最新吉林大学校园网的设计

吉林大学校园网的设

计

1 引言

吉林大学校园网始建于1995年，经过10多年的建设，不断的完善和发展。特别是2000年6月，吉林大学与原吉林工业大学、原白求恩医科大学、原长春科技大学、原长春邮电学院共五校合并成立新的吉林大学之后，吉林大学五个校区的计算机网络通过整合、互连、升级和建设，已经成为国内覆盖面积最大的校园计算机网络。

吉林大学校园网是多层次的树型结构。分布在长春市内各个方位的前卫校区、南岭校区、新民校区、朝阳校区、南湖校区的局域网络，通过光纤线路互连在一起，形成2千兆带宽的校园网主干。这些主干线路，将各校区成千上万的计算机联系在一起，使吉林大学校园网具备了城域网的规模。校园网“缩小”了各个校区间的物理距离，为各校区的师生建立了沟通的桥梁，为新吉林大学的实质性融合发挥了应有的作用。

在广域网方面，校园网通过千兆光纤连接到位于吉林大学内的教育网吉林省主节点，后者目前与教育网东北节点以2.5G互连。

在网络硬件环境逐步建设、发展的同时，越来越多的网络应用应该被实现。网络中心应该提供形式多样的服务。包括www、文件下载、电子邮件、代理服务、虚拟主机、个人主页、bbs、论坛、视频点播、电视转播、网络会议，以及教学管理系统、财务管理系统、图书馆书目查询系统、科技文献全文检索系统等等。

随着网络覆盖面积的增加、用户群的扩大，以及用户对信息传输速度要求的不断提高，网络的技术服务和用户服务的工作量和难度亦不断提高，将校园网络延伸到吉林大学的每一个角落，让网络成为所有吉大人每天生活的一部分，将吉林大学各校区建设成“数字化校园”是全体师生努力追求的目标。因此，在网络中添加支持高级协议的设备，重新规划校园的IP地址，选取新的网络技术，实现网络资源充分共享到校园的每个角落正是这次设计所要解决的问题。

2 网络建设的目标

确立校园网建设的目标，不仅要考虑技术方面，更要考虑环境、应用和管理等，必须与学校各方面改革、建设相结合，与学校长远发展，科学论证和决策相结合。根据这样的使用要求：建设一个技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统。在此基础上建立的校园网应具备以下三点应用目标：首先，学校的目的是通过教学过程来培养人才，因此对教学过程提供直接支持应是校园的基本功能。其次，校园网必须能够支持学校的日常办公和管理。再次，与Interent的连接也是校园网的基本功能之一。连接Interent可以使学校把目光投向更广阔的社会空间。大大扩展师生获取知识的途径，还可以增强校内外的沟通以及自由地发布教育消息。建设吉林大学网络目标是利用各种先进成熟的网络技术和网络设备，建设一个可实现各种应用的高速校园网。将信息点通过网络连接起来，通过校园网骨干节点与Cernet、Internet相连。该高速宽带网可为用户提供各种网络服务，实现最大化信息资源、教学资源、设备资源的共享。在网络的建设上努力实现网络的扩展，扩大联网的范围和规模，实现校园网的全面入网。

具体说此次网络建设主要面对的问题如下：

（1）网络覆盖面不全；

（2）核心设备转发数据的能力不高，网络传输速率不是很高；

（3）服务器和安全方案不是十分完善；

（4）网络技术不是十分先进；

（5）网络冗余少；

（6）双网接入INTERNET的资源未达到充分利用；

（7）IP地址的划分不合理，使IP地址浪费许多。

针对这些问题，本方案主要解决方式如下：

（1）网络资源共享。利用新的网络技术实现校园的网络资源充分共享，保证全部网络用户入网，真正意义上发挥网络的作用；

（2）购置新的高端网络顶层设备提高数据的传输速率；

（3）选择可以满足广大师生需要的服务器并选取高技术的安全设备以保证校园网络的多功能服务以及师生对网络安全的信任，保护校园网络的运行；

（4）选取当前比较流行的网络解决方案，运用合理的技术，使整个网络在新技术下能够运转良好；

（5）校内网络站点冗余的建设，使每个校区每个学院每个公寓设个办公地点都有足够的网络冗余点，以便有新用户的加入时能及时解决问题；

（6）解决吉林大学的双网络接入问题，数据通过哪条线路传输到Internet；

（7）计算并划分IP地址，使用VLSM来规划IP地址，解决IP地址严重浪费的问题，满足当前用户的迫切需要，实现人人入网。

3 网络的设计规划

3.1 网络建设设计原则

吉林大学校园网的设计应尽量采用符合国际工业标准的、比较成熟的技术，兼顾网络技术的发展方向，选择结构化、可扩充、多用途的网络产品，保证网络在较长时间内不被淘汰。同时网络的结构设计应合理，在通信网络、资源配置、系统服务和网络管理上有良好的分层设计，使网络结构清晰，便于使用、管理和维护。另外网络应坚持高效实用的原则，着眼于教学、科研、管理的实际需要，用有限的资金优先解决工作急需的问题。校园网的技术方案设计分以下5步[1]：（1）网络体系结构的选择。网络体系结构是指计算机通讯系统的整体设计，它为网络软件、硬件及网络通讯协议、数据存取控制和拓扑结构提供标准。因此网络体系结构的选择是实现校园网建设目标的核心环节。在充分了解各种网络的特点、性能、价格的基础上，根据学校的实际应用，考虑学校能够投入的资金及现有的设备、局域网和其它资源情况，进行综合分析，确定符合自己需要的、有利于开发利用、有利于发展扩充、性能价格比高的网络方案。

（2）确定合适的网络拓扑结构。当计算机台数较多或可靠性要求高时，优先考虑采用星型拓扑或树型拓扑进行连接；对于少数几台距离较远或可靠性要求不高，共享任务不繁重，可考虑用一根电缆进行总线型连接。实际的拓扑结构常为以上两种方式的综合，即：混合拓扑。

（3）设备的选择与布线系统的设计。选择网络设备，首先要符合Cernet、Internet等国内、国际联网标准；其次要能支持多种网络协议，如TCP/IP、IPX、DECnet等常用网络协议，具有良好的可靠性、可扩充性和可管理性；第三，价格在预算范围内，有良好的性能价格比；第四，应选择信誉高的网络产品公司的优质产品，其在国内外均有成功的使用经验，有良好的售后服务。

（4）网络操作系统的选择。目前，网络操作系统有三大阵营：Unix网络操作系统有较长历史，良好的网管功能，丰富的应用软件支持。Microsoft网络操作系统有代表性的是Windows NT，它是32位多任务处理的操作系统。Novell网络操作系统是占世界局域网主流的操作系统。对有服务器的局域网来说，新建的网络优先选用NT，“老网”改造采用Netware 4.10或5.0较为合适。

（5）系统集成商的选择。与技术和设备选型相适应的一项重要工作是系统集成商的选择。系统集成商应有雄厚的技术力量；有丰富的网络集成实际经验，有较多承揽大型网络工程的成功范例；在业界有较高的商业信誉和售后服务质量；地理位置尽量靠近，具有快速的响应和解决问题的能力；能提供全面系统的技术培训。

3.2 网络的结构化设计

层次在网络设计中的作用类似于生活中的层次。采用正确的层次，就能使网络有可预测性，具有帮助定义区域的功能。Cisco的层次模型可以帮助设计，实现和维护可扩展的、可靠的和性能价格比高的层次化的互联网络。校园网络的设计主要考虑：接入层（交换）、汇聚层（路由）、核心层（骨干）[2]。

针对吉林大学校园网络的自身特点，吉林大学校园网络逻辑拓分析扑如下：核心层是本次网络设计的关键所在，主核心由2台Cisco 6500设备构成，但它们并不是核心的全部，真正意义上的核心是主核心与各校区核心之间的集合。连接各汇聚设备；提供负载平衡、快速收敛和扩展性；完成高速转发都是在这个层次实现的。

汇聚层主要由若干个中端Cisco设备组成，其实汇聚层就是每个校区网络内部连接用户接入和核心之间一个过度的层次。它主要提供负载平衡、快速收敛和可扩展性；完成路由选择；提供冗余等等。

接入层主要是用户可见的部分，主要实现用户的网络接入，在这里考虑经济实用等因素，选取的都是Cisco比较低端的设备。

4 吉林大学校园网络设计方案

4.1 网络技术及接入方式的选择

4.1.1 网络技术的选择

现有的网络技术主要有FDDI、千兆以太交换网、ATM等可供选择。作为一种全新的技术，千兆以太网是快速以太网的延续，是性价比很高的一种主干网技术，千兆位以太网提供完美无缺的迁移途径，充分保护在现有网络基础设施上的投资。千兆位以太网将保留IEEE 802.3和以太网帧格式以及802.3受管理的对象规格，从而使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具。千兆位以太网相对于原有的快速以太网、FDDI、ATM 等主干网解决方案，提供了一条最佳的路径。至少在目前看来，是改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。

结合吉林大学校园的现状及其未来网络的发展潜力选择千兆以太网技术作为组网技术，完全可以满足吉林大学校园网的组网需求，也符合当前网络技术发展的趋势。

要保证网络的传输速率，必须有一定的带宽。千兆交换式以太网可以为每个端口提供1G的带宽，完全可以满足主干网的需要；未来网络的发展是不可预知的，必须做好充分的向万兆以太网过度的准备，千兆以太网在向万兆以太网过渡时会免去很多麻烦事情；在网络技术的操作性以及兼容性，最主要是技术的成熟和管理等方面综合考虑，选取千兆以太网是最佳选择。

4.1.2 网络接入方式的选择

结合吉林大学的经济情况及用户对网络的需求访问量选择光纤接入方式比较适合当今的吉林大学校园网络。

光纤是目前传输带宽最大的传输介质，目前广泛应用于主干网络中同时由于光纤技术的迅速发展，光纤的价格下降速度很快，因此光纤正被用户逐渐接受中。

光纤接入网是指接入网中传输媒介为光纤的接入网。光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络和无源光网络。

吉林大学网络建设是一个庞大的工程，网络涉及面特别广而且多网络的传输速率要有一定的保证。不仅如此，还要针对吉林大学网络的发展潜力进行一定的考虑。光纤接入技术最大优势在于可用的带宽大，而且还有巨大潜力没有开发出来。此外，光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点。