雷 鳴,劉毅娟,何 旸,王 奇(華北理工大學冀唐學院,河北 唐山 063300)
高校網(wǎng)絡結構的分析研究
雷鳴,劉毅娟,何旸,王奇
(華北理工大學冀唐學院,河北唐山063300)
摘要:在網(wǎng)絡高速發(fā)展的今天,高校信息化建設的程度直接決定了高校的教學、科研水平。服務器虛擬化、大數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢脤W(wǎng)絡的傳輸速率、穩(wěn)定程度提出了更高要求。近年興起的大二層網(wǎng)絡既具有傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡的優(yōu)點,又符合扁平化設計的原則,可以很好地滿足高校的網(wǎng)絡應用。
關鍵詞:網(wǎng)絡;改造;規(guī)劃
目前,高校的日常教學、辦公、管理、服務、科研等對網(wǎng)絡的依賴程度不斷增強,不管是網(wǎng)絡硬件故障還是網(wǎng)絡設置故障都可能給高校正常運轉造成重大影響。高校除肩負教學科研任務外,還承擔了重大的社會責任。高校網(wǎng)絡故障可能導致學生的思想、行動有所異動對社會穩(wěn)定造成隱患。此外,高校網(wǎng)絡的穩(wěn)定與否成為作為國內(nèi)外知名學府的考察因素之一。
1.1高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡
校內(nèi)整個網(wǎng)絡的高速穩(wěn)定運行是對網(wǎng)絡的最基本需求,網(wǎng)絡設備的物理設計可靠,路由策略等網(wǎng)絡邏輯設計可靠成為其基本保障。同時,網(wǎng)絡必須具備極短的響應時間且能夠長時間不間斷工作。合理的網(wǎng)絡架構和網(wǎng)絡管理方式成為了高校網(wǎng)絡的必需品,一個好的網(wǎng)絡架構和配置鏈接方式能夠極大的保障網(wǎng)絡和穩(wěn)定性和容災能力,一套合理的網(wǎng)絡線路和設備管理方式能夠主動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中出現(xiàn)的問題,并及時處理,在故障沒有發(fā)生時就將其解決。
1.2多種網(wǎng)絡連接方式
目前,網(wǎng)絡終端移動化、智能化程度越來越高,各種應用向移動終端的傾斜程度也越來越高。高校網(wǎng)絡也應該能夠滿足用戶對移動網(wǎng)絡的需求。移動網(wǎng)絡不應該只作為有線網(wǎng)絡的延伸,因其能夠隨時隨地訪問網(wǎng)絡,具備方便、快捷的特點,還應該成為信息推送等應用不可缺少的平臺。可以使教師給學生下發(fā)通知、布置作業(yè)、抽查學習情況等應用更加便捷。
1.3對網(wǎng)絡服務及管理的新需求
在高校校園網(wǎng)總帶寬固定,但用戶數(shù)量較以往成翻倍增長,致使頻繁發(fā)生網(wǎng)絡出口堵塞狀況,導致關鍵性應用服務穩(wěn)定性無法保證。可是高校網(wǎng)絡慣用管理方式都是寬松式,應對各種網(wǎng)絡應用程序很少限制,這造成大量網(wǎng)絡帶寬不當使用,如網(wǎng)絡視頻、在線音樂、在線購物、網(wǎng)絡游戲等占用大量帶寬,導致網(wǎng)絡堵塞,影像到關鍵性應用服務。
1.4各類應用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)急需整合
在信息化建設初期,各部門根據(jù)自己需求建立了各自的信息系統(tǒng),如教務系統(tǒng)、就業(yè)系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、機房使用系統(tǒng)、學生信息系統(tǒng)等,但系統(tǒng)之間沒有數(shù)據(jù)共享,存在信息大量浪費、重復使用,且業(yè)務邏輯不統(tǒng)一等問題,讓本該便捷的系統(tǒng)使用起來繁瑣、孤立,無形中人為建立了一道信息屏障,阻礙了信息共享。
總體來說,針對現(xiàn)有問題需要搭建一套統(tǒng)一的信息門戶及數(shù)據(jù)共享管理平臺,將各應用系統(tǒng)有機結合起來,協(xié)同運行,提高工作效率及準確性。
針對當前高校網(wǎng)絡普遍存在的問題和需求,高校網(wǎng)絡改造主要從網(wǎng)絡結構優(yōu)化、網(wǎng)絡設備管理、網(wǎng)絡流量和行為管理三個方面進行。
2.1網(wǎng)絡結構優(yōu)化
目前,校園網(wǎng)絡采用核心層、匯聚層、接入層的三層網(wǎng)絡結構,將網(wǎng)絡結構優(yōu)化成核心層、接入層,從而改善網(wǎng)絡的連通性能。并保證網(wǎng)絡連接的穩(wěn)定、快速、多樣,盡可能提供較高冗余率,提供容災能力。
與此同時,須在保證實用性的前提下,保證網(wǎng)絡的擴展性、升級性。避免設備性能差、網(wǎng)絡功能弱而影響學校教學發(fā)展的風險。
2.2網(wǎng)絡設備管理
網(wǎng)絡設備和線路的管理主要表現(xiàn)在一下兩個方面:
首先,拓撲自動發(fā)現(xiàn)。當網(wǎng)絡結構發(fā)生變化時能夠對網(wǎng)絡配置、設備性能、網(wǎng)絡故障進行有效提醒、預報,從而有助于網(wǎng)絡故障的識別和定位。
其次,網(wǎng)絡可視化。通過網(wǎng)絡可視化,便于對網(wǎng)絡進行管理,同時也可從不同角度對網(wǎng)絡運行及其變化規(guī)律進行研究。
2.3網(wǎng)絡流量和行為管理
網(wǎng)絡行為的管理分為兩方面:一方面是對網(wǎng)絡的管理,一方面是對用戶的管理。
網(wǎng)絡管理就是識別和控制網(wǎng)絡應用保證有效流量通過,限制其他流量,盡量使出口帶寬有效利用。
用戶管理最重要的就是在身份認證、訪問權限控制進行設置,這樣既可以限制對關鍵資源的方位,可能夠防止非法用戶入侵活合法用戶的不慎操作而造成破壞。
2.4改造后網(wǎng)絡選型
傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡具有天然瓶頸,核心交換機的性能決定了整個網(wǎng)絡的整體性能。二層網(wǎng)絡符合扁平化設計,不會受某個特定設備的約束。能否將三層網(wǎng)絡和二層網(wǎng)絡的特點結合起來,是下一步網(wǎng)絡改造的關鍵所在。最近興起的大二層網(wǎng)絡既具有三層網(wǎng)絡有效防止環(huán)路、網(wǎng)絡震蕩快速收斂的優(yōu)點,又具有二層網(wǎng)絡扁平化設計的特點,所以高校網(wǎng)絡改造宜采用此種網(wǎng)絡結構。
下面將對大二層網(wǎng)絡的特點進行具體說明。
(1)高效轉發(fā)。大二層網(wǎng)絡中的每一個路由網(wǎng)橋都是源節(jié)點,到其他節(jié)點的最有路線是由最短路徑算法計算得出的。若最短路徑有多條,就能分別分擔負載,利用多路轉發(fā)的模式高效利用帶寬。
(2)有效避免環(huán)路。大二層網(wǎng)絡可以自己找出分發(fā)樹的起始位置,學習其他路由對分發(fā)樹的管理模式,并且對他人展示自己分發(fā)樹,通過這種模式建立出全網(wǎng)的組播分發(fā)樹。利用這個組播分發(fā)樹連接所有的節(jié)點,轉發(fā)單播、多播或組播報文而不會產(chǎn)生環(huán)路。
(3)快速收斂。以前的二層網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)報文中不包含TTL字段,而且在網(wǎng)絡不穩(wěn)定時,不能對產(chǎn)生的樹協(xié)議進行快速收斂,嚴重是可能需要幾十秒時間來完成收斂,遠遠不能到達數(shù)據(jù)中心對可靠性的要求。
對高?,F(xiàn)有網(wǎng)絡進行整合,在不投入大量資金的情況下,實現(xiàn)合理的大二層網(wǎng)絡架構;組建的網(wǎng)絡必須具有良好的擴容能力、方便管理的特點;對教育教學具有良好的輔助作用。
第一,遵循實用性為基礎,網(wǎng)絡的應用性為前提,急需的應用優(yōu)先建設,逐步增加后續(xù)應用的原則,充分利用前期投資,建設高性價比的大二層網(wǎng)絡結構。
第二,網(wǎng)絡運行必須具有高可靠性和高容災能力,關鍵部分的設備和線路應該具有冗余備份。如果網(wǎng)絡出現(xiàn)故障,能夠及時切換到備份線路并能及時修復。
第三,采用的技術和設備要既能體現(xiàn)先進水平,又具有良好的實用性,并未以后的擴容留有必要的空間。
將高校的現(xiàn)有網(wǎng)絡資源進行整合,對其充分利用,減少資金投入,避免造成設備、線路等資源的浪費。
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