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华为3Com之南开大学万兆校园网解决方案 - 首席技术执行官CTO(Chief Technology Officer)|技术总监--邓斌博客

[日期:2013-04-03] 来源:  作者: [字体: ]

在信息网络迅猛发展的形势下,南开人清醒地认识到,教育实现信息化是时代的要求,是创建高水平大学的迫切要求。为此,南开大学早在1994年10月就开始自筹资金进行校园计算机网络(NKNET)的建设,先后与多个因特网ISP实现连通。1995年5月,部分主干网开通并与CERNET和INTERNET互联,同年7月正式投入试运行,并开始接纳个人用户上网,成为首批接入CERNET的院校。

  1997年8月作为学校投资最多、最先启动的“211工程”公共服务基础设施建设项目正式立项并立即投入建设。到2000年,一个高质量的网络平台基本完成。

  这时的南开大学校园网网络,已经发展成为一个覆盖教学科研区、学生宿舍区、部分教职工家属宿舍区的综合性信息服务网络。它采用星型拓朴结构,拥有11个主干结点,主干带宽为千兆,连接了一个主校区和三个分校区,共100多幢建筑物,网络信息结点数达2万多个。

  随着网络应用的发展以及用户群的增加,南开大学校园网的压力越来越大,主要表现在以下几个方面:

  (1)网络带宽瓶颈。随着校园网上信息资源的不断丰富、应用平台的不断增加、用户数量的不断增大,原有的网络带宽已经不能满足信息流量增长的需要。特别是随着多媒体网上教学、视频点播等应用的兴起,对网络带宽的需求迅猛增加。网络带宽已经成为制约校园网新兴业务开展的瓶颈。

  (2)安全和管理问题。学生用户的网络行为有别于其他网络用户,增加了管理和安全方面的难度。校园网面对的是处于青春躁动期的年轻学生,他们求知欲强,好奇心重,精力旺盛,更有强烈的表现欲,校园网首当其冲容易成为他们实验的目标。在校园里,不知来源的广播风暴扰乱整个网络运行,一些自诩“民间高手”的学生对节点发起攻击,大量的P2P应用,私设DHCP服务器过一把瘾的情况时有发生,加上横行不绝的垃圾邮件,蠕虫病毒扩散,让校园网这个青春时尚的网络表现得和它的使用者一样多变而躁动,令校园网管理人员防不胜防。

  (3)多业务需求。许多新的教学科研项目的开展,更多后勤保障、财务系统等业务的增添,需要校园网在多业务性上予以支持。例如,对MPLS VPN、IPv6的支持,更强大的QoS保障,更好的IP VPN业务等。特别是随着CNGI工程的开展,学校对IPv6实验网的需要会逐渐增大,需要校园网对IPv6提供强有力的支持。

万兆解忧

  根据近几年权威机构的统计,所有行业的信息访问量排行中,教育行业一直高居榜首,出口访问利用率可以达到97%。校园网络有着与其他网络不同的特点:每个用户的流量大,平均上网时间长,在线用户比率高。同时,学生计算机运行大量的服务程序,造成来自校内外的巨量访问。另外,校园网网络应用复杂,并随着多媒体网上教学、视频点播等应用的兴起,对网络带宽的需求迅猛增加。因此,这就对网络的性能提出了更高的要求。万兆以太网已经成为教育网建设的必备技术。

  万兆以太网技术能够提供更多、更新功能,具有相当的革命性,因此,能更好地满足网络安全、服务质量、链路保护等多个方面需求。概括起来说,万兆以太网的应用具有以下几大特征:

  1)万兆以太网结构简单、管理方便、价格低廉。由于没有采用访问优先控制技术,简化了访问控制的算法,从而简化了网络的管理,并降低了部署的成本,因而得到了广泛的应用。

  2)采用万兆互连无须数个千兆捆绑,既提供了网络带宽,也节约了光纤资源。

  3)采用万兆以太网,网络管理者可以用实时或历史累积方式看到第2到第7层的网络流量。能够鉴别干扰或入侵监测,发现网络性能瓶颈,获取计费信息或呼叫数据记录,从网络中获取商业智能。

  4)以太网的改进始终保持向前兼容,使得用户能够实现无缝的升级,不需要额外的投资升级上层应用系统,也不影响原来的业务部署和应用。

  5)具有强大的QoS保障,提供丰富的业务特性,与其它技术相结合可以提高网络的性能和健壮性。

  共享万兆平台

  经过南开大学长期细致的讨论,一致认为:随着组播技术在校园的应用和网络业务的日益丰富,校园网核心层将面临严峻的考验。出于对网络发展的考虑,基于网络业务的发展,采用万兆以太网技术构建核心层是可行的也是必需的。

  此次南开大学万兆校园网建设的目的是通过对校园主干核心网络的升级达到建设一个相对独立、便于管理的,覆盖整个大学校园的高速互连网络,并实现高速接入中国教育和科研计算机网;从而为所有教育应用系统提供高性能、高带宽、稳定可靠的网络传输环境,并为数字化校园建设搭建基础数字平台,进一步推动南开大学的信息化建设。

  本着先进性、扩展性和现实性统一的原则,华为3Com为南开大学网络升级提供了一整套方案和设备。整网拓扑图如下:

  全网采用Quidway S8512以太网交换机为中心,利用10GE光纤连接网络4个部分,每个模块建筑根据不同需求采用S8505、S6506、S5516等设备,并通过出口与滨海学院、泰达学院、天津交互网互联。S8500系列万兆核心多业务路由交换机基于新一代核心交换机的设计理念,交换机具备大容量高性能、可扩展能力强和业务与性能兼具的特点,支持新一代高性能万兆接口,能够为校园网提供超高速链路,以打造低成本、高性能、具有丰富业务支持能力的高性能网络。同时,S8500提供大容量、高密度、模块化的二、三层线速转发性能,内置强劲的全分布式业务处理引擎,以全线速处理二层、三层、MPLS VPN、组播等各种业务流量,提供完善的QoS保障、安全管理机制和电信级的高可靠设计,满足大型IP网络对多业务、高可靠、大容量、模块化的需求。

  S6500系列高端多业务交换机则具有“多快好省”的特点:它引擎规格多、接口板类型多,能够简化网络结构,降低建网成本;同时S6500也采用先进体系结构设计,交换容量高达768G,能够支持新一代万兆线速接口,从而提供网络高性能;S6500系列支持强大的QoS能力和精细化用户管理,具有高可靠、高安全设计,并具备采用L3+业务板实现灵活的智能化业务能力;它能够使网络性能、业务平滑升级,从而保护用户投资。

  升级完成的万兆网络具有高性能、高可靠性、扩展性、标准化和可管理性的特点,能灵活地根据需求提供不同的服务等级并保证服务质量。

  效益实现

  万兆校园网的升级成功,为广大教职工和学生提供了丰富的网络应用资源和全部Internet服务。目前在南开的校园网上运行着学校办公、教学教务、科研、图书馆集成管理、财务信息等十几个管理系统,同时网上还运行着国际和平与文化网站、新华社专供数据库、APEC研究中心、中国史学网、觉悟网站、南开在线、我爱南开BBS等几十个颇具特色的网站。学校在图书馆建设了配有200台联网微机的电子阅览室。学校集中管理30个多媒体教室,均配备有联网的微机、视频展示台、录像机、多媒体投影机和音响设备等,可供教师使用网络及各种多媒体手段进行教学。 

  校园网络对大学师生思想观念、工作方式方法,甚至生活都产生着越来越深刻的影响,无论在教学、科研还是学科建设、对外交往,甚至招生和求职都已经在网络上实现,并取得了良好的效果。 

  校园网升级万兆为建设“网上南开”提供了物质基础,必将成为南开大学在进一步发展的有力保障。


图 1 南开大学主校区网络拓扑图


图 2 南开大学校园网络拓扑图





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