校園網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計

邱雄龍

【摘 要】本論文主要介紹校園網(wǎng)設(shè)計的目標及設(shè)計原則，提出校園網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及解決方案。校園網(wǎng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：接入層、匯聚層、核心層，分為南、北兩個校區(qū)，并各設(shè)立中心機房一個，中心機房之間由光纖連接，互聯(lián)網(wǎng)接入點位于南區(qū)中心機房。校園網(wǎng)主要采用銳捷網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以滿足學校對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、安全性、可持續(xù)性、高性能和安全出口的總體需求。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)；交換機；拓撲圖

前言

在網(wǎng)絡(luò)信息高速發(fā)展的今天，人們對信息的需求越來越迫切，同時網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的快捷、穩(wěn)定、安全對學校的發(fā)展起著越來越重要的作用，為了提高學校的科研、教學、管理等各方面的技術(shù)水平，為研究開發(fā)和培養(yǎng)高層次人才建立現(xiàn)代化平臺，建立Intranet技術(shù)的高速多媒體校園網(wǎng)是非常必要的。

1.校園網(wǎng)建設(shè)目標

我校是一所以電子專業(yè)為主的學校，分為南北兩個校區(qū)，校園網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的目標是建設(shè)一個高性能，高可靠性，高安全性，靈活性強，擴展性好的技術(shù)領(lǐng)先高效的網(wǎng)絡(luò)平臺，要保持在今后3-5年內(nèi)滿足學校教學工作的要求和學校管理需求，同時也要使學校南北兩個校區(qū)無縫結(jié)合，為全校師生員工提供一個功能完善的教學、科研、管理的數(shù)字化工作環(huán)境，為學校提高教學、科研和管理水平奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.校園網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的基本原則

2.1高穩(wěn)定性

校園網(wǎng)是各種應(yīng)用的統(tǒng)一通信平臺，平均無故障時間以及故障恢復時間要保持在足夠容忍的許可范圍之內(nèi)，保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠運行。

2.2高安全性

學校網(wǎng)絡(luò)用戶容易產(chǎn)生不規(guī)范行為，同時病毒、各類攻擊軟件均可能造成攻擊數(shù)據(jù)流，影響網(wǎng)絡(luò)的正常使用。因此，校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必須要保證網(wǎng)絡(luò)在遭受攻擊和欺騙情況下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備依然能正常穩(wěn)定的工作，不影響上網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗。

2.3可持續(xù)性

學校現(xiàn)正處在高速發(fā)展期，隨著招生人生增加和網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積的鋪開，信息點會日益增多，設(shè)計要求可通過靈活的和模塊化的方式平滑升級網(wǎng)絡(luò)功能和擴展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，并要保證性能和功能上在今后幾年內(nèi)依然處于較高水平。

2.4高性能

保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，使大量網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能順暢運行。

2.5安全出口

出口設(shè)備要具有出色的防攻擊能力，同時能布署安全策略對出口數(shù)據(jù)進行安全過濾和檢查，保證出口的穩(wěn)定運行。對于常見病毒，蠕蟲，非法連接等攻擊行為要阻隔在學校外。

3.校園網(wǎng)絡(luò)拓撲圖設(shè)計及簡介

3.1校園網(wǎng)絡(luò)拓撲圖設(shè)計

3.2網(wǎng)絡(luò)拓撲圖簡介

根據(jù)校園的實際情況，網(wǎng)絡(luò)分為南北兩個校區(qū)，每個校區(qū)各自部署一臺核心交換機，用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，同時北校區(qū)的核心與南校區(qū)的核心通過我纖專線互通，統(tǒng)一采用南校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)出口。整個校園網(wǎng)采用穩(wěn)定成熟的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計，分為接入層、匯聚層、核心層三個層次。本校園網(wǎng)的建設(shè)可為學校的信息化建設(shè)提供一個優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺，以滿足后期數(shù)字化校園的發(fā)展。

4.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計

4.1方案設(shè)計思路

整個方案設(shè)計思路基于職教系統(tǒng)數(shù)字化校園的業(yè)務(wù)構(gòu)架，整體設(shè)計背景如下：

4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計思路

4.2.1三層結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）核心交換層

為高速的三層交換骨干，主要任務(wù)為高速數(shù)據(jù)交換，無需開啟影響高速交換性能的安全訪問控制（ACL）等功能。設(shè)備選用銳捷RG-S8610萬兆交換機。

（2）匯聚層

主要完成以下的功能：匯聚各功能區(qū)IP地址或路由；實現(xiàn)各功能區(qū)內(nèi)VLAN間的路由；實現(xiàn)各功能區(qū)到核心層的路由策略。設(shè)備選用銳捷RG-S5750-24SFP/8GT-E

（3）接入層

主要完成以下功能：存儲轉(zhuǎn)發(fā)式，進行數(shù)據(jù)高效的轉(zhuǎn)發(fā)；通過VLAN定義實現(xiàn)業(yè)務(wù)劃分，隔離廣播域，減小廣播風暴實現(xiàn)QoS，對數(shù)據(jù)包進行分類和標記（保障數(shù)字廣播、IP電話、視頻會議等業(yè)務(wù)流暢運行）；二層組播功能，實現(xiàn)對組播業(yè)務(wù)（直播、VOD點播等業(yè)務(wù)）的全面支持。設(shè)備選用銳捷RG-S2928G-E、銳捷RG-S2952G-E

4.2.2功能模塊化區(qū)域設(shè)計

（1）出口區(qū)設(shè)計

千兆級出口引擎進行出口數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)學校校園網(wǎng)和外網(wǎng)互聯(lián)互通，以滿足學校內(nèi)網(wǎng)用戶與對外網(wǎng)的訪問與高速的數(shù)據(jù)交換。內(nèi)置防火墻上進行各類深度檢測、防DDOS攻擊等，有效過濾到外網(wǎng)的各類攻擊，病毒、蠕蟲、掃描、非法連接等非法行為，以保證內(nèi)網(wǎng)的安全。出口區(qū)設(shè)備選用深信服NGAF-1520-M（防火墻）、銳捷EG2000UE（出口網(wǎng)關(guān)）、深信服AC-1800-E（網(wǎng)絡(luò)行為及流量審計）

（2）服務(wù)器區(qū)設(shè)計

服務(wù)器區(qū)為各類服務(wù)器匯集，如FTP、WEB、OA、VOD等服務(wù)器群，服務(wù)器群可直接連接在核心交換機上，實現(xiàn)千兆的數(shù)據(jù)交換。服務(wù)器群放置在中心機房，以便于統(tǒng)一維護和管理。服務(wù)器選用HP DL388p G8

4.2.3安全穩(wěn)定性設(shè)計

考慮到網(wǎng)絡(luò)平臺對于本校數(shù)字化校園發(fā)展道理的重要性以及學校自身對網(wǎng)絡(luò)平臺安全穩(wěn)定性的重視，本方案將在網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定性上有充分的考慮和設(shè)計。各層次的安全穩(wěn)定性規(guī)劃如下：

（1）接入層：銳捷RG-S2952G-E接入交換機開啟各類安全策略，如：端口安全、防DDOS攻擊、防IP掃描、arp-check等。后期擴展可部署802.1X協(xié)議，實現(xiàn)“入網(wǎng)身份認證、主機健康檢查、網(wǎng)絡(luò)安全事件監(jiān)控與主動防御”等。

（2）匯聚層：銳捷RG-S5750-24SFP/8GT-E匯聚層交換機實施安全訪問控制（ACL），以實現(xiàn)各類權(quán)限控制與分離。匯聚層交換機開啟安全策略，也可對向核心交換機的非法連接、垃圾數(shù)據(jù)、攻擊報文等進行過濾，以保護核心設(shè)備的安全性。

（3）核心層：銳捷RG-S8610核心交換機整機的穩(wěn)定成熟度很高，加上匯聚層、接入層設(shè)備開啟安全過濾功能，使得方案核心層穩(wěn)定性很高。同時核心交換機開啟其它防掃描、防攻擊的策略，結(jié)合CPP技術(shù)，可確保自身的穩(wěn)定性。

5.校園網(wǎng)方案特點總述

5.1安全可靠

校園網(wǎng)對安全的要求比較高，交換機利用基于協(xié)議、IP、MAC、端口及用戶策略的二到四層以及時間范圍的ACL（接入訪問控制列表）來完成用戶的三層受控互訪，通過對用戶在單位時間內(nèi)的連接數(shù)量的限制，可以提供四層的用戶安全。另外通過在交換機上實現(xiàn)用戶IP地址與MAC地址綁定技術(shù)防止MAC地址、IP地址的盜用。銳捷系列交換機可以監(jiān)視各個端口上發(fā)送和接收廣播包的情況，實現(xiàn)端口保護，而通過劃分VLAN的方式，實現(xiàn)二層端口的隔離，再通過MAC地址過濾可有效防止地址仿冒。在學校出口放置一臺防火墻，能很好的保證內(nèi)網(wǎng)的安全性。

5.2網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠

本設(shè)計從設(shè)備類型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全防護三個方面確保了網(wǎng)絡(luò)的高度穩(wěn)定可靠運行。核心設(shè)備本身提供了關(guān)鍵部件如引擎冗余、電源冗余，以及LPM+HDR等技術(shù)，保障了設(shè)備的正常運行。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上也進行了全面的冗余設(shè)計，確保單點故障不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn)；全局安全網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，保證網(wǎng)絡(luò)不受病毒和網(wǎng)絡(luò)攻擊影響，進一步提升了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠性。

5.3高性能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

高性能的接入、匯聚、核心及出口設(shè)備，保證了全網(wǎng)線速轉(zhuǎn)發(fā)。銳捷RG-S8610萬兆骨干路由交換機提供1.6T背板帶寬，并支持更高帶寬的擴展能力，高達400Mpps的二/三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率可為用戶提供高密度的高速無阻塞數(shù)據(jù)交換。千兆接入也提供給了客戶高速連接網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。

5.4全面冗余設(shè)計，良好可擴展性

核心交換機擁有6-10個擴展插槽，提供管理模塊冗余、電源冗余，通過靈活性和模塊化的方式平滑升級網(wǎng)絡(luò)功能和擴展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，能滿足不斷增長的教學和管理方面的網(wǎng)絡(luò)需求。

6.結(jié)束語

本設(shè)計方案很好的滿足了學校教學和管理的需要，將為廣大師生提供一個高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺和全新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在此基礎(chǔ)上還可以實現(xiàn)整個校園的信息化，促進資源共享和科研合作，這將極大地提升學校的辦學水平，促進學校與社會各界的信息交流分享！

參考文獻：

[1] 雷震甲，網(wǎng)絡(luò)工程師教程，清華大學出版社，2014.7.

[2] 王勇，劉曉輝 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成與工程設(shè)計，科學出版社，2011.11.

[3] 易建勛，計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，人民郵電出版社，2011.5.