| 出版日期：1999-06-17 总期号：832 本年期号：42 |
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搭千兆环境培育“高知”
广东经济与管理重点实验室的网络系统集成分析 尹恩山 由于学院的特殊性，校园网的建设更注重经济实用。广东商学院的经济与管理重点实验室以经济特色为龙头，着眼于管理“提高型”教学，同时又高瞻远瞩，以发展的眼光结合实际选择千兆位以太网为骨干，建设21世纪的虚拟经济世界实验室。 广东商学院是一所省属重点高校，是广东省培养经济类、管理类高级应用型人才的重要阵地。为了适应省内对21世纪新型高素质经济管理人才的需求，广东高教厅批准，在广东商学院投资建设省内第一个文科重点实验室———广东省高等教育厅经济与管理重点实验室。该实验室定位于“教学提高型”的共用性示范实验室，它提供先进的虚拟现实教学实验系统，设计有管理信息系统、统计与预测决策、金融模拟系统、电子商务四个功能分室和一个教师专用室，配备先进的计算机网络系统和多种专业水平的管理软件及经济信息资讯系统，是一个典型的，面向21世纪的新型实验室。 
经济与管理重点实验室网络结构拓扑图 ·方案设计· 实验室主要由管理系统分室、统计与预测决策分室、金融模拟分室、电子商务分室、实验室公共应用和交换资源共享应用几部分组成。 1．以经济与管理专业软件为主，应用多样化，软件来源多样化。 2．传输多媒体信息，内部信息流量大。实验教学系统以构建模拟系统为主，如电子商务系统中各种角色的配合及所完成的信息流、资金流及物流过程的实现。教学过程同企业生产流水线一样对网络系统连续运转有要求，否则就会打乱教学计划。学生学习中对系统进行设置操作和误操作是必然存在的，并且这类操作大大超过实际的应用系统。作为一个教学的网络，不能忽视ip复用和广播风暴等对网络性能的影响。 3．提高设备使用率和投资效益。该实验室只是逻辑上划分为几个功能分室，这样做的目的是提高设备利用率。这就需要网络系统能够方便地组织虚拟网，合理分配网络流量，并根据需要实现各虚拟网间的连接。同时要考虑现有资源和便于维护管理等问题。 4．同时开机率高。实验室拥有近300个工作站，需要在网络系统上同时运行多种应用，要求网络系统有较高的带宽和吞吐能力。 ·方案选择· 经济管理重点实验室网络系统是有一定模型的，系统应用要求同时运行专业mis系统、大型数据分析系统、金融信息系统、电子商务系统、多媒体教学系统、intranet、实验室资源与管理系统。系统还有一个显著特点，面向众多学生，这就要求系统具有更好的可管理性。 布线方案选择 由于本系统所有信息点集中在一幢大楼内，最远的信息点与中心配线架的距离是90米，采用集中布线在技术上是完全可行的，只需要在中心机房设置一个配线架，所有信息点插座直接连接到中心配线架上，这样做的好处主要有三个：一是所有设备都在主机房内，便于集中管理和维护；二是只需用光纤跳线连接中心交换机和工作组交换机，不同机房的信息点能连接到同一台工作组交换机上，可以有效地降低系统造价；三是整个机房环境美观大方。 骨干网方案选择 由于实验室网络系统要求同时运行多种网络应用，并支持多媒体，因此骨干网应保证高带宽。目前可采用的高速网络技术主要有atm、快速以太网、千兆位以太网等。在充分考虑了广东省高教厅，对经济与管理重点实验室硬件系统的“两年先进，五年可用”的建设原则，以及满足应用需要、适应网络技术发展等方面的综合考虑后，我们选择了千兆位以太网，理由是： 1．以低价格提供高带宽。由于千兆位以太网可以提供10倍于快速以太网的性能，而价格却相对比快速以太网和atm都低。 2．良好的兼容性和管理的简单性。千兆位以太网保留802．3、以太网帧格式以及802．3的对象规格，从而使我们能够从现有设施（windows nt和novell局域网各一个）平滑地升级至千兆性能，而现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序、网络管理策略与工具都得以保留。相反，atm必须使用局域网仿真才能与现有的网络设施兼容。另外，在网络系统管理的技术要求上，千兆位以太网比atm要简单得多。 3．能保证服务质量。atm的长处在于qos（服务质量）和cos（服务分级）。但是，千兆位以太网也并不是没有服务质量的保证。目前普遍认为：合理组织的千兆位以太网永远不需要考虑qos管理，这也是千兆位以太网的宗旨。qos问题的焦点在于资源的竞争，最直接的解决办法是提供足够的资源，因为现在带宽本身比带宽管理更便宜。此外，千兆位以太网也可通过802．1p服务分级及预留带宽等技术来保证关键应用的服务质量。 4．atm并非传输统一信息流的唯一选择。atm可把数据、视频、音频等不同信息流无缝地集成在一起进行传输，同时对atm来说，所谓“广域网”和“局域网”是没有区别的，这是它最受青睐之处。人们注意到目前电讯宽带网络不合理的层次结构，即ip→atm→sdh→光学网络。这种方式开销大、效率低、而且需要昂贵的atm交换设备。此外，ip包在atm上传输存在“信元税”（cellrate）的问题，造成带宽损失可能高达25％。还有，为了在atm上传输ip包并保证服务质量，需要mpoa、ip交换或tag交换等技术，这又增加了开销。目前的趋势是，省去atm，直接在sdh上传输ip包。将来的发展是采用dwdm（密集波分复用）而将sdh这一层也不要了。我们可以预期，将来的网络，都使用统一的以太网结构，运行统一的ip协议，实现真正的无缝连接。随着基于ip的语音、视频技术的发展与成熟，atm的优势将不复存在。 设备选择 1．采用集中式布线。即只在主机房设立中心配线架，各分室的所有信息点都直接连接到中心配线架上。 2．采用千兆位以太网为骨干，10／100m自适应交换到桌面。 3．中心交换机选用一台7槽的3com core builder 9000，配备1个cb90009端口的1000base－sx千兆位以太网第二层交换模块（3cb9lg9mc）、1个cb900012端口10／100base－tx第三层交换模块（3cb9rf12r）。 4．工作组交换机选用3com superstack ii switch 3300，每两台用堆叠电缆堆叠起来，全部工作组交换机共有5个1000base－sx选件模块（3c16975）上连到中心交换机，总带宽为5×1gbps全双工，通过10／100mbps自适应交换机和3c905b－tx网卡交换到桌面，实现每个信息点100mbps带宽。主服务器采用两台hp netserver lh4。 5．考虑到软件多样性和来源多样化，选4台pii400服务器做工作组服务器，通过广东商学院校园网连入中国教育科研网，实现internet连接。 解决多媒体传输 多媒体传输问题的核心是保证带宽和减少时延。本网络系统采用千兆位以太网为骨干，同时每个信息点都用交换100mbps连接，以保证充裕的带宽。这样，不需要带宽管理也能保证多媒体传输。另一项措施是，3com core builder 9000和switch 3300都支持工业标准ieee802．1p级别标记和igmp侦测，因此它们都具有支持多媒体应用的qos和cos能力。 解决虚拟网构建和网络可管理性 虚拟网的构建。虚拟网（vlan）对大型网络非常重要。3com的core builder 9000和superstack ii switch 3300都具有vlan功能，并支持802．1qvlan标记。802．1q在ethernet帧的帧头中增加了一个新的“标记”字段，用于记载该帧属于哪一个vlan。按照802．1q标准，vlan成员在系统一级定义。本网络系统可以分成多个逻辑子网，一个逻辑子网可以是一个真实的物理lan，也可是由交换机设置的vlan。不同vlan之间在数据链路层是互不连通的，当他们需要互相访问时，必须通过路由器或具有路由能力的交换机（第三层交换机）使它们在网络层连接起来。本系统中所采用的3com core builder 9000具有第三层路由模块，不需要附加路由器，vlan之间的通信在corebuilder 9000交换机内部即可解决，能够建立跨交换机而在整个网络中起作用的vlan。 网络可管理性问题的解决。由于本系统是供学生进行实验用的，网络管理更显重要。我们的认识是：第一，千兆以太网本身管理技术并不复杂；第二，配备3com transcend enterprise managerfor windows网管软件进行管理，提供流量、错误、广播、利用率等性能分析的图表，是优化网络环境、提高网络整体性能的依据，这有助于及时发现网络潜在故障的根源，在故障发生后能尽快查明原因；第三，3comcorebuilder 9000和superstackii switch 3300都支持基于web的网管，无论网络管理者身在何处，只要有webbrowser可用，就可以对网络设备进行基本的管理；第四，3com交换机提供基于802．1q标准的vlan功能，中心交换机corebuilder 9000具有第三层路由能力，网络划分成多个vlan之后，可降低ip复用和广播风暴造成的影响，因此也减轻了网络管理任务；第五，采用集中式布线，便于网络系统的管理、跳接和重组。 |
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