本文簡要地討論了校園網絡規劃設計中涉及到的網路技術、規劃設計方法、網路性能及套用分析等問題，為校園網路的規劃、設計和升級改造等方面在技術及套用上提供參考，以使在建或規劃中的校園網路具備較高的整體性能。
基本介紹
- 中文名：校園網路規劃設計
- 內容：網路技術、規劃設計方法
- 特點：有多種解決方案
- 具體做法：建立近、中和長期發展規劃
隨著信息技術的不斷發展和人們對各種數據形式的信息需求和交流的不斷增長，使得當今的計算機網路，特別是Internet從傳統的數據處理設備（如計算機）和管理工具中駁離出來，擔當一個非常重要的角色——信息技術的基礎設施與獲取、共享和交流信息的主要工具，並成為人們在當今社會生活及工作中不可缺少的組成部分。經過了幾年的迅猛發展，計算機網路已經在很多方面改變了人們傳統的工作和生活方式……Web瀏覽、E－mail、QQ（上網聊天）、VOD（視頻點悉播）、檔案傳輸、遠程診斷、電子商務、網路大學及虛擬學校等無一不與計算機網路有著千絲萬縷的聯繫。這些基於網路的各種套用，正在以驚人的速度擴展，幾乎滲透到了社會生活的各個方面。校園網路(CAN ，Campus Area Network)與其它園區區域網路一樣，由於它屬於單位自有，學校擁有自我建設、自我管理和自我使用的權利，因此，受經費、技術水平及其它方面的影響，校園網路在規劃設計、資源建設和套用上很不平衡，差別很大，特別是在IT界還未實施網路工程監理的條件下，在建的或已建的校園網路的“豆腐渣”工程為數不少，造成了不少的人力、物力、財力的巨大浪費。
校園網路的規劃設計有多種解決方案，依學校的類型規模和性質的不同，以使網路的設計方案有所不同，體現在技術、套用上更是不同。在傳統的語音服務(諸如電話、蜂窩行動電話)無法滿足人們的各種信息需求的今天，對圖形、圖像、視頻等多媒體信息需求的不斷增長，已成為人們依賴計算機網路進行信息共享和交流的重要資源。學校教師的教學、科研工作和學生的學習生活對一個高速的、資源豐富的和套用多方面的校園網路 的需求是迫切的、必需的。也是網路規劃設計者永遠追求的目標。教育部實施的“西部大學網路工程”及“關於中國小校園網路建設的指導意見”中，對校園網路的規劃、設計及建設提出了明確的要求。那么一個高速、高效而又安全、資源豐富、套用廣泛的校園網路在規劃設計中應注意哪些問題呢？
1．建立近、中和長期發展規劃
依據本校建網資金的安排，在聽取校內外專家意見的基礎上，結合本校教學科研的內容及其發展的需要，制定一個在未來十年中的近期、中期及長期的建設規劃，以保持網路建設的延續性，並保護先前的投資(含各種硬體、軟體及信息資源)，能融入不斷湧現的新技術和新套用。
2．IP位址資源的利用
IP(Internet protocol網際網路協定)地址是在Internet上的站點及相關設備的地址，它是由Internet指定數字委員會(IAAA)確定的，確保了它在世界上的唯一性。在IPv4技術套用於網際網路的今天，IP位址資源到2010年將近枯竭，在Ipv6技術套用之前，我們要合理使用IP位址資源。當申請到一個建網的IP位址之後，必須合理地劃分子網，每個子網中的IP位址要合理使用，既要滿足當今的需要，也要預留將來網路擴展時所需，以便有足夠的各類伺服器連入Internet。
3．建立相關機構，有計畫地培養網路管理員及培訓部門用戶學會使用信息製作，發布的工具。
建網單位應該設有一個“網路信息化領導小組”，對網路的規劃實施起指導和決策作用。按照建網單位的網路規模，按不同時期的需要，配置專業的網路管理員。針對網路技術套用的日新月異，加上校園網路信息資源建設的繁重任務，要加強對師生的套用培訓，適應網路新技術的套用及安全控制，保證網路的正常運行和安全。
4．注重需求分析
網路的規劃設計是一個系統建立和最佳化的過程，建設網路的根本目的是在Internet上進行資源共享與通信。要充分發揮投資網路的效益，需求分析成了網路規劃設計中的重要內容，它提供了網路設計應到達的目標，並有助於設計者更好地理解網路應該具有的性能；結合學校的辦學規模、管理需求和師生對教學科研的需要，確立一個性能較高的網路計算平台，如圖1。
同時，經過系統的需求分析，網路的設計者還能更好地作出決策，評價現有的網路，提供移植的功能及給所有校內師生更為合適的資源。
5．組網技術的選擇
，可用於校園LAN（區域網路）的技術有Ethernet（乙太網）、Fast Ethernet（快速乙太網）、 Gigabit Ethernet（千兆位乙太網）、Token-Ring（令牌環網）、FDDI（光纖分散式數據接口）和ATM（異步傳輸模式）。從網路套用、維護、安全和擴展方面而言，Fast Ethernet和ATM在實際套用中得到了廣泛的採用。同時，Gigabit Ethernet技術已成為大型Fast Ethernet的升級目標。雖然Fast Ethernet和Gigabit Ethernet因採用CSMA/CD的介質訪問控制方式而廣泛地存在著“廣播風暴”的問題，但可以更好的傳輸介質和交換設備予於克服，其實出的優點是兼容先前的設備投資,師生的網路套用及培訓更易進行，網路的可管理性和擴展性也很好。ATM是一種快速分組交換技術，它在WAN（廣域網）上體現的強大功能和在LAN上的成功套用，均以事實說明了它的技術的先進性。在ATM中，不同速率的各種數據，如語音、圖像、視頻都被分成標準的53位元組的信元，以光纖作為傳輸通道，避免了乙太網中的“廣播風暴”，提升了網路的整體性能。但是ATM不兼容以往的乙太網投資，其管理和操作有異於傳統的乙太網平台，故不適用於乙太網的升級改造。
6．校園網路的設計模式
一個良好的設計方案除體現出網路的優越性能之外，還體現在套用的實用性、網路的安全性、易於管理性和未來的可擴展性。因此，設計時要考慮以下問題：
① 要適應未來網路的擴展和拓撲結構的變化。
② 要能為特定的師生用戶或用戶組提供訪問路徑。
③ 要保證網路能不間斷地運行。
④ 當網路擴大和套用增加時，變化的網路結構要能應付相應的頻寬要求。
⑤ 使用頻率較高的套用能夠支持網上大多數的師生用戶。
⑥ 能合理地分配用戶對網內、網外的信息流量。
⑦ 能支持較多的網路協定，擴大網路的套用範圍。
⑧ 支持IP的單點傳送和多點廣播數據流。
要達到以上這些設計要求，分層的設計功能及星型、樹型和交叉型的拓撲結構應給予足夠的重視，如圖2。
7．網路硬體的選擇
除網路上的工作站使用普通的PC機外，主機的選擇應使用專業的高性能伺服器。連線介質的選擇分兩部分，第一部分為各交換機（switch）之間（樓與樓之間，樓層之間）及網路出口乾線選擇光纖，第二部分為從訪問層的交換機到用戶的PC桌面選擇超五類雙絞線。如今，交換機的價格已是很低了，應儘可能選擇交換機而不用集線器。網路連線的關鍵設備是路由器（Router），無論是Internet接入，異地網路連線還是大型網路廣播域的劃分，都離不開路由器，因此，路由器的性能較為重要，選擇Cisco公司和3Com公司的產品，就能體現出極高的性能。數據存儲設備，除可選擇大容量硬碟外，還可選磁帶機、磁碟陣列、光碟陣列，這些外存設備，均可用於儲存海量網路數據，如圖書資料，多媒體素材及課件學生學籍和成績管理等。
8．ISP的選擇
選擇ISP（Internet Service Provider ，Internet服務提供商）對不同類型的校園網路至關重要。經過近十年的發展，在我國形成了以CSTNET（中科院的科學技術網）、CERNET（國家教育部的教育與科研網）、ChinaNet（中國電信網）和ChinaGBN(中國金橋網)為主的四大網路體系，伴隨著IT與通信技術的不斷發展和社會的廣泛需求，近年來China UNICOM(中國聯通)、CRC(鐵通)、CNC(中國網通)、JiTong(吉通)的接入服務也快速地增長。由於中國的網際網路服務商以各自網路體系的發展為主，不同種類的大網之間缺乏協調機制，故它們之間的網路頻寬問題沒能較好地解決。對用戶而言，線上某類網路時再連結另一類網路，“瓶頸”問題就突現出來，如圖3。相信ChinaNet的用戶在調用CERNet的網上資源或CERNet用戶在調用ChinaNet的網上資源時，就出現過這樣的問題。作為校園網路，無論師生有哪些需求，都離不開以教學、科研為主的信息資源，90%的教育資源都集中在CERNet上，故校園網路在選擇ISP時，就要重點考慮CERNet。
9．頻寬的申請和使用分配
校園網路需要多少頻寬呢？別忘了，ISP是以頻寬資源作為經營的主要內容之一。作為網路的“流量”，在網上你隨時都可能被“斷流”或“欠流，“暢流”的時段不會是很多，這是我國大部分地區的基礎設施存在的客觀原因而造成的。然而，不是沒有解決問題的辦法，合理地申請接入頻寬和在網上作好頻寬分配會提高數據傳輸的速度和效率。網路界曾經有一個爭議很多的80/20規則，就是在一個區域網路內有80%的通信量在網段內傳播，剩下20%沿幹線傳播，今天，人們對網際網路的需求已大大超過80/20規則，而應成為20/80規則了。如何申請足夠頻寬而又不至於浪費呢？太大的頻寬會意味著要向ISP支付更多的費用。計算的依據就是要考慮校園網的規模，在出口連結Intermet的高峰期約有多少台電腦(一般擁有總量的60~70%)，以每台機的頻寬為100kb/s(比PPP撥號方式的56kb/s moden快些)計算，總需求在多少MB，再考慮20/80規則，以確定整個校園網的接入頻寬，出於數據安全的考慮，一些裝有重要而又保密的數據的主機，如財務數據、人事檔案數據，只許在網段內使用，不宜連結Internet。
10．網路作業系統的選擇
網路作業系統(Net Operation System)的選擇關係到網路的套用、安全和管理。常用的網路作業系統有：Unix、Linux、Netware、Windows 2000 Server/Advanced Server /Datacenter Server，下面作一簡單介紹：
UNIX UNIX操作統是一個多用戶、多進程的分時作業系統，在網際網路發展的初期，它就被融入了許多網路技術和通信協定，它的可移植性及安全性能極好，被廣泛地用於微型機、小型機、超小型機和大型計算機上。今天，它仍然作為Internet上各類伺服器主選的網路作業系統，並深得金融、電信、保險行業的青睞。
Linux 它是近年來流行的一種類UNIX作業系統，其功能體系現與UNIX有許多共同點，最新發行的版本包含了檔案管理、用戶賬號管理、網路管理等許多工具，對網際網路的套用有很好的支持。
Netware Netware是Novell公司開發的網路作業系統，自上世紀80年代至今，已發展了十幾版本，新版本體現了高度的開放性和安全性，是國際上套用最廣泛的一類區域網路作業系統。
Windows NT 它是一個搶先式多任務的網路作業系統，並具有較高的可靠性和開放性，它具有讓企業有多種套用管理的強大功能，如資料庫服務、電子郵件，能聯合多種網路進行通信。它能支持較多的套用軟體，工具，檔案共享和網路列印服務，也是一個功能卓越的網路作業系統。
Windows 2000 Windows 2000是Microsoft公司耗費巨資開發的一個產品，其伺服器版有Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced server 和Window 2000 Datacenter Server等三個版本。它們是由Windows 98和Windows NT4.0的優良功能融合而成，它們擁有全面的Internet套用軟體服務、增強的可靠性和可擴展性及強大的端對端管理等性能。
綜合以上這些網路作業系統的特點與對網路套用的支持，你就可選擇一個或幾個適合於校園網內各子網伺服器的作業系統，以適合各類套用、安全控制和管理。
總之，校園網路的規劃設計是一項系統工程，不同的規劃設計方案，可使網路存在較大的性能差異，它不僅體現在網路本身具備的技術特性和套用特點上，也體現了不同用戶的各種需求，從根本上而言更是體現了信息化社會的基礎。
