大连理工大学高速宽带多媒体校园网解决方案[上]

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　　为了迎接汹涌澎湃的网络教育浪潮的挑战，适应新世纪发展的需求，推进大连理工大学信息化进程，建立一个高带宽、高速率的数字化校园网络，为全校师生用户提供数据运载服务及信息服务，大连理工大学采用美国Enterasys公司的先进的网络解决方案，建设覆盖全校的新一代信息通信网络，形成提供各种信息服务的信息高速公路。
　　大连理工大学坐落在风光秀丽的海滨城市--大连市，是教育部直属的全国重点大学。校园依山傍海，绿树成荫。校区分两部分，校本部位于大连市西南郊凌水河，化工学院、成人教育学院等位于市中心一二九街。
　　目前，大连理工大学各类在校学生共25000多人，其中研究生7100多人（含博士生1080人），本科生13000多人。学校现有教职工3197人。学校设有研究生院和14个学院，32个系（部）。学校占地168.5公顷，建筑面积75.7万余平方米。围绕教学、科研两中心工作，学校广泛建立与开展对外交流与合作，现与20多个城市、50多个大中型企业及20多个国家和地区的85所大学和研究机构建立了稳定的交流与合作关系。
　　面向21世纪，为了进一步发展教学与科研，适应教育网络化的紧迫需要，大连理工大学的校园网络将进行升级，建立覆盖全校的高速多媒体宽带网络。
　　校园网络现状
　　大连理工大学校园网（http://www.dlut.edu.cn/）通过光缆和卫星两条高速线路与CERNET的东北地区网络中心互连。通过本地光缆与大连市城域网建立了直通线路，实现了本地网络资源共享，与大连市高校的校园网实现了高速互连和网络资源共享。
　　大连理工大学校园网是大连地区第一个与Internet互连的校园网，自从1995年12月开通运行以来，为学校教学和科研提供了方便、快捷的信息检索、科技查询服务和国内外信息交流服务，已经成为全校师生必不可少的教学与科研的实用工具。
　　校园内所有教学楼、实验楼和办公楼已经全部通过光缆线路与网络中心实现了高速连接，所有教学实习机房全部与校园网相连接。每栋学生宿舍楼通过一条1000MB光缆与网络中心相连接，宿舍楼内每个寝室安装了2个或4个10/100MB的网络接口，可以方便地将学生自备的计算机接入到校园网中收发电子邮件，浏览Internet资源，或在寝室内选修网上教学课程，进行网上答疑、网上咨询或交流学习心得。
　　大连理工大学校园网有丰富的中、英文网络资源和网站资源，拥有国内著名的"碧海青天"BBS站（http://bbs.dlut.edu.cn/），并自行开发了办公管理系统、电子校报与校刊、学生管理系统、教务与教学管理系统、新闻发布系统、大容量VOD点播和多路实时视频广播系统、音频点播与广播系统、MBA案例网上教学系统、CA认证系统、大容量分布式电子邮件系统、网上教学支撑系统平台开发、15门教学课件及网上教学。其中计算机文化基础课程80%以上的学生全部实现网上课件教学和自学、数字化图书馆资源等等。
　　以下是大连理工大学校园网的基本技术参数：[见图1]


　　一、校园内光缆线路
　　1. 校园内原有（2001年前敷设）光缆线路长度：21140米
　　2. 2001年新增加敷设光缆长度：15000米
　　3. 合计：36140米
　　其中：
　　1. 30芯光缆，3条，总长度：2960米
　　2. 2001年前敷设的光缆都是6芯多模，2001年内敷设绝大多数是4芯单模，个别线路是6芯多模光缆。

　　二、校园网主干线路带宽
　　1. 2001年底国外定货到货安装后，校园内主干线路全部重新调整。
　　2. 调整升级之后，共有光缆线路79条，其中1000M的有55条；100M的有24条。
　　3. 2002年计划升敷设光缆15条，约20000米。
　　三、学生宿舍布线点数
　　1. 西山宿舍：5436点，2点/房间
　　2. 北山宿舍：3482点，4点/房间
　　3. 北山二期：3482点，4点/房间
　　4. 市内宿舍：1664点，4点/房间
　　合计：14064点
　　四、校园网机器数量

　　1. 学生宿舍区域已开通校园网的宿舍已加入校园网的机器数量是：1925台。学生入网的机器数量每个月都有增加变化。
　　2. 校园区域包括公共机房、图书馆、实验室通过代理服务器集体上网数量。全校（包括化院）估计数量约5000台左右。
　　五、校内资源
　　1. 完成网上教学支撑系统平台开发工作。
　　2. 完成一门计算机文化基础教学课件编制开发工作。现有15门教学课件。
　　3. 完成大规模视频广播、点播实验工作。即将开启多路视频广播服务。
　　网络设计原则
　　针对大连理工大学的网络现状和要求，其设计目标包括以下这些方面，即：安全性、高可用性、可管理性，同时应能够提供全程高速带宽，充分利用CERNET内部高速带宽，能够保证关键应用服务质量，保证多媒体应用带宽需求，满足近期端口接入密度需求。
　　安全性
　　在安全性方面，主要是防止IP地址冒用，为此必须采取以下措施：即网卡硬件地址到接入交换机的端口对应，网卡硬件地址到分配IP地址的对应，这就最小化了冒用的可能性。同时该方案将整个园区划分为网络中心、教学区、宿舍及家属区三个不同区域，在三个区域的核心设备上分别设置不同级别的访问控制。
　　高可用性
　　该方案将园区分为多个区域，避免单一故障点。三个核心设备之间使用冗余链路连接，通过动态路由协议，既可以合理利用带宽，又可以随时隔离故障设备。对关键服务器可以采用多条线路连接到多个核心设备上。
　　保证关键应用的服务质量
　　通过VRRP(Virtual Redundancy Router Protocol)协议，保证网络中心设备不受区域ER16变动影响。在服务质量（QoS）和速率限制上，对不同区域分配不同的优先级和带宽，保证关键区域和服务的带宽。对负载较重的服务启用负载均衡技术，将负载分摊到不同的服务器上。
　　保证多媒体应用带宽需求
　　该方案提供了高速的桌面接入（100Mb），充分利用ER16的线速路由能力。全网所有交换机都具备对IP组播的支持，可以充分利用带宽。在不同区域可以根据需要分别设置流媒体缓存服务器群或流媒体服务器群。
　　充分利用高速带宽
　　该方案采取全交换结构，线速2/3层交换。在整个网络没有瓶颈设备，每个位置都最大限度的发挥效能。在出口处可以配合ER16的功能设置透明代理服务器群，在不需要用户干预的前提下可以对部分应用进行透明的本地缓存，提高访问速度。
　　解决方案设计
　　网络的设计要求建造一个高速的交换主干，建立一个高速的数据网络，选择何种交换技术作为骨干交换技术是成功建立骨干信息网的关键。这里根据大连理工大学骨干网的应用和业务需求，我们选用业界技术和性能领先的X-PEDITION ROUTERS ER16交换路由器组建大连理工大学校园网骨干网。[见图2]

　　主干网
　　网络中心由Enterasys公司的2台X-PEDITION ROUTERS ER16和一台MATRIX E7形成2GBPS的环路主干。
　　经过2000年、2001年建设，大连理工大学校园网已经完成由10M共享主干和155M ATM主干向1000M路由交换式主干的过渡，并已经初具规模。
　　在2002年度，校园网建设将主要完成以下内容：
　　1. 完善校园网主干线路与核心设备的连接，保证所有线路和设备开通。
　　2. 保证基于校园网环境的教学和科研、管理等应用。
　　3. 完善网络运行管理系统，计费系统，提供开放、透明、自助管理程序。
　　接入层
　　在教学区及宿舍区各个楼宇，由Enterasys公司的VERTICAL HORIZON VH2402S可堆叠交换机组成接入层。结构大厅、主楼、计算机系、电子系等部门的带宽由100M升级到1000M。
　　西山生活区的旧楼按照每个房间2个端口配置RJ45端口及交换机，新建楼宇按照4个端口配置。开通西山1、4、19舍宿舍网络。
　　北山生活区按照每个房间4个端口配置RJ4端口及交换机。开通北山大学生公寓（2000届学生）网络。

　　1. 配合北山2002届新生公寓建设，完成公寓网络建设并开通。
　　2. 完成市内3栋大学生宿舍楼内布线和开通。
　　3. 开通基于WEB界面的大容量电子邮件系统。
　　4. 启用校园内CA系统。
　　5. 市内化院互连线路提速到100M。
　　6. 加强网络中心服务器的运行稳定性、可靠性。
　　7. 本地出口线路扩容（原有10M，再增加10M），并起用机群式代理服务器。
　　8. 网络中心UPS电源电池更换、扩容，保证可靠运行。
　　9. 解决西山宿舍同一房间内多于2台计算机上网问题。
　　10. 跟随基建项目，保证新建教学楼宇网络线路建设和开通。
　　11. 完成学校东、南部地下管道施工及光缆敷设，东部通到新建中小学校，南部到新建科技馆。
　　网络技术性能分析
　　MATRIX E7智能交换平台
　　Enterasys公司的新型Matrix E7是一款面向不断发展的企业网络的高密度、多业务交换机 。它利用一个创新的nTERATM背板来提供全面的数据管理、嵌入式应用和协议控制及每端口带宽设置功能。
　　它是新一代的网络基础结构。网络基础结构已成为当今经济中竞争优势的来源。基于Internet的先进应用正从根本上改变着商务模式、业务提供模式、供应管理模式以及连接遍布全球的员工和合作伙伴的方式。为了在关键领域实现新应用，如基于Web的内容分发和话音/视频/数据的融合，今天的网络基础结构必须是智能而且经济高效的。
　　Enterasys Matrix E7是第一个新一代网络解决方案。它可以为新一代网络基础结构中的用户和服务器访问提供智能交换，是数据中心和高性能配线间的理想选择，E7可以为关键的网络应用领域提供精确的控制，而且避免了部署其它同类路由解决方案的成本和复杂性。
　　通过在先进的ASIC芯片中嵌入第2～4层服务，Matrix E7可以为网络边缘的桌面系统和服务器带来全面的服务质量、安全性和流量控制功能。网络管理人员现在可以保证高优先级应用的传输，通过设置带宽全面履行业务级别认同(SLAs)，并且从一开始就杜绝安全性遭破坏的问题。
　　此外，Matrix E7提供解决最大型网络中的带宽和服务问题所需的高吞吐量和端口密度。通过预测将来的发展趋势(如10千兆以太网)，新型nTERATM背板设计可以确保对投资的保护，同时充分利用原有的交换模块。为确保"99.999%"的可用性，Matrix E7的设计保证了不会出现单点故障，而且还有基于标准的高可用性系统软件。