华中科技大学校园网建设方案

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  　　黎明 肖明洋
  需求分析
  
  ---- 现有网络采用ATM主干，其传输速率为155Mbps。随着校园网用户数目与新的应用需求不断增加，特别是网上多媒体及远程教育应用的展开，对校园网主干带宽提出了新的更高的要求，因此希望：
  
  新的校园主干采用具有第三层交换功能的千兆位以太网（Gigabit Ethernet）以满足广大用户的各种要求。
  
  新的主干建设应能保护校园网的已有投资，要求与原有ATM校园网实施最佳连接，并提供新校园网的管理方案与管理策略。
  
  新的主干设备应能满足10，000用户接入访问的要求。
  
  支持IP多目广播（Multicast）与服务质量（Qos）或服务类型(CoS)，满足远程教育的需求。
  
  支持虚拟网络（VLAN）。
  
  网管软件应具备对接入层交换设备进行远程可操作的能力（如在网络中心对接入交换机进行针对端口IP过滤条件的远程设置）。
  网络系统设计原则
  ---- 华中科技大学校园网是一个满足数字、语音、图形图象等多媒体信息，以及综合科研信息传输和处理需要的综合数字网，并能符合多种网络协议，体系结构符合国际标准或事实上的国际工业标准（如TCP/IP），同时能兼容已有的网络环境。
  
  ---- 先进性-技术上的先进性将保证处理数据的高效率、系统工作的灵活性、网络的可靠性，技术上的先进性也使系统的扩充和维护变得十分简单。
  
  ---- 可靠性-网络骨干线路的冗余备份、网络核心设备的冗余备份和电源冗余备份等方面保证华中科技大学校园网的可靠性。
  
  ---- 开放性和可扩充性-主干网络设备的选型及其模块、插槽个数、管理软件 和网络整体结构，以及技术的开放性和对相关协议的支持等方面，来保证网络系统的开放性和扩充性。
  
  ---- 可管理性-网络管理基于SNMP，并支持RMON和RMON2，以及标准的 MIB。利用图形化的管理界面和简洁的操作方式，合理的网络规划策略，提供强大的网络管理功能。一体化的网络管理使网络日常的维护和操作变得直观，便捷和高效。
  
  ---- 安全性- 内部网络之间、内部网络与外部公共网之间的互联，利用VLAN/ ELAN 、防火墙等对访问进行控制，确保网络的安全。
  
  ---- 实用性-网络系统的设计在性能价格比方面充分体现系统的实用性，既要采用先进的技术，又能在经费允许的条件下实现建网目标。
  
  校园网骨干的技术选型 - 千兆以太网
  
  ---- Gigabit Ethernet核心
  
  ---- 千兆以太网技术-以太网从100Mbps升级到1Gbps，融合了两种技术，即 IFFF802.3以太网和ANSIX3T11光纤通道。
  
  ---- 协议架构-千兆以太网是在利用了光纤通道的高速物理接口同时，又保留了IEEE 802.3以太网帧格式，具备对已安装介质的向后兼容性，并利用了全 /半双工载波侦听（CSMA/CD）传输机制。
  
  ----传输介质与物理接口
  
  ---- 目前千兆以太网的传输介质包括两种标准：IEEE 802.3Z和IEEE 802.3AB。 IEEE 802.3Z：1000BASELX(单模或多模)、1000BASTSX（多模）、 1000BASE CX （屏蔽铜缆）；IEEE 802.3AB 1000BASET（非屏蔽两绞线）。
  
  ---- 千兆以太网接口载体是由千兆接口转换器（GBIC）实现的。其中包括短波（SX），长波（LX），LH和铜缆(CX)物理接口。
  ---- 服务类型（CoS）和服务质量(QoS)
  
  ----Gigabit Ethernet 除了提供高带宽以外，千兆以太网也支持以太网的服务类型和服务质量保证相关协议，如IEEE 802.1P，IEEE 802.1Q，IEEE 802.3X，IEEE 802.3AB和资源预留协议（RSVP）等关键协议。
  
  ---- IEEE 802.1P使得以太网能够及时响应独立端站主机对网络发出的某个 QoS （服务质量）请求，该标准界定了组播（Multicast）分组管理。IEEE 802.1P还包括了最新定义的通用分配注册协议（GARP），它专用于GARP的特定应用，如GARP组播注册协议（GMRP），GARP WAN注册协议（GVRP），GMRP为组播MAC地址分组提供了注册服务。从而保证以太网上的多媒体应用需求。
  
  ---- IEEE 802.1Q已建立起了基于标准的VLANs，该标准以帧标签机制为基础，适合于以太网，快速以太网，令牌环和FDDI，也为交换机和路由器提供一种使VLAM标签化的方法。保证了多厂商的VLAN兼容性，GVRP已由IEEE 802.1 Q支持，它提供了VLAN成员的注册服务。
  
  ---- IEEE 802.3X 是以太网的一种流控机制。当客户终端向服务器发出请求后，自身系统或网络产生拥塞环境中，它会向服务器发出一种暂停帧，以延缓服务器的数据传输。千兆比设备对该机制的支持，补充了千兆比以太网的控制功能。
  
  ---- IEEE802.3AB的标准支持在5类非屏蔽双绞线上,传输千兆比以太网。
  
  ---- RSVP-资源预留协议, 以太网通过在帧位中标记数据流类型，使网络在传输 中识别其优先级别，以保证高优先级的数据流优先占用带宽资源，弥补以太网对延时敏感的应用支持的不足。
  
  网络设备选型-3Com
  
  ---- 千兆比以太网相关协议，因此，华中科技大学千兆以太网设备采用了 3Com网络产品。
  
  ---- 主要设备如下：
  
  ---- 千兆骨干网交换机采用2台3Com的核心交换机 （16-Slot Gigabit Base System）
  
  ---- 接入局域网交换机采用3Com的SuperStack II 3900、SuperStack II 3300 FX、SuperStack II 3300
  
  ---- 楼层局域网交换机/集线器采用3Com 的SuperStack II Switch630、 SuperStack II 1100
  
  ---- 网络管理软件采用3Com的Transcend® Enterprise Manager
  
  ---- Modem池（访问服务器）采用3Com的 SuperStack II Remote Access System 1500
  
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