大型校園網網絡城域網接入解決方案

2019-11-04 22:14:29

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供稿：網友

此類學校定位的學校網絡規模比較大，用戶的信息點數為400點以上。

大型校園網網絡系統從設計上分為核心層、匯聚層和接入層；從功能上基本可分為校園網絡中心、教學子網、辦公子網、宿舍區子網等。

分層思想使網絡有一個結構化的設計，針對每個層次進行模塊化的分析，對統一治理網絡和維護非常有幫助。目前，分層式的設計已經成為一個潮流。本節先對三個層次進行分析，然后簡單介紹校園的功能子網。

核心層: 核心層的功能主要是實現骨干網絡之間的優化傳輸,骨干層設計任務的重點通常是冗余能力、可靠性和高速的傳輸。網絡的控制功能最好盡量少在骨干層上實施。核心層一直被認為是所有流量的最終承受者和匯聚者，所以對核心層的設計以及網絡設備的要求十分嚴格。核心層設備將占投資的主要部分。

匯聚層: 匯聚層的功能主要是連接接入層節點和核心層中心。匯聚層設計為連接本地的邏輯中心，仍需要較高的性能和比較豐富的功能。

接入層: 我們在核心層和匯聚層的設計中主要考慮的是網絡性能和功能性要高，那么我們在接入層設計上主張使用性能價格比高的設備。接入層是最終用戶(教師、學生) 與網絡的接口，它應該提供即插即用的特性，同時應該非常易于使用和維護。當然我們也應該考慮端口密度的問題。

大型校園網網絡城域網接入解決方案

校園網絡結構圖

一般情況下，網絡中心被認為是核心層交換機的最佳所在地。而供全校使用的服務器也將連接到核心層交換機上，充分利用核心層交換機的路由、控制和安全的功能，達到服務器資源的有效利用。而公網的出口一般會連接到核心層交換機，在公網和內網之間一定要有防火墻(軟件的或硬件的) ，以確保安全和防止反動的、色情的內容入侵校園網絡。

匯聚層的交換機原則上既可選用3層交換機也可以選擇2層交換機。這要視投資和核心層交換能力而定，同時最終用戶發出的流量也將影響匯聚層交換機的選擇。假如選擇3層交換機，則在全網絡的設計上體現了分布式路由思想，可以大大減輕核心層交換機的路由壓力，有效的進行路由流量的均衡。假如選擇分布式路由方式，可考慮降低核心交換機的路由能力投資費用。另一種情況，假如匯聚層設備僅選擇2層設備，則核心層交換機的路由壓力會增加，我們需要在核心層交換機上加大投資，選擇穩定、可靠、性能高的設備。在投資上，我們建議在匯聚層選擇性能價格比高的設備，同時功能和性能不應太低。作為本地網絡的邏輯核心，假如本地的應用復雜、流量大。可考慮選用高性能的交換機。

接入層交換機沒有太多的限制，但是接入層的交換機或集線器對環境的適應力一定要強。全中國的學校幾乎都有一個困難-投資。在每個建筑里都設置一個通風良好、防外界電磁干擾條件優良的設備間是不現實的，大多數樓層交換機被放置在樓道里，所以接入層的設備首先應該對惡劣環境有良好的“反抗力”。接入層設備不用追求太多的功能，只要穩定就好。

整體的設計應該對傳輸多媒體信息非凡是語音和視頻的支持有利，應該提供端到端Multicast支持。這主要取決于校園的應用需求。

神州數碼網絡設備在分層結構中的應用

大型校園網方案核心交換機采用DCRS-7504，具備4個插槽，最多支持32個千兆端口，可以提供極高的性能和可靠性，通常適合于400點以上規模較大的校園網。可根據接入層交換機及服務器的數量選擇相應的模塊。通過單模裸光纖直接采用千兆連接教委信息中心。作為核心層節點。

對大型校園網絡來說，核心層的設計非常重要，我們要考慮其功能性、控制性、可靠性、穩定性和具體的性能。假如核心選擇的是獨立設備，我們應該做到盡可能的冗余性能，比如采用熱備的治理模塊、冗余的電源以及冗余的鏈路設計。雙機熱備將是最好的方案，匯聚層的設備與核心的設備最好有冗余的連接。而公用服務器與每一臺應該都具備連接。

關于網絡的冗余設計可以分成3個層次

1. 網絡設備的冗余設計

采用冗余配置的單機或多臺設備互為熱備。當然最好的方式是多臺設備互為熱備。但是這種方案一般情況下比較昂貴。

2. 網絡鏈路的冗余設計

往往鏈路的冗余設計是最易被實現和被用戶接受的冗余方式。主要原因是這種冗余設計構思簡單而且便宜。鏈路的冗余實現可以通過多種技術，目前最流行的是鏈路聚合技術(802.3ad) 和生成樹技術(802.1D)。這兩個技術可用于不同的環境和需求，也各有優劣。當然鏈路聚合技術可與生成樹技術配合使用。鏈路聚合技術針對點對點的應用，常用在核心多機熱備和二級交換機與核心的單機連接。生成樹技術常用于二級交換機與核心交換機連接的鏈路上。鏈路聚合技術提供了擴展帶寬、鏈路熱備、均衡負載和快速切換(一般小于4秒鐘) 的特性。生成樹技術是一個純備份的技術，在應用的時候有一條或多條鏈路處在阻塞(blocking) 狀態，只有在主鏈路斷掉之后，備份鏈路才會啟動。這個過程大概需要45秒鐘(收斂時間) 。鏈路聚合技術相對投資較大(端口、線路) ，但是可靠性極好；生成樹協議早就成為工業標準，兼容性非常好，而且較便宜，但是浪費鏈路帶寬。很多廠商也開發了替代生成樹協議的廠商標準，主要是減少收斂時間。目前IEEE標準802.1W被稱為第二代生成樹技術，可以替代傳統的802.1D。802.1W將收斂時間縮短為4秒之內。

對于本文的情況建議在核心使用鏈路聚合技術，而匯聚層與核心層的連接使用生成樹技術。

3. 服務器的冗余設計

服務器的冗余設計包括了很多的方面: 鏈路、硬件和軟件等。鏈路的冗余可以采用雙網卡方式或在單片多口網卡上使用鏈路聚合技術；硬件的冗余可以采用雙服務器熱備的方法；軟件的冗余可以采用雙服務器軟件鏡像的方法。冗余設計是網絡設計的重要部分，是保證網絡整體可靠性能的重要手段。但是投資也將增加。當然，3個層次的設計可以貫穿整個網絡，每個冗余設計都有針對性。我們也可以選擇其中一部分或幾部分應用到網絡中以針對重要的應用。

匯聚層在這里考慮了2種情況:

1. 對于突發流量大、控制要求高、需要對QoS有良好支持的應用(多媒體流-語音、視頻和數據的融合應用，比如多媒體教室和教學) ，選擇高性能但是性價比高的DCRS-6512多層交換機；

2. 對于沒有非凡需求(多媒體傳輸、安全、控制等) 的子網，比如后勤子網。一般情況下，這類子網最常用的應用是數據。所以對負責這類子網的匯聚層設備要求并不高。可以考慮使用性能中等的二層交換機設備。

接入層針對不同的接入密度可采用DCS-3726S 24口可堆疊交換機或DCS-3750 48口交換機。通常多媒體教室人數多在50人左右，采用神州數碼為教育城域網”客制化“的DCS-1064，DCS-1064可以提供64個 10/100M以太網接口，完全適應校園網多媒體教師的需求。假如接入點數量在24口以下，如學生宿舍樓等，也可選擇24口獨立交換機DCS-3526，這三款交換機均可支持百兆光纖或千兆上聯，DCS-3726S還可實現堆疊組內跨交換機的千兆端口聚合，能夠有效提高上聯鏈路的帶寬和可靠性，消除網絡瓶頸，達到真正的無阻塞的千兆骨干和百兆交換到桌面。

教室端配置多媒體教學終端，完成VOD/AOD、課件點播、智能教學廣播、數字監控、網絡中控等多媒體教學功能。在主控室配置相應的硬件和軟件完成全網的應用功能及治理。

采用神州數碼LinkManager全中文網管系統對網絡進行統一監控、配置和治理。

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