論校園網組網架構的選擇

陳寧子

摘 要：本文對傳統的“三層交換架構”和“扁平純路由架構”的網絡架構從其特點及功能進行分析，并從校園網架構的特點入手，對這兩種網絡架構進行比較，為各大院校在建設校園網的組網架構提供參考意見。

關鍵詞：校園網；網絡架構

中圖分類號： G20 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）22-130-2

0 引言

近年來伴隨著網絡水平的不斷提升，運營商在構建網絡框架上的發(fā)展趨勢已經從復雜化多層次架構轉變成扁平化架構。在校園網的構建當中參考了這些運營商的一些成功經驗，以此來應對校園網多變的情況。本文主要是對傳統的“三層交換架構”和“扁平純路由架構”這兩種不同的網絡框架進行分析及對比，為校園網的組網架構選型提供一些參考。

1 校園網中網絡架構模式

1.1 三層交換架構模式

從我國當前校園網發(fā)展狀況來看，各大院校絕大多數都使用路由器還有交換機技術的分級架構模式。這種架構模式主要分為“核心-匯聚-接入”三層，下面對各層功能進行分析。

核心層是組成校園網的主要部分，它的關鍵作用就是在不同區(qū)域間建立起快速有效網絡連接以及數據的傳輸功能。為即將到來的數據提供更為合理的處理能力。核心層的主要設備是由路由器以及交換機組成的，對于這兩種設備的組合需要充分地考慮到它們之間的兼容性及優(yōu)化配置的問題，將其功能發(fā)揮到最大，另外，還需要考慮到降低儀器設備耗損的問題。核心層處理及傳輸的數據量比其他層要大得多，如果有光纖的接入會使得效率提升很多[1]。

在校園網中核心層主要作用：

①實現校內外的實時連接。

②使內部數據能夠相互的交流。

③局域網的管理列表以及地址的分配。

④強大的三層路由功能也可以由核心層來提供。

⑤能夠進行大數據量的處理工作。

匯聚層即分布層，是連接到核心層的關鍵部分。主要用來使不同地方的網絡都集中起來，集中體現了匯聚的能力，降低網絡拓撲構造的復雜程度。除此之外，匯聚層保證了整個校園網的穩(wěn)定性。它能夠允許網絡核心區(qū)訪問其他的地方，另外還能夠持續(xù)保持較高的性能。

接入層主要面對的是校園網的用戶，稱為用戶層，使得個人電腦能夠接入到網絡當中。在局域網中，該層能夠為廣大的使用人群提供外網的使用權限。由于這個層面主要是同用戶進行交流，所以網絡設備的要求不會太高，但是其安全性能是一定要保證的[2]。

在校園網環(huán)境中接入層主要功能：

①交換或共享帶寬。

②在廣播或MAC地址的基礎上VLAN設置和數據包過濾。

③成本不高、利用集中的端口來使得這些功能能夠得以展現。

1.2 扁平純路由架構模式

相對于上述所提到的三層結構模式，扁平純路由的網絡是在三層網絡中建立起邏輯意義上的二層網絡。將一個三層結構變換成兩層，這種方法并不是就說明物理層面上的降低，而是從結構上進行簡化。當用戶進入到該層中時，用戶只需要進行簡易操作就能夠使用相對應的功能了，為了使得VLAN之間相互隔離，只要建立簡單的VLAN功能就行了，在將來新業(yè)務的開發(fā)以及新功能建立時，網絡的接入層是不需要進行身份驗證的，也不需購置匹配的設備，只需在端口上進行擴展、增加帶寬，這樣原有的設備能夠繼續(xù)發(fā)揮其作用，從而降低了成本[3]。

扁平化的框架網絡能夠容易進行拓展以及管理，對校園網的功能分配之后，將不同層次的功能明確化，不同的層面之間不會受到影響，有助于相關人員進行整體的監(jiān)管，使得網絡能夠進一步的拓展。主要的層次運用性能較高的設備，可以提升對業(yè)務的拓展。但在匯聚層以及接入層對設備就沒有太大的要求了。

2 兩種網絡框架的比較

2.1 校園網框架的特點

校園網與運營商相比在網絡環(huán)境、用戶環(huán)境、應用環(huán)境等方面有著明顯的差別。校園網主要面對校內的教師、學生等，其功能是進行信息交流、教學服務、學生學習、教學管理和圖書館管理等幾個方面。校園網主要特點：

①鏈路通道傳輸快速，目前各院校的校園網有著更為高速化的鏈路通道，是因為在建設校園網時一般都是使用萬兆的骨干，萬兆、千兆或百兆的桌面接入。

②是校園網內的資源多并且多種應用系統并存，如校務、教學管理以及圖書館等辦公應用系統，且包括了bbs以及ftp、在線視頻等應用，其目的就是要滿足校內師生的學習及工作需求，具有科研以及娛樂雙重作用。

③校園網的用戶數量繁多且活躍，校園網內建立有大量的教學機房，學生宿舍內也有網絡，所以學生用戶數量是非常多的，并且多數學生經常使用P2P等應用，就會消耗更多的寬帶。同時有著強烈的好奇心是學生群體最大的特點，他們樂于對新鮮事物進行更多嘗試，因此就會出現網絡攻擊現象。

④路由的設置較為簡單。一般來說校園網IP地址的分配有著一定的規(guī)律并且也較為固定。

⑤系統、設備更新速度快。在校園網建設的初期就要考慮好未來擴展的需要，校園網內教學管理隨著時代的發(fā)展對網絡應用需求會不斷增加、學校網的用戶數量及網絡應用的種類也會不斷增加，這樣就必須進行系統的更新及設備的擴展。

2.2 兩種組網架構的比較

在校園網中，三層交換架構和扁平化純路由架構對比如表1所示。

表1對兩種組網方式從設備要求、核心層設備、架構特點、運行維護管理等四個方面進行對比。比對結果如表1所示，扁平化純路由架構在在運營商的經營下進行大范圍的使用，就能為其取得更大的收益，但是校園網絡與運營商盈利性的網絡有著很大的差別，校園網絡建設一般是學校直接投資建設，且不會帶來回報收入。要是在校園內架設扁平化純路由架構的話，能否滿足校園網的功能、需求、擴展性、用戶環(huán)境，以及網絡建設經濟性問題，采用扁平化純路由架構會不會產生不可避免網絡建設資源設備的浪費等這些方面的相關探究工作依然在進行中，現在還不得而知，另外，該架構還有很多技術問題有待解決。依照發(fā)展情況來看三層交換架構的各方面技術比較成熟，但其管理性能及安全性卻沒有扁平化純路由架構好。所以各院校的校園網必須依照自己不同的發(fā)展及業(yè)務需求來選擇適合本校情況的組網模式。如果是查找能力的需求量不大，還有校園網的使用次數以及信息量較多的可選擇使用各方面技術比較成熟的三層交換架構[3]。如果校園網使用次數及信息量較少，為了實現更好的管理對用戶隔離、安全性能要求高的選擇扁平純路由架構。

參 考 文 獻

[1] 張軍征.校園網絡規(guī)劃與架設[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：104.

[2] 張文燁.連云港財經高職校校園網的規(guī)劃與安全設計[D].華東師范大學，2010.5.

[3] 潘江瀚.校園網組網架構的比較與分析[A].計算機光盤軟件與應用，2012.