实习模拟校园网络设计方案(编辑修改稿)

实习模拟校园网络设计方案(编辑修改稿)内容摘要：

网是一种非常成熟的组网技术，造价很低，性 能价格比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建 Intra 网的首选技术。 快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。 FDDI 也是一种成熟的组网技术，但技术复杂、造价高， FDDI 网络难以向更实习模拟校园网络 设计方案 第十组：王华锋、何媛萍 9 先进的网络技术升级，现在用 FDDI 组建主干网的情况已非常少见。 ATM 技术成熟而复杂，组网成本高，是多媒体应用系统的理想网络平台。 但是，网络带宽的实际利用率很低。 在选择校园校区网络技术时应该考虑如下： 长远来看如何保护现有投资。 保护现有投资的有效途径就是在将来网络技术升级 时还能使用现有的网络技术和产品。 如同计算机的发展速度一样，网络技术的发展也是非常迅速的。 从目前的趋势来看，采用快速以太网技术是最适宜的。 在校园网 网络 的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。 选择校园网网络需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。 根据我们对校园网网络需求的分析并结合目前高速主干网络技术的特点，我公司建议采用快速以太网技术做为校园网的主干网络。 校区网络建设应 该以应用为核心，在设计中充分考虑到教育管理和多媒体教学的要求，并且网络技术上应该具有一定的先进性，同时还要为以后的扩展留有一定的空间。 为此校园校区网络网应该能达到以下要求： 稳定可靠的网络 只有运行稳定的网络才是可靠的网络，而网络的可靠运行取决于诸多因素，如网络的设计，产品的可靠，而选择一个具有运营此类网络规模经验的网络合作厂商则更为重要。 要求有物理层、数据链路层和网络层的备份技术。 为了让学校安心正常运行 ,在核心交换机上使用双机热备份技术 . 双机热备份技术 是一种软硬件结合的较高容错应用方案。 该 方案是由两台服务器系统和一个外接共享磁盘阵列柜（也可没有，而是在各自的服务器中采取 RAID 卡）及相应的双机热备份软件组成。 在这个容错方案中，操作系统和应用程序安装在两台服务器的本地系实习模拟校园网络 设计方案 第十组：王华锋、何媛萍 10 统盘上，整个网络系统的数据是通过磁盘阵列集中管理和数据备份的。 数据集中管理是通过双机热备份系统，将所有站点的数据直接从中央存储设备读取和存储，并由专业人员进行管理，极大地保护了数据的安全性和保密性。 用户的数据存放在外接共享磁盘阵列中，在一台服务器出现故障时，备机主动替代主机工作，保证网络服务不间断。 双机热备份系统采用 “ 心 跳 ” 方法保证主系统与备用系统的联系。 所谓 “ 心跳 ” ，指的是主从系统之间相互按照一定的时间间隔发送通讯信号，表明各自系统当前的运行状态。 一旦 “ 心跳 ” 信号停止表明主机系统发生故障，或者备用系统无法收到主机系统的 “ 心跳 ” 信号，则系统的高可用性管理软件认为主机系统发生故障，主机停止工作，并将系统资源转移到备用系统上，备用系统将替代主机发挥作用，以保证网络服务运行不间断。 双机热备份方案中，根据两台服务器的工作方式可以有三种不同的 工作模式 ，即：双机热备模式、双机互备模式和双机双工模式。 工作模式 双机热备模式 即目前通常所说的 active/standby 方式， active 服务器处于工作状态；而 standby 服务器处于监控准备状态，服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写入（通常各服务器采用 RAID磁盘阵列卡），保证数据的即时同步。 当 active 服务器出现故障的时候，通过软件诊测或手工方式将 standby 机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。 典型应用在证券资金服务器 或行情服务器。 这是目前采用较多的一种模式，但由于另外一台服务器长期处于后备的状态，从计算资源方面考量，就存在一定的浪费。 双机互备模式 是两个相对独立的应用在两台机器同时运行，但彼此均设为备机，当某一台服务器出现故障时，另一台服务器可以在短时间内将故障服务器的应用接管过来，从而保证了应用的持续性，但对服务器的性能要求比较高。 配置相对要好。 双机双工模式 实习模拟校园网络 设计方案 第十组：王华锋、何媛萍 11 是目前 cluster（群集 :群集包括两种，一种是网络负载平衡，别一种是服务器群集。 这里的双机双工模式是属于网络负载平衡群集。 ）的一种形式，两台服务器均为 活动，同时运行相同的应用，保证整体的性能，也实现了负载均衡和互为备份，需要利用磁盘柜存储技术（最好采用 San 方式）。 WEB 服务器或 FTP 服务器等用此种方式比较多。 高带宽 由于 校园校区网络网络应用的 特殊性 ,它对整个网络系统的性能要求相对来说比较高。 其中，网络速率要求主要的信息点 100M 交换到桌面 ， 园区网中各终端间具有快速交换功能。 为了支持数据、话音、视像多媒体的传输能力，在技术上要到达当前的国际先进水平。 要采用最先进的网络技术，以适应大量数据和多媒体信息的传输，既要满足目前的业务需求，又要充分考虑 未来的发展。 为此应选用高带宽的先进技术。 易扩展的网络 系统要有可扩展性和可升级性。 易扩展不仅仅指设备端口的扩展，还指网络结构的易扩展性：即只有在网络结构设计合理的情况下，新的网络节点才能方便地加入已有网络；网络协议的易扩展：无论是选择第三层网络路由协议，还是规划第二层虚拟网的划分，都应注意其扩展能力。 对于核心网络设备，要求骨干交换机具备第三层交换能力，要求支持今后的视频点播、电视电话会议的宽带多媒体应用，并要求留有一定的扩充能力。 QoS 保证 随着网络中多媒体的应用越来越多，这类应用 对服务质量的要求较高，本网络系统应能保证 QoS，以支持这类应用。 安全性 网络系统应具有良好的安全性，由于网络连接园区内部所有用户，安全管理实习模拟校园网络 设计方案 第十组：王华锋、何媛萍 12 十分重要。 网络具有防止及便于捕杀病毒功能。 应支持 VLAN 的划分，并能在VLAN 之间进行第三层交换时进行有效的安全控制，以保证系统的安全性。 校区网络与校园网相连后具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客入侵网络系统。 可对接入因特网的各网络用户进行权限控制。 容易控制管理 对于网络管理，要求采用智能化网络管理软件，实现对网络的自动监测和控制。 并支持虚拟网 络功能 ，对网络用户具有分类控制功能。 IP Multicast 由于校园校区网络中包含许多多媒体应用通信，会存在许多的广播信息，占用大量的带宽资源。 所以网络系统应能支持 IP Multicast，可以减少网络中不必要的广播，节省主干的带宽。 符合 IP 发展趋势的网络 在当前任何一个提供服务的网络中，对 IP 的支持服务是最普遍的，而 IP 技术本身又处在发展变化中，如 IpV6， IP QoS， IP Over SONET 等等新兴的技术不断出现，校园网络必须跟紧 IP 发展的步伐，也就是必须选择处于 IP 发展 领导地位的网络厂商。 四、校园网网络设计方案及分析 网络的分层设计原则 核心层高速交换技术分布层基于策略的操作接入层本地/ 远程工作组接入 可扩展性：因为网络可模块化增长而不会遇到问题； 实习模拟校园网络 设计方案 第十组：王华锋、何媛萍 13 简单性：通过将网络分成许多小单元，降低了网络的整体复杂性，使故障排除更容易，能隔离广播风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题； 设计的灵活性：使网络容易升级到最新的技术，升级任意层次的网络不会对其他层次造成影响，无需改变整个环境； 可管理性：层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低，更易管理。 核心层 (Core Layer) 核心层为下两层提供优化的数据输运功能，它是一个高速的交换骨干，其作用是尽可能快地交换数据包而不应卷入到具体的数据包的运算中 (ACL，过滤等 )，否则会降低数据包的交换速度。 分布层 (Distribution Layer) 分布层提供基于统一策略的互连性，它是核心层和访问层的分界点，定义了网络的边界，对数据包进行复杂的运算。 在园区网络环境中，分布层主要提供如下功能：  地址的聚集  部门和工作组的接入  广播域 /多目传输域的定义  Inter VLAN 路由  任何介质的转换  安全控制 接入层 (Access Layer) 接入层的主要功能是为最终用户提供对园区网络访问的途径。 本层也可以提供进一步的调整，如 Accesslist Filtering 等。 在园区网络环境中，接入层主要提供如下功能：  带宽共享 （ Shared Bandwidth）  交换带宽 （ Switched Bandwidth）  MAC 层过滤 （ MAC Layer Filtering(possibly)） 实习模拟校园网络 设计方案 第十组：王华锋、何媛萍 14  微分网段 （ Microsegmentation） 在广域网环境中 ， 接入层主要提供通过 Frame Relay、 ISDN、 Leased Line 连入远程节点。 高性能的网络设计 设备的高性能： 核心节点的交换机是整个校园网络的核心，应当采用有多层交换功能的交换机。 核心交换机应采用模块化设计，有良好的扩展性能、多种接入模块；具备增强的网络传输能力，支持 VLAN、 RIP 和 OSPF 协议、服务质量（ QOS）、 IP 组播、 DHCP 中继和 AAA 认证等功能；支持通用的管理特性（ SNMP），能使用流行的网管软件对它进行管理，如 HP OpenView 等。 会聚层交换连接核心和接入层，应当采用带 VLAN 和网 管功能的中低档交换机。 汇聚层交换机具有快速的级联核心的以太端口以及高速堆叠模块；带VLAN 子网划分功能，能很好的管理接入层用户；支持 、 VTP、 SNMP等协议。 网络的高性能设计： 整个校园的建设可以采用全交换方式， 100 兆到每个接入层用户。 有效的子网划分和流量控制使整个校园网络能高速、安全的运行。 集成的用户管理功能 提供完善的用户管理机制，实现全面的用户认证、鉴权和计费 (AAA)功能。 用户管理引擎实现了根据用户 MAC 地址、 VLAN ID 和 IP 地址的绑定关系鉴别用户的合法性的功 能。 可根据用户的权限，实现对用户访问资源的控制。 实现基于 VLANID/MAC 地址、接入模块号和接入设备号的全程用户唯一标识，便于用户管理（开户、销户、欠费停机等）和网络故障维护。 灵活的网络的可扩展性设计 网络的扩展性对网络业务的发展至关重要，它直接决定了校园网是否能够在节约成本的基础上跟上网络技术的发展和满足学校信息不断增长的需要，一个扩实习模拟校园网络 设计方案 第十组：王华锋、何媛萍 15 展性差的网络不仅为学校的投资造成了巨大的浪费，同时又无法满足学校网络业务不断发展和信息的增长的需要，为了保证网络能够不断的适应学校网络业务今后发展的不断需求， 可以采用以下的措施来保证网络的扩展性。 （ 1）所选择的网络设备应当具有良好的扩展性。 选择的网络设备最好是模块化的，便于网络的扩大和更改，其中核心交换机应具有多种模块类型，以满足各种网络类型的接入。 汇聚层交换机可以采用一款可堆叠的网管型以太网交换机，半 /全双工模式自适应，具有扩展槽，能使用多种可选模块。 （ 2）所选择的设备都具有良好的软件再升级能力。 我们所选择的网络设备都是可以通过软件升级来不断的满足客户的新的需求同时跟上网络技术的发展。 由于网络的技术层出不穷，用户的需求也不断增加，现在是新的技术，再过一段时 间就会落后了，为了保证用户的网络产品能够跟上这一节奏，而不需要更换网络设备，从而减少了用户的投资。 完善的 QOS 功能 带宽控制特性 以太网是一种基于广播机制的共享型技术，任何一个位于以太网上的用户均可以向网上发送信息，在以太网的技术中没有具体带宽控制的机理。 网络。