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| 长城网络大学校园网方案 [解决方案] |
| 北京长城鼎兴网络通信技术有限公司 |
| 2005-6-9 12:28:00 文/ |
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随着中国教育和科研网（CERNET）、以及远程教育网技术的蓬勃发展和日益成熟，校园网络的建设已经迫在眉睫，它不但会大大地改善学校的教学、科研和国内外的学术交流、教学交流环境，更重要的是校园网络的建设关系到学校的未来和前途。
长城校园网建设从当前工作的实际情况出发，为适应学校的现代化建设发展的需要，更好地将计算机技术和网络技术应用于学校管理和教育教学，全面提高育人的质量，决定在校园内建立一个集办公管理自动化、现代化教学、多媒体应用及Internet访问于一体，技术先进、实用、高效、性能价格比最佳的校园网。并根据学校的具体基础设施情况，采用相应的模块，为学校提供一套完整的校园网建设解决方案，使学校真正实现建好校园网，用好校园网的目标。
长城网络以开放性、可扩展性、先进性、高可靠性、实时性、兼容性、安全性及易操作性做为网络构建的总体指导思想。
众所周知，校园网的根本目的是为学校的教学、科研和管理提供先进实用的计算机网络环境，为学校的发展、全球信息资源的共享而服务。
本着建设一流宽带校园网的精神，长城网络在进行校园网建设时，选用了品质优良、性能稳定、技术成熟的网络交换设备；并具体校园网的实际情况出发，发挥高效、实用、技术起步高的特色，把校园网建设成为先进的校园网。
根据以上分析和长城校园网建设的设计构思，从网络技术而言我们认为具体目标如下：
网络整体目标
长城校园网建设是以百兆以太网为主干，具有无堵塞的第三层交换性能的高速网络，实现100M带宽自适应交换到桌面，能够保证校园多媒体应用的畅通无阻。
为了便于使用和管理，采用虚拟网(VLAN)技术划分子网，按照用户的使用要求划分到不同的虚拟网中，与物理位置不再有关。
为了保证校园网真正能够发挥作用，长城校园网建设网配备高性能和高可靠性的网络产品，以及完善可靠的管理软件，以适应多媒体网络需要。
主干网络系统
长城校园网建设采用千兆以太网作为主干网，整个网络先期由一个设备间（中心机房）支撑，主要业务站点如多媒体教室等设立分设备间，并与中心机房之间通过千兆位光纤连接。为了获得高性能的路由交换能力，中心机房的核心交换机采用支持服务质量（QoS）管理的第三层路由交换机，而为了提供灵活的网络划分，需要提供基于IP的虚拟子网划分。
子网系统
子网中的用户，教学楼多媒体用户等，需要达到100M带宽自适应交换到桌面。通过楼栋交换机支持的端口隔离技术防止网络用户遭到非法侵入和攻击，并降低广播信息的无序流动，同时减轻了核心交换机的工作负荷。
广域连接系统
将通过核心交换机、防火墙等一系列设备构成广域网接入系统，通过光纤连接到中国教育科研网（CERNET），并预留千兆交换端口，以便将来通过光纤接入城市网。通过防火墙来区分外网和内部校园网，防止来自互联网上的侵扰。
网络安全
要保证整个网络的物理安全和信息安全。
网络硬件系统的核心是中心机房的核心交换机，因此核心交换机应该配备完善的冗错手段，保证网络连接时时通畅，一旦发生大的事故或差错，核心交换机的冗余部件应该能够迅速隔离故障，并维持设备的正常运转。同时管理员应该从校园网全局出发树立对关键设备的安全策略计划。
交换机的选择:
1、核心交换机选型
在长城鼎兴校园网设计方案中，网络主干采用的是千兆位，因此需要主干设备要有较高的交换能力，拥有长城网络最新推出的高密度千兆位以太网交换机，无需重新布线，用户即可灵活而经济得获得千兆位连接，满足校园网中的高通信量工作站、工作组和服务器的需求。通过现有光纤集合工作组和服务器群可以提高多媒体应用的运行速度，同时减少瓶颈并提供非堵塞性能。提供第二、第三、第四层无堵塞性能，强大的带宽整形功能和1优先级排队，以实现完善的第二、第三、第四层通信控制，最大的介质灵活性，保护了5类线基础设施投资，并以光纤突破连接距离的限制。
在长城校园网方案中，采用的第三层交换机是基于包进行交换的，能够进行分布路由，为了避免发生堵塞，第三层交换机必须能够提供接近交换速度的路由能力。另外为了在整个网络上实现虚拟网划分，第三层交换机还必须支持分布式的虚拟网设置。在关键子网，保证与主干网络高速通道的足够带宽，以及冗余连接。
根据以上分析，我们充分考虑了系统的性能价格比，采用了具有高可扩展性、稳定性、兼容性以及统一性的长城网络的全套网络产品。考虑到主干网络设备具有千兆以太的交换能力，同时支持链路汇聚功能，以保证网络的带宽，另外还要支持VLAN划分，提供灵活的网络配置。
GES-8514是机箱化14插槽千兆路由交换机，14个扩展插槽，可选配：网络管理模组、单端口千兆光纤（短波）模组、单端口千兆光纤（长波）模组、单端口千兆铜缆模组、双端口千兆光纤（短波）模组、双端口千兆光纤（长波）模组、双端口千兆铜缆模组、八端口RJ45百兆模组、八端口百兆光纤模组，因此GES-8514为网络的汇聚层以及公用服务器群和连接重要的网络用户接入层交换机提供了灵活的接入方式。
GES-8514之间各通过2条(或更多)千兆以太网链路及业界领先的VRRP(虚拟路由器冗余技术)联接，组成一个完全冗余的网络中心结构，即提供负载均衡又提供冗余，使主干交换机之间组成完全冗余的高带宽的校园网主干。
可扩展，高性能的第三层交换机提供了线速的交换/路由每个输入／输出模块都提供内部的交换/路由功能，因此添加模块，就添加了更高的性能，消除了性能瓶颈。支持38Gbps的总带宽，18Mbps的转发性能。
支持IEEE802.1QVLAN标记，支持4096个VLAN ID身份认证，支持基于端口的VLAN，这样保证了安全隔离的需要。
系统提供100Mbps以太网上连接口时，能在不对设备整体性能存在较大影响的前提下，支持10/100M半双工、10/100M全双工的流量控制。带宽管理，优先级控制， 广播包抑制，上连端口绑定，支持IGMP 组播协议，对校园网的多媒体教学应用有很好的优势。
长城校园网主干特点
极高网络容量。
长城网络的解决方案中的GES-8514路由交换机是实业界性能极高的第三层交换设备。24Gbps的总带宽，18Mbps的转发性能。GES-8514路由交换机具有极高的业务容量，支持IEEE 802.1Q VLAN标记，最大可支持4096个VLAN。
面向应用（QoS）网络服务。
长城网络GES-8514路由交换机是面向应用的第三层交换机。通过支持IGMP(视频组播协议)，DVMRP，对企业的视频会议等多媒体应用有了更好的支持。通过IEEE802.1P优先级队列（四队），Layer 4 Classification (ToS/DiffServ)(类型服务)，可以对诸包括实时监控、ERP、Email、FTP、网页浏览、协同计算机辅助设计（CAD）、视频广播、视频点播、VoIP以及视频会议等等应用类型分配各自所需的网络要求，保证各种应用的服务质量。
极大的灵活性。
长城网络主干方案的灵活性包括2部分：组网灵活性和连接方式灵活性。GES-8514路由交换机支持RIP、RIP2、OSPF等路由协议、支持Trunking、802.1QVLANTrunking和4096个VLAN，可以为不同的部门、工作组提供不同的VLAN结构。在网络设备之间可以通过一条网络链路或使用Truning技术将多条物理链路捆绑成一条逻辑链路进行传输。
非常高的可靠性。
长城网络的GES-8514路由交换机是可靠性达到99.999%电信级可靠性要求的网络设备。GES-8514之间各通过2条(或更多)千兆以太网链路及业界领先的VRRP(虚拟路由器冗余技术)联接，组成一个完全冗余的网络中心结构，即提供负载均衡又提供冗余，使主干交换机之间组成完全冗余的高带宽的园区主干
有效保护投资。
GES-8514路由交换机提供多种技术的接口方式，可以实现传统网络到新型网络的平滑过渡。同时设备的模块化、技术无关设计也为升级到将来技术提供了灵活性。
2、二级交换机的选择：
教学楼系统、公寓楼宇系统和办公楼系统，采用1000M的网络带宽连接，由光缆接入网络中心的核心交换机----长城GES-8514千兆网管型路由交换机，建议使用长城GES-8226、GES-7326M、GES-6126，负责高速节点的汇聚，减少骨干交换机的处理，同时减少骨干网的流量。
GES-8226路由交换机。GES-8226具有24个10M/100M以太接口，2个可选100M/1000M模块。线速三层交换：包转发率6.6M pps，硬件路由，背板带宽 13G bps，整机支持的MAC地址数：8192。提供VLAN用户安全隔离功能，支持端口锁定技术，限制端口用户接入数量，硬件支持的计费数据采集，提供基于端口、源MAC地址、源IP地址、目的IP地址等多种方式的硬件流量数据统计功能。各端口实现线速交换，端口支持全双工、半双工、10M、100M自适应，支持对称/非对称传输模式，最多支持的VLAN数目：256，交换机可堆叠。系统提供100Mbps以太网上连接口时，能在不对设备整体性能存在较大影响的前提下，支持10/100M半双工、10/100M全双工的流量控制。带宽管理，优先级控制， 广播包抑制，上连端口绑定，支持IGMP 组播协议，对校园网的多媒体应用有很好的优势。
GES-8226路由交换机针对校园网有很好的安全性，支持IEEE 802.1Q 的VLAN功能，支持256个VLAN，VLAN ID的设置范围1～4096。设备支持完善的防火墙功能，通过严密的包过滤保证计费系统的安全。
ES-7326M主机背板带宽可达9.6G，符合IEEE 802.3 Ethernet、IEEE 802.3u Fast Ethernet、IEEE 802.3z、802.3x、802.1q、802.1p、802.1d和802.3ab标准，存储--转发体系结构，4K的MAC地址。每一个端口都支持地址学习功能，24个自适应10/100Base-TX RJ-45端口，两个安装被支持的千兆，100Base-FX或可堆叠模块的插槽。每个交换机的4096地址转发表中的网络地址的自动学习（带有所配置地址的老化评价）。当连接到另外的自适应设备，给固定的10/100 RJ-45端口提供自适应全双工操作——带模块的端口运行时总是为全双工。提供生成树协议消除网络环。提供多达256个IEEE 802.1Q一致的VLAN，你可以附加任何末端节点到合理的组来满足你的商业需要。提供许多高级性能来提供网络性能和网络传输控制。
交换机还包括这些网络管理特点：通过许多可利用的界面，便于管理交换机。
web 浏览界面——简单地使用从一般的web浏览器能访问的内置绘图界面控制台界面——具有丰富的性能，容易使用，VT-100终端界面，尤其有利于外带交换机管理或交换机的Telnet访问SNMP——你可以使用任何基于SNMP的网络管理工具来管理你整个的网络。
GES-6126为高性能网络构建提供24个全双工10/100 Mbps 以太网端口，为实现简单方便的网络规划和网络安全管理提供符合802.1q协议的 虚拟子网（VLANs）标记划分技术，同时提供交换端口和网络设备物理地址（MAC）的绑定功能。
通过Internet工作组管理协议（IGMP snooping）技术的组播过滤功能可自动为已注册的客户提供实时的多媒体传送，有效的降低网络流量，802.1p流量优先权控制技术提供有服务质量功能（QoS）保证的多媒体或实时应用服务
端口镜像功能帮助网络管理人员实时的完成任何端口流量的详细分析，端口trunk（最多13个trunk，每个trunk组可包括2~8个端口），802.3x流量控制功能在端口缓冲区饱和的情况下使网络信息包的丢失最小化，网络广播风暴抑制功能防止了网络灾难性崩溃的发生，当交换机的节点发生连接失败的情况时，生成树功能可自动的变更网络连接路径，确保可靠的网络连接，提供标准的基于SNMP/RMON 的Web页面、终端控制台端口连接以及远程连接（Telnet）等广泛的管理工具
3、三级交换机的选择
图书馆系统、后勤系统等低速节点，建议使用长城GES-7126、GES-4525M、GES-3125、GES-1024、GES-1008B交换机，负责此类低速节点的交换业务。此系列交换机通过光纤模块，由光缆直接或通过二级交换机接入网络中心的核心交换机----长城GES-8514千兆网管型路由交换机。
选择GES-7126主要考虑到通过堆叠模块GES-7126交换机可以满足信息点密集、交换数据量大的多媒体教室的网络业务要求，同时GES-7126对多媒体信息流的QOS有很好的支持。通过标准的网络连接，交换机可以连接到一起，通过简单的IP地址，可以管理交换机。在这样一个“虚拟堆叠”中，最多16台交换机可连接到一起。你可以指定一台交换机发布指令，分配它一个IP地址。其它多达15台交换机能很容易配置为堆叠成员，通过指令的IP地址对其进行管理。包括Telnet访问和web浏览界面到发布指令的交换机的访问的管理。
GES-4525M硬件特点：符合IEEE 802.3、802.3u的国际标准规范,提供24个10/100Mbps自适应快速以太网交换端口，提供1个10/100Base-TX自适应快速以太网交换端口作为管理端口。提供1个扩展插槽，可选配如下网络介质模块：
1口百兆光纤模块（SC或ST接口）
2口百兆光纤模块（MT-RJ接口）
提供6Mb的交换缓存，4K的MAC地址表，交换机自动进行地址学习。交换机支持全/半双工工作模式：全双工—IEEE 802.3x流量控制半双工--背压，提供9.6 Gbps的背板带宽，采用存储-转发交换转发架构，可过滤非正常的数据帧。提供无阻塞的全线速交换转发，最大传输及过滤速率每秒148,800 pps，提供丰富的LED状态指示灯：电源（Power）、速率（10/100M）、连接状况（LK/ACT）、全双工/冲突（FD/COL）。
智能管理特性
基于浏览器方式进行本地和远程管理，支持Internet Explore 5.0或Netscape 4.0，提供基于简单网络管理协议（SNMP）的网络管理功能，支持SNMP v1（RFC-1157），支持MIB、MIB II（RFC-1213），支持RMON 1、2、3以及9组，使用密码授功能控制一般使用者和管理者的权限，可对每个端口的工作状态进行配置管理。
网络管理：
网络管理对于一个大型化的网络是至关重要的，同时也具有挑战性。为了完成这个任务，长城的网络设备在设计时就已经充分考虑到了，提供了多种网络管理方法，以适应于不同规模、不同场合。
长城网络产品的几种网络管理方法
1．基于Web的管理方法
这种方法是在网络管理服务器或工作站上安装Web浏览软件后，网络管理员通过浏览Web页面，同时选定需要管理的网络设备，然后可以收集这些设备的各项统计数据和工作状态，通过Web页面向管理员发布图形化的报告，同时提供图形化的配置界面，可以方便地修改配置。此种的工作方式有很大的灵活性：能够管理任何基于SNMP协议开发设计管理系统的网络设备。
2．基于网管软件的管理方法
这种方法是在网络管理工作站上安装长城网络随设备提供的网络管理软件。网络管理员在网管工作站上启动该管理软件对网络进行管理。该管理软件也提供了图形化的管理界面，支持长城网络的系列交换机。能够自动查找网络上新添加的长城网络设备，并进行初始化。可以在网络设备上设置能够管理的本设备的计算机的属性，如IP地址和域名，防止非法用户控制网络。
3．基于telnet的管理方法
长城网络的交换机，都提供了通过telnet进行管理的方法。这样网络管理员可以通过网络进行远程登录，管理网络设备。通过telnet的方法每次只能管理一台设备，而且是文本界面。
4．基于终端仿真的管理方法
管理员把计算机串口和网络设备的Console口连接，运行终端仿真软件，登陆到网络设备后，就通过采用与telnet相同的文本界面进行管理了。使用终端仿真的方式，管理员必须到达网络设备的物理位置，还必须配置终端仿真软件的计算机。
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