動態(tài)路由在多校區(qū)校園網(wǎng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

李晉峰

（長治職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046011）

1 網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計

現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通常采用星型結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適用于同一樓層，占地面積較小，傳輸速率很大。通常情況下，參與組網(wǎng)的設(shè)備連接交換機(jī)或集線器進(jìn)行數(shù)據(jù)流通。星型結(jié)構(gòu)具有操作簡單，擴(kuò)展能力較高，投入成本不多，方便進(jìn)行共同管理的優(yōu)點(diǎn)。校園網(wǎng)分布廣泛，在分層布線時一般選擇樹形結(jié)構(gòu)，每一層的交換機(jī)及集線器在本樓出口進(jìn)行連接。

如果是進(jìn)行大學(xué)校園的校園網(wǎng)設(shè)計，通常采用三層結(jié)構(gòu)，連接多個校區(qū)的高速主干。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇時要考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的整體性和時效性，提升網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。可以選用動態(tài)路由作為多校區(qū)校園網(wǎng)的主要路徑，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求，選擇合適的設(shè)計模式。

進(jìn)行校園網(wǎng)的框架設(shè)計要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)需求調(diào)查，明確學(xué)校的整體規(guī)模和教學(xué)性質(zhì)，根據(jù)工作要求，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行學(xué)校信息設(shè)施的有效建設(shè)。分析校園網(wǎng)絡(luò)的具體需求，明確校園網(wǎng)的服務(wù)條件和具體類型，根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)定建設(shè)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)校區(qū)域的分布情況，進(jìn)行校園網(wǎng)絡(luò)的分析規(guī)劃，也考慮不同校區(qū)之間的聯(lián)系情況，選擇合適方案。

通常來說，分校區(qū)間均采用以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兼容能力較強(qiáng)，方便進(jìn)行操作。大學(xué)校園需要應(yīng)用各種信息化設(shè)備開展教學(xué)活動，比如遠(yuǎn)程聽課，視頻聽課等多媒體應(yīng)用，要提升校園網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸效率。采用萬兆路由交換機(jī)作為工作設(shè)備，同時應(yīng)用三層交換機(jī)，提升校園網(wǎng)絡(luò)的信息條件，提供質(zhì)量更高的多媒體教學(xué)服務(wù)。如果信息覆蓋面積在幾十千米范圍內(nèi)，可采用SDH 信息技術(shù)，投入成本要有所增加，價格較為昂貴，但工作質(zhì)量更好。高速路由器有較好的隔離作用，但在校園網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用效率不高。

校園網(wǎng)絡(luò)從核心區(qū)域獲得了有限的IP 地址，可提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有限，只能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布或者科學(xué)研究工作。專用網(wǎng)址可以實(shí)現(xiàn) IP 地址之間的信息交互，可以構(gòu)成校園網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用主體。但和其他大學(xué)之間的信息交流不同，這是萬不得已的應(yīng)用模式，從這一角度來說，也可以有效減少網(wǎng)絡(luò)黑客的打擾，提升校園網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

2 校園網(wǎng)設(shè)計原則

2.1 先進(jìn)性原則

現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)具有先進(jìn)性，這也是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用原則。現(xiàn)今的信息技術(shù)可以支持多媒體信息的有效傳輸，基于路由網(wǎng)絡(luò)的信息化技術(shù)，也能保證網(wǎng)絡(luò)信息的基本交互，實(shí)現(xiàn)有效的信號傳輸。

2.2 開放性原則

開放式的校園網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)國際化標(biāo)準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議下的技術(shù)接口，實(shí)現(xiàn)開放式的兼容工作，能夠為多種操作系統(tǒng)提供互相連接的技術(shù)支持。

2.3 可管理性原則

進(jìn)行校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作時，網(wǎng)絡(luò)管理是非常重要的應(yīng)用工作。要做好網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效管理，提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用效率，及時診斷網(wǎng)絡(luò)故障，方便進(jìn)行更為全面的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2.4 安全性原則

網(wǎng)絡(luò)信息安全是當(dāng)下最受人們關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)問題。確保經(jīng)過實(shí)際授權(quán)，才能通過校園網(wǎng)絡(luò)獲取安全信息，要保證信息傳輸?shù)陌踩院秃侠硇裕_保每一個傳輸環(huán)節(jié)的安全，以免個人信息的無端泄露。

2.5 靈活性原則

在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，也要考慮到未來應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會因各種因素而改變，如果某個工作設(shè)備出現(xiàn)變化，要進(jìn)行某些設(shè)備的更新升級，再或者移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這都需要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有足夠的靈活性，根據(jù)變化情況，進(jìn)行合理調(diào)整，滿足工作需要。

2.6 穩(wěn)定性原則

穩(wěn)定性是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最重要的性能。在校園網(wǎng)中，出現(xiàn)故障問題或傳輸問題，穩(wěn)定性較高的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以排除該故障對整體網(wǎng)絡(luò)的不良影響，同時也能有效隔離問題故障，進(jìn)行有效的故障排查，改善故障問題。

2.7 高帶寬原則

校園網(wǎng)絡(luò)情況特殊，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各項性能要求較高。在進(jìn)行應(yīng)用的過程中，要求網(wǎng)絡(luò)速率達(dá)到傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)速率的1.5倍以上。為了提升多媒體數(shù)據(jù)的傳輸效率，進(jìn)而滿足校園網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要求，要提升技術(shù)應(yīng)用效率。為了提升全員網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展能力，促進(jìn)多媒體應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用高寬帶的信息技術(shù)，改善校園網(wǎng)絡(luò)的整體性能，實(shí)現(xiàn)更為全面的信息傳輸工作，滿足多校區(qū)校園網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要求。

3 動態(tài)路由協(xié)議的應(yīng)用

3.1 選用動態(tài)路由協(xié)議的原因

靜態(tài)路由協(xié)議的維護(hù)工作要求高，難以應(yīng)用在多校區(qū)校園網(wǎng)中。若應(yīng)用靜態(tài)路由協(xié)議，某個校區(qū)間的信息線路出現(xiàn)問題，只能通過人工接線的方式進(jìn)行線路改變，但利用動態(tài)路由協(xié)議，可以在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動化的路由選擇。

動態(tài)路由協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有靈活性，兼容能力強(qiáng)，可靠性高的特點(diǎn)。可根據(jù)具體要求選擇合適的路由技術(shù)，也可考慮現(xiàn)有的設(shè)備情況，選擇可支持的動態(tài)路由協(xié)議。除此之外，根據(jù)學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)情況，可以了解到，OSPF 協(xié)議作為一種鏈路狀態(tài)協(xié)議，有更強(qiáng)的信號運(yùn)輸能力，兼容性較強(qiáng)，工作狀態(tài)更為穩(wěn)定，工作層次清晰分明。應(yīng)用這種動態(tài)路由協(xié)議，可以在較快時間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)不同校區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)連接。除此之外，某一校區(qū)中的連接線路出現(xiàn)問題，或者路由交換機(jī)出現(xiàn)故障，可根據(jù)實(shí)際需要，實(shí)現(xiàn)自動化路由選擇。

3.2 動態(tài)路由OSPF 的設(shè)置實(shí)現(xiàn)

假設(shè)大學(xué)校園共有東、西、北三個校區(qū)，其校園網(wǎng)絡(luò)也由這三個校區(qū)共同組成。每個校區(qū)都有具有不同職能的辦公樓和宿舍樓，各校區(qū)的校園網(wǎng)都以星型結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)模式為千兆交換式以太網(wǎng)。具體分析可以了解到，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為三個層面，核心層為主要結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)整體校園網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換工作，作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的技術(shù)核心，起著重要的管理作用。這個核心層也就是動態(tài)路由協(xié)議的骨干核心。核心層主要負(fù)責(zé)進(jìn)行動態(tài)路由區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)交換工作，核心層由四臺路由器共同組織工作。其中，第一臺負(fù)責(zé)學(xué)校東部的信息交換，第二臺負(fù)責(zé)學(xué)校西部的信息交換，第三臺負(fù)責(zé)圖書館信息交換，第四臺負(fù)責(zé)學(xué)校北部的信息交換。

核心層中的四臺路由交換機(jī)都應(yīng)用動態(tài)路由協(xié)議，也就是OSPF 協(xié)議，主要進(jìn)行整體校區(qū)間的路由信息交換工作。在校園網(wǎng)絡(luò)的邊界地帶，應(yīng)用靜態(tài)路由協(xié)議和界外互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)有效連接。如果某臺路由交換機(jī)出現(xiàn)故障，也會造成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變，可以應(yīng)用動態(tài)路由協(xié)議的靈活性特點(diǎn)，進(jìn)行路由信息的自動化調(diào)整，確保校區(qū)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通暢。其他兩層分別為匯集層和接入層，匯集層屬于核心層到接入層的過渡，利用VLAN 和VLSM 技術(shù)，通過三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)有效連接。根據(jù)校園網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點(diǎn)，再根據(jù)校區(qū)分布情況，合理劃分IP 地址，應(yīng)用合適的VLAN 技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的接入層，則作為最后的信號傳輸環(huán)節(jié)，通過接入層，路由信號接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，利用二層交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)路由信號的合理分配。

表1 實(shí)驗樓IP地址分配表

3.3 動態(tài)路由實(shí)現(xiàn)的測試

采用動態(tài)路由協(xié)議OSPF 后，實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)部的信息溝通，可以實(shí)現(xiàn)整個校園區(qū)域內(nèi)的自動化連接。不再進(jìn)行人工干預(yù)，只要借助動態(tài)路由，就可以完成自動化尋找。有四臺交換機(jī)可以共同工作，也可以選擇任何一條線路，不會影響到其他校園網(wǎng)絡(luò)之間的信息溝通。

4 結(jié)束語

總體來看，校園網(wǎng)已經(jīng)成為多校區(qū)高校信息化建設(shè)的技術(shù)設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)和現(xiàn)代化科研的技術(shù)支持，也是評價學(xué)校教學(xué)水平的重要設(shè)施。在實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)規(guī)劃中，分類分析校園網(wǎng)需求以及校園特點(diǎn)，正確選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可應(yīng)用恰當(dāng)?shù)膭討B(tài)路由協(xié)議，保證校園網(wǎng)的高效性。不僅實(shí)現(xiàn)了教學(xué)的信息化支持，還提供了可靠的信息網(wǎng)絡(luò)平臺，保證基本教學(xué)和科研工作的有力進(jìn)行，技術(shù)人員應(yīng)積極進(jìn)行動態(tài)路由網(wǎng)絡(luò)的研究工作，提升應(yīng)用效率。