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

1　高校網(wǎng)絡的現(xiàn)狀

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。

2　高校網(wǎng)絡改造的總體思路

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。

3　高校大二層網(wǎng)絡的規(guī)劃和設計原則

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。

參考文獻：

[1]美國訊寶科技推出新型無線網(wǎng)絡交換機[J].電子科技,2004(06).

[2]申燕.網(wǎng)絡交換機原理及選擇[J].長沙通信職業(yè)技術學院學報,2006(01).