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山西师范大学校园网（三期工程）解决方案

杨威

　　说明：

　　1.方案采用锐捷网络提供的网络设备进行设计，充分遵循：

　　先进性：采用先进成熟的概念、技术和方法，能支撑各种现在与未来一段时期的主流网络应用，又具有发展潜力，包括基础方案、扩展方案和管理方案。

　　可行性：所设计的方案能够充分考虑网络教育的特点和应用对象的技术、资源、管理等方面的约束，并能很好地结合锐捷网络产品特点进行方案的设计。

　　灵活性：按照模块化、层次化的原则设计网络，网络具有较好的伸缩性、可以根据网络建设的不同阶段灵活配置和扩展，具有能不断吸收新技术、新方法的功能。

　　实用性：网络易维护、易管理，可实施性好。

　　可靠性：能利用产品自身特色，保证网络系统运行稳定可靠、高效。充分显示先进性等；
　　1项目建设目标
　　山西师大校园网第三期工程建设目标是：采用100Mbps/1000Mbps光钎交换网络实现三个校区内部高速互联，光缆连接全校80%楼宇（教学区、住宅区），增加信息点1600个。三个校区网络互连采用100Mbps单模光钎接口，三个校区内全面采用10/100/1000Mbps交换技术，将学校的各种PC机、服务器、终端设备和局域网连接起来，整合现有的网络资源，改善与Internet/Cernet相连的网络性能。构建一个以多层交换网络为框架，以网络基本应用、计算机多媒体辅助教学、电子化图书馆、教学管理办公自动化为平台的校园网，并逐步形成数字化校园网络。

　　2 网络总体方案设计

　　2.1主干网设计

　　校园网是各种应用的统一通信平台，平均无故障时间以及故障恢复时间，要保持在一个可容忍的许可范围之内。在这种前提下，主干设备应有一定的冗余度，这种冗余度不单只是设备级的，也应该考虑物理线路，数据链路层、网络层以及应用层的容错能力。

　　一校区主干网以校园网络中心的主机房和图书馆的主机房为双中心节点向外辐射，通过各部门（院、系、所）所在的建筑楼节点构成主干网。主干网中心节点配置锐捷网络（原实达网络）STAR-S6808核心路由交换机，该交换机上配置第三层交换模块和网络监控模块，以实现网络动态管理和虚拟局域网。考虑到教务处（在办公楼）、现代教育技术中心（在4号教学楼）也是校园网的信息资源分中心，可采用STAR-S2800-L3三层交换机与校园网双中心的STAR-S6808连接，以实现主干通道信息传输的负载均衡。教学楼、科学楼、成人教育学院、研究生公寓等楼宇采用STAR-S3550-48和STAR-S3550-24高性能交换机，以保证建筑楼信息点对交换机端口密度的要求和网络性能与可靠性的要求。教工住宅楼采用STAR-S3550-12G汇聚交换机，下连其他楼宇。主干网核心层交换机和汇聚层交换机采用1000Mbps（单模1000BASE-LX、多模1000BASE-SX）连接，服务器采用1000Mbps(1000BASE-TX)连接。如图1所示。

　　2.2分校局域网设计

　　山西师大二、三校园区交换机的数量依据用户端口数、可靠性及网管要求配置网络接入交换机，要求10/100Mbps到桌面。采用支持三层交换的交换机连接信息资源服务器，便于信息资源访问的本地化。锐捷网络STAR-S2800-L3交换机、堆叠式交换机STAR-S2126G和静音交换机STAR-S1926G+（F+）可满足需求。二、三校区的分支主干网络拓扑图如图2、图3所示。

　　2.3 三校区网络互联设计

　　山西师大一校区和二校区（原山西职业师范技术学院）相距6.6Km，一校区和三校区（原山西师大体育学院）相距9.8Km，二、三校区相距2.8Km。三校互联可根据学校的财力采用微波，或采用租用光缆。无论采用何种技术，均要实现三个校区VLAN子网的统一划分与管理。位于一校区的锐捷网络STAR-S6808和位于二、三校区的锐捷网络STAR-S2800-L3均为第三层交换机，通过STAR-S6808、STAR-S2800-L3的交换引擎和路由模块，即可实现三个校区VLAN子网的统一划分与管理。考虑到三个校区网络连接的可靠性，采用微波，或采用租用光缆均要实现冗余连接。采用802.1D生成树协议，可防止路由环路的形成。

　　2.4网络中心设计

　　校园网络中心位于科学楼A座四楼。网络中心是校园网的信息资源中心和通信枢纽中心，其网络体系结构的建构直接关系到网络系统的安全、可靠、高效的运行。因此，网络拓扑结构要严格按照内外网隔离的模式设计。非军事区（DMZ）包括交换机、学校WWW服务器、E-Mail服务器、防火墙、路由器、Internet专线连接设施；内网包括用户管理和计费系统、网络教学平台、网络OA系统，核心交换机，远程访问服务器，防火墙和带宽增益服务器等设施。路由器采用锐捷网络STAR-R2614通过10M 专线与CERNET相连。防火墙采用锐捷网络-龙马WLM Firewall 2.0A型，带宽增益服务器采用Star-CS2001高速缓存服务器，远程访问服务器采用锐捷网络STAR-R2614路由器，配置M2608A-8口异步串口模块，如图4所示。

　　2.5 住宅楼局域网设计
　　住宅楼局域网连接两种计费用户，要求交换机静音、支持802.1Q Tag VLAN和802.1x安全接入控制策略。STAR-S1926G+（F+）是一款线速交换增强网管型交换机，可以满足技术要求。该交换机能够安全控制设置、监控设置、地址老化时间修改、静态地址管理、广播风暴控制、端口MAC地址锁、端口IGMP属性设置、802.1p优先级等各种管理。还可针对用户的不同情况进行端口带宽分配，并采用业界先进的802.1x安全接入控制策略，简化认证的同时实现高效的用户控制能力。

　　因此，住宅楼局域网采用STAR-S1926G+（F+）交换机，配置1000 BASE-SX模块上连STAR-S3550-12G交换机。北区1-9号住宅楼网络拓扑结构如图5所示。成人教育学院、研究生公寓、部分本科生公寓、教工其他住宅楼的局域网设计与图5类似。

　　2.6 教学区无线上网设计

　　山西师大现有多媒体视听会议报告厅3个，多媒体视听教室16个。为了方便学术交流、知识学习，可在报告厅内、视听教室内安装RG-W1000（数量的多少，视会议厅、教室的大小确定），所有进入厅内或室内的人员可携带笔记本电脑（配置RG-W100）。　　　　　　　　　　　　　　　　　移动上网的电脑可通过RG-W1000的DHCP功能，获得IP地址连接校园网。例如2号报告厅可容纳300人，需要两个RG-W1000。RG-W1000的安装采用中继方式，其中一个连接有线网络，另一个为中继方式，两个在空间呈对角，以覆盖整个报告厅。图6是2号报告厅的网络拓扑图，其他报告厅和视听教室较小，安装一个RG-W1000即可。

　　2.7 图书馆网络设计

　　图书馆子网中需要存储大量文本、图形、视像、流媒体等数据组成的电子图书，所以要设置企业级、部门级的数据库服务器作为数据存储、管理系统。数据存放在SAN存储区域网络）、硬盘阵列等系统中，支持图书馆电子阅览室和校园网用户的访问和查询。

　　依据校园主干网的设计要求，一校区图书馆节点和二、三校区图书馆子节点均为园区网络的核心节点。因此，应采用锐捷网络STAR-S6808高档三层交换机和S2800-L3中档三层交换机作为网络的核心节点。这样可以是所有园区子网的用户，访问图书资源信息可在该节点完成；同时也为主干网的负载均衡、链路连接的可靠性奠定了基础。

　　图书馆子网内部可按信息流量的大小，设计网络带宽。电子阅览室交换机采用堆叠式交换机STAR-S2150G，流通、采编、期刊等部门采用具有1Gbps上连口的STAR-S1926G+，或STAR-S1926F+。图7是一校区图书馆子网网络拓扑图，二、三校区图书馆子网简单，拓扑图略。

　　2.8逻辑拓扑结构设计

　　校园网的逻辑拓扑可划分为若干虚拟局域网（逻辑子网），虚拟局域网不受设备物理位置的限制，灵活性较大。按照山西师大校园网各部分功能划分：SERVER VLAN11为网络中心服务器群子网，SERVER VLAN12为图书馆服务器群子网。VLAN256为校园网的管理子网，包括全网核心层、汇聚层和接入层交换机。VLAN20为多媒体教学系统（多媒体教室），方便教师进行管理和教学。其余子网可按教师信息管理系统、网上协作科研管理系统、综合教务管理系统、财务系统、学生信息管理系统、多媒体网上教学系统、办公自动化系统、公共机房（二级学院学生上网机房，根据PC机的数量，可划分多个VLAN）等划分。逻辑拓扑图略。

　　2.9安全接入和灵活计费

　　对于高校园区网络，安全性问题不仅来自外部网络，内部网络中的地址盗用、网络攻击等也是网络系统中的一个隐患，如何有效的设计安全接入和灵活计费方案是一个很重要的问题。采用锐捷网络RADIUS系统和基于802.1X的网络边缘认证计费，可以根据端口，MAC 地址、VLAN、ID作为认证的颗粒，实现一次同时认证用户名、IP、MAC。系统采用三次握手计费，在三次握手不成功后，就会中止计费信息。同时，由于用户名/密码跟特定用户的IP、MAC捆绑，用户无需担心用户名/密码泄露引起不必要的麻烦。

　　2.10 网络管理与防病毒系统

　　网络管理采用StarView1.0系统。StarView系统能提供整个网络的拓扑结构，能对以太网络中的任何通用IP设备、SNMP管理型设备进行管理，结合管理设备所支持的SNMP管理、Telnet管理、Web管理、RMON管理等构成一个功能齐全的网络管理解决方案，实现从网络级到设备级的全方位的网络管理。

　　网络防病毒系统采用瑞星网络版的防杀毒系统。

　　3. 方案特点

　　①先进性：采用先进成熟的锐捷网络多层交换网络技术和方法，针对学校共享信息资源集中在网络信息中心和图书馆的特征，网络核心层采用双主节点、汇聚层采用均衡负载、接入层采用高安全接入与灵活计费等策略设计，能支撑各种现在与未来一段时期的校园教学、科研、行政管理的网络应用。

　　②可行性：本设计方案能够充分考虑高校网络教育的特点和应用对象的技术、资源、管理等方面的约束，并很好地结合锐捷网络产品特点进行方案的设计。比如住宅楼要求的静音设计，支持网络用户账号、MAC地址与端口的捆绑实现高效的用户控制能力，支持高密度端口的堆叠模式，支持通信负载均衡、带宽聚合、链路冗余的双星型结构。

　　③灵活性：网络核心层、汇聚层采用模块化交换机，按照需求灵活配置各种模块，做到既满足需求，由留有余地。整个网络架构采用三层结构，使网络具有较好的伸缩性、可以根据网络建设的不同阶段灵活配置和扩展，具有能不断吸收新技术、新方法的功能。

　　④实用性：在接入交换机将用户账号、MAC地址与端口的捆绑实现高效的用户控制；采用网络管理系统StarView1.0，使网络易维护、易管理，可实施性好。

　　⑤可靠性：采用802.1Q实现网络多层交换；采用802.1D实现链路冗余可靠连接；采用基于802.1X的高安全接入和灵活计费，利用产品在网络边缘认证计费的自身特色，保证了网络系统运行稳定可靠、高效。

　　⑥可扩展性：采用模块化交换机、可堆叠交换机，使系统具有良好的可扩展性，又具有发展潜力。比如交换机增加模块即可扩展网络的规模或拓展冗余链路。

 　　综上所述，本方案是一个依据用户需求，充分利用锐捷网络产品自身特色设计的校园网整体解决方案。该方案依据高师院校网络应用的特征，采用锐捷网络成熟、适用、实用、好用、够用的产品与技术，力争以最小的投资得到最大的满足。
　　评审小组：
　　锐捷网络产品事业部
　　北京赛迪信息评测有限公司

　　评语：
　　方案对当前高校校园网发展中的有关问题进行了分析，并对学校网络建设现状和需求进行基本分析，设计了完整基于锐捷产品模块的解决方案，同时方案具备了大赛提出的先进性等设计原则。另外，建议对校园网建设和应用的现状进行更加细致的评估。