浅议高职院校网络规划设计
0 引言
近年来，随着信息技术的飞速发展，学校的教学科研及日常管理工作也在向着网络化交流、信息化处理、电子化服务等多元化的方向发展[1]。网络化的学习方式变成了一种校园新文化。通过计算机网络技术和信息化平台，在学校中进行计算机辅助教学、科研等活动，同时，利用计算机技术，可以进行交互式的教学，并提供大量的教学资源，突显其技术的优越性。因此，校园网络的建设已经变得越来越重要。
1 高校校园网的设计目标
数字化校园是以网络为基础，利用计算机技术和网络技术，整合、集成校园信息资源，建设一个统一门户、小型、高速的计算机网络系统[2]。通过互联网进行连接，即可实现校园网与外网之间的通信交流，实现校园网络化、信息资源数字化和管理科学化。
校园网的建立，对校园网内部而言，可将各个院系、办公室、宿舍、图书馆通过网络连接起来，为广大师生提供高效、便捷、丰富的一站式信息服务。实现资源共享，如数字图书馆管理、教务管理、科研平台、视频点播、远程教学等各种广泛的网络应用。另外，还可以享受很多诸如Email、FTP、WWW、VPN等网络服务[3]。
通过校园网的建设，利用先进的计算机技术和网络技术，整合、集成校园信息资源，建设一个统一门户、统一身份认证、统一存储、可持续发展的教学、科研、管理和服务网络信息平台[4]。校园网的建立，满足学校现代化教学及管理需要，加强学校之间信息交流沟通，实现教育现代化、信息化。
2 高校校园网的设计原则
高校校园网的设计原则，要充分体现其实用性、稳定性、兼容性和扩展性。具体包括以下几个要求：
①度身定制：站在用户的立场上，为用户“度身定制”网络方案。②高兼容性：尽量选用分布式的网络架构，以便于开发和维护；选取负载能力强且兼容性强的设备，对老设备能提供很好的兼容性。③先进性：通过校园数字化信息平台，努力实现传统教学向电子教学的转变[5]。④易扩展：根据学校未来发展变化，无需改变现有网络结构，对网络进行升级，选取容易扩展的网络拓扑结构作为校园网建设首选。⑤稳定性：采用集群解决方案，确保建立的高带宽、负载能力强的校园网络。
3 高校校园网的总体设计
3.1 设计思路
校园网总体设计遵循以下思路：
为方便升级、维护，校园网采用层次化的交换网络结构设计。主干网是由位于学校网络中心的主交换机（一级交换机或中心交换机）和各个楼层的大楼交换机（二级交换机）相互组成。而楼层交换机作为接入交换机与大楼交换机连接构成用户网络。通过层次化设计，可以很好的实现可扩展性。今后再建立新的建筑或添加新的设备，无需改变现有网络结构。确保一级交换机和二级交换机在逻辑上或物理上的相互统一。另外，通过多种服务器的架设，建立强大以及多功能的服务体系，充分发挥校园网的优势和特点。
3.2 总体网络结构（拓扑结构）
校园网络中主干网的建设目标应达到1000M带宽，百兆交换，10M/100M自适应到用户桌面，同时，应在一些公共场所预留千兆网接口。1000M带宽可以充分提供服务器组与核心交换机之间、核心交换机与各子网交换机之间的信息通信。该设计方案采用主流的星型拓扑结构，同时配以1000M高速带宽以太网，采用服务器/客户端架构设计。确保网络的稳定运行能力、容错能力、二次开发能力以及良好的扩充性。因此，总体拓扑结构如图1所示。
图1 校园网总体拓扑图
3.3 校园网系统组成
校园网的系统组成，其基本内容按照层次和功能来划分，包含以下子系统，如图2所示。
图2 校园网系统组成
其中，校园网系统的详细设计如下：
①教学子网。通过该子网，利用计算机网络信息平台实现多媒体电子教学。利用多媒体辅助教学平台，可提供交互式教学、答疑和讨论环境，以及提供给学生、老师的学习资源共享，信息交流共同的平台。其中，对视频、音频、图像等教学资源的传递，需要提供较高的带宽，因此，教学用端口尽量选用交换式100M以太网口。②办公子网。学校各职能部门所用的信息化办公平台由该子网负责提供，如科研管理系统、固定资产管理系统、财务管理系统、办公自动化系统等。通过办公平台，可方便教师或学生进行查询、管理等日常操作，尤其对于分布式的管理系统，要确保网络数据的快速传递，切实提高办公效率。同时，对于一些视频会议的召开，要保证传送速率。鉴于此，设计选用交换式1000M以太网口。③图书馆子网。图书馆从应用来说是一个相对独立的系统，因此设计时考虑在图书馆设立图书馆网络分中心，配置了一台中心交换机、海量存储器、所需的服务器以及若干查询终端，方便师生查询图书以及方便远程操作图书管理系统。因此，图书馆的服务器和交换机建议选取千兆带宽接入校园网，其余办公设备和主机均可采用100M交换以太网口。④宿舍区及后勤子网。宿舍区子网建立在学校住宿楼区，利用该子网师生可方便浏览、查询校园内部各种信息和资源，外网用户也可通过VPN技术实现连入校园网内部，内网用户可通过代理服务器连接到Internet。后勤子网主要用于校园一卡通计费系统的应用，宿舍区使用人数多，数据交换量大，因此，单独建立一个网络分中心，直接同网络中心的核心交换机连接，确保有足够的数据传递速率和转发速率。
4 校园网的安全设计
4.1 安全体系组成 校园网安全系统主要分两部分，即硬件防范体系和软件防范体系。进一步而言，可细化为防火墙设置、入侵检测系统、漏洞扫描系统、病毒防范、内部防范等[6]。
其中防火墙选用Cisco Secure PIX防火墙，该产品是思科公司防火墙家族中的专用防火墙设施，也是市场中同类型产品的领先商品。采用赛门铁克公司的Antiviaus企业版正版杀毒软件，负责整个校园网的病毒防护工作，每天定时为网络中的工作站电脑查杀病毒。采用多种技术手段对重要信息进行备份操作，对重要数据、用户数据必须要使用专门的数据备份服务器进行定期操作，并可实现远程异地备份。
4.2 网络信息中心安全设计
对网络信息中心机房的安全设计，根据行业相关规范准则进行设计，全部服务器配备专门的存放位置，做到规范管理。室内温度和湿度保证在正常的范围即可。为保证系统设备正常运行，信息中心必须配备了专用电源，提供持续电力支持，为工作主机和重要数据服务器供电，并有相应的应急机制，保证在发生突然停电的情况下可以提供至少3小时的电源支持，并采用相应报警机制，及时通知工作人员。地板进行防静电处理，保证线缆都铺设在地板下。
5 网络设备设计及选型
5.1 核心交换机
核心交换机作为校园网络的核心设备，不仅要负载公网的流量，而且还要承担校园网内部数据的交换，因此，其主要参数指标，如带宽、负载能力、数据转发速率的性能必须要求很高。其中，带宽至少要达到100Gps，转发速率至少为1000Mps。另外，能提供VPN功能，以方便管理应用程序。因此，本次设计选用Cisco6000系列作为校园网的中心交换机。
5.2 接入层交换机
该设备的选取，要提供VPN功能，可方便更换或热拔插接口模块。同时，要选取多接口或者模块化接口的交换机，保证当某个接口损坏后，方便用户替换使用。另外，对使用用户多或者宽带流量负载大的楼层或建筑，需要提供多个2层交换机，则要选用模块化可堆叠的交换机。基于此，本次设计选取Cisco3508作为校园网的接入层交换机。
5.3 路由器
根据校园网中用户对网络的使用时段分析，主要集中在中午和晚上，因此，路由器的选取要保证高峰时段的数据转发，至少要保证转发速率为Gbit或者10Gbit的高端路由器。同时，为方便网络管理，要选取基于web的管理模式或者提供远程访问模式。另外，要保证抵御ARP攻击、DoS攻击等常见典型的网络攻击。对数据流量的分析要保证实时性、准确性。基于此，本次设计选取Cisco2600作为校园网的路由器。
5.4 防火墙
防火墙是防御校园网的主要屏障，位于核心交换机和连接外网路由器之间。因此，在技术指标中，要尽量选取吞吐量大、方便扩展接口、具备优秀的NAT功能、可实现Web管理或远程登录管理、光电接口，以及可提供多种入侵检测机制和高可靠性高稳定性。因此，校园网设计选用Cisco Secure PIX防火墙，该系列防火墙产品是思科公司的防火墙家族中的专用防火墙设施，在同类产品中占有较高的市场分量和使用率。
6 结论
校园网的建设，通过计算机技术和网络技术，可以整合校园资源，为促进学校各项事业的发展，提供了完善的信息交流和资源共享平台，为提升学校的整体发展奠定了可靠的基础。本文主要通过校园网结构设计，拓扑图，系统组成以及安全技术和设备选取等环节进行了描述。通过实际应用，验证了该设计方案能全面提升校园网的安全性，达到了良好的效果。
