高校網絡結構的分析研究

雷　鳴，劉毅娟，何　旸，王　奇（華北理工大學冀唐學院，河北　唐山　063300）

高校網絡結構的分析研究

雷鳴，劉毅娟，何旸，王奇
（華北理工大學冀唐學院，河北唐山063300）

摘要：在網絡高速發展的今天，高校信息化建設的程度直接決定了高校的教學、科研水平。服務器虛擬化、大數據傳輸等應用對網絡的傳輸速率、穩定程度提出了更高要求。近年興起的大二層網絡既具有傳統三層網絡的優點，又符合扁平化設計的原則，可以很好地滿足高校的網絡應用。

關鍵詞：網絡;改造;規劃

1　高校網絡的現狀

目前，高校的日常教學、辦公、管理、服務、科研等對網絡的依賴程度不斷增強，不管是網絡硬件故障還是網絡設置故障都可能給高校正常運轉造成重大影響。高校除肩負教學科研任務外，還承擔了重大的社會責任。高校網絡故障可能導致學生的思想、行動有所異動對社會穩定造成隱患。此外，高校網絡的穩定與否成為作為國內外知名學府的考察因素之一。

1.1高速穩定的網絡

校內整個網絡的高速穩定運行是對網絡的最基本需求，網絡設備的物理設計可靠，路由策略等網絡邏輯設計可靠成為其基本保障。同時，網絡必須具備極短的響應時間且能夠長時間不間斷工作。合理的網絡架構和網絡管理方式成為了高校網絡的必需品，一個好的網絡架構和配置鏈接方式能夠極大的保障網絡和穩定性和容災能力，一套合理的網絡線路和設備管理方式能夠主動發現網絡中出現的問題，并及時處理，在故障沒有發生時就將其解決。

1.2多種網絡連接方式

目前，網絡終端移動化、智能化程度越來越高，各種應用向移動終端的傾斜程度也越來越高。高校網絡也應該能夠滿足用戶對移動網絡的需求。移動網絡不應該只作為有線網絡的延伸，因其能夠隨時隨地訪問網絡，具備方便、快捷的特點，還應該成為信息推送等應用不可缺少的平臺?？梢允菇處熃o學生下發通知、布置作業、抽查學習情況等應用更加便捷。

1.3對網絡服務及管理的新需求

在高校校園網總帶寬固定，但用戶數量較以往成翻倍增長，致使頻繁發生網絡出口堵塞狀況，導致關鍵性應用服務穩定性無法保證?？墒歉咝＞W絡慣用管理方式都是寬松式，應對各種網絡應用程序很少限制，這造成大量網絡帶寬不當使用，如網絡視頻、在線音樂、在線購物、網絡游戲等占用大量帶寬，導致網絡堵塞，影像到關鍵性應用服務。

1.4各類應用系統及數據急需整合

在信息化建設初期，各部門根據自己需求建立了各自的信息系統，如教務系統、就業系統、圖書管理系統、機房使用系統、學生信息系統等，但系統之間沒有數據共享，存在信息大量浪費、重復使用，且業務邏輯不統一等問題，讓本該便捷的系統使用起來繁瑣、孤立，無形中人為建立了一道信息屏障，阻礙了信息共享。

總體來說，針對現有問題需要搭建一套統一的信息門戶及數據共享管理平臺，將各應用系統有機結合起來，協同運行，提高工作效率及準確性。

2　高校網絡改造的總體思路

針對當前高校網絡普遍存在的問題和需求，高校網絡改造主要從網絡結構優化、網絡設備管理、網絡流量和行為管理三個方面進行。

2.1網絡結構優化

目前，校園網絡采用核心層、匯聚層、接入層的三層網絡結構，將網絡結構優化成核心層、接入層，從而改善網絡的連通性能。并保證網絡連接的穩定、快速、多樣，盡可能提供較高冗余率，提供容災能力。

與此同時，須在保證實用性的前提下，保證網絡的擴展性、升級性。避免設備性能差、網絡功能弱而影響學校教學發展的風險。

2.2網絡設備管理

網絡設備和線路的管理主要表現在一下兩個方面：

首先，拓撲自動發現。當網絡結構發生變化時能夠對網絡配置、設備性能、網絡故障進行有效提醒、預報，從而有助于網絡故障的識別和定位。

其次，網絡可視化。通過網絡可視化，便于對網絡進行管理，同時也可從不同角度對網絡運行及其變化規律進行研究。

2.3網絡流量和行為管理

網絡行為的管理分為兩方面：一方面是對網絡的管理，一方面是對用戶的管理。

網絡管理就是識別和控制網絡應用保證有效流量通過，限制其他流量，盡量使出口帶寬有效利用。

用戶管理最重要的就是在身份認證、訪問權限控制進行設置，這樣既可以限制對關鍵資源的方位，可能夠防止非法用戶入侵活合法用戶的不慎操作而造成破壞。

2.4改造后網絡選型

傳統三層網絡具有天然瓶頸，核心交換機的性能決定了整個網絡的整體性能。二層網絡符合扁平化設計，不會受某個特定設備的約束。能否將三層網絡和二層網絡的特點結合起來，是下一步網絡改造的關鍵所在。最近興起的大二層網絡既具有三層網絡有效防止環路、網絡震蕩快速收斂的優點，又具有二層網絡扁平化設計的特點，所以高校網絡改造宜采用此種網絡結構。

下面將對大二層網絡的特點進行具體說明。

（1）高效轉發。大二層網絡中的每一個路由網橋都是源節點，到其他節點的最有路線是由最短路徑算法計算得出的。若最短路徑有多條，就能分別分擔負載，利用多路轉發的模式高效利用帶寬。

（2）有效避免環路。大二層網絡可以自己找出分發樹的起始位置，學習其他路由對分發樹的管理模式，并且對他人展示自己分發樹，通過這種模式建立出全網的組播分發樹。利用這個組播分發樹連接所有的節點，轉發單播、多播或組播報文而不會產生環路。

（3）快速收斂。以前的二層網絡的數據報文中不包含TTL字段，而且在網絡不穩定時，不能對產生的樹協議進行快速收斂，嚴重是可能需要幾十秒時間來完成收斂，遠遠不能到達數據中心對可靠性的要求。

3　高校大二層網絡的規劃和設計原則

對高?，F有網絡進行整合，在不投入大量資金的情況下，實現合理的大二層網絡架構；組建的網絡必須具有良好的擴容能力、方便管理的特點；對教育教學具有良好的輔助作用。

第一，遵循實用性為基礎，網絡的應用性為前提，急需的應用優先建設，逐步增加后續應用的原則，充分利用前期投資，建設高性價比的大二層網絡結構。

第二，網絡運行必須具有高可靠性和高容災能力，關鍵部分的設備和線路應該具有冗余備份。如果網絡出現故障，能夠及時切換到備份線路并能及時修復。

第三，采用的技術和設備要既能體現先進水平，又具有良好的實用性，并未以后的擴容留有必要的空間。

將高校的現有網絡資源進行整合，對其充分利用，減少資金投入，避免造成設備、線路等資源的浪費。

參考文獻：

[1]美國訊寶科技推出新型無線網絡交換機[J].電子科技,2004(06).

[2]申燕.網絡交換機原理及選擇[J].長沙通信職業技術學院學報,2006(01).