山西师范大学10GB校园网解决方案

山西师范大学10GB校园网解决方案——锐捷网络产品应用内容提要：本方案简要分析了山西师范大学校园网建设现状和需求特点，简要说明了校园网建设目标与原则。然后，依据高师院校网络应用的需求和锐捷产品自身特色，详细论述了山西师范大学10GB校园网解决方案。包括：主干网设计、分校局域网设计、三校区网络互联设计、网络中心设计、图书馆网络设计、教学区无线上网设计、住宅楼局域网设计、虚拟子网划分、安全接入和灵活计费和网络管理与防病毒系统等内容。方案最后，给出了校园网通信平台整体解决方案的所需设备的配置列表。本方案是一个依据用户需求，利用锐捷成熟、适用、实用、好用、够用的产品与技术设计的校园网整体解决方案。充分体现了以网络、多媒体为特征的现代信息技术，对高校数字化教学与管理的支撑。是一个实用、好用、够用、安全、可靠、经济的方案。方案目录：1.网络现状与需求描述21.1网络通信21.2网络资源21.3网络管理31.4网络功能32.目标与原则32.1建网目标32.2建网原则43.校园网总体方案设计43.1主干网设计43.2二、三校区网络设计63.3网络中心设计63.4图书馆网络设计73.5教学区无线上网设计83.6住宅楼局域网设计93.7虚拟子网划分103.8802.1X+Radius认证计费103.9网络管理与防病毒系统114.网络通信平台设备配置135.方案特点15作者信息：杨威，教授，网络中心主任。山西师范大学网络中心，山西临汾贡院街1号13333570856/[e-mail]山西师范大学10GB校园网解决方案——锐捷网络产品应用1.网络建设现状与需求描述1.1网络通信山西师范大学现有3个校区，设有20个学院，26个研究所，1个研究中心和1个研究院。一校区现有教学楼、实验楼、科技楼、图书馆楼、田家炳书院、办公楼、成人教育楼等楼宇10余栋，教工住宅楼（南、北、贡院街）45栋。二校区现有教学楼、实验楼、图书馆楼、办公楼、成人教育楼等楼宇3栋，教工住宅楼3栋。三校区现有教学楼、实验楼、图书馆楼、办公楼、成人教育楼等楼宇3栋，教工住宅楼5栋。山西师范大学3个校区有16栋教学楼宇，有53栋教工住宅楼宇。综合布线信息点约需（教学区按单元间计算，住宅区按住户计算）1800个。学校按业务职能划分（比如：教务处和各教学单位的教学秘书的业务关联）约有20余个，按公共机房划分约有40个（约有联网计算机2700台）。为了拟制广播风暴，提高信息传输性能，均衡网络数据流量，合理利用硬件及信息资源。就是需要采用虚拟网络技术。这样虚拟局域网（VLAN，逻辑子网）约需60个，连接的客户机的数量约有4500台。校园网目前建成连接学校三个校区教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、教职工部分住宅楼的大中型园区网络。光缆连接的教学楼、办公楼、实验楼和教工宿舍楼共22栋，敷设楼内信息点975个，连接入网的计算机超过2300台（含网络机房）。校园主干网1Gbps到主结点楼，10/100Mbps到桌面，连接到CERNET山西主节点（太原）的速率为2Mbps。由此可以看出，目前的网络建设状况与需求还有一定的差距。需要采用“高智能、高效率和高稳定可靠”的解决方案。因此，网络通信平台应仍采用三层体系架构。核心层由单点结构改进为多节点结构，核心层设备之间采用10GB连接。核心设备与汇聚层设备采用1Gbps连接，汇聚层与接入层采用100/1000Mbps连接。另外，考虑校园网络主干节点传输的可靠性，链路层拟采用非冗余设计。接入交换机带风扇，在家属楼接入点运行有噪音，要考虑静音设计。校园网三层体系架构采用多层交换网络技术（包含：802.1D、802.1W、802.1S在内的多种生成树协议以及虚拟路由协议VRRP等），建构核心层、汇聚层和接入层。楼宇之间连接采用单模、多模光缆，楼内垂直布线、水平布线采用超五类UTP电缆。设备间采用UPS供电，同时要设计三级防雷装置。1.2网络资源网络资源平台建设目前主要集中在网络信息中心、图书馆、教务处、科技处、教育技术中心等部门。这些资源信息主要是大量的电子学习资源，约有12TB。网络信息中心提供Internet服务：、E-mail、OA、网络教学系统（Web课程、FTP课程、流媒体课程）、用户上网统一认证审计系统、网络病毒防杀系统等信息资源。图书馆要有图书管理自动化系统，提供文献检索、电子阅读、自动借还，以及在校园网上进行文献检索，阅读大量文本、图形、视像、流媒体数据图书（约有10TB）。教务处要有综合教务管理系统，可提供学生管理、成绩管理、教师管理、教材管理、教室与排课等。科技处可提供科研项目管理，以及网上协作科研。1.3网络管理网络管理平台一般包括：配置管理、安全管理、性能管理、故障管理、计费管理等内容。考虑到经费问题，网络组建前期主要侧重网络的安全管理和计费管理。随着网络规模的扩大和网络用户的增多，需要建构一个统一、安全、可靠、方便的网络管理平台，除了安全管理和计费管理外，配置管理、性能管理和故障管理也是亟待解决的问题。1.4网络功能（1）办公自动化基于Web综合管理信息系统，提供行政、人事、学籍、教学、后勤、财务管理、公文收发管理、教师档案管理、学生档案管理、科技档案管理等，使学校日常办公无纸化，减少办公开支，提高办公效率。（2）网络多媒体教学将计算机多媒体视听引入课堂教学，使声音、图像、动画的普遍采用可以大大提高教学效果，使每一节课都能够得到有效的作用。（3）学生自主学习针对不同的学生，提供不同的教学内容，采取不同的教学手段。主要采用基于VOD、WEB及FTP的课件、光盘软件、Internet资源，学生可以根据自己的需要自由选择所需内容。（4）电子图书馆基于Web的图书音像资料供学生随时阅读，并与Internet连接，使图书馆得到进一步拓展，使学生能够得到近乎无限的网上资源。（5）电子邮件电子邮件是Internet上的一个最重要的应用，将为每一位教师和学生开设一个电子邮件账号，利用电子邮件学生可以和老师、同学及家长进行交流，同时也可以和国内外等地学校的学生进行交流。（6）远程教育实现校内外连通，师生在线、交互式学习、辅导、测验等功能。（7）校园一卡通工程利用IC卡易于管理的特性，结合校园网络，轻松实现学期注册、考试、教务管理，机房上机管理，食堂餐饮管理，图书借阅管理等多种IC卡应用，从而为学校开源节流、降低管理费用。（8）校园移动计算采用有线和无线网络混合建构，方便学生、老师移动上网学习和办公。2.目标与原则2.1建网目标山西师范大学10GB校园网工程建设目标是：采用100Mbps/1000Mbps/10000Mbps光钎交换网络实现三个校区内部高速互联，光缆连接全校教学区、住宅区80%楼宇。三个校区网络互连采用1000Mbps单模光缆连接，三个校区内全面采用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。构建一个以计算机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。2.2建网原则根据山西师范大学校园网项目概况和需求目标、特点及实现的功能与技术要求；对总体方案的设计、网络设备选型、采用的技术路线及工程实施的过程，均充分考虑了项目方案的实用性、经济性、先进性及可扩展性（保护现有投资，可平滑升级）。尤其注重了网络设备的安全可靠、易维护、易操作。突出了计算机、网络及多媒体技术对教育过程的实用与好用，综合考虑了项目中各子系统相对独立性与关联性，方案设计能够体现出其1+12的效果。具体的实施原则如下：1.良好的开放性和可扩展性校园网络应具有的开放性，这种开放性依靠标准化实现，使符合标准的计算机系统很容易进行网络的互连。因此在网络建设中，网络体系结构和通信协议应选择广泛使用的国际标准，使得校园网成为一个完全开放式的网络环境。在校园网络平台建设中，尽量采取成熟先进的网络技术，统一的网络标准和主流的网络设备，使得网络结构更易于扩展、升级和维护。2.校园网软件平台的针对性校园网的应用和服务的对象是学校的教师、学生。这就要求校园网软件平台的建设应以教学为核心，建立起一个在技术上具有先进性，在教学过程的各阶段应用上具有灵活性、多样性和针对性的数字化校园网。3.高度的安全性和可靠性对于网络系统，应确保系统运行可靠，对关键部位提供容错能力，同时建立完善的安全管理体系。4.经济实用性盲目地追求技术，会建成一个不稳定、不成熟产品的实验台。单纯高性能，只会带来难以承受的高额投资。所以，网络系统建设应采用成熟、适用、实用、好用的技术，力争以最小的投资得到最大的满足。3.校园网总体方案设计3.1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。该主干网在方案上有二个重点：主干网技术策略；主干交换机的基本要求。主干网技术的基本要求可概括为：千兆传输距离550m以内采用50/125多模光缆；千兆传输距离大于550m、小于5000m采用9/125单模光缆；百兆传输距离2000m以内采用50/125多模光缆；百兆传输距离大于2000m采用9/125单模光缆。主干交换机的基本要求可概括为：机箱式结构，便于扩展；支持多种网络方式，如快速以太网、千兆以太网等；高性能，高背板带宽及中心交换吞吐量；支持第二/三层交换，支持各种IP应用；高可靠性设计，如多电源/管理模块、热插拔；丰富的可管理能力等。一校区整个主干网以校园网络中心的主机房（主配线间1），图书馆的主机房（主配线间2），二、三校区图书馆的主机房（主配线间3、4）为多中心节点，向外辐射。通过各部门、单位等多个楼宇节点构成主干网。中心节点机房配置锐捷S6806E和S6506高档交换机可作为主干网的核心交换机。为实现网络动态管理和虚拟局域网，在中心节点交换机上配置第三层交换模块和网络监控模块。RG-S6806E万兆核心路由交换机提供0.8T背板带宽，并支持将来扩展到1.6T的能力，高达286Mpps的二/三层包转发速率可为用户提供高速无阻塞的数据交换，强大的交换路由功能、安全智能技术可同锐捷各系列交换机配合，为校园网提供完整的端到端解决方案，是大型校园网核心骨干和大流量节点交换机的理想选择。RG-S6506交换机高达192G的背板带宽和96Mpps的二/三层包转发速率可为用户提供高速无阻塞的线速交换，强大的交换路由功能、安全智能技术可同锐捷各系列交换机配合，为用户提供完整的端到端解决方案，是小型网络核心和大型网络骨干交换机的理想选择。一校区的S6806E配置万兆光纤LR接口模块，实现10Gbps连接。核心交换机（S6806E和S6506）配置1000BASE-SX的GBIC模块和1000BASE-LX的GBIC模块；汇聚层交换机STAR-S3550-12G配置1000BASE-SX的GBIC模块和1000BASE-LX的GBIC模块、RG-S2126S配置M2121S和M2121L模块，实现核心层与汇聚层的1Gbps连接。如图1所示。图1主干网（核心、汇聚层）拓扑结构教学区的楼宇采用堆叠式交换机RG-S2126S，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。服务器采用双网卡链路聚合200Mbps连接或1000Mbps(1000BASE-TX)连接。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。三校区网络互联采用城域（租用网通）光缆。S6806E配置1000BASE-LH的GBIC模块，二、三校区S6506配置1000BASE-LH的GBIC模块，实现同城1Gbps连接。四台核心交换机构成拓扑环，采用OS