校園局域網的改造升級三步曲

2019-11-05 03:01:17

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　局域網的技術已經發展了二十多年，作為主流技術的以太網的發展為校園網一直喝彩到了今天。但是，時至今日，仍然有許多學校的網絡使用１０兆接口作為接入層技術，這樣的網絡面臨著性能不能滿足教育教學需求的矛盾。我們還看到很多學校也已經經歷了多次升級改造的過程，在吸取他們的經驗和不足的同時，總結出“網改三部曲”很是重要，在穩定的基礎上追求高效才是網絡設計者最成功的作品。我們都知道，在生產網絡中，斷網的結果是十分可怕的，所以，升級的過程就好比通過交通路口：“一慢；二看；三通過”。

　　一慢

　　現在的網絡要比以前復雜許多，在校園里，總是不斷出現新的網絡應用，這對網絡性能要求是非常高的。這里的“慢”有兩層含義：一是造成網絡緩慢的原因；二是前期的數據預備要慢。所以，要清楚網絡的可用帶寬是否滿足新型應用（如VOip、視頻會議）？異常流量是如何產生的？用數據說話，證實網絡是否存在升級的必要。

　　１．造成網絡緩慢的原因

　　首先，要判定網絡連接的狀態，即網絡斷開連接的情況是屬于偶然性的還是經常性的。偶然性的網絡斷開連接很有可能是工程施工、惡劣天氣、人為因素、端口接觸不良等原因。而經常性的在實際使用網絡過程中出現網絡斷開連接的情況，這說明我們的網絡鏈路非常不穩定，一方面可能是線路自身的問題（如無線設備、xDSL），另一方面也可能是因為網絡中的硬件設備負載太大而過載死機。假如是線路問題我們就需要分析是邏輯鏈路有問題還是物理鏈路有問題，前者我們可以通過一些簡單的設置來解決，而后者只能通過聯系電信部門工程師來重新連接物理線路，更有甚者需要學校自行籌備資金檢修線路。

　　其次，要排除病毒和黑客攻擊的因素。很多網絡治理人員都清楚，計算機感染病毒是造成訪問網絡緩慢的主要原因之一。網絡蠕蟲病毒的瘋狂肆虐，ARP病毒爆發都嚴重地影響著網絡信息的正常傳輸，甚至能導致整個局域網發生癱瘓現象。而有的時候，外網用戶無法訪問學校網站很有可能是由于服務器和網關設備的安全策略不到位，遭受到黑客入侵或者DOS攻擊等。

　　最后要以網關為分界點分析網絡緩慢的原因。道理很簡單，因為網絡的傳輸是雙向的，傳輸速度取決于網絡雙方發送與接受速度的快慢以及網絡之間的線路質量。許多網管對于外網的瀏覽、下載及其他網絡服務的緩慢歸結到核心設備的負載問題，這樣判定網速的方法是不正確的。假如對方的網絡接入鏈路是個慢速鏈路或者訪問量非常多的話，必然造成其他用戶訪問緩慢。對于教育網以外的網絡，由于訪問需要經過多次路由，所以數據傳輸的時間會比較長。

　　２．全面的數據采集

　　全面的測試數據是網絡性能評估的要害，是你決定網絡是否需要升級的要害。網絡性能評估對網絡要害應用能否健康運行有重要意義，通過對網絡核心設備的處理能力分析，對網絡帶寬利用率、網絡負載的分析，有助于提高網絡整體性能和資源的合理分配，為規劃、調整網絡提供可靠依據。我們評定網絡性能的好壞，不能以簡單的流量作為評定依據，更不能是一種類似較好或較壞的籠統說法。

　　因為網絡帶寬分為瓶頸帶寬和可用帶寬。瓶頸帶寬是指當一條路徑（通路）中沒有其他背景流量時，網絡能夠提供的最大吞吐量。可用帶寬是指在網絡路徑（通路）存在背景流量的情況下，能夠提供給某個業務的最大吞吐量。復雜的網絡系統上面，不同的應用占用不同的帶寬，重要的應用是否得到了最佳的帶寬？它占的比例是多少？隊列設置和網絡優化是否生效？通過例如MRTG等網絡流量分析會使其更加明確，并以圖形Html 文檔方式顯示給用戶，以非常直觀的形式顯示流量負載。

　　其次是對網絡流量中的不同協議進行劃分，如：Web瀏覽（HTTP）、電子郵件（POP3、SMTP、WEB MAIL、文件下載（FTP）、即時聊天（MSN、QQ等）、流媒體（MMS、RTSP）等。

　　最后，需要在客戶的充分配合下，收集整理客戶網絡數據，包括網絡設備信息、設備端口信息、鏈路信息、主機信息和客戶網絡拓撲信息等，并以此為依據建立客戶網絡數據庫，在確定監測的范圍內進行7X24小時不間斷主動監測，為網絡升級提供理論依據，通過與客戶建立的定期和不定期數據庫更新機制，不斷更新數據庫內容，來及時統計網絡現狀。

　　二看

　　我們所提到的“看”，是看你確定升級什么？眼光是否看的遠？看你的測試過程是否到位等。在總結很多學校升級的案例中，我們發現網絡升級的方式一般包括：徹底型、瓶頸型、平滑過渡型；但這三種升級是沒有太多的區別，主要還是針對下面的各個層面調整與換代。

　　１．網關或匯聚設備升級

　　多數校園網的網關設備由路由器組成。一方面它屏蔽了下層網絡的技術細節，能夠跨越不同的物理網絡類型（DDN、FDDI、以太網等等），使各類網絡都統一為IP，這種一致性使全球范圍用戶之間的通信成為可能；另一方面將整個互聯網絡分割成邏輯上獨立的網絡單位，使網絡具有一定的邏輯結構。在升級選型時要關注處理路由協議、資源預留、對需要進一步操作的數據包的處理，以及其他的治理和維護操作的簡易程度等。而隨著新型多媒體應用的發展和進化，網關設備中的線卡任務變得越來越復雜。每個線卡至少支持一個網絡側的全雙工光纖連接，至少一個到交換結構背板的進入和出口連接。一般來說，對于高帶寬的應用，升級的設備需要支持網絡連接管道化，對于幾千個輸入和輸出隊列提供流控機制，以調節進出交換結構的流量。通常我們要對比現在網關的參數，確定路由器收發器、成幀器、網絡處理器(NP)或路由SoC、流量治理器以及中心處理器的處理能力。

　　２．核心層升級

　　很多校園網升級方案中，依然參照著“萬兆骨干，千兆備份、百兆到桌面”的原則。萬兆的骨干網為將來網絡的擴展和用戶的增加奠定了基礎，也為校園網的信息化建設提供了有力的支持。萬兆網絡往往是多業務融合的網絡，所以要求萬兆交換機具備智能業務支持和控制能力，比如說萬兆環境下基于硬件ACL、RPR萬兆環網保護技術、QoS、萬兆線速轉發等。作為網絡的核心，萬兆交換機必須同時保障整個網絡的安全性。保障升級后的交換機能反抗各種對交換機本身的攻擊，例如DDOS攻擊、對交換機CPU的攻擊等。

　　另外，穩定性依然是核心層的考慮重點。比如：通過雙核心技術，不但可以起到讓設備進行冗余備份，而且還可以進行中心數據通信負載均衡，有效減輕中心設備負荷。用戶在選擇時應當目光長遠，建議用戶在結合自身需求、綜合衡量性價比的同時，盡量選擇業務支持能力強、技術架構先進的產品，以全面滿足IPv6、MPLS、VPN等目前或未來的主流應用。

　　３．接入層升級

　　接入層設備作為靠近客戶端最短的一個節點，往往被我們忽視。雖然我們上面提到了“百兆到桌面”的原則，但這種原則確實也是無法滿足日益增長的校園應用了，1000M已經逐漸在用戶桌面的“著陸”。服務器的千兆連接，早已經沒有爭議了，但依然有人對千兆到桌面人產生質疑，這種聲音有不少還來自網管隊伍，仿佛個人用戶還沒有達到千兆到桌面的“生活”標準，爭論依然是“是否值當”的問題。

　　這種“聲音”的理由主要是資金的問題，我們可以算一下：原有網絡從布線間到桌面大多為五類雙絞線，千兆以太網可以很好地運行在五類線上，因而不必對布線系統進行大規模的改造，所以完全可以節省布線改造成本。而非可網管的千兆交換機（8口）的售價已經很便宜，最便宜的甚至到了幾百元。粗算下來，和前幾年相比，一個接入層的投入要比我們的預計少得多。　

　　除此以外，隨著網絡建設的升級工程的逐步展開，網絡測試的任務將更加緊迫。首先，你需要將預期的技術參數都列出來，模擬實際運營的業務，因此測量方法的選擇是非常重要的，所選擇的測試方法既要能夠完整、簡便地測量網絡，又不能對被測網絡造成沖擊。假如是跨地域（經過廣域網）的學校，網絡測試的重點要考慮地域上的分散性，因此測試中的控制權問題、時鐘同步問題也需要在網絡測試中認真對待。同時，需要根據具體情況制定具體的測試內容，調整需要部署在實際環境中的安全策略、路由策略等。　

　　三通過 　

　　在確定設備的型號和策略重新規劃后（路由、安全策略ACL、IP重新規劃等），我們可以套用測試環境中的配置語句開始實施。具體的升級過程可以劃分為不同的階段，并爭取按照時間段準確實施，比如：　

　　第一階段，預期時間的測算（通常在假期），通知通告下發；　

　　第二階段，數據備份和策略備份，為設備回滾（升級失敗）做預備；　

　　第三階段，校園網光纖線路的改造、核心層的改造、匯聚層的改造、校園網出口的改造，各專網的建設改造以及相關應用系統的升級改造，此時要注重保證與接入層兼容，如：升級的設備端口設置成100/1000M自適應；　

　　第四階段，以校區或樓層（物理區域）為模式，調整各個接入層設備以及上述各應用系統和網絡治理系統的完善；　

　　第五階段，數據收集與預期效應對比。　

　　結束語 　

　　校園網基礎設施的建設是一個長期的任務，是一個漸進的過程，也是一個永恒的問題，先進性、科學性和可擴展性的原則是校園網依然動力實足的原因，要根據學校事業發展來決定校園網的建設規模、水平和進度。希望我們提到的“交規”能給您提示：科學設計、總體規劃、分步實施。

上一篇：網管必學：用DHCP管理局域網

下一篇：局域網管理策略保障網絡高效運行