关于校园网建设的一些看法和建议

关于校园网建设的一些看法和建议 王海涛 郑少仁 （解放军理工大学通信工程学院，南京 210016） 摘要 本文介绍了校园网的特点和功能，讨论了组建校园网的方法和原则，并针对校园网建设中存 在的问题给出了自己的一些看法和建议。 关键词 校园网；异步转移模式；千兆以太网 1 前言 随着计算机网络技术的不断发展，网络设备价格的不断下降以及国家对教育的投入不断增加， 我国校园网的建设发展迅速。目前全国将近有 1000 所高校已经组建了校园网。但是许多已建成的 校园网结构并不合理，规模和应用也不完善，使得校园网的功能没有得到充分的发挥。今后一段 时期还将有很多高校和部分中学准备建设校园网，如何组建合理高效的校园网成为迫切需要解决 的一项课题。本文主要讨论校园网的设计原则、设备选型以及具体实施中的一些相关问题。 2 校园网的概念和功能 组建校园网，就是建设一个基本能覆盖整个校园范围的计算机网络，将学校内的计算机、服 务器和其他终端设备连接在一起，并通过某种网络接口连接到广域网。校园网不仅要使分布在不 同地理位置的网络节点互连互通组成一个统一的网络，更为重要的是要将学校的各种信息资源有 序高效的组织起来，以满足学校教学、科研、管理和信息交流等方面的需求。 具体来讲，目前校园网主要提供下几种功能： （1） 电子邮件系统：主要用于业务联系、开展技术合作和学术交流活动。 （2） 文件传输：主要是利用 FTP 服务来获取科技资料和技术文档。 （3） Internet 服务：利用学校的网站进行宣传，提供各类信息咨询服务并协助进行学校 内部的管理，例如发布通知等。 （4） 建设电子图书馆和组建大型分布数据库系统。 （5） 开展多媒体教学和远程教学以及召开视频会议等。 3 校园网的组建要求和设计原则 3.1 组建要求 校园网覆盖整个校区，在网络性能上应该考虑以下几项要求： （1） 数据处理、通信处理能力强，响应速度快。 （2） 网络运行的安全性、可靠性高。 （3） 网络能够容易得进行扩容、升级和管理。 （4） 主干网的带宽要高，可以支持多媒体等视频业务的开展和满足数据流量不断增长的要求。 3.2 设计原则 此外，在校园网建设的具体实施中需要注意的设计原则包括： （1） 坚持开放型，采用国际标准和通用标准。 （2） 尽量采用先进、成熟的组网技术。 （3） 强调实用性、并尽可能达到性能价格比最优。 （4） 统一规划、分布实施。 4 校园网的建设内容 校园网的建设包括网络集成建设（硬件建设）与信息资源建设（软件建设）两大部分。 4.1 网络集成建设 网络集成建设主要包括主干网、分支网、远程终端以及和广域网的接口四个部分的组建。其 中主干网负责将校园网交换中心与各分支网和远程终端连接起来，它由通信线路和网络连接设备 组成，是校园网进行信息交换的枢纽。分支网是校园的主要构成部分，由机关、教研室等单位所 在的建筑物内的计算机群组成。远程终端则是一种为特殊用户服务的入网形式，它主要是为了解 决校园内零散用户及分散的远距离分支网的入网问题。它可以采用公共电话线，通过调制解调器 入网，以电话拔号的方式访问网上资源。和广域网的接口部分是指校园网交换中心经过路由器， 利用公共通信线路，实现学校内部与外部广域网的网际互接。 网络集成建设中可以考虑采用以下两种方法：一是尽量采用模块化设计，这样在具体实施网络建 设中可以根据需要灵活地添加和去除相应的模块，从而使网络的升级和维护变得非常方便，同时 某些模块出现的故障一般不会影响整个网络的正常运行；二是网络尽量采用层次化体系结构，确 保主干网和各个分支子网层次分明，功能明确。 4.2 信息资源建设 信息资源建设是校园网建设的重要组成部分，应给与高度的重视。信息资源建设应以校园网 的硬件环境为依托，以各种应用系统为手段，以学校现有的信息资源为基础，以资源的共享化、 标准化、电子化为目标，实现数据的分布式存储、协同处理和共享。因此必须有计划地将无序的、 分散的信息，转化为有序的、标准的电子化信息，形成信息资源数据库体系，从而使建成的校园 网真正发挥效能。 信息资源建设具体可分为内部信息资源建设和外部信息资源建设。前者是指封闭在校园内部 的各类信息资源的建设，包括校园办公系统、内部主页、多媒体教室、电子图书馆系统和内部信 息服务系统等；外部信息资源建设是指学校与外部交流的信息资源的建设，包括外部主页、电子 邮件、远程教学等。 5 校园网的建设方案 网络技术选型是实现校园网建设目标的核心环节。首先要依据学校各项应用的实际需 要，并把当前的需要与未来一定时期的发展结合起来；其次，要充分了解各种网络的特点、 性能和价格；第三，要考虑学校能够投入的资金及现有的设备、局域网和其他资源情况， 进行综合分析，确定符合要求的性能价格比高的网络方案。 5.1 主干网络的设计 目前可以选用的主干网结构主要包括以下几种： （1） FDDI：FDDI 是一种光纤环网，采用令牌传递多址接入技术，数据传输速率是 100bps。FDDI 的优势在于冗余性强，容错性好，缺点在于设备相对比较昂贵，并且对于 校园网而言连接相对比较复杂。 （2） ATM：ATM 网络主干体系由 ATM 交换机互连构成。由于 ATM 设备价格比较高，限制了 其在校园网内的使用，但是 ATM 具有的能够支持传输质量控制和开展多媒体业务等优势， 使它在不少场合仍得到应用。 （3） 千兆以太网：千兆交换式以太网能够为每个端口提供 1G 的带宽，可以满足校园主干 网的需要。它具有较高的性能价格比，并且已经获得业界广泛的支持，同时它具有良好的 互操作性，并具有向后兼容性；可以从现有的传统以太网方便、平滑地升级到千兆以太网。 （4）快速以太网：快速以太网可以支持 100bps 的传输速率，其标准是 IEEE802.3V。它 可以支持多种电缆类型，具有良好的兼容性，移植非常容易。并且它采用星形结构，可以 比较容易地向 ATM 过渡。它也具有较高的性能价格比，并且已经获得业界广泛的支持， 综合考虑网络的兼容性、先进性、开放性以及升级方便和价格等因素，我们认为可以根据 校园网的规模优先考虑选择千兆以太网或快速以太网作为校园主干网的结构。 5.2 网络中心的设计 网络中心有中心交换机、服务器群、路由器以及 Modem 等设备构成，这些设备一般以 中心交换机为中心，以星型拓扑结构通过无屏蔽双绞线连接在一起。中心交换机的选用与 网络的规模紧密相关，网络的规模较小并对带宽需求不大时，可以选用不具备三层交换功 能的能够提供百兆光纤接口的中低档交换机，但是考虑到网络的升级和扩容，应尽量选择 带有千兆口的中档交换机。当网络规模较大时，应该选用具备三层交换功能、能够划分 VLAN 的带有千兆光纤接口的中高档交换机。此外选用的中心交换机应该具有丰富的接口、 完善的网管功能和较强的适应能力。路由器和 Modem 也应根据校园网需要提供的服用和应 用加以选择，这里不再赘述。 5.3 分支子网的设计 分支子网的设计应根据不同子网的性质，提供的功能选用相应的网络设备。 （1） 办公子网：办公子网应能够适应管理机构网上办公的要求，主要完成数据生成、修 改、查询以及进行人员资料和课程管理等工作。办公子网与网络中心的信息通常较多，每 天都要处理大量的数据，可以根据网络规模选用带有一个千兆光纤模块或百兆光纤模块的 交换机。当交换机不带光纤模块时需要通过光纤双绞线转换器配合使用。办公子网中各 子系统内的微机可以通过集线器进行联网，集线器的选择可以根据连网微机的数目选用堆 叠式集线器或普通集线器。 （2） 多媒体教学子网：考虑到多媒体教学子网需要传输大量的视频和音频数据，不宜选 用共享式的集线器，推荐使用端口数目较多的交换机作为主要设备。只有在用户数目比较 少并且对信号质量要求不高时，可以适当使用一些集线器。并且条件好的学校，为了易于 管理可以在每个多媒体教室设置一台服务器。 （3） 图书馆子网：该子网的功能主要是进行文献检索、电子阅读和资源共享，由于图书、 文献等多以文本方式出现，数据量不大，可以采用普通集线器作为网络节点。图书馆子网 需要设置数据库服务器作为数据存储和管理系统。鉴于图书馆与网络中心的数据量一般不 大，可以采用带有百兆口的交换机。 （4） 宿舍子网：校园内的宿舍一般分布范围较广，但可以将位置较近的几栋宿舍楼连成 一个宿舍群。考虑到每个宿舍群的房间数目较多，需要的端口数目较多，如果采用交换机 成本将很高，同时考虑到宿舍子网主要用于各个宿舍楼之间的连网，与外界的数据量不大， 所以主要采用集线器，适当可以采用少量交换机。 总上所述，中心交换机作为网络数据交换的中心，直接关系到网络的整体性能，因此中心 交换机的选择应主要考虑性能、功能和可扩展性。二级交换机用于连接中心交换机和各个 网络节点，它的选择应主要根据应用需求，兼顾价格和性能。网络节点用于连接各种终端 设备，应根据应用需求选择适当的交换机或集线器。 6 其他应注意的问题 （1）网络设备选择：根据技术方案选择网络设备，首先要符合国内、国际联网标准； 其次要能支持多种网络协议，如 IP、IPX 等，具有良好的可靠性、可扩充性和可管理性； 第三，价格在预算范围内，有良好的性能价格比；第四，应选择信誉高并有良好售后服务 的网络公司的优质产品。 （2）布线系统设计：根据网络技术选型进行布线设计，首先应符合国际开放式布线标 准，并与学校现有楼宇改造布线特点相结合；其次网络整体布线结构应该合理，要有足够 的冗余，以便于网络扩展。 （3）网络操作系统的选择：网络操作系统的选择，一是系统要支持国际标准；二是支 持多种硬件平台；三是支持多处理机和多种网络协议；四是稳定可靠；五是有广泛的应用 程序支持。目前可供选择的操作系统包括 Unix、NetWare、WindowsNT、SunSolaris 等。 （4）系统集成商的选择：与技术和设备选型相适应的一项重要工作是系统集成商的选 择。系统集成商应有雄厚的技术力量；有丰富的网络集成实际经验，有较多的承揽大型网 络工程的成功范例；在业界有较高的商业信誉和售后服务质量；地理位置尽量靠近，具有 快速的响应和解决问题能力；能够提供全面系统的技术培训。 7 结论 校园网的建设需要考虑的因素很多，不但涉及许多技术问题，而且包括网络设施、应 用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成份的综合化以及信息化教学环境系统的 建设。我们在实施校园建设中，需要做好调查研究、统筹规划、合理设计和精心组织，只 有这样才能组建一个性能可靠技术先进、功能丰富的校园网系统。 参 考 文 献 1 Priscilla Oppenheimer.Top-Down Network Design. Cisco Press,1999 2 张奕. 千兆以太网技术在校园网中的应用.电子工程师，2000，26（4）：10-12 3 虞和洵.校园网的建设与管理.南京：东南大学出版社，1997 4 张桢松，邵军力. 校园网计费系统的设计与实现. 军事通信技术，1999,20（2）：46-50 Some Opinions and Advice on the Construction of Campus Network Wang Haitao Zhang Xueping Zheng Shaoren (Institute of Communication Engineering , PLAUST, Nanjing 210016) Abstract This paper introduces