王昕

摘 要：本文基于高校新聞實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)操作實(shí)驗(yàn)而作，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從邏輯、物理到軟件的布局設(shè)計(jì)進(jìn)行淺析，從物理層到邏輯鏈路層、從軟件到硬件、從基礎(chǔ)到應(yīng)用，進(jìn)行多方位闡述。力圖通過(guò)本文描述為實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理出清晰思路。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)；拓樸結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)安全

新聞實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行管理中，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與配置屬于基本的保障項(xiàng)目，為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的平穩(wěn)性、安全性、即時(shí)性及運(yùn)行效率提供一個(gè)穩(wěn)定的平臺(tái)。

新聞實(shí)驗(yàn)室（軟件操作實(shí)驗(yàn)室）主體是計(jì)算機(jī)與應(yīng)用軟件，在目前的信息化時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)的資源配置作用自然不言而喻，也對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提出了一定的要求。

滿(mǎn)洲里俄語(yǔ)職業(yè)學(xué)院新聞實(shí)驗(yàn)室建筑面積144平方米，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足新聞學(xué)專(zhuān)業(yè)不少于兩個(gè)班級(jí)，100名學(xué)生同時(shí)上機(jī)；操作軟件主要包括PhotoShop、會(huì)聲會(huì)影等音、視頻編輯軟件。

本文針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，主要從邏輯層面、物理層面與軟件管理三個(gè)層面進(jìn)行部署，具體方案如下：

一、邏輯層面設(shè)計(jì)

所謂邏輯層面，最核心的工作是選擇最有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)。

所謂網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)即是網(wǎng)絡(luò)的連接布局方式，目前主要分為總線(xiàn)型、星型及環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，每種拓樸也有不同的亞型，如環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的亞型，令牌環(huán)網(wǎng)；星型網(wǎng)絡(luò)的亞型以太網(wǎng)等。

考慮到實(shí)驗(yàn)室的具體應(yīng)用環(huán)境和維護(hù)成本，實(shí)驗(yàn)室將采用便于維護(hù)與擴(kuò)充的星型以太網(wǎng)絡(luò)，多級(jí)實(shí)驗(yàn)室的級(jí)聯(lián)，可形成星形樹(shù)的拓樸結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)絡(luò)的主要缺點(diǎn)在于中心化的控制器——交換機(jī)或集線(xiàn)器，一但中心控制器出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將處于癱瘓狀態(tài)。為了有效解決這一問(wèn)題，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)層面可引入“雙機(jī)熱備份”技術(shù)，在主用中心控制器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，備用中心控制器可以平穩(wěn)接管工作，以達(dá)到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

二、物理層面設(shè)計(jì)

有了邏輯層面的布局，就可以按部就般的向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)填充具體的硬件設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的具體功能，這一過(guò)程就是實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)的物理層面設(shè)計(jì)。

1）中心控制器的選擇，現(xiàn)行的主要中心控制器是集線(xiàn)器（HUB）和交換機(jī)（SWICH），前者成本低、配置簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)吞吐量小、穩(wěn)定性一般；后者成本高、配置專(zhuān)業(yè)、數(shù)據(jù)吞吐量大、穩(wěn)定性高?？紤]到新聞實(shí)驗(yàn)室的功能是新聞音、視頻處理，數(shù)據(jù)需求量大，且實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性有一琯的要求，中心控制器選為交換機(jī)較為適合。根據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)的不同，還應(yīng)注意交換的類(lèi)型，如果有條件的情況下，在星型樹(shù)的級(jí)聯(lián)通道上，盡量選擇光纖交換機(jī)，以提高數(shù)據(jù)的吞吐量。

2）傳輸介質(zhì)的選擇，目前主要的傳輸介質(zhì)有同軸電纜、雙絞線(xiàn)及光纖三種。由于同軸電纜對(duì)于星型網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性不能很好的適應(yīng)，可尋址設(shè)備的穩(wěn)定性較差，容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)包異常狀態(tài)的發(fā)生，所以排除在外。雙纜線(xiàn)和光纖在連接的可靠性、設(shè)備的易連接與易維護(hù)性等方面有諸多優(yōu)勢(shì)，尤其是光導(dǎo)纖維，數(shù)據(jù)承載量巨大、抗干擾性極強(qiáng)、維護(hù)成本較低，是大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的必備之選。但光導(dǎo)纖維比較脆弱，不適宜局部網(wǎng)絡(luò)，所以，首選的方案是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)采用雙絞線(xiàn)；各實(shí)驗(yàn)室間的網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)采用光纖介質(zhì)。

3）安全設(shè)備的選擇。實(shí)驗(yàn)室是多設(shè)備的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，一旦被黑客和病毒入侵，輕則影響教學(xué)進(jìn)程、重則造成資源及經(jīng)濟(jì)損失。為了保障網(wǎng)絡(luò)安全，在硬件配置方面還應(yīng)考慮加入防火墻及IPS（入侵檢測(cè)系統(tǒng)）。IPS之下是核心交換機(jī)，核心交換機(jī)的掩碼配置需要考慮計(jì)算機(jī)覆蓋以及預(yù)留IP以擴(kuò)容，也要通過(guò)限制訪(fǎng)問(wèn)要控制數(shù)據(jù)炸彈以及蠕蟲(chóng)病毒的干擾。

4）電力負(fù)載安全設(shè)計(jì)。由于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備數(shù)量較多，如果配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，輕者會(huì)導(dǎo)致跳閘，影響授課；重則會(huì)引起短路，燒毀設(shè)備甚至火災(zāi)。結(jié)構(gòu)上我采用復(fù)線(xiàn)并聯(lián)，分別給擊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、多媒體設(shè)備、地插以及學(xué)生機(jī)單獨(dú)空開(kāi)，單機(jī)則采用負(fù)載累進(jìn)的方法，計(jì)算單機(jī)峰值電流，并分組設(shè)計(jì)空開(kāi)，避免一機(jī)故障影響全局。

三、軟件管理設(shè)計(jì)

一個(gè)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)的邏輯設(shè)計(jì)與硬件搭接完成后，還需要在軟件管理方面進(jìn)行完善，以進(jìn)一步保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與安全性。如DDOS攻擊的防范、內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全等。在采取硬件管理成本過(guò)于高昂的情況下，可以考慮使用軟件管理。

目前通行的網(wǎng)絡(luò)管理軟件基本具備以下幾方面功能：流量控制、安全警報(bào)、策略管理、以及故障記錄。通過(guò)對(duì)于這些功能的配置，可以基本保障網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部安全性，基于網(wǎng)絡(luò)管理軟件的日志功能，還能進(jìn)一步分析和提供全新而安全有效的配置決策依據(jù)。

綜上所述，我們可以清晰的推演出一個(gè)新聞實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)過(guò)程，限于本人能力水平，許多技術(shù)細(xì)節(jié)有待進(jìn)一步的完善，望有識(shí)之士多多給予幫助與指教。

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