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中国石油大学异地打造校园统一通信网络

  今天全球最敏感的数字是石油的价格,石油业在创造着巨大财富的同时,也决定着国家发展的动力和速度。中国石油大学是我国石油行业一所专业性综合学府。这所大学的最大特点是在全国拥有三个校区,分别位于北京和山东省的青岛、东营。其中北京校区占地460亩,拥有1000多名教师和近万名在校学生;而东营、青岛两个校区占地面积高达4500多亩,将近北京校区的10倍,拥有3000余名教职工和26000多在校学生。

  跨时空的网络

  巨大的教学规模和跨地区的发展方式,给学校实现教育的跨越式发展提供了实力,但同时也给学校带来了教学方式、教学手段、人员、资金和管理等诸多方面的问题。基于对学校现实情况的充分研究,石油大学的管理者们认为,利用当前国际主流大学普遍采用的多媒体、网络技术,创建一流的数字化生活空间和虚拟化大学是必由之路。

  中国石油大学(华东)信息中心主任王建表示,“异地办学的格局必然要求石油大学建立一个跨地区的统一通信平台。以该网络为依托,IP电话、多媒体教学、网上课堂/讲座、视频会议等应用将使师生们的学习工作和生活更加有效和便利。”

  高可用的架构

  基于层次化、整体性的校园网将信息更好地组织分类,实现校园的各项资源数字化,最终形成整合的统一通信平台,使现实的校园环境在时间和空间上得到延伸。

  为此石油大学主要针对东营校区和青岛新校区的网络进行了扩容,数据网络整体性全面覆盖了其三个校区、为将近4万名师生提供全新的“零距离”教学、办公支持。

  青岛新区是此次校园网升级改造的重点,为方便跨区域的网络管理和扩展,同时节省投资,青岛校区的网络拓扑采用星型结构,以高性能的北电核心交换机ERS8600、ERS1600构建校园网核心。核心交换设备采用双核心组成冗余备份配置,以双骨干链路连接相邻节点,双核心构建成集群(cluster)系统,并发工作;汇聚层的上连链路同时得到利用,实现了二、三层的网络流量负载分担,又能够在故障的时候快速切换,使得整个网络既高效又可靠。

  ERS8600核心交换机采用了目前为止业界最为先进的中心交换矩阵加上分布式交换芯片和共享内存架构,其分布式的交换架构很好地解决了在新的应用环境下核心交换机所面临的高性能和灵活性的挑战。

  传统情况下,路由交换机冗余的2块CPU/交换矩阵只能做到普通热备份方式:即一主一备方式,在主模块出现故障的情况下,备份模块接替主模块继续工作。但在这种备分方式下,备份模块接替主模块工作需要经过CPU的启动、启动配置文件中的配置、路由计算、路由表及策略下发等一系列工作,然后才能正常工作,这一切工作视网络规模和配置策略的复杂度至少需要30秒或更多时间来完成,在此期间网络处于不可用状态。对于用户的话音、视频、以及相关实时关键应用而言,这显然是是无法忍受的。

  北电网络在Passport 8600交换机的2块引擎上(CPU/交换矩阵)上实现了HA功能(高可用性功能):Passport 8600的2块引擎在HA模式下同时工作并进行负载均衡,所有数据实时同步。这样,实现网络无丢包和业务间断情况发生,真正做到不间断工作。

  安全性和应用优先级分配功能是网络的基本能力,北电网络Passport高端路由交换机通过PXC(Passport eXpress Classification)技术在网络中提供这些业务。PXC是基于特殊的高性能专用集成电路(ASIC),它使Passport路由交换机可以执行线速过滤、业务分类、实施策略、记帐、交换和路由分配功能。

  青岛校区数字化校园网的一个重要特点是内部网各种应用的使用率和流量都比较大。为了保证正常的数字化教学、科研应用以及未来新技术、新应用的扩展,高性能、高可用是新网络的关键。北电在汇聚层采用全千兆组网并可平滑扩展至10G骨干网,保证教学和学校师生生活网络的带宽需求,通过该跨广域网连接,在任何一个校区内轻松访问其他校区网的资料和BBS,三地老师也可以充分借助这个平台共享教学资源,开展科研交流。

  接入层采用北电的ES470、ES450、ES425以太网交换机及BLN多协议路由器协同工作,接入层与汇聚层交换机的相联通过2条光纤链路进行连接,保证网络的高度可靠性。

  满足统一通信需求

  统一通信是当前非常先进的融合网络技术,而面对在三地办学的情况,实现通信的高效率、低成本是石油大学校园承载网络的一个核心应用需求。校园网内部计划开通IP电话应用和视频会议应用,而此类应用有其典型特点,就是对迟延、抖动和丢包等非常敏感。另外其他校园网数据应用的重要性也不尽相同。因此要求全网具有端到端的高层服务质量提供能力,以针对不同的应用为其提供适当的服务质量保证。

  支持大规模应用需求和实现统一通信的校园网络承载平台,对安全的需求与普通的局域网有所不同,学生具有较强的使用网络的能力也具有利用各种工具对网络进行攻击和破坏的能力。而多媒体通信对网络的稳定和传输质量也具有更强的依赖性。因此校园网的安全措施必须严谨周到而且还要保证整网的高性能。

  青岛校区校园网使用2个外部接口,一个是由中国海洋大学提供的155M线路至CERNET,另一个由网通公司提供的100M专线至Internet。多出口间实现流量负载均衡和出口链路的动态互相备份能力,保证网络不因单一链路的失效造成整网的应用中断。

  青岛校区与东营校区之间租用SDH高带宽线路连接。同时采用因特网线路作为对专线的备份,通过流量加密和线路自动备份切换保障两个校区间的专线发生故障时,通讯仍能通过因特网进行。另外,为保证关键信息的安全,北电借助VPN Router设备在石油大学校园网上搭建起了一条由IPSec加密保护的专用隧道,使得青岛和东营两校区的财务信息可以安全地在该专网上得以传输和共享,以便于石油大学对山东省两校区的财务系统进行统一管理。

 

  保护用户的投资

  建网不是目的,如何更好的利用现有投资,支持更多应用,产生更大收益才是最终目的。北电大中国区首席运营官兼企业网总裁徐成达认为,“校园网的建设是以应用为目的的。北电的高性能融合网络平台,为高校提供了保护用户投资和实现更丰富应用的新机遇。”

  青岛校区校园网为即将铺设的网络语音等应用提供了良好的网络基础。主干网络设备支持四层以上的交换特性,实现对不同IP业务的策略控制与管理,提高QoS服务质量,实现自动链路切换、低延时等特性,满足网上视频点播、IP电话、实时远程教育、多媒体教学的基本需求。

  而整个网络充分利用现有校区的设备,增加相应高速155/622 Packet Over SDH   模块,满足校区间的互联,即能够保护现有的投资,又能够简化网络的规划设计,提高网络的运行效率。所有新增加的网络设备均以技术管理人员已经非常熟悉的北电图形配置软件Jave Device Manager进行图形化的配置管理。该网管软件已经在东营使用相当长时间,技术人员已经非常熟悉,继续采用这些设备及软件有利于对网络的建设规划、维护运行。同时,基于北电的SMLT技术可以进一步简化网络的设计,在核心交换机和汇聚交换机上提供线速的路由、交换,可保证网络高性能运行。而核心交换机小于1秒的核心模块保护切换技术,保证链路切换延时在1秒以内,使网络更加冗余、可靠。

  青岛校区网络的成功应用为中国石油大学建设数字化校园网络环境、数字化资源、数字化的教学与学习环境、数字化沟通传播方式、数字化的管理和工作环境提供了有力的实践证明和宝贵经验,王建表示,“北电网络设备的稳定和可靠,使我们的数字校园建设实现了跨越时间和空间的发展。”

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