李剛

摘要：步入云時(shí)代后，數(shù)據(jù)中心變的尤為重要。為保障數(shù)據(jù)的安全性與傳輸質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必將進(jìn)行調(diào)整。如何調(diào)整才能滿足數(shù)字化校園的整體應(yīng)用，筆者有自己的看法。

關(guān)鍵詞：云時(shí)代；數(shù)字化校園；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；調(diào)整

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）15-0012-02

Abstract： The data center has become particularly important after we entered the cloud era. Therefore，the network architecture must be justified to ensure data security and transmission equality. As to how to justify the network architecture to meet the needs of the overall application of a digital campus， the author has his own opinion.

Key words： cloud era； digital campus； network structure； adjustment

在云概念剛提出時(shí)，人們認(rèn)為云只是對(duì)數(shù)據(jù)集中化的體現(xiàn)，與現(xiàn)行的數(shù)據(jù)中心沒(méi)多大差別。只要加大了數(shù)據(jù)中心的軟硬件投入，那它就是云。隨著云概念的深入，人們又發(fā)現(xiàn)，它是數(shù)據(jù)計(jì)算、資料存儲(chǔ)、資源優(yōu)勢(shì)的集中體現(xiàn)。隨之而來(lái)，單一鏈路數(shù)據(jù)流激增、出口壓力變大、多網(wǎng)并行需求強(qiáng)烈等問(wèn)題的出現(xiàn)，又提出了分布式處理、并行處理的概念。

數(shù)字化校園的概念已經(jīng)提出很多年了，在建設(shè)之初還沒(méi)有云這個(gè)概念。各院校也是將傳統(tǒng)的校園業(yè)務(wù)功能，結(jié)合數(shù)字化信息處理和計(jì)算機(jī)管理手段，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)教育過(guò)程的全面信息化，提高管理水平和效率的目的。在這個(gè)雛形下，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的功能被淡化，為日后云時(shí)代的來(lái)臨，人為的設(shè)置了阻力。

1 什么是云時(shí)代？

云時(shí)代就是云計(jì)算時(shí)代。云計(jì)算（Cloud Computing）是分布式處理（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）的發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)，這將是一個(gè)時(shí)代的來(lái)臨。

基于云計(jì)算分布式處理的特性，數(shù)據(jù)中心在互聯(lián)網(wǎng)中也變成了一個(gè)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)出口帶寬的要求更高。百兆、雙鏈路已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足目前的應(yīng)用需求，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化勢(shì)在必行。

為滿足數(shù)字化的前提，網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)之初，考慮了出口、核心、匯聚、接入各層的硬件需求，數(shù)據(jù)、視頻、監(jiān)控等功能需求，各辦公子網(wǎng)的實(shí)際訴求，有線和無(wú)線的交叉互補(bǔ)等因素，因此網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜、臃腫，難以做到細(xì)節(jié)處理優(yōu)化，大而全，能用就行。再加上網(wǎng)絡(luò)中心與數(shù)據(jù)中心的概念混淆，建成后，網(wǎng)絡(luò)中心即數(shù)據(jù)中心，沒(méi)有獨(dú)立分開(kāi)。

隨著新技術(shù)的商業(yè)運(yùn)用，賦予了校園網(wǎng)新的功能與特性，也對(duì)數(shù)字化校園提出了更高的要求。例如圖書(shū)、財(cái)務(wù)、教學(xué)、后勤、宿舍、食堂、考勤、門(mén)禁、會(huì)議等多個(gè)功能的整合，校園關(guān)鍵應(yīng)用的安全性提升，出口引擎的更新，帶寬的擴(kuò)容等，現(xiàn)有的數(shù)字化校園網(wǎng)必須破除阻力進(jìn)行架構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化。

2 云時(shí)代賦予了數(shù)字化校園哪些時(shí)代特性？

1）數(shù)據(jù)集中式管理，提升安全性

實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園的第一步，就是數(shù)據(jù)的集中管理。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，各子網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立，數(shù)據(jù)分散，沒(méi)有建立統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)。因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼、處理軟件、接口、硬件的統(tǒng)一必須以建立數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的前提上才能實(shí)現(xiàn)。以此為前提，必須堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一實(shí)施的“四個(gè)統(tǒng)一”原則。

將分散的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，還可以減少更類(lèi)人員配備，降低人員操作的復(fù)雜性。通過(guò)設(shè)立統(tǒng)一的安全機(jī)制和分級(jí)管理，提升平臺(tái)的安全性與可靠性。

2）極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，減少網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)

極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)是新一代高校校園網(wǎng)解決方案，通過(guò)集中認(rèn)證網(wǎng)關(guān)方式的部署和多項(xiàng)特色化技術(shù)的應(yīng)用，讓終端用戶的體驗(yàn)提升，讓網(wǎng)絡(luò)的管理策略簡(jiǎn)單、聚焦，讓客戶復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程更加簡(jiǎn)化和順暢。

將多級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化，減少接入層到匯聚的中間環(huán)節(jié)，不僅可以減少設(shè)備采購(gòu)成本、運(yùn)維開(kāi)銷(xiāo)，還可以減少管理難度，減少報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間和設(shè)備開(kāi)銷(xiāo)，提升用戶體驗(yàn)滿意度。

3）應(yīng)用服務(wù)在云端，強(qiáng)化數(shù)據(jù)中心地位

集中式管理的好處就在于硬件、應(yīng)用、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。管理人員可對(duì)硬件進(jìn)行合理使用，最大程度的優(yōu)化設(shè)備使用率和占有率，依據(jù)應(yīng)用的實(shí)際使用率合理的調(diào)配硬件資源，避免出現(xiàn)“供需”不平衡的狀況。

另外，由于各類(lèi)應(yīng)用都在數(shù)據(jù)中心這個(gè)云端，即提升了數(shù)據(jù)采用、維護(hù)的穩(wěn)定性和真實(shí)性，也降低了各應(yīng)用在數(shù)據(jù)整合時(shí)的差錯(cuò)率。

4）減少網(wǎng)絡(luò)出口數(shù)量，降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)

業(yè)務(wù)收縮必然會(huì)形成管理、設(shè)備的集中化。將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中心與數(shù)據(jù)中心合并后，不僅提升了數(shù)據(jù)中心的出口處理能力，強(qiáng)化了安全性，減少了網(wǎng)絡(luò)層次，而且減少了網(wǎng)絡(luò)出口的數(shù)量，變相的降低了來(lái)自內(nèi)外網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。

5）4G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始商用，沖擊傳統(tǒng)無(wú)線架構(gòu)

4G的架設(shè)給校園網(wǎng)帶來(lái)了新的選擇，讓網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加靈活。隨著APP的豐富，傳統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)逐漸從桌面走進(jìn)了手機(jī)、平板。在校園無(wú)線覆蓋不到的區(qū)域內(nèi)，4G必將成為新的接入方式。

與傳統(tǒng)的無(wú)線方案相比，如果采用4G方案，將會(huì)有二個(gè)選擇。一個(gè)是外包。高校只建設(shè)出口和核心，對(duì)關(guān)鍵部門(mén)和公用機(jī)房等進(jìn)行光纖直連，將用戶接入整體外包給4G服務(wù)提供商，把整個(gè)校園都納入到4G覆蓋范圍內(nèi)。二個(gè)是取代無(wú)線。保留部分有線的接入，只針對(duì)有移動(dòng)需求的用戶進(jìn)行4G接入。

這二種方案有利有弊，但歸根結(jié)底，對(duì)無(wú)線的沖擊都將非常大。

3 云時(shí)代下的數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)架構(gòu)如何調(diào)整？

數(shù)字化校園是一個(gè)多網(wǎng)融合的網(wǎng)，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和傳輸質(zhì)量保障的要求非常高，在保持高傳輸率的同時(shí)，還要具有高轉(zhuǎn)發(fā)、低延遲、防攻擊、抗災(zāi)害等特點(diǎn)。

1） 減少網(wǎng)絡(luò)層次，使之扁平化

提升網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率必先在構(gòu)架上對(duì)其精簡(jiǎn)。減少樹(shù)狀的網(wǎng)絡(luò)層次，盡量提升下級(jí)網(wǎng)絡(luò)的處理級(jí)別。以樓棟為三層節(jié)點(diǎn)，減少二層接入的分支，讓下聯(lián)二層處于同一處理級(jí)別。這樣也可以將網(wǎng)絡(luò)故障或廣播風(fēng)暴控制在本節(jié)點(diǎn)內(nèi)，不會(huì)影響其它區(qū)域。

2） 加大帶寬，提升核心設(shè)備的處理能力

提升原有網(wǎng)絡(luò)的骨干帶寬，拓展出口處理能力。采用鏈路聚合的方式，將核心與匯聚之間的鏈路進(jìn)行連接，減少因帶寬不足而引起的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)開(kāi)銷(xiāo)。更新關(guān)鍵核心設(shè)備，如出口引擎、核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)，提升處理極限，使之能夠勝任大流量、多數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)模式。

3） 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，減少不必要的開(kāi)銷(xiāo)

每個(gè)應(yīng)用都有自己的傳輸特點(diǎn)，如OA以小數(shù)據(jù)包傳輸為主，教學(xué)視頻以實(shí)時(shí)流模式進(jìn)行流媒體的傳輸?shù)?。面?duì)這些應(yīng)用，要將具有相同數(shù)據(jù)特點(diǎn)的應(yīng)用進(jìn)行歸類(lèi)，特別是對(duì)流媒體的傳輸要增加內(nèi)容緩沖設(shè)備，對(duì)媒體文件采用H.264或H.265壓縮算法進(jìn)行壓縮，以提高帶寬的利用率，并減少對(duì)硬件的重復(fù)讀取次數(shù)。

4） 采用服務(wù)質(zhì)量管理，優(yōu)化流量分配方案

QOS是網(wǎng)絡(luò)交換中常用的管理手段。網(wǎng)管對(duì)區(qū)域、網(wǎng)段、特殊用戶等對(duì)象設(shè)置有針對(duì)性的流量管理或限制方案。當(dāng)數(shù)據(jù)中心變?yōu)橹黧w后，以往以帶寬為主的設(shè)置方案將改為以端口+帶寬的設(shè)置方案。結(jié)合應(yīng)用定義的端口號(hào)，也可變相的減少網(wǎng)絡(luò)掃描時(shí)其它端口的暴露機(jī)率，限制非應(yīng)用軟件的受侵害程度，提高數(shù)據(jù)中心的整體安全性。

5） 保持網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的彈性，應(yīng)對(duì)今后的需要

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的魅力在其多樣化，不同的架構(gòu)可以適應(yīng)不同環(huán)境和需要。在保證其滿足當(dāng)下的同時(shí)，也要考慮層出不窮的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段和設(shè)備的更新變革。在核心與匯聚層，保護(hù)一定的架構(gòu)彈性，是非常有必要的。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所言，一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是數(shù)字化校園建設(shè)的前提，就像一座大廈的地基一般，其重要性不言而喻。在信息化建設(shè)如火如荼的今天，如何規(guī)劃并調(diào)整好網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使之能不斷提升信息化處理手段和效率，是需要我們長(zhǎng)期思考的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 部分名詞解釋來(lái)自《百度百科》.