數(shù)字化校園網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)

鐘文基

摘要：隨著計算機技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速發(fā)展，校園網(wǎng)日益成為高等學(xué)校必不可少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建一個先進(jìn)合理而又經(jīng)濟適用的校園網(wǎng)，已成為各高等院校建設(shè)和發(fā)展的重要保障，其建設(shè)規(guī)模和應(yīng)用水平的高低已成為衡量高校教學(xué)、科研、管理和服務(wù)水平等綜合實力的一個重要標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)；設(shè)計；網(wǎng)絡(luò)安全

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）03-082-02

Design and Implementation of Digital Campus Network

ZHONG Wen-ji

（Guangxi College of Water Resources and Electric Power，Nanning 530023，China）

Abstract：With the rapid development of computer technology and the application of the network， the campus network has become an important infrastructure of higher school essential， build an advanced and reasonable and economic application of the campus network， has become an important guarantee for the construction and development of universities， the construction scale and the application level has become an important symbol to measure the comprehensive strength teaching， scientific research， management and service level and so on.

Key words： campus network ； design ； network security

隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方展，現(xiàn)代社會已經(jīng)變成了一個信息化的時代，而且這種信息化的速度也越來越快的改變著人們的生活。作為這個社會的重要組成部分，高等職業(yè)院校也急需完善校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和使用。校園網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)今信息時代高等職業(yè)院校謀求發(fā)展的一項重要基礎(chǔ)措施，建設(shè)一個技術(shù)先進(jìn)，運行可靠而又經(jīng)濟實用的校園網(wǎng)，是在新形勢下高等職業(yè)院校提高教育教學(xué)管理水平的一個重要保證。

廣西水電職業(yè)學(xué)院（全稱為廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院）坐落于中國綠城南寧市，是一所以水利、電力、機電、計算機與信息等工科類專業(yè)為主，經(jīng)濟、管理、人文類專業(yè)為輔的綜合性新型高職學(xué)院。學(xué)院自1997年起開始建設(shè)校園網(wǎng)，是廣西同類院校中建立校園網(wǎng)最早的單位，從最初的將各系、處、室進(jìn)行10M網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，發(fā)展到現(xiàn)在校內(nèi)1000M光纖，出口300M光纖的計算機網(wǎng)絡(luò)，接入信息節(jié)點達(dá)10000多個，教學(xué)、行政管理全部實現(xiàn)信息化和自動化。隨著學(xué)院的建設(shè)和發(fā)展，新一輪的信息化基礎(chǔ)設(shè)施提上了議事日程，特別是位于東盟經(jīng)濟開發(fā)區(qū)新校區(qū)的開工建設(shè)，建設(shè)一個先進(jìn)的、高性能、高可靠的校園網(wǎng)成為了當(dāng)前的主要目標(biāo)。

1 校園網(wǎng)的現(xiàn)狀及主要問題

目前廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院擁有一個校內(nèi)1000M骨干的光纖網(wǎng)絡(luò)，把學(xué)生宿舍、教工宿舍、教學(xué)樓、辦公樓、實訓(xùn)樓連接一起，并通過光纖接入Internet。學(xué)院自行開發(fā)了學(xué)院網(wǎng)站、各系、處、部門網(wǎng)站，建立了OA辦公系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)，信息化和自動化程度都比較高。由于校園網(wǎng)已運行多年，出現(xiàn)了部分設(shè)備性能不足、功能單一、設(shè)備老化以及網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施薄弱等問題。具體體現(xiàn)在：

1.1 網(wǎng)絡(luò)可靠性不夠

前期網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中沒有設(shè)備、電源、線路等的冗余和負(fù)載均衡，中心核心設(shè)備或分中心設(shè)備故障等問題出現(xiàn)后容易引起大面積網(wǎng)絡(luò)中斷，影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行。網(wǎng)絡(luò)出故障后需要網(wǎng)管人員做出處理，網(wǎng)絡(luò)不具備自動愈合功能，可靠性不高。

1.2 網(wǎng)絡(luò)安全性較差

由于教學(xué)、辦公、公共機房等的計算機管理責(zé)任不夠明確，以及管理不善，經(jīng)常造成地址沖突、計算機病毒感染病毒造成網(wǎng)絡(luò)堵塞、流量異常以及資料泄密等安全事故。這些事件影響了網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性和安全性。

1.3 新技術(shù)沒有得到充分運用

隨著高新技術(shù)的發(fā)展，特點是電子信息行業(yè)的發(fā)展，一些新的技術(shù)沒有在校園網(wǎng)上充分發(fā)揮效用，例如：現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)很成熟，但在保衛(wèi)監(jiān)控這一塊，監(jiān)控線路仍然是單獨布線，沒有充分利用校園網(wǎng)的資源。

以上不足制約了校園網(wǎng)的發(fā)展，要徹底避免上述問題，需要進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，協(xié)調(diào)處理，特別是東盟經(jīng)濟開發(fā)區(qū)新校區(qū)建立后，學(xué)院機關(guān)處室和系部均逐步搬遷到新校區(qū)，建設(shè)一個先進(jìn)的、高性能、高可靠全新校園網(wǎng)尤為重要。

2 校園網(wǎng)的設(shè)計

2.1 設(shè)計原則

建設(shè)校園網(wǎng)是一個非常復(fù)雜且技術(shù)性很強的工作，是一個系統(tǒng)工程，在前期分析網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（可行性研究與計劃、需求分析等）的基礎(chǔ)上，設(shè)計一個明確的“網(wǎng)絡(luò)總體實施方案”，并確定網(wǎng)絡(luò)實施的物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)的關(guān)系，按照系統(tǒng)工程的方法進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計。對于網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計，我們統(tǒng)應(yīng)遵循以下各原則。

1）實用性：網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一定要充分保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)有資源。同時要根據(jù)實際情況，采用新技術(shù)和新裝備，還需要考慮組網(wǎng)過程要與平臺建設(shè)及開發(fā)同步進(jìn)行，建立一個實用的網(wǎng)絡(luò)。力求使網(wǎng)絡(luò)既滿足目前需要，又能適應(yīng)未來發(fā)展，同時達(dá)到較好的性能/價格比。

2） 先進(jìn)性：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，在計算機應(yīng)用領(lǐng)域占有越來越重要的地位。必須認(rèn)識到，建立計算機網(wǎng)絡(luò)是一個動態(tài)的過程，在這個過程中將不斷有新技術(shù)產(chǎn)生，有新產(chǎn)品出現(xiàn)。因此，一定要采用最先進(jìn)的組網(wǎng)技術(shù)，選用代表當(dāng)今世界潮流趨勢的計算機公司的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，才能在未來的發(fā)展中保持技術(shù)領(lǐng)先。

3）開放性：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢是遵循國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的開放系統(tǒng)、支持分布式計算和客戶機/計算機，運行多種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，兼容其他廠商的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，遵守國際標(biāo)準(zhǔn)的開放式系統(tǒng)。這樣，才能在未來的發(fā)展中保持網(wǎng)絡(luò)配置和應(yīng)用模式的靈活性。

4）安全可靠性；網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性是網(wǎng)絡(luò)的一個重要的指標(biāo)。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須絕對可靠，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計必須可靠性重點考慮。從結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品選擇以及網(wǎng)絡(luò)管理上要對網(wǎng)絡(luò)的可靠性作出保證。安全性與可靠性同樣重要，除了系統(tǒng)提供多種安全控制的手段外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計也要提供保障其安全的手段。

5）經(jīng)濟性；在一定的資金資源下，建立一個高水平、完善的計算機網(wǎng)絡(luò)也是必要的。為了適應(yīng)系統(tǒng)變化的要求，必須充分考慮以最簡便的方法、最低的投資，實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展和維護(hù)。

6）可擴充性：隨著應(yīng)用軟件復(fù)雜程度的增加，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的增長以及多媒體技術(shù)的普及，當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)對帶寬的需求日益增加。傳統(tǒng)的共享式10M/100M 網(wǎng)絡(luò)已不能滿足需求。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該能為用戶提供足夠的帶寬，滿足用戶的實際應(yīng)用需求，并且?guī)拺?yīng)該是動態(tài)可調(diào)整、可擴展的。

2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計

在設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，依據(jù)新校區(qū)校園網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求，我們設(shè)計了新校區(qū)校園網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從圖中可以看出，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計為樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了保障網(wǎng)絡(luò)的可靠性，在核心層網(wǎng)絡(luò)中心放置了2臺核心交換機，各棟樓均采用雙光纖連接到網(wǎng)絡(luò)中心的核心交換機。核心交換機通過防火墻連接到邊界路由器，從而進(jìn)入Internet。該拓?fù)鋱D中一共包含了6個區(qū)域：

1）教學(xué)辦公區(qū)：這一區(qū)域主要包含了金工樓、教學(xué)樓、實訓(xùn)樓1、實訓(xùn)樓2、實訓(xùn)樓3、實訓(xùn)樓4、水工樓的網(wǎng)絡(luò)接入。教學(xué)辦公區(qū)全部采用全千兆接入到桌面，并且樓宇之間采用雙千兆光纖接入到網(wǎng)絡(luò)中心核心交換機。其中，教學(xué)樓、水工樓除了采用傳統(tǒng)的雙絞線接入外，還提供無線接入方式，方便教師上課使用網(wǎng)絡(luò)資源。

圖1 廣西水電職業(yè)學(xué)院新校區(qū)校園網(wǎng)設(shè)計

2）學(xué)生宿舍區(qū)：新校區(qū)一期工程同時建設(shè)14棟學(xué)生宿舍，所有宿舍均提供千兆到桌面，同時除了提供傳統(tǒng)的雙絞線接入外，還提供了無線接入，方便使用筆記本的同學(xué)接入校園網(wǎng)。由于學(xué)生宿舍區(qū)域數(shù)據(jù)流量大，所占帶寬多，我們在每棟學(xué)生宿舍樓房子一臺三層交換機，每棟樓的三層交換機連接到學(xué)生區(qū)域的核心交換機，再通過萬兆光纖連接到網(wǎng)絡(luò)中心的核心交換機。

3）監(jiān)控服務(wù)器群：為了保障校園安全，學(xué)院保衛(wèi)部門在校園里安裝了很多網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像頭，所有的監(jiān)控數(shù)據(jù)通過校園網(wǎng)光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控服務(wù)器群，由專用服務(wù)器進(jìn)行錄像監(jiān)控。

4）一卡通服務(wù)器群：一卡通系統(tǒng)項目實現(xiàn)了使用一張校園卡即可在校內(nèi)所有應(yīng)用點包括食堂就餐、超市購物、開水房打水、洗澡、機房上機、會議簽到、圖書館閱覽室出入、辦公樓出入以及校門出入等方面的應(yīng)用。一卡通服務(wù)器群存儲了校園內(nèi)師生員工一卡通卡的各種信息，為一卡通的順利開展提供服務(wù)。

5）數(shù)據(jù)中心：主要包含里校園網(wǎng)內(nèi)提供資源的各類服務(wù)器，包括FTP服務(wù)器、教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)器、圖書館服務(wù)器等，所有服務(wù)器均采用千兆接入到網(wǎng)絡(luò)中心核心交換機。

6）DMZ區(qū)：主要發(fā)布需要對外提供服務(wù)的服務(wù)器，如WEB服務(wù)器、E_mail服務(wù)器等，所有服務(wù)器均采用千兆接入到網(wǎng)絡(luò)中心防火墻DMZ口。

3 校園網(wǎng)的應(yīng)用效果分析

經(jīng)過一年時間的設(shè)計和施工，廣西水電職業(yè)學(xué)院校園網(wǎng)工程已設(shè)計實施完畢。通過近一年來的運營，證明了該項目基本達(dá)到了預(yù)期設(shè)計的目的，基本實現(xiàn)了校園網(wǎng)的系統(tǒng)功能和安全要求，實際使用效果得到了廣大師生的肯定，為建設(shè)現(xiàn)代化、信息化的新校園奠定了堅實的基礎(chǔ)。

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