1673-8454（2010）21-0020-03