首页 -> 2008年第3期
校园教育网络系统的构建策略
作者：马文玲
一、校园教学网络的设计原则
根据远程教学系统应用的特点，在具体的网络建设中要遵循以下原则。
实用性：满足各种应用需求，既要有与现有应用及设备的互连，又要保证现有系统在新的网络环境下能照常使用，同时尽可能从经济角度考虑，节约经费。
先进性：采用符合世界网络技术发展趋势的先进技术，能够进行多层交换，从第二层到第七层的数据均具有交换能力，以适应大数据量传输和语音视像多媒体信息传输，适应未来网络技术的发展，同时具有较强的可扩展性，在业界保持技术领先。
安全性：在网络校园教育系统的数据中心内，各部门和各种应用在一个物理网络内，为保证各项业务和不同应用部门的安全性，在网络设计中，通过对端口级别和用户级别的VLAN的划分对各个系统和应用之间应充分隔离，有选择的互访控制，可采用防火墙和过滤技术进行设计，分支机构可采用VPN／防火墙／NAT的技术。同时应该考虑互连网的安全访问和接入，防止黑客入侵、无效访问和广播风暴等。
网络结构的可靠性：在网络设备之间的物理连接上应尽量采用双连接，充分考虑备用线路和备用服务功能，保证连接的可靠性，同时应考虑到服务器的负载均衡，核心交换设备具有DNS代理功能，根据远程教学的特点，网络设备应支持主要流媒体协议。
网络设备的可靠性：网络设备应有较好的容错特性及热备份，尽可能避免单点故障。关键核心设备应考虑热备份和充分考虑硬件备件。同时充分考虑实际情况，在系统总体设计上注意系统的易维护性，降低维护难度和维护成本。
开放性与互连性：为了能够与现有的和未来的网络系统互连与集成，能与国家公网及国际网络互连，网络系统要有良好的开放性与互连能力。尽可能采用国际通行标准或行业标准。为今后网络的外部连接问题留有接口和安全保证。
全面的网络管理：网络系统需要全面的网络管理。包括设备管理、端口管理、VLAN的灵活划分及管理。因此，通过网管工作站监测整个网络的运行状况，合理分配网络资源，动态配置网络负载、迅速确定网络故障位置，具有流量管理和系统管理功能，方便管理员操作。
二、校园教学网络的设计思想
根据当前计算机网络技术的发展潮流，结合对远程教学系统应用的需求，系统设计的思想是：在满足现有的应用和将来发展的前提下，采用网络技术发展主流，且易于管理、升级的具有负载均衡能力的交换式网络技术，采用当前广泛应用的开放式网络平台。选用事实的工业标准TCPAP协议作为全网的标准互连协议，进行层次化的管理。广域网的网络结构要求采用集中分布式处理模式，统一规划，构造一个功能完善、安全可靠、扩展性强的网络系统。
三、网络拓扑结构
以下以某校园教育网络系统为例，整个网络结构包括据中心局域网、办公网2个部分。整个校园教育系统网络结构是一个典型的星型结构，核心交换机可以选用F5公司的BIGIP 6400产品。接人层或分布层交换机为原来校园教育Cisco Catalyst 3548交换机，BIGIP 6400交换机接入设备为下一级交换机、核心的服务器以及网络中心，接入层或分布层交换机连接办公网。
1．办公局域网
办公局域网是整个校园教育网络的一个部分，是主要应用系统的网络，它的安全控制和VLAN的管理均通过核心服务器来完成，在接入层交换机Catalyst3548 VLAN的管理中，我们既可以采用端口划分也采用IP来划分，这要看今后的具体实施规划。我们推荐校园教育按照部门来划分VLAN，这样容易管理和维护。办公网交换机与核心交换之间VLAN的通讯协议：802.1q。
2．网络设置与安全
在校园教育VLAN划分中，可以根据部门职能将办公区和服务器划分不同的VLAN，把各部门的应用有效地隔离开。对机房管理人员，可以划分一个特殊级别的VLAN，同时通过IP地址的访问列表控制，使其能在服务区和办公区对全网进行有效的管理。
四、负载均衡技术
校园教育WEB服务器通过防火墙挂在Internet上，远程教学业务量的发展都超出了预先的估计，同时新的应用层出不穷，尤其是网络的核心部分。其数据流量和计算强度之大，使得单一设备根本无法承担。因此校园教育本次项目中要求对负载均衡交换机进行采购，通过硬件的方式来分配服务器之间的合理业务量，使之不致于出现一台服务器过忙、而别的设备却未充分发挥处理能力的情况。
对校园教育负载均衡应用，可以从网络的不同层次人手，具体情况要看对网络瓶颈所在之处的具体分析，大体上不外乎从传输链路聚合、采用更高层网络交换技术和设置服务器集群策略三个角度实现。
1．传输链路聚合
根据远程教学的特点，为了支持与日俱增的高带宽应用，越来越多的PC机和服务器使用更加快速的链路连入网络，而网络中的业务量分布是不平衡的，核心高、接入低，关键部门高、一般部门低。伴随计算机处理能力的大幅度提高，对多工作组局域网的处理能力有了更高的要求。当校园教育内部对高带宽应用需求不断增大时(例如Web访问、文档传输及内部网连接)，局域网核心部位的数据接口将产生瓶颈问题，瓶颈延长了客户应用请求的响应时间。并且局域网具有分散特性，网络本身并没有针对服务器的保护措施，一个无意的动作(像一脚踢掉网线的插头)就会让服务器与网络断开。
通常，解决瓶颈问题采用的对策是提高服务器链路的容量，使其超出目前的需求。例如可以由以前快速以太网升级到千兆以太网。对于校园教育来说，采用升级技术是一种长远的、有前景的解决方案。然而当使用网络升级(100M升级到1000M)还是不能满足现有的应用时，链路聚合技术为消除传输链路上的瓶颈与不安全因素提供了成本低廉的解决方案。链路聚合技术，将多个线路的传输容量融合成一个单一的逻辑连接。利用双网卡的千兆来传输数据，实现负载均衡。链路聚合系统增加了网络的复杂性，但也提高了网络的可靠性，可以在服务器等关键LAN段的线路上采用冗余路由。
2．更高层交换
一般的网络都是由大量专用技术设备组成的，如包括防火墙、路由器、第2层，3层交换机、负载均衡设备、缓冲服务器和Web服务器等。如何将这些技术设备有机地组合在一起，是一个直接影响到网络性能的
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