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萬兆校园网络解决方案


     萬兆全线网络产品可组成全线解决方案,应用在政府、银行、金融、保险、邮储、企业、学校等各行各业。下面,以学校网络方案为例,剖析萬兆全系列网络产品在方案中的应用。
  
     一、校园网的功能
  
     组建校园网,就是组建一个基本能覆盖整个校园范围的计算机网络,将学校内各种计算机、服务器、终端设备连接起来,并通过一定接口连接到广域网。在这些网络基础上,形成在校园内部、校园与外部进行信息沟通的体系,建立满足教学、科研和管理需求的计算机环境,为学校各种人员提供充分的网络信息服务,在网络环境中进行教学、研究、收集信息等工作。
  
     校园需要的基本功能有:
  
     1. 电子邮件系统:主要进行与同行交往、开展技术合作、学术交流等活动;
     2. 文件传输FTP:主要利用FTP服务获取重要的科技资料和技术文挡;
     3. INTERNET服务:学校可以建立自己的主页,利用外部网页进行学校宣传,提供各类咨询信息等,利用内部网页进行管理,例如发布通知、收集学生意见等。
     4. 计算机教学,包括多媒体教学和远程教学;
     5. 图书馆访问系统,用于计算机查询、计算机检索、计算机阅读等;
     6. 其他应用,如大型分布式数据库系统、超性能计算资源共享、管理系统、视频会议等。
  
     二、校园网设计要求
  
     作为一个先进的多媒体校园网,需要完成包括图书情报信息、学校行政办公等综合业务信息管理系统,为广大教职工、科研人员和学生提供一个在网络环境下进行教学和科研工作的先进平台。校园网覆盖整个学校园区,在网络性能上应该考虑以下几个要求:
  
     1. 数据处理、通信处理能力强,响应速度快;
     2. 网络运行安全性、可靠性高;
     3. 系统易扩充,易管理,便于用户的增加;
     4. 主干网支持多媒体、群体、图象接口应用,支持高性能数据库软件包的持续增长;
     5. 系统开放性、互连性好;
     6. 局域网能方便用户高效地连入广域网,使用灵活;
     7. 具有很强的分布式数据处理能力。
  
     同时,在组建中,对网络产品还有以下要求:
  
     1. 坚持开放性,采用国际标准和通用标准;
     2. 采用先进而成熟的技术;
     3. 易于技术更新及网络扩展;
     4. 实用,性价比优越;
  
     三、方案设计
     
     校园网网络主要包括校园办公系统、校园内部主页、内部电子邮件、多媒体教室、电子图书馆系统、校园IC卡管理系统、内部信息服务系统等;
  
     1、 概述  
  
  
  
              图1 校园网拓扑图
  
     上图是校园网的拓扑图,在系统中,整个网络由网络中心、办公子网、多媒体教室、IC卡系统、宿舍子网、图书馆子网等组成,其中网络中心是整个网络的主干系统,是网络的总节点,其余各子网是功能子网,建立相应的网络环境,适应各种应用。
  
     网络中心构成总节点,各个子网的中心作为二级节点。网络中心使用友康萬兆高背板交换机,为了满足高速度、高性能的要求,建议在二级节点采用交换结构,也可以交换机是万兆WS-3524,二级交换机再连接到下级交换机选用WS4008、WS4016、WS4024,子网中的工作站, 服务器就连接到这些交换机上。如果需要在资金上进行严格控制,二级交换机也可以改为集线器,这样在速度上会受到影响。
  
     2、网络中心
  
     网络中心形成了主干网,是整个校园网的总节点,并提供连接广域网和拨入服务。在主干网系统采用以太网结构,采用这一方式的主要优点是:
  
     a. 千兆交换式以太网可以为每个端口提供1G的带宽,完全可以满足用户对速度的需要;
     b. 经济实用,具有较高的性价比;
     c. 千兆以太网已经获得广泛支持;
     d. 从现有的传统以太网可以平滑地过渡到千兆以太网,不需要掌握新的配置、管理等技术;
     e. 千兆以太网技术具有良好的互操作性,并具有向后兼容性。
  
  
  
              图2 网络中心方案设计
  
     在方案中,中心机房放置着中心交换机、服务器群、路由器、基带MODEM等网络设备,这些设备以中心交换机作为中心,以星形拓扑结构通过无屏蔽双绞电缆线连接在一起。网络中心与子网的连接,是通过根据与子网的距离,通过光纤和无屏蔽双绞电缆线将中心交换机和子网的交换机或集线器连接起来。
  
     3、中心交换机
  
     对于中心交换机,推荐采用萬兆WS3524交换机。WS-3524提供24个10/100M端口,可以提供千兆光纤接口(2个),具有10.66G高背板带宽。
  
     在连接到广域网时,可以采用萬兆WR-6004路由器,该路由器具有一个广域网接口、四个局域网接口(交换机端口)、可以支持ADSL、CABLE等外部连接方式连接到广域网。 这种路由器局域网端口为传输速率最大为100M,完全满足各种连接广域网要求。
  
     为了将校园网给远程用户,例如学生、教师从家中访问校园网,网络中心必须提供远程拨号服务。在这个服务中,可以使用cisco的远程访问路由器。与服务器配合提供远程拨号服务
  
     萬兆WS-3524交换机可以直接连接到中心交换机上,也可以通过代理服务器再连接到中心交换机,后者虽然增加了成本,但大大增加了网络的安全性。
  
     5、办公子网
  
     学校管理机构作为学校的中枢管理系统,协调、组织整个学校工作的正常运行,为了能适应管理机构的功能,办公子网需要针对用户的权限,完成数据生成、修改、查询,进行办公自动化、人员资料管理、课程管理等方面的工作。    
  
  
  
               图3 办 公 子 网
  
     办公子网与网络中心的信息通信比较多,每天要访问大量的数据,还有音频、视频等方面的需求,推荐交换机可以采用WS-4016、WS-4024,该交换基带一个百兆光纤模块,与上一级交换机通信时有200M的带宽,足以适应各种场合的应用。
  
     6、多媒体教学子网
  
     在多媒体教学活动中,需要有大量的视频、音频数据进行传输,而基于共享工作方式的集线器,其有限带宽、广播式工作模式不利于这些信号的传输。所以推荐采用交换机作为主要设备,只有在个别用户数目比较少、对信号质量要求不高时,采用集线器。
  
  
  
                图4 多媒体教学子网
  
     多媒体教室与网络中心的数据通信一般不多,但距离比较远,可以根据教室的多少,选择WS-3524作为二级交换机,各个教室的交换机采用端口数比较多的,可采用WS-4008、WS-4016、WS-4024。条件好的系统可以在每个教室设置一个服务器,否则服务器设置在子网中,由各个教室共用。
  
     7、图书馆子网
  
     图书馆子网主要功能是在图书馆范围内进行计算机文献检索、电子阅读、计算机借还系统以及在校园网上进行文献检索等。由于图书、文献等多以文本的形式出现,数据量不大,可以采用集线器作为节点。
  
     
  
                 图5 图书馆子网
  
     图书馆子网中需要存储大量数据,所以要设置专用的数据库服务器作为数据存储、管理系统,数据存放在光盘塔、硬盘阵列等系统中,支持图书馆子网和校园网用户的访问和查询。图书馆子网与网络中心的数据通信量不大,采用100M带宽已经足够,所以二级交换机采用WS-3524交换机与中心交换机相连,各功能子系统中的终端通过WS-4024连接。
  
     8、宿舍子网
  
     校园内的宿舍一般分布在校园的不同部分,但同一位置的几栋宿舍楼距离都比较近,构成一个宿舍群。由于每个宿舍群的房间数目比较多,也就是端口数多,如果采用交换机成本比较高;同时宿舍子网主要用于各宿舍之间的连网,在宿舍楼或宿舍群之间组成内部网络,与外界的数据量不大,所以以集线器为主构成网络体系。
  
     9、校园网络方案总结
  
     在整个方案中,采用萬兆WS-3524千兆以太网交换机作为校园网的中心交换机,该交换机可以提供10/100M RJ45端口、1000M光纤端口,背板带宽高达10.66G,完全适用于网络中心这种要求高速传输、需要高端口密度和配置灵活的应用场合。网络中心与外界连接,采用萬兆WR-6004路由器、cisco远程访问服务器、基带MODEM。
  
     在中心交换机到各子网的传输介质选择方面,应以应用要求为主,适当考虑成本。由于校园分布一般较广,在中心交换机到二级交换机之间,线缆以多模光纤为主;如果距离超过多模光纤的极限,需要采用单模光纤作为传输介质。
  
     二级交换机起"承上启下"的作用,一端连接到中心交换机,另一端连接到各网络节点,个人计算机、终端等用户设备连接到这些网络节点,组成子系统。网络节点根据子系统的应用需求,在数据量大、实时传输、多媒体设计等场合,选择交换机作为网络节点,采用萬兆WS-3524、WS4008、WS-4016、WS-4024等设备是非常适合的。个人电脑等用户设备安装萬兆WN-300TX或WN-530TX网卡,与网络中心联系。
  
     二级交换机到网络节点,用户设备到网络节点的物理介质,一般采用超五类无屏蔽双绞线,在距离较远、超过100米的场合,需要使用光纤作为传输介质。
  
     在校园网的组建过程中,应用需求、性能可靠、管理方便、易于升级是首先需要考虑的因素。而网络产品的品质保证、厂商对于用户的支持、厂商的持续经营,也是在组建网络过程中不可忽略的。
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