用千兆位以太網(wǎng)技術改造校園網(wǎng)

1、用千兆位以太網(wǎng)技術改造校園網(wǎng)孫魁明校園網(wǎng)的改造是目前許多高校所面臨的新的課題。因受到當時資金、網(wǎng)絡技 術和設備等因素的限制，以及現(xiàn)在使用者對網(wǎng)絡更高、更多的需求，最初建造校 園網(wǎng)不能滿足當前應用的需求。因此，必須對老的校園網(wǎng)重新改造，以適應今天 網(wǎng)上視頻、語音及數(shù)據(jù)等信息的傳輸。另外，由于校園網(wǎng)絡在高校中的地位，網(wǎng) 絡的無故障運行吋間也受到了管理者的重視。基于以上問題的考慮，北京師范大 學提出改造原冇的校園網(wǎng)。目標是提高網(wǎng)絡的帶寬、增加網(wǎng)絡的覆蓋區(qū)域和無故 障安全運行時間。一、網(wǎng)絡現(xiàn)狀北京師范大學校園網(wǎng)是1997年投入運行的，它是以10/100mbps帶寬為主干的星形快速 以太網(wǎng)。中心采用ci

2、sco的catalyst 5000和cisco 7507設備作為中心節(jié)點。以放射狀連接到 各教學樓的cisco公司和3com公司的低端交換機設備，見圖lo網(wǎng)絡中心451孕和辦公樓圖1以cisco 7507為中心路由，在該路由器上配備了 2塊vip快速以太網(wǎng)模塊, 該模塊既具有交換機的功能，又能接收rsp的路由信息。該模塊帶有rj-45和 mtt兩種接口，mtt接口通過光纖收發(fā)器轉換成100base-fxst接口，通過光纜與 該校的英東教育樓和圖書館連接，提供兩條100mbps的帶寬。以catalyst 5000 為屮心交換機，在該交換機屮配置一塊supervisor engine模塊，該模塊冇

3、兩個 loobase-t接口，其中一個端口與cisco 7507中vip的一個rj-45接口相連， 組成了屮心路由交換主節(jié)點。再配置一臺catalyst 2100交換機，將該交換機的 100base-t的上連端口與cisco 7507中vip的另一個rj-45接口相連，將校園 網(wǎng)服務器和撥號服務路由器及出口路由器連接在catalyst 2100交換機的24個 10base-t接口上，組成了中心服務節(jié)點。在cisco 5000中再配置了兩塊帶有12 個lobase-fl端口的以太交換模塊，用光纜連接到其他的教學和辦公樓，由此構 成了校園網(wǎng)的10/100mbps主干。近年來隨著上網(wǎng)計算機的迅速增加

4、，網(wǎng)絡用戶的急劇膨脹，網(wǎng)上教學等應 用的開展，特別是新建的科技樓，以及需增加學校的后勤、宿舍區(qū)和新建樓宇的 連接點，原來的兩條100mbps帶寬的主干傳輸線路和數(shù)條的10mbps帶寬的主干 傳輸線路已不能滿足目前的需求。同時單個中心節(jié)點的星形結構對網(wǎng)絡覆蓋的擴 充也帶來了困難，同吋又存在著單節(jié)點運行的安全隱患。二、方案選擇為了提高原有主干網(wǎng)的速度，首先應確處采用哪一種比較先進實用的網(wǎng)絡技術。其次， 是性能價格比?？谇?，網(wǎng)絡提速的技術主要有兩種技術方案，一是atm技術，二是千兆位 以太網(wǎng)技術。atm是目前在多媒體信息傳輸中一種非常好的技術，但技術復朵，設備價格 較貴。而千兆位以太網(wǎng)技術相対比較簡

5、單，并且設備價格也比較便宜。一般來說，千兆位以 太網(wǎng)設備的端口耍比atm技術設備的端口便宜30%o另外，校園內(nèi)各樓端節(jié)點到主節(jié)點z 間的距離并不很遠，所以不需耍全部使用單模光纜，這樣更可以節(jié)省開支。另外，千兆位以 太網(wǎng)保留了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的特點，同時乂極人地拓展了帶寬，保持了良好的兼容性，使得原有 的10/1 oombps以太網(wǎng)應用程序能平滑地過渡到t兆位以太網(wǎng)上。而且千兆位以太網(wǎng)將從帶 寬和流量控制兩個方面來滿足應用的需要。選用千兆位以太網(wǎng)，不但滿足了今天網(wǎng)上視頻、語音、數(shù)據(jù)等信息的傳輸?shù)?需求，還能兼顧原有網(wǎng)絡的投資，同時不失在一段時間內(nèi)保持網(wǎng)絡技術的先進性。 所以，我們選擇了用千兆位以太網(wǎng)技

6、術作為改造的校園網(wǎng)主干、10/loombps交 換到桌面的網(wǎng)絡結構。另外，原有校園網(wǎng)主干采用的是單主節(jié)點的星形拓撲結構。在網(wǎng)絡運行的 幾年中，一旦主節(jié)點出現(xiàn)故障就造成整個校園網(wǎng)的癱瘓。這在校園網(wǎng)的使用初期, 才盾并不很突出。因為那時的校園網(wǎng)多用于電了郵件的收發(fā)、www服務和ftp文 件傳輸?shù)娜笕蝿?。而今天的辦公自動化、1p電話、網(wǎng)絡教學和vod （視頻點播） 等網(wǎng)上服務的需求變得越來越迫切。網(wǎng)絡速度的提高使這些服務成為了可能。但 網(wǎng)絡運行的安全也變得非常'迫切。尤其對于利用計算機網(wǎng)絡的遠程教育，更要求 網(wǎng)絡運行的可靠性?；谝陨系目紤]，在網(wǎng)絡提速的同時，增加校園主干網(wǎng)的兀 余主節(jié)點，

7、使其與原有的主節(jié)點互為備份節(jié)點，保證校園網(wǎng)的連續(xù)安全運行。三、新的網(wǎng)絡結構改造后的校園網(wǎng)絡，其主干網(wǎng)由兩個網(wǎng)絡主節(jié)點組成。由于學校近年的發(fā)展，北京師范 大學教學和辦公區(qū)主耍分布在學校校園的東南和西北兩個部分。原有的網(wǎng)絡主節(jié)點建在學校 東南教學區(qū)的信息網(wǎng)絡中心。在這個節(jié)點上將連接電了樓、數(shù)學樓、圖書館、專家樓、文史 樓、教三樓、教二樓、主樓、英東教育樓、物理樓以及學牛宿舍和將建的南山人廈等節(jié)點。新增加的校園網(wǎng)主干的網(wǎng)絡主節(jié)點選在學校西南區(qū)的科技樓內(nèi)。在這個節(jié)點上將連接玫瑰園 的15號院、環(huán)科樓、后勤辦公樓、體育館、將建的藝術樓、化學樓、生地樓、幼兒園、 校醫(yī)院、附屬實驗小學及塔樓等節(jié)點。這樣使得

8、校園網(wǎng)主干的兩個主節(jié)點無論從地理分布的 位置，述是從網(wǎng)絡上流量分布的情況都是比較合理的。而且對今后的光纖到豬舍區(qū)留有了網(wǎng) 絡擴充的余地，如圖2所示。赧學和辦公樓教學和辦公丄般孕衣辦公屢圖2四、設備配置考慮到與原有設備的兼容性，我們選擇了 cisco公司的catalyst 5505交換機和cisco 7204 路山器作為科技樓主節(jié)點的主要擴容設備。再配置一臺catalyst 6506交換機與原有節(jié)點的 catalyst 5000交換機和cisco 7507路由器構成信息網(wǎng)絡中心的主節(jié)點。在科技樓主節(jié)點的主要擴容設備cisco 7204路由器中配置兩塊雙口 100base-fx快速以太模塊。兩個端

9、口與catalyst 5505交換機相連，構成一新 的主節(jié)點。另兩端口與catalyst 6506交換機相連，構成校園網(wǎng)另一出口路徑。 catalyst 5505交換機是貝有獨立于媒介的體系結構，它支持以太網(wǎng)、快速以太 網(wǎng)、fdd1、atm、令牌環(huán)和千兆位以太網(wǎng)，是一個擴充能力很強的交換機。鑒于 目前的需求及投資保護，先在該交換機上配置一個3端口千兆位以太網(wǎng)交換模 塊，提供3條1000mbps帶寬的主干線路。再配置一個12端口交換100base-fx 快速以太網(wǎng)的模塊，用于提供100mbps主干。將原在catalyst 5000交換機內(nèi)的 一塊有12個10basc-fl端口的以太交換模塊，配置

10、在catalyst 5505交換機內(nèi), 支持端節(jié)點的10mbps連接。故此構成了新擴節(jié)點的10/100/1000mbps連接的主 干。在信息網(wǎng)絡中心的cisco 7507路由器和catalyst 5000交換機構成的原主 節(jié)點基礎上，將cisco 7507路由器和catalyst 6506交換機相連，構成與新備 份節(jié)點對稱的校園網(wǎng)出口鏈路。一旦某一個節(jié)點出現(xiàn)故障，信息可以通過另-條 鏈路傳遞，保證了網(wǎng)絡結構上的運行安全。在catalyst 5000交換機中，增加一 塊12端口交換100base-fx快速以太網(wǎng)的?？?，與原交換機內(nèi)的一塊冇12個 10base-fl端口的以太交換模塊構成原主節(jié)點上

11、的10/100mbps主干。在catalyst 6506交換機上配置一-塊8端口的千兆位以太網(wǎng)模塊，增加數(shù)條1000mbps主干鏈 路。在catalyst 5505交換機和catalyst 5000交換機、cisco 7507路由器和 catalyst 5000 交換機、cisco 7204 路由器和 catalyst 5505 交換機、cisco 7507 路由器和catalyst 6506交換機以及cisco 7204路由器和catalyst 6506交換 機之間的連接采用兩個100mbps端口相連，使其達到200mbps的帶寬。這樣做是 基于投資保護的考慮，如果使用1000mbps帶寬就

12、要在相應的交換機和路出器中 更換增加引擎板和1000mbps端i i的模塊。這將增加開支，甚至像catalyst 5000 交換機這樣的主要設備都將被淘汰。但是，在現(xiàn)在的情況下200mbps的帶寬已可 滿足目前的需要，甚至是可以滿足今后一段時間的需要。這樣既可以節(jié)省開支， 又能滿足帶寬的需求。另外用一條1000mbps鏈路將catalyst 6506交換機與 catalyst 5505直接相連，用于校園網(wǎng)上1000mbps節(jié)點之間的高速信息交換， 滿足了校內(nèi)主要教學樓、科研辦公樓間鏈路帶寬的需要。作為校園網(wǎng)主干的屮心交換機catalyst 6506,分別與路由器cisco 7507 和cisco 7204連接構成了一個有兩個主節(jié)點且相互熱備份的校園網(wǎng)主干的中心 交換節(jié)點。學校校園內(nèi)各教學樓、辦公樓以及宿舍樓等建筑物都將通過校園網(wǎng)主 干節(jié)點上的catalyst 5000、catalyst 5505和catalyst 6506連接到校園網(wǎng)上。 通過 cisco 2621 與 cernct 連接。在那些信息量較大的樓宇內(nèi)放置具有1000mbps上連端口的catalyst 2948 交換機，使其實現(xiàn)1000mbps的主干連接。另一些樓宇內(nèi)放置有100mbps ±連端 口的catalyst 2924,使其實現(xiàn)100mbps的