陳寧子

摘 要：本文對(duì)傳統(tǒng)的“三層交換架構(gòu)”和“扁平純路由架構(gòu)”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從其特點(diǎn)及功能進(jìn)行分析，并從校園網(wǎng)架構(gòu)的特點(diǎn)入手，對(duì)這兩種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行比較，為各大院校在建設(shè)校園網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)提供參考意見。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

中圖分類號(hào)： G20 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）22-130-2

0 引言

近年來伴隨著網(wǎng)絡(luò)水平的不斷提升，運(yùn)營商在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)框架上的發(fā)展趨勢已經(jīng)從復(fù)雜化多層次架構(gòu)轉(zhuǎn)變成扁平化架構(gòu)。在校園網(wǎng)的構(gòu)建當(dāng)中參考了這些運(yùn)營商的一些成功經(jīng)驗(yàn)，以此來應(yīng)對(duì)校園網(wǎng)多變的情況。本文主要是對(duì)傳統(tǒng)的“三層交換架構(gòu)”和“扁平純路由架構(gòu)”這兩種不同的網(wǎng)絡(luò)框架進(jìn)行分析及對(duì)比，為校園網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)選型提供一些參考。

1 校園網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式

1.1 三層交換架構(gòu)模式

從我國當(dāng)前校園網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r來看，各大院校絕大多數(shù)都使用路由器還有交換機(jī)技術(shù)的分級(jí)架構(gòu)模式。這種架構(gòu)模式主要分為“核心-匯聚-接入”三層，下面對(duì)各層功能進(jìn)行分析。

核心層是組成校園網(wǎng)的主要部分，它的關(guān)鍵作用就是在不同區(qū)域間建立起快速有效網(wǎng)絡(luò)連接以及數(shù)據(jù)的傳輸功能。為即將到來的數(shù)據(jù)提供更為合理的處理能力。核心層的主要設(shè)備是由路由器以及交換機(jī)組成的，對(duì)于這兩種設(shè)備的組合需要充分地考慮到它們之間的兼容性及優(yōu)化配置的問題，將其功能發(fā)揮到最大，另外，還需要考慮到降低儀器設(shè)備耗損的問題。核心層處理及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量比其他層要大得多，如果有光纖的接入會(huì)使得效率提升很多[1]。

在校園網(wǎng)中核心層主要作用：

①實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外的實(shí)時(shí)連接。

②使內(nèi)部數(shù)據(jù)能夠相互的交流。

③局域網(wǎng)的管理列表以及地址的分配。

④強(qiáng)大的三層路由功能也可以由核心層來提供。

⑤能夠進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的處理工作。

匯聚層即分布層，是連接到核心層的關(guān)鍵部分。主要用來使不同地方的網(wǎng)絡(luò)都集中起來，集中體現(xiàn)了匯聚的能力，降低網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造的復(fù)雜程度。除此之外，匯聚層保證了整個(gè)校園網(wǎng)的穩(wěn)定性。它能夠允許網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)訪問其他的地方，另外還能夠持續(xù)保持較高的性能。

接入層主要面對(duì)的是校園網(wǎng)的用戶，稱為用戶層，使得個(gè)人電腦能夠接入到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。在局域網(wǎng)中，該層能夠?yàn)閺V大的使用人群提供外網(wǎng)的使用權(quán)限。由于這個(gè)層面主要是同用戶進(jìn)行交流，所以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求不會(huì)太高，但是其安全性能是一定要保證的[2]。

在校園網(wǎng)環(huán)境中接入層主要功能：

①交換或共享帶寬。

②在廣播或MAC地址的基礎(chǔ)上VLAN設(shè)置和數(shù)據(jù)包過濾。

③成本不高、利用集中的端口來使得這些功能能夠得以展現(xiàn)。

1.2 扁平純路由架構(gòu)模式

相對(duì)于上述所提到的三層結(jié)構(gòu)模式，扁平純路由的網(wǎng)絡(luò)是在三層網(wǎng)絡(luò)中建立起邏輯意義上的二層網(wǎng)絡(luò)。將一個(gè)三層結(jié)構(gòu)變換成兩層，這種方法并不是就說明物理層面上的降低，而是從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行簡化。當(dāng)用戶進(jìn)入到該層中時(shí)，用戶只需要進(jìn)行簡易操作就能夠使用相對(duì)應(yīng)的功能了，為了使得VLAN之間相互隔離，只要建立簡單的VLAN功能就行了，在將來新業(yè)務(wù)的開發(fā)以及新功能建立時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的接入層是不需要進(jìn)行身份驗(yàn)證的，也不需購置匹配的設(shè)備，只需在端口上進(jìn)行擴(kuò)展、增加帶寬，這樣原有的設(shè)備能夠繼續(xù)發(fā)揮其作用，從而降低了成本[3]。

扁平化的框架網(wǎng)絡(luò)能夠容易進(jìn)行拓展以及管理，對(duì)校園網(wǎng)的功能分配之后，將不同層次的功能明確化，不同的層面之間不會(huì)受到影響，有助于相關(guān)人員進(jìn)行整體的監(jiān)管，使得網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)一步的拓展。主要的層次運(yùn)用性能較高的設(shè)備，可以提升對(duì)業(yè)務(wù)的拓展。但在匯聚層以及接入層對(duì)設(shè)備就沒有太大的要求了。

2 兩種網(wǎng)絡(luò)框架的比較

2.1 校園網(wǎng)框架的特點(diǎn)

校園網(wǎng)與運(yùn)營商相比在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、用戶環(huán)境、應(yīng)用環(huán)境等方面有著明顯的差別。校園網(wǎng)主要面對(duì)校內(nèi)的教師、學(xué)生等，其功能是進(jìn)行信息交流、教學(xué)服務(wù)、學(xué)生學(xué)習(xí)、教學(xué)管理和圖書館管理等幾個(gè)方面。校園網(wǎng)主要特點(diǎn)：

①鏈路通道傳輸快速，目前各院校的校園網(wǎng)有著更為高速化的鏈路通道，是因?yàn)樵诮ㄔO(shè)校園網(wǎng)時(shí)一般都是使用萬兆的骨干，萬兆、千兆或百兆的桌面接入。

②是校園網(wǎng)內(nèi)的資源多并且多種應(yīng)用系統(tǒng)并存，如校務(wù)、教學(xué)管理以及圖書館等辦公應(yīng)用系統(tǒng)，且包括了bbs以及ftp、在線視頻等應(yīng)用，其目的就是要滿足校內(nèi)師生的學(xué)習(xí)及工作需求，具有科研以及娛樂雙重作用。

③校園網(wǎng)的用戶數(shù)量繁多且活躍，校園網(wǎng)內(nèi)建立有大量的教學(xué)機(jī)房，學(xué)生宿舍內(nèi)也有網(wǎng)絡(luò)，所以學(xué)生用戶數(shù)量是非常多的，并且多數(shù)學(xué)生經(jīng)常使用P2P等應(yīng)用，就會(huì)消耗更多的寬帶。同時(shí)有著強(qiáng)烈的好奇心是學(xué)生群體最大的特點(diǎn)，他們樂于對(duì)新鮮事物進(jìn)行更多嘗試，因此就會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攻擊現(xiàn)象。

④路由的設(shè)置較為簡單。一般來說校園網(wǎng)IP地址的分配有著一定的規(guī)律并且也較為固定。

⑤系統(tǒng)、設(shè)備更新速度快。在校園網(wǎng)建設(shè)的初期就要考慮好未來擴(kuò)展的需要，校園網(wǎng)內(nèi)教學(xué)管理隨著時(shí)代的發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求會(huì)不斷增加、學(xué)校網(wǎng)的用戶數(shù)量及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的種類也會(huì)不斷增加，這樣就必須進(jìn)行系統(tǒng)的更新及設(shè)備的擴(kuò)展。

2.2 兩種組網(wǎng)架構(gòu)的比較

在校園網(wǎng)中，三層交換架構(gòu)和扁平化純路由架構(gòu)對(duì)比如表1所示。

表1對(duì)兩種組網(wǎng)方式從設(shè)備要求、核心層設(shè)備、架構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行維護(hù)管理等四個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比。比對(duì)結(jié)果如表1所示，扁平化純路由架構(gòu)在在運(yùn)營商的經(jīng)營下進(jìn)行大范圍的使用，就能為其取得更大的收益，但是校園網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)營商盈利性的網(wǎng)絡(luò)有著很大的差別，校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一般是學(xué)校直接投資建設(shè)，且不會(huì)帶來回報(bào)收入。要是在校園內(nèi)架設(shè)扁平化純路由架構(gòu)的話，能否滿足校園網(wǎng)的功能、需求、擴(kuò)展性、用戶環(huán)境，以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)濟(jì)性問題，采用扁平化純路由架構(gòu)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生不可避免網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資源設(shè)備的浪費(fèi)等這些方面的相關(guān)探究工作依然在進(jìn)行中，現(xiàn)在還不得而知，另外，該架構(gòu)還有很多技術(shù)問題有待解決。依照發(fā)展情況來看三層交換架構(gòu)的各方面技術(shù)比較成熟，但其管理性能及安全性卻沒有扁平化純路由架構(gòu)好。所以各院校的校園網(wǎng)必須依照自己不同的發(fā)展及業(yè)務(wù)需求來選擇適合本校情況的組網(wǎng)模式。如果是查找能力的需求量不大，還有校園網(wǎng)的使用次數(shù)以及信息量較多的可選擇使用各方面技術(shù)比較成熟的三層交換架構(gòu)[3]。如果校園網(wǎng)使用次數(shù)及信息量較少，為了實(shí)現(xiàn)更好的管理對(duì)用戶隔離、安全性能要求高的選擇扁平純路由架構(gòu)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張軍征.校園網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與架設(shè)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：104.

[2] 張文燁.連云港財(cái)經(jīng)高職校校園網(wǎng)的規(guī)劃與安全設(shè)計(jì)[D].華東師范大學(xué)，2010.5.

[3] 潘江瀚.校園網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)的比較與分析[A].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012.