5. 網(wǎng)絡(luò)分析方案書_中山大學(xué)珠海分校區(qū)

2023年12月14日發(fā)(作者：機(jī)票英語)

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中山大學(xué)珠海校區(qū)網(wǎng)絡(luò)分析方案

一．校區(qū)背景

中山大學(xué)珠海校區(qū)是教育部正式批準(zhǔn)立項(xiàng)的大學(xué)跨地域辦學(xué)的新校區(qū)，是著名學(xué)府與新興城市合作辦學(xué)模式的新嘗試。珠海校區(qū)容納了中山大學(xué)一、二年級(jí)本科學(xué)生學(xué)習(xí)與生活。2000年的學(xué)生規(guī)模是4000人，目前已達(dá)到12000余人的規(guī)模。

二．網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案

珠海校區(qū)在地理位置和功能上可分為三個(gè)區(qū)：圖書館區(qū)、教學(xué)樓區(qū)和宿舍區(qū)。根據(jù)這種情況，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也相應(yīng)地分為三個(gè)域，每個(gè)域建一個(gè)分中心，分中心之間的聯(lián)結(jié)便構(gòu)成了園區(qū)網(wǎng)的骨干，負(fù)責(zé)傳輸；同時(shí)，每個(gè)分中心將二級(jí)樓宇網(wǎng)接入到園區(qū)網(wǎng)的骨干，負(fù)責(zé)接入。整個(gè)園區(qū)網(wǎng)是一個(gè)全交換網(wǎng)絡(luò)，共計(jì)約2600個(gè)點(diǎn)。

2.1中山大學(xué)珠海校區(qū)校園網(wǎng)（核心層）

中山大學(xué)珠海校區(qū)目前擁有一個(gè)具有2600端口的全交換網(wǎng)絡(luò)，采用朗訊的P550和P330系列。網(wǎng)絡(luò)布局上整個(gè)校區(qū)劃分為三個(gè)區(qū)，即圖書館區(qū)、教學(xué)樓區(qū)和宿舍區(qū)。三個(gè)區(qū)各設(shè)一個(gè)分中心，其中圖書館區(qū)分中心也是整個(gè)校區(qū)的中心所在。三個(gè)分中心各有一臺(tái)第三層路由交換機(jī)P550，分中心之間用千兆室外單模光纖相連，即骨干網(wǎng)是一個(gè)千兆位交換以太網(wǎng)。各個(gè)區(qū)百兆到房間，用于支撐的設(shè)備為朗訊P330系列交換機(jī)。

整個(gè)校園網(wǎng)采用基于端口的虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)。從功能上劃分為管理虛擬網(wǎng)和應(yīng)用虛擬網(wǎng)兩大類。應(yīng)用虛擬網(wǎng)又分為服務(wù)器虛擬網(wǎng)和客戶虛擬網(wǎng)。

整個(gè)校區(qū)所用IP地址有兩類：公有地址和私有地址。圖書館區(qū)和本校區(qū)的代理服務(wù)器訪問校外資源。其校園骨干網(wǎng)如圖1所示。 2.2關(guān)鍵技術(shù)

（a）由于中山大學(xué)珠海校區(qū)各配電房配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采用南瑞公司的遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其通信接口只提供了串行口，無法與校園網(wǎng)相連，其自行編制的XT9702通信規(guī)約是在部頒CT通信規(guī)約基礎(chǔ)上為保護(hù)裝置擴(kuò)充的，屬自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。因此，通信網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議是本項(xiàng)目首先需要解決的技術(shù)關(guān)鍵。

（b）校園網(wǎng)的終端連接到全校師生公寓，通信質(zhì)量極易受到干擾，因此，如何保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性也是本項(xiàng)目的關(guān)鍵之一。

（c）要合理設(shè)計(jì)后臺(tái)監(jiān)控軟件，不僅要將各配電房人機(jī)界面納入一個(gè)監(jiān)控軟件中，使它們具有統(tǒng)一的風(fēng)格、統(tǒng)一的操作方式，還要保證使用方便、合理，各系統(tǒng)切換靈活、快捷。

（d）在調(diào)試過程中經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷情況，經(jīng)分析，中斷原因是由于網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備所需電源均由現(xiàn)場就地交流電源提供造成的，因此，解決網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的電源問題也是關(guān)鍵之一。

2.3解決辦法

關(guān)鍵技術(shù)(a)中的問題采用由臺(tái)灣摩痧公司研制的串行設(shè)備服務(wù)器作為網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。同時(shí)，對(duì)南瑞公司的XT9702通信規(guī)約進(jìn)行了分析，與蘇州熱工研究院有限公司合作完成了XT9702驅(qū)動(dòng)程序的編寫。

對(duì)關(guān)鍵技術(shù)(b)中的問題，采用設(shè)置專用網(wǎng)段的辦法加以解決。

對(duì)關(guān)鍵技術(shù)(c)中的問題，采用Epsynall組態(tài)軟件進(jìn)行制作，做到了方便、合理、靈活、快捷。

對(duì)關(guān)鍵技術(shù)(d)中的問題，采取的辦法是為程控交換機(jī)配置不間斷電源或由各站直流屏經(jīng)開關(guān)電源轉(zhuǎn)換提供電源。

2.4采用的技術(shù)原理

2.4.1配電房通信控制機(jī)串行口的改造

由于中山大學(xué)珠海校區(qū)擁有主干千兆的以太網(wǎng)，為使五座配電室的BJ-3型監(jiān)控系統(tǒng)提供的串行口能夠通過以太網(wǎng)與10 kV開閉所監(jiān)控系統(tǒng)相連，我們選用具備完全聯(lián)網(wǎng)能力的串行設(shè)備服務(wù)器作為網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，它具有230 bps的通信速率、可提供Windows NT的驅(qū)動(dòng)程序、自動(dòng)偵測10/100 Mbps以太網(wǎng)（Ethernet）接口、提供RS-232/422/485三合一接口的串行端口、完善的Ethernet和Tcp/Ip協(xié)議，并且在網(wǎng)絡(luò)中斷回復(fù)后可自動(dòng)恢復(fù)連接。

2.4.2 10 kV開閉所的改造

10 kV開閉所監(jiān)控系統(tǒng)原由南瑞公司提供的前置機(jī)和后臺(tái)機(jī)組成，若使具有8個(gè)串行通道的前置機(jī)通過以太網(wǎng)與BJ3型監(jiān)控系統(tǒng)通信，勢必需要增加一臺(tái)有多串口通信卡的工控機(jī)，從而影響了系統(tǒng)信息流的交換。因此，將原來由前置機(jī)實(shí)現(xiàn)的通信處理功能改由后臺(tái)機(jī)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，增加一臺(tái)后臺(tái)機(jī)互為熱備用，這樣可提高配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性及處理性能，而且也進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。

2.4.3 后臺(tái)機(jī)通信控制軟件及監(jiān)控軟件的編制

為保證系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)監(jiān)控軟件的實(shí)用性、通用性以及配電網(wǎng)擴(kuò)建后所需接口，我們選用能夠滿足60個(gè)以上單元回路的配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控組態(tài)軟件作為設(shè)計(jì)平臺(tái)，以滿足系統(tǒng)最終供電規(guī)模的要求。 2.5達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)

（a）系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性，可在任何時(shí)候加入擴(kuò)建配電房。系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備冗余。

（b）系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)調(diào)試與實(shí)時(shí)組態(tài)功能。

（c）后臺(tái)機(jī)具有圖形畫面、動(dòng)態(tài)顯示、實(shí)時(shí)趨勢、歷史趨勢、報(bào)警、事件記錄、報(bào)表輸出、安全口令等功能。

（d）計(jì)算機(jī)采用Client/Server網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

（e）Microsoft SQL2000商用數(shù)據(jù)庫，ANSI標(biāo)準(zhǔn)SQL接口，數(shù)據(jù)管理方便可靠。

（f）電子表格生成簡單，方便統(tǒng)計(jì)和修改。

（g）多媒體人機(jī)接口，畫面完善明快、操作簡單，語音報(bào)警清晰。

（h）系統(tǒng)開放，支持不同廠商的設(shè)備，適應(yīng)各種規(guī)模要求，保護(hù)用戶投資。

在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者充分考慮到教育管理和多媒體教學(xué)的要求，并且網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上應(yīng)該具有一定的先進(jìn)性，同時(shí)還要為以后的擴(kuò)展留有一定的空間。為此校園網(wǎng)應(yīng)該能達(dá)到以下要求：

● 網(wǎng)絡(luò)具有傳遞語音、圖形、圖像等多種信息媒體功能，具備性能優(yōu)越的資源共享功能；

● 校園網(wǎng)中各終端間具有快速交換功能；

● 中心系統(tǒng)交換機(jī)采用虛擬網(wǎng)技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶具有分類控制功能；

● 對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問提供完善的權(quán)限控制；

● 網(wǎng)絡(luò)具有防止及便于捕殺病毒功能，以保證網(wǎng)絡(luò)使用安全；

● 校園網(wǎng)與Internet網(wǎng)相連后，應(yīng)具有“防火墻”過濾功能，以防止網(wǎng)絡(luò)黑客入侵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；

● 可對(duì)接入因特網(wǎng)的各網(wǎng)絡(luò)用戶進(jìn)行權(quán)限控制。

四．分區(qū)介紹（匯接層/接入層）

宿舍區(qū)

宿舍區(qū)分兩個(gè)部分：教工宿舍區(qū)和學(xué)生宿舍區(qū)。教工宿舍區(qū)有10棟樓，每棟樓約有20個(gè)節(jié)點(diǎn)。這樣，每棟樓便可通過一根光纖，以百兆速率上連到宿舍區(qū)的P550交換機(jī)。學(xué)生宿舍區(qū)則比較復(fù)雜，共計(jì)有3種宿舍樓類型：130個(gè)節(jié)點(diǎn)的兩棟，90個(gè)節(jié)點(diǎn)的兩棟，還有4棟180個(gè)節(jié)點(diǎn)的。和前面所述的圖書館區(qū)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中心類似，學(xué)生宿舍網(wǎng)絡(luò)采用P330堆疊方案，每棟樓均通過多模光纖與宿舍區(qū)中心的P550有一條千兆鏈路相連，充分保證了帶寬。需要指出的是：前兩種類型的宿舍每棟樓只有一個(gè)堆疊，而最后一種類型的宿舍每棟樓有兩個(gè)堆疊，每個(gè)堆疊帶90個(gè)節(jié)點(diǎn)，它們之間目前是通過兩根超五類雙絞線進(jìn)行LAG連接。宿舍區(qū)網(wǎng)絡(luò)如圖四所示。

方案優(yōu)化

在宿舍區(qū)核心的路由出現(xiàn)，將導(dǎo)致整體宿舍斷網(wǎng)，建議加載一個(gè)新的三層交換機(jī)（7550），繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)IPV6發(fā)展的需求，和整體增加網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。在圖書館設(shè)置的不同數(shù)據(jù)庫可根據(jù)限制不同的IP段里使用，使得師生在宿舍就可以完成資料的應(yīng)運(yùn)，更而解決圖書館排隊(duì)查詢資料的問題，更一步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和師生學(xué)習(xí)的方便。也可以在實(shí)現(xiàn)與互連網(wǎng)的連接。使用NET進(jìn)行連接。

圖書館區(qū)

圖書館樓分左右兩邊，每邊各有13層。左邊主要是中山大學(xué)圖書館珠海校區(qū)分館，約有70個(gè)點(diǎn)；5樓是網(wǎng)絡(luò)中心和圖書館分中心。右邊樓主要是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心（3、4樓），約600個(gè)點(diǎn)；還有行政辦公區(qū)（12、13樓），約40個(gè)點(diǎn)。這樣，由于圖書館分館與分中心在同一邊樓，相隔距離不超過100米，其3個(gè)P333T可以分別通過一根超五類雙絞線百兆上連到分中心的P550。右邊樓的實(shí)驗(yàn)室中心由于點(diǎn)數(shù)多且密集，為方便管理和保證帶寬，工作組交換機(jī)P330采用堆疊技術(shù)，每個(gè)堆疊通過室內(nèi)多膜光纖千兆上連到分中心P550；行政辦公區(qū)的3個(gè)P333T分別通過一根超五類雙絞線百兆上連到實(shí)驗(yàn)室中心的堆疊。如圖二所示：

方案優(yōu)化

在互連網(wǎng)和電信技術(shù)方面的快速發(fā)展，學(xué)生在圖書館學(xué)習(xí)不僅僅是在網(wǎng)上查尋下載資料那么簡單，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求更多是對(duì)多媒體的應(yīng)用，在中國一些大學(xué)在選修課方面已經(jīng)開放了網(wǎng)上選課，學(xué)生可以在互連網(wǎng)進(jìn)行選修課的完成。著就要需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上有相應(yīng)的升級(jí)，可以假設(shè)資源多媒體平臺(tái)（例如騰訊公司的基于P2P的網(wǎng)絡(luò)電視，）校園網(wǎng)可以假設(shè)P2P服務(wù)器進(jìn)行經(jīng)典教學(xué)視頻的電播。在通信方面可以利用現(xiàn)有的設(shè)備接入 IP電話，這可以大量節(jié)省學(xué)校的電話費(fèi)用的開支。

教學(xué)樓區(qū)

教學(xué)樓長571米，共計(jì)5層，1樓為架空層。由于每層樓太長，而超五類雙絞線的有效傳輸距離僅為100米，為保證傳輸，每層設(shè)有5個(gè)連接中心（A B C D

E），教學(xué)樓分中心設(shè)在5樓的中部，與5樓中部的一個(gè)連接中心（5C）在一起，分中心與其余19個(gè)連接中心采用室外多模光纖連接，呈星性結(jié)構(gòu)。值得說明的是：在目前的實(shí)際方案中，雖然2、3、4樓的P333T與5樓的分中心P550可以通過光纖連接，但是考慮到目前應(yīng)用的現(xiàn)狀并沒有太大的流量和為了保護(hù)投資，實(shí)際的連接是只有5樓的4個(gè)P333T通過光纖，千兆上連到P550，而其余3層樓的P333T則通過一根超五類雙絞線與5樓的與其相對(duì)應(yīng)的連接中心的P333T或P550相連，如2A、3A、4A均通過一根超五類雙絞線與5A的P333T相連。換言之，教學(xué)樓區(qū)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)3層結(jié)構(gòu)，如圖三所示：

網(wǎng)絡(luò)分析

教學(xué)樓在整個(gè)校園網(wǎng)中屬于網(wǎng)絡(luò)流量最小的地方。出了在不同辦公室連接網(wǎng)絡(luò)，就其在交換機(jī)上劃分不同的VLAN，來實(shí)現(xiàn)不同學(xué)院區(qū)分資料和數(shù)據(jù)安全性。在教室多媒體教學(xué)用的電腦與相應(yīng)的服務(wù)器相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的COPY.

五 方案特點(diǎn)

1. 易伸展性

珠海校區(qū)園區(qū)網(wǎng)的骨干采用了P550第三層千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)，這種交換機(jī)采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有6個(gè)可用插槽，易于擴(kuò)充。二級(jí)樓宇網(wǎng)大量采用了P330堆疊方案，一方面，堆疊方案與級(jí)連方案比較在性能上具有無可比擬的優(yōu)越性；另一方面，這種方案非常靈活（如節(jié)點(diǎn)數(shù)不夠則可增加一臺(tái)交換機(jī)，如上連帶寬不夠則可增加或更換上連模塊）。在教學(xué)樓區(qū)中，2、3、4樓與5樓分中心已經(jīng)具備了光纖互連能力，如果以后應(yīng)用增加需要更高的帶寬，則只需在P550交換機(jī)上增加一塊多模千兆模塊，在P333T端增加一塊千兆上連模塊即可，宿舍區(qū)中具有180個(gè)節(jié)點(diǎn)的學(xué)生宿舍樓的P330堆疊也可同樣處理。本方案充分體現(xiàn)了可擴(kuò)展性。

如今，第三層路由交換機(jī)成為校園網(wǎng)的骨干是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，傳統(tǒng)路由器被推向校園網(wǎng)的邊緣。為了保證校園網(wǎng)的安全性，第三層路由交換機(jī)具有網(wǎng)卡地址與IP地址的靜態(tài)綁定的功能非常重要。本設(shè)計(jì)中特意選用了具備此項(xiàng)功能的P550交換機(jī)，能夠在校園網(wǎng)中提供較好的安全性。另外， P330工作組交換機(jī)支持端口級(jí)的安全性，可以在最靠近接入良好的安全性

端進(jìn)行MAC地址過濾，保證只有注冊(cè)過網(wǎng)卡的合法用戶才能接入校園網(wǎng)。這些都使得Cajun校園網(wǎng)解決方案具有良好的安全性。

珠海校區(qū)園區(qū)網(wǎng)的規(guī)模很大，網(wǎng)絡(luò)的可管理性非常重要。朗訊公司的CajunView網(wǎng)管軟件可在一臺(tái)網(wǎng)管計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行端到端的全面管理。其獨(dú)有的SMON技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)管理員提供了一個(gè)有力的工具，可以自頂向下地實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的交換流量，從而能夠方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能調(diào)整和偵錯(cuò)。

實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)管理

IP應(yīng)用方面

IPv4于Ipv6的的兼容應(yīng)運(yùn)，采用隧道技術(shù)，用雙棧解決，分別走或這把Ipv6進(jìn)行重新分裝。

六 網(wǎng)絡(luò)術(shù)語解釋

路由技術(shù)：路由協(xié)議工作在OSI參考模型的第3層，因此它的作用主要是在通信子網(wǎng)間路由數(shù)據(jù)包。路由器具有在網(wǎng)絡(luò)中傳遞數(shù)據(jù)時(shí)選擇最佳路徑的能力。除了可以完成主要的路由任務(wù)，利用訪問控制列表（Access Control List，ACL），路由器還可以用來完成以路由器為中心的流量控制和過濾功能。在本工程案例設(shè)計(jì)中，內(nèi)網(wǎng)用戶不僅通過路由器接入因特網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)用戶之間也通過3層交換機(jī)上的路由功能進(jìn)行數(shù)據(jù)包交換。

交換技術(shù)：傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)交換發(fā)生在OSI模型的第2層。現(xiàn)代交換技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了第3層交換和多層交換。高層交換技術(shù)的引入不但提高了園區(qū)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換的效率，更大大增強(qiáng)了園區(qū)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換服務(wù)質(zhì)量，滿足了不同類型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的需要。現(xiàn)代交換網(wǎng)絡(luò)還引入了虛擬局域網(wǎng)（Virtual LAN，VLAN）的概念。VLAN將廣播域限制在單個(gè)VLAN內(nèi)部，減小了各VLAN間主機(jī)的廣播通信對(duì)其他VLAN的影響。在VLAN間需要通信的時(shí)候，可以利用VLAN間路由技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理人員需要管理的交換機(jī)數(shù)量眾多時(shí)，可以使用VLAN中繼協(xié)議（Vlan Trunking Protocol，VTP）簡化管理，它只需在單獨(dú)一臺(tái)交換機(jī)上定義所有VLAN。然后通過VTP協(xié)議將VLAN定義傳播到本管理域中的所有交換機(jī)上。這樣，大大減輕了網(wǎng)絡(luò)管理人員的工作負(fù)擔(dān)和工作強(qiáng)度。為了簡化交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、提高交換網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換的部署是分層進(jìn)行的。園區(qū)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換設(shè)備可以劃分為三個(gè)層次：訪問層、分布層、核心層。訪問層為所有的終端用戶提供一個(gè)接入點(diǎn)；分布層除了負(fù)責(zé)將訪問層交換機(jī)進(jìn)行匯集外，還為整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)提供VLAN間的路由選擇功能；核心層將各分布層交換機(jī)互連起來進(jìn)行穿越園區(qū)網(wǎng)骨干的高速數(shù)據(jù)交換。在本工程案例設(shè)計(jì)中，也將采用這三層進(jìn)行分開設(shè)計(jì)、配置。

遠(yuǎn)程訪問技術(shù)：遠(yuǎn)程訪問也是園區(qū)網(wǎng)絡(luò)必須提供的服務(wù)之一。它可以為家庭辦公用戶和出差在外的員工提供移動(dòng)接入服務(wù)。遠(yuǎn)程訪問有三種可選的服務(wù)類型：專線連接、電路交換和包交換。不同的廣域網(wǎng)連接類型提供的服務(wù)質(zhì)量不同，花費(fèi)也不相同。企業(yè)用戶可以根據(jù)所需帶寬、本地服務(wù)可用性、花費(fèi)等因素綜合考慮，選擇一種適合企業(yè)自身需要的廣域網(wǎng)接入方案。）在本工程案例設(shè)計(jì)中，分別采用專線連接（到因特網(wǎng)）和電路交換（到校園網(wǎng)）兩種方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問需求。

VLAN及IP方案事例：

天堂

二○○七年五月二十六日

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