朱宇蘭，江 雍

(泉州醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校社科公共部，福建泉州 362000)

建設(shè)高效實用的校園網(wǎng)硬件平臺＊

朱宇蘭，江 雍

(泉州醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校社科公共部，福建泉州 362000)

介紹了校園網(wǎng)建設(shè)的必要性，提出本校校園網(wǎng)Ⅰ期的需求分析和具體實施方案.選擇合理的布線產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，詳細闡述結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，經(jīng)使用驗證，系統(tǒng)具有良好的可靠性、可擴展性和經(jīng)濟實用性.

校園網(wǎng);結(jié)構(gòu)化布線;實施方案

現(xiàn)代化教育要向社會輸出現(xiàn)代化的人才，隨著我校辦學(xué)規(guī)模、層次迅速擴大和提高，建設(shè)一個先進、實用的校園網(wǎng)，實現(xiàn)校內(nèi)外信息的快速傳遞，使教學(xué)、科研、管理步入信息化、網(wǎng)絡(luò)化，從而提高辦學(xué)水平和辦學(xué)效益已成為必然選擇.

1 校園網(wǎng)總體規(guī)劃

1.1 需求分析

校園網(wǎng)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要做長遠規(guī)劃.我校校園網(wǎng)建設(shè)共分為Ⅲ期，Ⅰ期校園網(wǎng)建設(shè)將覆蓋辦公樓、西樓、東樓、科學(xué)樓、體育館和三棟宿舍樓等主要教學(xué)及生活場所.根據(jù)使用需求，校園網(wǎng)建設(shè)應(yīng)達到［1］:

(1)數(shù)據(jù)處理、通信能力強，響應(yīng)速度快;

(2)網(wǎng)絡(luò)運行安全性、可靠性高;

(3)系統(tǒng)易擴充，易管理，便于用戶的增加;

(4)主干網(wǎng)支持多媒體、群體、圖像接口應(yīng)用，支持高性能數(shù)據(jù)庫軟件包的持續(xù)增長;

(5)系統(tǒng)開放性、互連性好;

(6)局域網(wǎng)既能方便遠程用戶的撥號接入，又能滿足特殊用戶高效地連入廣域網(wǎng)，使用靈活;

(7)具有很強的分布式數(shù)據(jù)處理能力.

1.2 總體架構(gòu)

將整個校園網(wǎng)歸結(jié)為三個層次:應(yīng)用系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)層和物理連接層［2］，結(jié)構(gòu)模型見圖1.其層層相連，環(huán)環(huán)相扣，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng).物理連接層通過綜合布線系統(tǒng)構(gòu)造通訊基礎(chǔ)設(shè)施，在此之上構(gòu)筑數(shù)據(jù)網(wǎng)、視頻網(wǎng)、音頻網(wǎng).網(wǎng)絡(luò)層通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、系統(tǒng)平臺、開發(fā)平臺的鋪設(shè)，為上層應(yīng)用層提供信息、教學(xué)、校務(wù)、互聯(lián)服務(wù)的平臺和接入接口，應(yīng)用層直接面向用戶，為用戶的各種需要服務(wù).

1.3 布線產(chǎn)品

在目前國內(nèi)布線市場中歐美品牌眾多，各廠商紛紛搶占國內(nèi)市場，競爭日趨激烈，價格日趨透明.美國的LUCENT、AMP、西蒙、加拿大的IBDN、瑞士的德特威勒等主流品牌市場優(yōu)勢明顯，控制了國內(nèi)百分之九十以上的布線市場份額.其中LUCENT約占百分之五十，AMP、西蒙、IBDN、阿爾卡特、奇勝等約占百分之四十，剩下的約占百分之十.

圖1 結(jié)構(gòu)模型圖

在眾多的布線系統(tǒng)產(chǎn)品中，我們使用美國朗訊科技公司的產(chǎn)品.朗訊科技是全球最大的通信公司之一，其貝爾實驗室［3］堪稱結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)的發(fā)明者及倡導(dǎo)者.自從其1982年首先推出端對端結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)以來，一直為同業(yè)的先驅(qū)，并帶動結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)向前發(fā)展.1997年該公司首家推出支持千兆比以太網(wǎng)和1.2Gbps ATM應(yīng)用的布線產(chǎn)品，再加上其無線網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)WaveLAN，成為當今世界唯一一家提供“結(jié)構(gòu)化網(wǎng)聯(lián)解決方案”的布線廠家.

朗訊公司的產(chǎn)品與同類布線產(chǎn)品相比，類型豐富，品種多達2萬多種，可供選擇的范圍大，非常適應(yīng)各種工程的不同特點，而正是由于上述的種種優(yōu)點，其產(chǎn)品在市場占有率方面遙遙領(lǐng)先，因而生產(chǎn)成本大幅下降，性能價格比極高.因此，我們在本方案中選用了朗訊公司的布線系統(tǒng)產(chǎn)品.

1.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

本方案采用的是在業(yè)界處于領(lǐng)先地位，具有最高性能的CISCO產(chǎn)品.與其他同類產(chǎn)品如 3Com、bays、Intel、Accton等比較，CISCO具有如下優(yōu)勢和特點:

Cisco提供端到端高可用性的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可提供關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用所需的穩(wěn)定性.我們設(shè)計的整個系統(tǒng)能應(yīng)付各種意外干擾，能迅速排除誤操作或系統(tǒng)軟硬件故障帶來的影響，甚至有部份部件損壞時亦能進行正常的數(shù)據(jù)處理.最后在配置網(wǎng)絡(luò)時，適當?shù)夭捎萌哂鄠浞?、迂回路由等技術(shù)手段提高整個系統(tǒng)的容錯能力和故障恢復(fù)能力.

Cisco特有的IOS［4］軟件能夠有效地實施 QoS、多媒體、多點傳送應(yīng)用支持，另外，CiscoAssure策略聯(lián)網(wǎng)功能具有專用帶寬、控制抖動和時延、改善信息包丟失等特性.

Cisco專有的技術(shù)CGMP，使遠程學(xué)習、虛擬工作場所、可視會議和流式傳輸受益于IP多目傳送，使多媒體數(shù)據(jù)流能在有限的帶寬中得到最好的傳輸.

2 結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)

對于布線系統(tǒng)，我們著重考慮以下要求:

(1)帶寬:滿足多媒體教學(xué)，時延小，抖動小;

(2)支持多種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用，包括10/100/1000Base－T、TX、FX、ATM 等;

(3)維護簡潔可靠:可由非專業(yè)人員進行;

(4)優(yōu)良的性能價格比符合經(jīng)濟效益;

(5)電氣和傳輸性能保證系統(tǒng)支持寬帶應(yīng)用;

(6)產(chǎn)品標準化、模塊化.

2.1 校園干線系統(tǒng)

校園干線系統(tǒng)是連接校園各建筑物的主干通信線路，一般選用光纖作為傳輸材料.光纖具有通信容量大、通信距離長、抗干擾、抗雷電等良好的性能，可采用架空或埋地等鋪設(shè)方式.此外也可以采用超五類雙絞線作為干線，但必須做好防雷措施［5］，如:用鐵管保護埋地等.雙絞線的可靠通信距離為100米.考慮本項目的實際情況，校園干線將采用Lucent SYSTIMAX OptiSPEED室外光纖，校園干線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示.

圖2 校園干線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我校Ⅰ期校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在西樓的六樓西邊，即總控室.以網(wǎng)絡(luò)中心為中心，以星型的布線方法向各主要建筑物布放光纖，形成一個星型的光纖網(wǎng)絡(luò)，組成校園網(wǎng)的干線系統(tǒng).在校園干線系統(tǒng)中，設(shè)立兩級光纖節(jié)點，一級光纖節(jié)點分別設(shè)在辦公樓、東樓、宿舍樓1、宿舍樓2，每個光纖節(jié)點各自從校園網(wǎng)絡(luò)中心西樓鋪放一條室外六芯多模光纖.二級光纖節(jié)點分別設(shè)在科學(xué)樓、體育館、宿舍樓3，它們作為辦公樓下層節(jié)點，從辦公樓各自鋪放一條室外六芯多模光纖，并通過辦公樓保持和校園網(wǎng)絡(luò)中心的通信聯(lián)系.

光纖主干網(wǎng)采用LUCENT TECHNOLOGIES SYSTIMAX OptiSPEED室外6芯多模光纖，2芯可滿足目前100Mbps快速以太網(wǎng)、1.2GbpsATM以及1.0Gbps以太網(wǎng)的應(yīng)用，另外4芯作為主干的冗余備份路由器使用.并可多布一條6芯光纖，以便當其中一條光纖因意外事故斷路時，另一條可及時補上，從而使網(wǎng)絡(luò)不因此而停止運作.主干光纖可采用架空或埋地的方式，若各建筑物之間較為開闊，則可采用架空方式，也可采用埋地方式，這樣保護較好，最好是利用已有的地下電纜通道［6］.本項目中，對于校園內(nèi)各建筑物之間的光纖主干，因其之間的距離不是很長，所以可采用架空的方式，先牽拉鋼索，再將光纖掛縛其上.

對各主干節(jié)點配置專門的配線間，其中主配線間(MDF)就在網(wǎng)絡(luò)中心，即總控室內(nèi)，子配線間(IDF)設(shè)在各個光纖節(jié)點上.各配線間一般設(shè)在各樓的中間樓層的適當位置上，以保證配線間到各信息點的通信距離不致超長.考慮到安全問題，各配線間要有專門的隔間，配有門鎖，隔間內(nèi)通風、照明良好，上下有垂直主線槽連通，便于線纜布放.但依校區(qū)的實際情況，各樓層中間位置的空間不會很大，若在此處建配線間，一來空間狹小，二來影響美觀.考慮到各樓的信息點不是很多，所以建議各子配線間使用掛墻機柜，掛在離地面約兩米左右的墻面上，常人不易觸及，同樣可做到安全保護.至于主配線間，因空間足夠則可使用立式機柜.主配線間的立式機柜和子配線間的掛墻機柜均使用專業(yè)的19英寸EIA標準機柜，機柜內(nèi)放置有管理配線架和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，管理各自區(qū)域內(nèi)的工作位信息出口.一方面，方便網(wǎng)絡(luò)的管理與維護;另一方面，減少占用空間，增強對設(shè)備的保護.

2.2 大樓結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)

完成大樓內(nèi)各樓層、各科室和辦公室的物理線路連接和管理，并與校園干線系統(tǒng)互聯(lián)，通信線路一般采用雙絞線，特殊的大樓可能用光纖作為樓內(nèi)的主干通信線路.

在校園網(wǎng)各主干節(jié)點上設(shè)置配線間，其中網(wǎng)絡(luò)中心主配線間內(nèi)放有標準立式機柜，而其它樓子配線間則采用掛墻機柜，各種機柜用于放置大量的管理配線架及各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，管理本樓的布線系統(tǒng)及電腦網(wǎng)絡(luò).以本樓的配線間為中心，用星型的布線方法向各樓層的工作位布放超五類四對UTP電纜，組成本樓的水平子系統(tǒng)，為本樓各樓層的工作位信號提供傳輸路由.樓宇內(nèi)部采用線槽暗埋或明鋪方式，盡量采用暗裝，預(yù)埋相應(yīng)的暗管和出口盒，明裝布線時，水平線纜一定要有金屬線槽保護，不可直接暴露在外面.校園網(wǎng)樓內(nèi)布線系統(tǒng)包括工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、管理/設(shè)備間子系統(tǒng)等，各部分各盡其責，組成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)布線模擬如圖3所示.

圖3 結(jié)構(gòu)布線模擬

2.2.1 水平子系統(tǒng)/工作區(qū)子系統(tǒng)［7］

即大樓各層的水平布線區(qū)域，以本樓配線間為中心，采用標準星型結(jié)構(gòu)用線纜連接至各工作區(qū).從各配線間引出超五類四對UTP電纜至各工作位，可滿足快速以太網(wǎng)、622M ATM網(wǎng)等的應(yīng)用，用于數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等信號的高速傳輸.工作位的信息出口采用兼容EIA、RJ45的5類8針插座模塊連接.在配線架端，可采用RJ45式端接模塊，方便滿足多系統(tǒng)并行使用.并可采用D8SA模塊跳線與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接連接，全套采用PowerSum器件組成.

工作位連接標準RJ45信息插座模塊，采用標準86mm*86mm雙口面板，面板上有各工作位端口標示，如D3、T5等，方便維護管理.工作位插座口在墻面的位置要方便使用，若是辦公室則一般設(shè)在靠近辦公桌的墻面上，離地一般約30cm－1m左右.若是普通教室則一般設(shè)在靠近講臺的墻面上，因教室學(xué)生人員流動較大，工作位插座口要設(shè)在離地面較高的位置且要暗埋，便于保護插座口不受損壞.若是多媒體教室，工作位插座口要設(shè)在多媒體教學(xué)講臺內(nèi)，方便使用又不影響美觀.

2.2.2 管理子系統(tǒng)/設(shè)備間子系統(tǒng)

(1)主配線間使用立式機柜，子配線間使用掛墻機柜，各種機柜均使用專業(yè)的19英寸EIA標準機柜.一方面，方便網(wǎng)絡(luò)的管理與維護;另一方面，減少占用空間，增強對設(shè)備的保護.

(2)在各機柜內(nèi)，將設(shè)立管理配線架，對各應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)進行配接管理.各機柜內(nèi)超五類配線架均采用RJ45快接式配線架，方便多系統(tǒng)并行使用.對于構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)的各種通信設(shè)備，則提供統(tǒng)一的19inch工業(yè)標準設(shè)備機架作設(shè)備的安裝.

(3)在布線與設(shè)備連接界面上，UTP端接口采用標準的RJ45連接，光纖端接口則采用最通用的ST連接，可方便安全地與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作直接連接.模塊化的結(jié)構(gòu)也便于系統(tǒng)日后的維護和擴容.

綜上所述，系統(tǒng)配置表如圖4所示:

圖4 系統(tǒng)配置表

3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在進行校園網(wǎng)方案設(shè)計時，除注意可靠性、先進性、開放性、可管理性以及升級能力等一般信息系統(tǒng)平臺設(shè)計的要點外，應(yīng)更重視實用性和易用性.同時，從信息流動的性質(zhì)考慮，可將整個物理網(wǎng)絡(luò)劃分為三個層面來加以介紹.它們分別是核心層面、專用子網(wǎng)層面和廣域網(wǎng)連接層面，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5所示.

圖5 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

3.1 核心層

局域網(wǎng)部分的核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選用具有強大交換能力的Cisco Catalyst6006骨干千兆比特交換機.利用其VLAN功能將整個網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個IP子網(wǎng).子網(wǎng)間采用三層交換/路由方式通信，便于用戶進行靈活的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與管理，提供端到端的高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可以達到廣播隔離和智能選路，實現(xiàn)冗余和負載均衡的功能.在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴展、復(fù)雜化的同時仍然不影響網(wǎng)絡(luò)的工作效率.西樓、東樓和辦公樓的Cisco交換機以1000M的速率接入主干交換機，構(gòu)成高性能的千兆主干，為大量數(shù)據(jù)的傳輸提供高速通路.科學(xué)館、體育館、宿舍樓1及宿舍樓2均采用Cisco高性能的10M交換機，并以100M的速率接入千兆主干，構(gòu)成高性能無阻塞的典型校園網(wǎng)結(jié)構(gòu).

3.2 子網(wǎng)交換機

在各子網(wǎng)用戶接入方面，使用Cisco Catalyst交換機，該交換機是優(yōu)秀的工作組交換機，支持GigaStack技術(shù)，能以1000/100M的速率上連到中心交換機上.另外，當用戶增多時可以直接增加交換機，并以堆疊的方式連接上網(wǎng)絡(luò)，從而為系統(tǒng)各子網(wǎng)的擴充帶來極大的靈活性.

3.3 高速互聯(lián)網(wǎng)

廣域網(wǎng)的連接和為用戶提供接入服務(wù)將由Cisco2611路由器實現(xiàn)，具有較高性能價格比，而且一機多用，避免了設(shè)備重復(fù)投資.在對INTERNET的連接方面，可采用DDN專線、無線或ISDN的形式接入.在撥入服務(wù)方面，提供普通PSTN接入.

目前，數(shù)據(jù)專線的租用費用及Chinanet的接入費用較高，而且學(xué)校的多媒體應(yīng)用較多，顯然直接采用高速數(shù)據(jù)專線接入Chinanet的費用學(xué)校是難以接受的.根據(jù)我們多年網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的經(jīng)驗通過無線方式接入INTERNET是一種有效的手段，具有高帶寬、架構(gòu)靈活、節(jié)省費用的特點.

3.4 專業(yè)路由器

Cisco 2611路由器是一個真正的多功能應(yīng)用支持平臺，在單獨一個服務(wù)器上廣泛支持分支機構(gòu)/企業(yè)撥號訪問應(yīng)用、LAN到LAN或者路由選擇應(yīng)用以及多服務(wù)應(yīng)用［8］.它提供前所未有的模塊化選項，它還具有強大的靈活性，可針對客戶的不同應(yīng)用環(huán)境，提供各種配置選項，而且最重要的是，它具有支持所有這些應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)運行性能.

本次在該路由器配備了NM－8AM、WIC－T模塊和WIC－1B－S/T接口卡.WIC－1B－S/T接口卡用于通過ISDN線路接入INTERNET，WIC－1T一串口卡用作DDN專線接入和與分校子網(wǎng)連接，而NM－8AM模塊則為用戶提供8條模擬線路，允許8個模擬用戶同時撥入到本系統(tǒng)，而系統(tǒng)亦通過動態(tài)的入網(wǎng)注冊和認證管理，對登錄的用戶作出正確的識別.

3.5 網(wǎng)絡(luò)防火墻

如果系統(tǒng)通過無線接入INTERNET/校園城域網(wǎng)，還需要考慮安全性，常規(guī)的做法是在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和公用網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)立防火墻［9］.針對學(xué)校應(yīng)用環(huán)境和本次方案設(shè)計選用設(shè)備的特點，最適合的是Cisco公司內(nèi)置于IOS(Cisco路由器中的操作系統(tǒng))中的軟件防火墻.另外還可考慮采用無線接入INTERNET，該方式具有高帶寬、架構(gòu)靈活、節(jié)省費用的特點.

3.6 網(wǎng)絡(luò)管理

采用Cisco Works Window網(wǎng)管系統(tǒng)，該網(wǎng)管系統(tǒng)一改以往傳統(tǒng)網(wǎng)管的模式，將路由器和交換機管理功能與基于Web的最新技術(shù)結(jié)合在一起.這樣，它不僅利用了現(xiàn)有工具和設(shè)備中內(nèi)置的管理數(shù)據(jù)資源，同時為大型、快速變化的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供新的網(wǎng)絡(luò)管理工具.

4 總結(jié)

在中心機房通過網(wǎng)管工作站利用ping命令對核心層交換機和各個接入交換機進行網(wǎng)絡(luò)連通性測試，保證整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連通性.在中心機房通過網(wǎng)管工作站利用ping命令對核心層交換機以及各個接入交換機進行網(wǎng)絡(luò)丟包率測試［10］.

通過部件級、設(shè)備級和系統(tǒng)級測試來完成硬件設(shè)備測試.通過功能性、連通性、穩(wěn)定性、重載性和人為制造異常測試來完成對系統(tǒng)集成的測試.一系列的測試顯示整個校園網(wǎng)各項性能穩(wěn)定、可靠，運行正常.

基于CISCO的專有技術(shù)和優(yōu)勢，結(jié)合關(guān)注并致力于教育行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)公司，可為信息系統(tǒng)建設(shè)制訂一系列的優(yōu)惠政策，使學(xué)校能以較低的成本建設(shè)出一流的校園網(wǎng)系統(tǒng)，

我們在工作中也注重總結(jié)經(jīng)驗，制定相關(guān)規(guī)章制度，認真搞好校園網(wǎng)的管理維護工作，分派有責任心的技術(shù)業(yè)務(wù)骨干，專人負責，從而保證了校園網(wǎng)在辦公、教學(xué)、教務(wù)管理工作中能夠較為充分地發(fā)揮作用.

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TP393.02

A

1008－4681(2012)02－0060－04

2011－10－20

朱宇蘭(1979－)，女，福建泉州人，泉州醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校社科公共部講師，碩士.研究方向:網(wǎng)絡(luò)管理與安全.

(責任編校:晴川)