理论研究 ｌ嵘工紊６《－术 ２１６ 校园网络可靠性的研究与设计 胡美红 （浙江传媒学院信息化办公室，杭州３１００１８） 摘要：随着近几年校园信息化建设的推进，我校校园业务系统的普及、教育资源的访问及互联网应用的爆炸式增长，使得现有的网络逐渐不 能够满足后续发展需求。本文根据现实情况，通过校园网络可靠性的分析，提出了增强网络可靠性的技术方案，为我校网络的改造提供了指导 方向。 关键词：可靠性；冗余负载；均衡 我校在００年建成校园网络，并逐步建设了办公网、学生宿舍网、 校园监控网、校园一卡通等网络，为全校师生的工作生活提供了便 捷的网络服务。随着近几年校园信息化建设的推进，学校启用了学工， 迎新、离校系统等学工管理类系统，而且建成了以数据交换平台为 中心的师生门户系统等三十多个业务系统。校园业务系统的普及、 教育资源的访问以及互联网应用的爆炸式增长，使得现有网络不能 够满足后续发展需求，主要表现为以下几个方面：核心交换机作为 网络核心设备，没有配备冗余设备，如果发生故障将导致全校信息 网络瘫痪；核心交换机与汇聚层交换机均由单链路链接，存在单点 故障；网络经常发生拥塞，造成延迟甚至丢包等现象日益明显。 从以上情况可以看出，目前我校网络可靠性和稳定性较弱，已 经无法满足教学、科研的网络需求。由于学校暂时在网络改造经费 上无法提供较大的支持，在资金较为紧缺的情况下，我与同事们经 过反复论证与综合比较，充分利用现有条件及成熟技术对我校网络 提出合理改造的方案。在网络可靠性和稳定性方面方面，我采用了 以下技术和方法：１．利用网络设备和链路冗余技术，实现路由冗余 和负载均衡。２．采用多出口和服务器负载均衡技术，避免网络瓶颈。 ３．建设校园灾备中心，保障数据存储的安全。 １ 核心设备和链路冗余技术。实现路由冗余和负载均 衡 我校校园网核心层采用一台华三Ｈ３Ｃ９５０５Ｅ交换机，放置在信 息办网络中ＪＣ，－楼中心机房。聚层交换机有三台，包括锐捷５７５０， 锐捷７６０６和Ｈ３Ｃ７５０。核心交换机背板带宽达３Ｔｂｐｓ，转发性能较 强。作为整个网络的核心，核心交换机的可靠性和稳定性直接关系 到网络应用服务的好坏，核心交换机的故障也可能直接给应用带来 灾难性的损失。随着校园用户数不断增加，网络应用技术不断丰富， 校园网应用负载也愈来愈严重。因此，我在核心层增加一台华三 Ｈ３Ｃ９５０５Ｅ核心交换机，与原有的核心交换机互为冗余。同时，每台 汇聚交换机增加一条到新核心交换机的链路，实现了线路的冗余。 为了减轻核心交换机的负载，我通过ＶＬＡＮ隔离技术把办公网、多 媒体专网、学生宿舍网、一卡通专网划分为多个ＶＬＡＮ子网，并且 结合ＶＲＲＰ冗余技术，将不同子网的流量分流至两台核心交换机。 以办公网和多媒体专网为例，核心交换机启动ＶＲＲＰ虚拟路由协议， 对于经过核心层到网络中心或外网的数据流，作如下规定：办公网 子网到网络中心或外部的数据以原核心交换机为主核心交换机，新 核心交换机为备份交换机；学生宿舍网子网到网络中心或外部的数 据以新核心交换机为主交换机，原核心交换机为备份交换机。比较 两台交换机优先级大小，优先级高的为Ｍａｓｔｅｒ主交换机，优先级低 的成为Ｂａｃｋｕｐ备份交换机。由于配置了ＶＲＲＰ抢占，当其中一台交 换机出现故障，另一台交换机会在短时间内接管业务，避免了业务 中断。 由于存在双核心，我启动了交换机的ＳＴＰ功能，逻辑地阻断 网络中存在的冗余链路，以消除路径中的环路，在活动路径出现故 障时，重新激活冗余链路来恢复网络的连通性，保证网络的正常工 作。 ２采用多出口链路和ＤＮＳ负载均衡，避免网络瓶颈 随着互联网业务的蓬勃发展，人们对网络带宽及可靠性的要求 也越来越高。学校现有师生约２万人，根据统计，最高峰时在线人 数约为５０００人，原有的教科网和电信５００Ｍ出口带宽逐渐无法承受。 因此，我根据校内流量分析撰写了扩容需求报告，阐述了增加出口 的必要性。经过学校相关领导的批准后，我申请了一条中国移动２Ｇ 的出口链路，同时将原来电信５００Ｍ出口扩容到２Ｇ。通过两个ＩＳＰ 接入链路以及负载均衡技术，实现校内用户对Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的高速访问及 校外用户对校内服务器的快速访问。 多出口链路使得校内用户访问外部资源更加通畅，但是外部用 户访问校园内部资源时，不论身处何种网络，通常都是经过教科网 来访问，一定程度上影响了访问速度。我使用双ＤＮＳ解析来实现访 问线路的负载均衡，根据访问者的ＩＰ地址来自动选择接入使用的线 路。例如我校一台网站服务器，域名为ｗｖｃｗ．ｘｘｘ．ｅｄｕ．ｃｎ，其在 教科网、电信网各有一个独立地址。如果是教科网的用户，访问网 站时看到的地址是教科网的ＩＰ地址，于是从教科网接入，如果是电 信用户，看到的网站地址是电信网ＩＰ地址，于是从电信接入。根据 用户所使用的网络不同来自动选择对应的访问线路，就可以很大程 度的提高访问速度。 ３建设校园灾备中心，实现校园数据异地容灾 为了保证校园关键业务和应用，在出现灾难情况时，能够对系 统和应用进行有效恢复，以降低风险和损失，经过慎重考虑，我计 划建立异地容灾系统。我将异地容灾系统规划部署在离网络中心主 机房６００米远的第二教学楼的计算机中心机房，配置同厂家型号磁 盘阵列作为数据中心系统的灾备数据存储，并配置ＳＡＳ磁盘，通过 单模光纤线路将中心机房和容灾机房的ＳＡＮ相连。 由于中心机房和容灾中心距离较近、磁盘阵列均属品牌型号和 配置，同时考虑到存储系统的容灾效果，我采用同步远程复制技术 将主机房中心数据复制到容灾中心，有效地防范数据丢失与系统瘫 痪，从而实现校园核心业务系统和数据的快速恢复与部署。 参考文献： 【１１黄戍兵．基于负载均衡的高校校园网［Ｚ】．工程设计实现． ［２］葛昕．校园双出口ＤＮＳ负载均衡的应用研究［Ｊ］．计算机系统应用 ［３】游俊慧．数字化校园备份与容灾方案…．探索科教导刊． 本文属于浙江传媒学院校级项目“校园网络可靠性的研究与设计”（项 目编号：ＺＣ１４ＸＪ０５８）的研究成果