網絡規劃設計在校園網建設過程中的應用研究

沙吉俊

（畢節職業技術學院電子信息工程系，551700）

網絡規劃設計在校園網建設過程中的應用研究

沙吉俊

（畢節職業技術學院電子信息工程系，551700）

網絡規劃明確了工程建設的目標，用戶的需求和各種業務需求，因此，網絡工程能否達到預期的效果，前期的網絡規劃工作很重要，本文以畢節職業技術學院新校區網絡建設為例，對此進行闡述。

網絡規劃；需求分析；邏輯網絡設計

0　引言

傳統校園日常管理過程中的弊端逐漸顯現，管理難度加大，管理效率低下。在現代校園日常管理過程中，需要處理大量的教學信息，要高效、便捷管理好教學過程中產生的各種業務信息，就要建立適應自身管理的校園網絡系統和平臺，推進“互聯網+”在職業教育中發展，成為解決職業教育創新發展的方式。如何建立好適應自身發展的網絡，規范的網絡工程的建設是關鍵。

1　需求分析

1.1網絡需求的必要性

需求分析是用來獲取網絡系統需求和業務需求的方法，是網絡工程建設的基礎，也是工程建設的關鍵階段。該階段為網絡設計提供以下一些設計依據：

1）通過分析，能夠充分了解現有的網絡體系結構。了解現有網絡情況和體系結構，是網絡設計者在做需求分析時應該了解的關鍵點之一，現有網絡的連接方式，現有網絡的技術，現有網絡的連接設備以及傳輸方式等。

2）能夠為網絡設計人員提供交互功能。

3）提供網絡移值功能

4）提供網絡用戶資源

2.2網絡項目的基本情況

畢節職業技術學院新校區網絡建設開始于2015年，現有各類在校學生6000多人，教職工300多人，是集中、高職為一體的綜合高職院校。新校區占地接近600畝，建設一期有13幢樓，建筑分布如圖一所示。全院主要有教學系部7個，分別是醫學護理系、教育科學系、農業工程系、旅游系、財政經濟系、電子信息工程系、工礦建筑系。經過勘查確定，中心機房位置建在圖文信息中心三樓。要求網絡能夠滿足行政辦公、教學管理、后勤服務、一卡通等服務功能。

2.3校園網絡基本業務

學校的主要業務是教學，教學工作是核心業務，圍繞教學工作來進行業務分析，學生管理、教學服務、教學管理、行政管理、后勤保障、考勤管理、校園監控等。通過走訪和調查了解現有校園網絡中主要的信息系統有Web服務器、教務系統、精品課程系統、監控系統、數字化校園一卡通、辦公OA系統等。涉及用戶主要有三類，學生、教師、行政后勤人員。根據原有信息系統的情況，主要選擇的服務器是機架式服務器。操作系統選用微軟系列的網絡操作系統，這樣選擇的目的主要是因為信息管理中心的工作人員對Windows 系列的操作系統比較熟悉，以后系統的升級和維護起來相對比較方便。教務系統的后臺數據庫采用MSQL，從用戶數量和安全性能夠達到要求。

圖一：校園建筑分布圖

2.4需求調研

需求調研是在需求分析過程中通過現場勘查、走訪主要領導人、問卷調查等手段對用戶的業務、信息點數、規模、網絡性能等信息進行了解，以更設計出讓用戶滿意的網絡。通過走訪和發放調查問卷、觀察和集中訪談等方式，收集到以下相關需求信息數據。

1）建設群分布情況和周邊的地理環境，具體情況見圖一。

2）A1、A2、A3、A4、每幢樓有教室、實訓室77間。其中A1有30臺主機的機房一個，A4有機房11目前有主機600余臺。D幢行政辦公樓有房間108間，A5幢有60臺主機機房一個，除A4和D幢行政樓主機比較多以外，目前每幢建筑1個C類網絡就能夠滿足用戶需求。

3）學生宿舍目前有3幢，每幢有近300多個房間，共1000多個房間，需要的信息點比較多，但是由于規劃時建筑比較集中，工程相對簡單。

4）應該建立整個校園的無線網絡全覆蓋、需要布置無線接入點。

3　網絡規劃設計

網絡設計是在需求分析的基礎上，通過網絡設計人員對需求文檔的分析，在滿足用戶各種業務需求的基礎上進行網絡工程的設計，主要包括邏輯網絡設計、物理網絡設計和應用系統設計。

在網絡的設計過程中，一般采用自底向上的分層結構設計。在大中型網絡的結構設計中，一般都采用三層結構設計，分別為核心層、匯聚層和接入層。分層設計的優點是每一層有獨立的功能特性，便于將復雜問題簡單化。核心層是網絡的高速主干，主要連接共享服務器和各幢建筑的配線間設備，一般采用高性能的三層交換機來完成，由于核心層設備對整個網絡的性能起到關鍵作用，因此要求核心層具有高可靠性、高效性、冗余性、容錯性、可管理性、低延時性等特點，完成高速的數據轉發，因此采用高帶寬千兆以上連接。

匯聚層位于核心層和接入層的分界點，主要任務提供流量控、安全以及路由相關策略配置，將來自不同樓層配線間的線路接入到核心層前先進行匯聚，設備主要位于建筑群配線間的交換設備，實現路由匯聚功能，將來自各個樓層配線間設備的數據在接入核心層前先匯聚再轉發核心層的設備，有助于減輕核心層設備負荷的壓力。

接入層面向用戶的終端連接，主要完成用戶計算機接入網絡功能，交換機具有低成本和高端口密度的特性，由于要實現無線接入點的接入，因此要能夠實現一些本地的用戶管理功能和地址認證、用戶認證和計費管理的功能。

3.1層次化設計的原則

為了保證網絡設計能夠層次化分明，功能獨立，因此網絡設計應遵循以下原則：

1）設計時應該盡量控制層次化程度，一般最多三層為宜，既核心層、匯聚層、接入層，過多的層次會導致網絡的整體性能下降，提高網絡的時間延遲，導致網絡響應時間變長。

2）保證網絡的層次性，不得在網絡的設計過程中隨意加入不相鄰層次之間的連接，這種連接會打破網絡的層次性，導致網絡控制的不可控性。

3）在網絡設計時，應該首先對接入層進行設計，根據負載、流量行為等參數進行分析，然后對匯聚層的容量來進行規劃，依次再完成核心層的設計。

3.2邏輯網絡設計

在完成網絡工程的需求分析以后，就要以進行邏輯網絡的設計，邏輯網絡設計的主要任就是完成下面工作：

1）確定網絡的拓撲結構

拓撲結構指的是把網絡的主機（或設備）抽象成一個點，把連接設備的通信線路看成是一條線，這樣由點和線組成的幾何圖形就是網絡的拓撲結構，網絡的拓撲與建筑的分布和傳輸距離有關。

2）網絡的分層

根據網絡規模的大小，確定分層的結構，當網絡規模比較大時，一般分為三層，核心層、匯聚層、接入層，而網絡規模比較小時可以根據實際情況減少相應的層次。分層設計有助于分配網絡的帶寬，根據我校的規模，設計成三層結構比較適合，信息中心設計成為核心層，核心層用H3C S7500E系列高端多業務路由交換機為核心層的設備，考慮到該系列交換機具有以下特性：

（1）豐富的業務，適應融合業務網絡發展趨勢（如IRF2（第二代智能彈性架構—橫向虛擬化）、IRF3：（第三代智能彈性架構—縱向虛擬化）、全面的MPLS、VPLS業務能力、高性能IPv4/IPv6業務能力、有線無線一體化，有源無源一體化等）

（2）全方位的安全保障，抵御多種網絡安全威脅

核心層采用兩臺H3C S7500E作為核心設備互為備份和均衡負載。信息中心到各幢建筑采用四芯多模光纖進行連接，采用四芯光纖布線考慮網絡流量可以達千兆以上，一根傳輸監控視頻，另一根傳輸入網絡數據，同時線路都有冗余，當有線路出現故障時可以更換。

3）IP地址的規劃

在邏輯網絡設計中，主任務是完成地址的規劃，根據網絡的規模和我校的實際情況，我們采用A類地址來進行規劃，用10+樓幢號+層數+主機的命名形式，（如A4四樓主機命名10.4.4.X），采用這種命名形式，便于以后對網絡設備故障時進行定位，同時也便于管理，具體的IP地址的規劃見圖二。在每幢樓層根據實際情況劃分相應的VLAN數目，采用DHCP自動獲取IP地址，減輕網絡管理員設置IP地址的工作量，VLAN的劃分避免過多的主機通信產生網絡風暴。匯聚層采用H3C LS-3600V2-28TP-SI交換機作為接入設備。接入層采用H3C E552交換機作為接入層的設備，為了避免監控流量數據過大影響網絡數據的傳輸，在設計時把監控視頻和網絡數據分隔開來，采用兩套網絡進行數據傳輸。

4　結束語

在該項目的實施過程中，網絡連接設備的選擇選用H3C是根據成本和性能來考慮，選用同一產家的設備，便于設備間的兼容和管理，也便于選用網絡管理平臺，網絡產品的選擇能夠滿足現有用戶對網絡的需求且具有一定的先進性（如虛擬化和具有IPv4/IPv6業務能力等），目前完成網絡的使用過程中，沒有出現因為設計上的缺陷造成的問題，能夠滿足我校現有網絡的業務需求。核心層采用萬兆連接，主干用千兆，百兆接入到桌面，這種規劃能夠目前大多數網絡工程。

Research on application of network planning and design in the process of building the campus network

Sha Jijun
（Bijie Vocational and Technical College of Electronic Information Engineering，551700）

Network construction plan clear goals， user needs and business needs，therefore，It can achieve the desired network engineering the effect，the early network planning is very important.Which will be explained as Bijie Vocational and Technical College new campus network construction for example.

network planning；needs analysis；logical network design

圖二畢節職業技術學院校園網絡規劃設計拓撲圖

畢節職業技術學院2014科研項目，項目編號：院科2014005

［1］李銀玲，網絡工程規劃與設計［M］.北京：人民郵電出版社，2012.7.

［2］ 楊麗媛，李嘉偉，黃戈文，地方高校數字校園網絡規劃設計［J］.嘉應學院學報，2015.7.（33）：79-84

沙吉俊 （1976年——）男，貴州赫章人，副教授、工程碩士學位，從事計算機應用和網絡應用研究。