任 祎

（陜西學(xué)前師范學(xué)院，710100）

1 總體設(shè)計(jì)要求

采用實(shí)用、標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)上，真正網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兼容多種協(xié)議。采用標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，系統(tǒng)真正兼容多種廠家的設(shè)備，協(xié)議，真正構(gòu)成一個(gè)跨硬、軟件平臺(tái)的系統(tǒng)?；趪H標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，采用基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和接口的設(shè)備，充分做到資源的利用以便滿足不同需求的學(xué)校，對于保護(hù)學(xué)校長期投資的效益有了可靠的保障。

1.1 網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)充性

隨著學(xué)校規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)充，以便更好的支持學(xué)校的實(shí)際需要。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，學(xué)校應(yīng)該采用兼容好的設(shè)備，以便更好的兼容網(wǎng)絡(luò)舊的裝備和技術(shù)。為了保障學(xué)校投資的合理利用，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，要保障在網(wǎng)絡(luò)再投資或升級(jí)的情況下，可以通過增加模塊或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)備的擴(kuò)充和升級(jí)，替換下來的設(shè)備可以運(yùn)用到邊緣網(wǎng)絡(luò)或者分支上。

1.2 網(wǎng)絡(luò)的可管理性

方便、靈活、有效是網(wǎng)絡(luò)工具的特點(diǎn)，通過這些特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)集中式的有效控制和管理。為了保證校園網(wǎng)擁有監(jiān)控方便、管理界面良好、系統(tǒng)記錄完備等優(yōu)點(diǎn)，在不改變系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，管理員隨時(shí)可以對校園網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行修改、檢測及故障恢復(fù)等維護(hù)管理工作。

1.3 網(wǎng)絡(luò)的安全性

網(wǎng)絡(luò)安全是保障校園網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要前提之一，也是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。提供訪問控制的多種層次和多方式，是保護(hù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全性的主要方式，具體操作可以通過使用VLAN、網(wǎng)絡(luò)用戶身份識(shí)別、入侵檢測、包過濾以及防火墻等技術(shù)。

1.4 網(wǎng)絡(luò)的高可靠性和高性能

隨著實(shí)時(shí)系統(tǒng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的高可靠性已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本要求。如果骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，對整個(gè)校園網(wǎng)的影響是巨大的，因此，提高系統(tǒng)的可靠性是減少故障的主要措施。

交互式多媒體教學(xué)以及流媒體（VOD 等）應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的性能要求越來越高。因此，高帶寬的組網(wǎng)技術(shù)是構(gòu)建校園網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的首選；支持線速交換是骨干交換設(shè)備的基本要求，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的無阻塞傳輸；另外，在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮到分布式部署應(yīng)用一些高流量的多媒體，從而實(shí)現(xiàn)跨骨干網(wǎng)流量的降低，網(wǎng)絡(luò)性能得到提高。

2 總體設(shè)計(jì)方案

根據(jù)國內(nèi)以往高校的校園網(wǎng)絡(luò)架設(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)校的規(guī)模大小，校園網(wǎng)應(yīng)該基于ospf 協(xié)議，分為核心層，匯聚層，接入層3 部分，核心層采用高性能的設(shè)備，支持萬兆的數(shù)據(jù)流量的傳送，同時(shí)為了防止網(wǎng)絡(luò)某處出現(xiàn)故障而造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，應(yīng)該做好容錯(cuò)，備份的設(shè)計(jì)工作。匯聚層應(yīng)該支持光纖的接口，一邊應(yīng)付高流量的傳送，接入層采用只能交換機(jī)，可劃分vlan。具體方案如下：

2.1 核心層網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)核心交換設(shè)備的可靠性和轉(zhuǎn)發(fā)性能要求很高，同時(shí)支持?jǐn)U展萬兆技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)日后升級(jí)和改造提供方便；H3C S7506E 是核心交換機(jī)，核心交換機(jī)支持的交換容量是768G，并且支持雙電源和雙主控設(shè)計(jì)，業(yè)務(wù)槽位提供6 個(gè)，支持高密度萬兆、千兆模塊，上述功能保證了校園網(wǎng)的高可靠性、高性能和高擴(kuò)展性。H3C S7506E 是一款非常成熟和經(jīng)典的高科技產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)出口的控制策略要求安全性較強(qiáng)和轉(zhuǎn)發(fā)性能高。路由器（MSR50-06）：是在教育行業(yè)中，唯一的一款支持千兆線速的轉(zhuǎn)發(fā)路由器，600Mpps 是最高轉(zhuǎn)發(fā)率，500～1000 人是最高帶機(jī)量。此路由器安全特性不僅支持豐富，而且支持應(yīng)用過濾和防攻擊等功能，校園網(wǎng)的安全得到了充分保證。

2.2 匯聚層網(wǎng)絡(luò)

類型選擇：包括快速交換式以太網(wǎng)、FDDI、ATM、千兆以太網(wǎng)。

（1）快速交換式以太網(wǎng)

快速交換以太網(wǎng)支持的傳輸速率是100Mbps，5 類雙絞線是最簡單和最直接的升級(jí)?，F(xiàn)在有的采用6 類雙絞線速率可以達(dá)到1000Mbps.管理網(wǎng)絡(luò)時(shí)采用智能性交換機(jī)，可以防止網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)環(huán)路保證網(wǎng)絡(luò)的暢通。主要的原因是采用過了電路交換方式，EEE802.3u 為其標(biāo)準(zhǔn)?？焖俳粨Q以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)靈活以及價(jià)格便宜，從而促使了其普遍廣泛使用。

（2）FDDI

FDDI 是高速網(wǎng)絡(luò)，一般在城域網(wǎng)用得比較多。他連接各個(gè)小型網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)直接連接高速桌面設(shè)備。當(dāng)環(huán)路上有錯(cuò)誤發(fā)生在有一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，整個(gè)環(huán)路就會(huì)癱瘓。所以FDDI 采用了雙環(huán)結(jié)構(gòu)?？梢员Ｕ咸峁┭杆俚南到y(tǒng)恢復(fù)功能。容錯(cuò)性、冗余性以及內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)管理是FDDI 的主要優(yōu)勢。與快速的以太網(wǎng)相比，F(xiàn)DDI 特點(diǎn)是：技術(shù)難度大、昂貴、桌面聯(lián)結(jié)復(fù)雜等。

（3）ATM

ATM 是異步傳輸模式，它的傳輸介質(zhì)位光纖。ATM 將網(wǎng)絡(luò)流量轉(zhuǎn)換成很小的定長信元，采用工作方式為獨(dú)占通道，為了實(shí)現(xiàn)占用介質(zhì)采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，共享網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的“擁擠”問題得到有效解決。速率高、分組傳輸時(shí)間很短是光纖系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，圖像和時(shí)間傳輸可以同時(shí)發(fā)生在ATM 網(wǎng)絡(luò)上，每秒速率可達(dá)155Mbps，多媒體的應(yīng)用特別適用。

（4）千兆以太網(wǎng)

千兆以太網(wǎng)目前采用總線型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持同軸電纜、光纖、6 類雙絞線以及超5 類雙絞線，基本制定了其標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)大多數(shù)用戶，將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)至千兆以太網(wǎng)可以花費(fèi)很少的投資，并且不需進(jìn)行額外的投資（比如在通訊協(xié)議上），因此，主干網(wǎng)的首選是千兆以太網(wǎng)成為。千兆以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn): 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡單、高可靠性、易于管理網(wǎng)絡(luò)、價(jià)格便宜以及技術(shù)成熟。

ATM 作為一項(xiàng)新技術(shù)，們對網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)通過的出現(xiàn)而改變了，遠(yuǎn)程和本地網(wǎng)絡(luò)的界限得到消除，網(wǎng)絡(luò)以路由器為基礎(chǔ)的時(shí)代慢慢逝去。但是，ATM 技術(shù)不成熟，標(biāo)準(zhǔn)還末出臺(tái)，并且價(jià)格較高，不適于運(yùn)用在校園網(wǎng)中。千兆位以太網(wǎng)不僅能夠完成ATM的許多功能，而且有易于LAN 結(jié)構(gòu)融合、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。校園網(wǎng)中采用千兆以太網(wǎng)無論在可適應(yīng)性、高帶寬、高性價(jià)比、可擴(kuò)展性、維護(hù)性和良好的管理性等各方面都是最佳選擇。表1 對四種方案做了比較。

2.3 接入層網(wǎng)絡(luò)

采用E151 和H3C E126A 設(shè)備使用在接入層，不僅可以劃分VLAN，而且可以進(jìn)行二層管理。H3C E 系列接入交換機(jī)有以下功能：保護(hù)用戶合法性，認(rèn)證系統(tǒng)支持802.1x，匹配L2-L4報(bào)文（通過硬件ACL），采取措施過濾時(shí)針對不同匹配原則，DHCP Snooping 的開啟功能，生成動(dòng)態(tài)綁定表（MAC+IP+端口＋VLAN），對于ARP 病毒的泛濫從根本得到治理；通過控制端口下最大MAC 地址數(shù)的允許接入，是防止制造泛洪攻擊以及攻擊者惡意占用CAM 表項(xiàng)；實(shí)施ARP 報(bào)文的限速在端口，是為了保護(hù)CPU 防止大量異常報(bào)文的沖擊或者防止惡意的掃描；端口環(huán)回檢測技術(shù)的支持，不僅可以自動(dòng)切斷相應(yīng)端口，而且避免產(chǎn)生環(huán)路。

表1 四種網(wǎng)絡(luò)類型比較

3 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，高校的校園網(wǎng)已逐漸普及，所以網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范化設(shè)計(jì)突出了其重要性；采用的設(shè)計(jì)思想主要是分層，層次分明的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)各個(gè)層次的功能以及性能，詳細(xì)分析使用的設(shè)備和技術(shù)，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中經(jīng)濟(jì)、合理。這樣不僅方便網(wǎng)絡(luò)的改造和拓展，而且便于管理，對建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)有很高的借鑒意義。

[1] Network Security Technologies and Solutions [美]Yusuf Bhaiji,CCIE#9305 著 [5-6 頁]

[2] 郎波,黃冬泉,張輝.RichSeifeft.千兆以太網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.24-33 頁.

[3] 李俊.校園網(wǎng)絡(luò)工程架設(shè)與應(yīng)用?！睲] 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用， 2010.41(7):90-93 頁.

[4] 栗秀芳.校園局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā).計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2011（16）,56-57 頁.