思科第一個萬兆校園網絡落戶清華

2019-11-05 00:03:29

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　　具有92年歷史的清華大學共有13個學院，49個系，其學科涵蓋了理、工、文、法、醫、新聞、治理、藝術等領域。作為國際知名大學，清華倡導開放式辦學和服務于社會，并且非凡注重以信息化推動現代大學教育的全面提升，從而筑就騰飛之路。日前清華大學在思科（中國）網絡系統有限公司的支持下，運用先進的技術成功地把校園網絡升級至萬兆，在國內聞名大學的信息基礎建設中走在了前列。
　　
　　統一網絡勢在必行
　　清華大學接觸信息科技較早，曾經自行研制成功我國高校第一臺通用電子數字計算機，開通中國大陸第一個BBS站點——“水木清華”……在校園信息基礎建設中，清華大學立足構建一個立體的數字空間，最終實現教育過程的全面信息化。
　　
　　清華大學校園網于1992年建成使用，初期主要是用于實驗室和辦公環境，PC的位置相對固定，用戶的治理和計費都是基于ip地址。1996年，清華大學的校園網升級改造為交換式FDDI，由11個安裝在不同位置的路由器將校園內50多座樓連接起來。到了2000年，清華校園網升級為千兆以太網，光纖已通達全校140座樓舍，在校園里任何地方，只要有PC機就可以上網選課。并且隨著教育科研網（CERNET）、中國高速互連研究試驗網絡（NSFCNET）等項目在清華的推進，清華校園網得以快速發展。
　　
　　以往的清華網絡設備可以稱為“萬國牌”，思科、3Com、北電網絡、極進網絡、網捷等知名廠商的路由交換產品構架了復雜的校園網絡。作為科研型網絡，清華校園網提供了豐富的學研環境。然而隨著大學信息化的不斷推進，人們發現清華的校園網絡建設存在一些問題：由于網絡設備的不統一，給網絡治理增加了難度；各個公司新技術、新產品推出存在時間差，在優化網絡配置方面存在很多障礙；清華校園網絡不僅僅承擔本部門的教學科研任務，還要提供很大的公眾網絡服務，“萬國牌”網絡設備的安全體系也面臨嚴重的考驗。
　　
　　促使清華骨干網絡構架的統一是解決問題的有效途徑，而且隨著校園網絡千兆技術的普及和萬兆技術的成熟，清華校園網絡向萬兆擴容也正是佳期。此次清華大學采用思科公司的萬兆網絡解決方案是綜合了技術、品牌、可靠性、安全等多方面因素的結果。同時，多所國際知名大學的成功部署思科萬兆網絡也給清華大學提供了很好的借鑒。
　　
　　在大洋彼岸的美國斯坦福大學，已經成功部署了思科萬兆網絡構架。斯坦福選用了思科萬兆路由器作為骨干網的核心，同時在要害節點采用了雙路由備份，確保網絡的時時暢通，并且引入全套的思科IP語音技術以降低通訊成本。建成的萬兆網絡在現代大學教育中起到了核心支撐作用，在流媒體教學、開放式實驗教學等方面積累了豐富的經驗。
　　
　　清華萬兆網絡構架的特色
　　與斯坦福大學學術背景相近的清華大學認為，校園網用戶群的多樣性，決定了萬兆校園網絡體系應借于大型企業網絡和電信級的公眾服務網絡之間，并且是運營型的核心網絡平臺。鑒于此，業內第一個200千兆/秒（GPPS）的半機架Internet配置路由器——Cisco 12410 路由器成了構建清華萬兆校園網骨干核心設備的首選。
　　
　　Cisco 12410 路由器有10個插槽的機柜和交換機，其中每個線路卡插槽的吞吐量達20Gbps（10 Gbps全雙工）；支持10Gbps Oc-192C/STM-64c 和四個端口的OC-48c/STM-16c接口的縱橫交換機來支持分布式數據包轉發，并繼續支持現有的全部Cisco 12000系列線路卡；采用創新的虛擬輸出排隊（VOQ ）技術（該技術可以防止線路頭端阻塞），增強時鐘的調度程序的性能，具有專門面向高速應用的專用集成電路（ASICS），因此可以實現運營商級性能和可靠性，提供有保證的數據包優先傳輸，并保證滿負載系統的真正10Gbps線速。
　　
　　建成的清華萬兆校園網絡，通過分布式體系結構支持系統和業務的無縫擴展，同時能夠保持目前多業務網絡的性能，并降低其成本、簡化復雜性。
　　
　　這些特性在豐富現代大學的教育手段方面起著要害作用。由于能夠支持大量的實時業務（如VoIP和VoD），得以實現視頻技術的多樣性，這是教學創新的基礎。而多協議標記交換（MPLS）作為實現業務聯網的要害組件，需要穩定的寬帶支持，同時融合流量工程、虛擬專用（VPN）和連接業務，將促使校園網絡實現更多的運營應用，支持更多的創收業務。
　　
　　多種應用展示萬兆價值
　　今天，在清華大學，借助萬兆網絡，不僅網上選課、網上排課、考試查詢、網上考試等已經成為日常教學和校務治理的基本手段，而且在電子圖書館建設和應用方面也有了堅實的基礎。目前，清華電子圖書館的電子型文摘索引數據庫已涵蓋全校幾乎所有學科，全文電子期刊達數萬余種，是紙本期刊數的2倍，而且可以在校園網覆蓋的任何地方使用。這里不僅可以檢索全館數百萬冊的館藏書籍以及其他的多媒體資料，圖書館還與許多世界大型圖書文獻信息中心建立了合作。未來將有更多的影像資料得以借助寬網進行存儲和傳播，流媒體的豐富將使未來的清華學子面對更為寬廣的世界。
　　
　　創新創造美好未來，借助清華萬兆網絡，學子們的創新思維可以最大限度地延伸。今天很多清華學子借助理想的網絡環境，對網絡技術及應用進行了多種嘗試：企業治理系統的研發、VoD點播、非線形編輯、監控視訊采集、3D集群設計……幾乎所有能夠想象的最新信息應用，在清華園內都能找倒探索者。
　　
　　此外，在接軌下一代互聯網方面，清華萬兆網也具有得天獨厚的優勢。首先是技術的先進性，體現在支持Ipv6、廣播路由協議、服務質量控制QoS等方面；其次是開放與創新，在研制下一代高速網絡互連設備和開發典型應用的過程中，學子們可以積極參與Internet IETF技術組織的相關活動，與國外同行進行廣泛的技術交流。
在目前高速交換及其路由技術研究中，完全有可能產生新的網絡互連體系結構，以滿足下一代高速計算機網絡的應用需求；在未來的網絡安全研究中，可以探詢更完善的網絡安全體系結構。
　　
　　未來，大學科研教學的國際化協作趨勢也需要萬兆寬網這個舞臺。網格計算（又稱分布式計算，通過寬帶網絡可以把數百萬臺計算機連接在一起，其意圖是要按照需求提供計算處理能力，就像發展中國家用水和用電一樣，在降低成本的同時還能提高計算能力）的興盛，使清華大學、牛津大學、北卡羅萊納州立大學、紐約羅切斯特工學院（RIT）、普度大學、印第安那大學、印度理工學院、澳大利亞昆士蘭大學等國際知名大學，在探索人類未知征程中走得更遠。而“電化教育”（e-edUCation）和“網絡培訓”（e-learning）也使清華大學的觸角最大限度地延展。
　　
　　清華大學成功升級萬兆以太網絡是一種信號，告訴人們引領新一代校園網建設，成就國際一流數字大學，可想、可及、可為。

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