论校园网络规划设计的若干问题
摘 要:本文简要地讨论了校园网络规划设计中涉及到的网络技术、规划设计方法、网络性能及应用分析等问题,为校园网络的规划、设计和升级改造等方面在技术及应用上提供参考,以使在建或规划中的校园网络具备较高的整体性能。
关键词:校园网络 规划设计 问题
随着信息技术的不断发展和人们对各种数据形式的信息需求和交流的不断增长,使得当今的计算机网络,特别是从传统的数据处理设备(如计算机)和管理工具中驳离出来,担当一个非常重要的角色——信息技术的基础设施与获取、共享和交流信息的主要工具,并成为人们在当今社会生活及工作中不可缺少的组成部分。
经过了几年的迅猛发展,计算机网络已经在很多方面改变了人们传统的工作和生活方式……Web浏览、E-mail、QQ(上网聊天)、VOD(视频点悉播)、文件传输、远程诊断、电子商务、网络大学及虚拟学校等无一不与计算机网络有着千丝万缕的联系。
这些基于网络的各种应用,正在以惊人的速度扩展,几乎渗透到了社会生活的各个方面。
校园网络(CAN ,Campus Area Network)与其它园区局域网络一样,由于它属于单位自有,学校拥有自我建设、自我管理和自我使用的权利,因此,受经费、技术水平及其它方面的影响,校园网络在规划设计、资源建设和应用上很不平衡,差别很大,特别是在IT界目前还未实施网络工程监理的条件下,在建的或已建的校园网络的“豆腐渣”工程为数不少,造成了不少的人力、物力、财力的巨大浪费。
校园网络的规划设计有多种解决方案,依学校的类型规模和性质的不同,以使网络的设计方案有所不同,体现在技术、应用上更是不同。
在传统的语音服务(诸如电话、蜂窝移动电话)无法满足人们的各种信息需求的今天,对图形、图像、视频等多媒体信息需求的不断增长,已成为人们依赖计算机网络进行信息共享和交流的重要资源。
学校教师的教学、科研工作和学生的学习生活对一个高速的、资源丰富的和应用多方面的校园网络的需求是迫切的、必需的。
也是网络规划设计者永远追求的目标。
教育部最近实施的“西部大学网络工程”及“关于中小学校园网络建设的指导意见”中,对校园网络的规划、设计及建设提出了明确的要求。
那么一个高速、高效而又安全、资源丰富、应用广泛的校园网络在规划设计中应注意哪些问题呢?
1.建立近、中和长期发展规划
依据本校建网资金的安排,在听取校内外专家意见的基础上,结合本校教学科研的内容及其发展的需要,制定一个在未来十年中的近期、中期及长期的建设规划,以保持网络建设的延续性,并保护先前的投资(含各种硬件、软件及信息资源),能融入不断涌现的新技术和新应用。
2.IP地址资源的利用
IP( protocol互联网协议)地址是在上的站点及相关设备的地址,它是由指定数字委员会(IAAA)确定的,确保了它在世界上的唯一性。
在IPv4技术应用于互联网的今天,IP地址资源到2010年将近枯竭,在Ipv6技术应用之前,我们要合理使用IP地址资源。
当申请到一个建网的IP地址之后,必须合理地划分子网,每个子网中的IP地址要合理使用,既要满足当今的需要,也要预留将来网络扩展时所需,以便有足够的各类服务器连入。
3.建立相关机构,有计划地培养网络管理员及培训部门用户学会使用信息制作,发布的工具。
建网单位应该设有一个“网络信息化领导小组”,对网络的规划实施起指导和决策作用。
按照建网单位的网络规模,按不同时期的需要,配置专业的网络管理员。
针对网络技术应用的日新月异,加上校园网络信息资源建设的繁重任务,要加强对师生的应用培训,适应网络新技术的应用及安全控制,保证网络的正常运行和安全。
4.注重需求分析
网络的规划设计是一个系统建立和优化的过程,建设网络的根本目的是在上进行资源共享与通信。
要充分发挥投资网络的效益,需求分析成了网络规划设计中的重要内容,它提供了网络设计应到达的目标,并有助于设计者更好地理解网络应该具有的性能;结合学校的办学规模、管理需求和师生对教学科研的需要,确立一个性能较高的网络计算平台,如图1。
同时,经过系统的需求分析,网络的设计者还能更好地作出决策,评价现有的网络,提供移植的功能及给所有校内师生更为合适的资源。
5.组网技术的选择
目前,可用于校园LAN(局域网)的技术有(以太网)、Fast (快速以太网)、 Gigabit (千兆位以太网)、Token-Ring(令牌环网)、FDDI(光纤分布式数据接口)和ATM(异步传输模式)。
从网络应用、维护、安全和扩展方面而言,Fast 和ATM在实际应用中得到了广泛的采用。
同时,Gigabit 技术已成为大型Fast 的升级目标。
虽然Fast 和Gigabit 因采用CSMA/CD的介质访问控制方式而广泛地存在着“广播风暴”的问题,但可以更好的传输介质和交换设备予于克服,其实出的优点是兼容先前的设备投资,师生的网络应用及培训更易进行,网络的可管理性和扩展性也很好。
ATM是一种快速分组交换技术,它在WAN(广域网)上体现的强大功能和在LAN上的成功应用,均以事实说明了它的技术的先进性。
在ATM中,不同速率的各种数据,如语音、图像、视频都被分成标准的53字节的信元,以光纤作为传输通道,避免了以太网中的“广播风暴”,提升了网络的整体性能。
但是ATM不兼容以往的以太网投资,其管理和操作有异于传统的以太网平台,故不适用于以太网的升级改造。
6.校园网络的设计模式
一个良好的设计方案除体现出网络的优越性能之外,还体现在应用的实用性、网络的安全性、易于管理性和未来的可扩展性。
因此,设计时要考虑以下问题:
① 要适应未来网络的扩展和拓扑结构的变化。
② 要能为特定的师生用户或用户组提供访问路径。
③ 要保证网络能不间断地运行。
④ 当网络扩大和应用增加时,变化的网络结构要能应付相应的带宽要求。
⑤ 使用频率较高的应用能够支持网上大多数的师生用户。
⑥ 能合理地分配用户对网内、网外的信息流量。
⑦ 能支持较多的网络协议,扩大网络的应用范围。
⑧ 支持IP的单点传送和多点广播数据流。
要达到以上这些设计要求,分层的设计功能及星型、树型和交叉型的拓扑结构应给予足够的重视,如图2。
7.网络硬件的选择
除网络上的工作站使用普通的PC机外,主机的选择应使用专业的高性能服务器。
连接介质的选择分两部分,第一部分为各交换机(switch)之间(楼与楼之间,楼层之间)及网络出口干线选择光纤,第二部分为从访问层的交换机到用户的PC桌面选择超五类双绞线。
如今,交换机的价格已是很低了,应尽可能选择交换机而不用集线器。
网络连接的关键设备是路由器(Router),无论是接入,异地网络连接还是大型网络广播域的划分,都离不开路由器,因此,路由器的性能较为重要,选择Cisco公司和3Com公司的产品,就能体现出极高的性能。
数据存储设备,除可选择大容量硬盘外,还可选磁带机、磁盘阵列、光盘阵列,这些外存设备,均可用于储存海量网络数据,如图书资料,多媒体素材及课件学生学籍和成绩管理等。
8.ISP的选择
选择ISP( Service Provider ,服务提供商)对不同类型的校园网络至关重要。
经过近十年的发展,目前在我国形成了以CSTNET(中科院的科学技术网)、CERNET(国家教育部的教育与科研网)、ChinaNet(中国电信网)和ChinaGBN(中国金桥网)为主的四大网络体系,伴随着IT与通信技术的不断发展和社会的广泛需求,近年来ChinaUNICOM(中国联通)、CRC(铁通)、CNC(中国网通)、JiTong(吉通)的接入服务也快速地增长。
由于中国的互联网服务商以各自网络体系的发展为主,不同种类的大网之间缺乏协调机制,故它们之间的网络带宽问题没能较好地解决。
对用户而言,在线某类网络时再链接另一类网络,“瓶颈”问题就突现出来,如图3。
相信ChinaNet的用户在调用CERNet的网上资源或CERNet用户在调用ChinaNet的网上资源时,就出现过这样的问题。
作为校园网络,无论师生有哪些需求,都离不开以教学、科研为主的信息资源,90%的教育资源都集中在CERNet上,故校园网络在选择ISP时,就要重点考虑CERNet。
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