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云計算下的高校網(wǎng)絡(luò )構建論文
1高校網(wǎng)絡(luò )現狀
隨著(zhù)信息通信技術(shù)(information and communications technology，ICT)的不斷發(fā)展，高校信息化建設的持續推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò )在教學(xué)、科研和管理等方方面面的作用越來(lái)越大.校園網(wǎng)絡(luò )不僅限于國際互聯(lián)網(wǎng)的接入，還需要包括教學(xué)教務(wù)信息網(wǎng)絡(luò )、安防監控信息網(wǎng)絡(luò )、校園卡身份認證/小額消費信息系統網(wǎng)絡(luò )等.這些網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)需求，決定了它們應當彼此隔離，并且與Internet也是隔離的，如果為它們各自建設物理網(wǎng)絡(luò )，激增的建設運維費用，將為高校帶來(lái)沉重的經(jīng)濟負擔.
有調查數據顯示，目前國內高校中教師辦公室聯(lián)網(wǎng)率己達到76.6%，學(xué)生宿舍聯(lián)網(wǎng)率己達到49.4%，教室聯(lián)網(wǎng)率達到48.2%，同時(shí)己經(jīng)有13. 7%的高校建成了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，41.7%的被調查高校己開(kāi)始使用網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統，58. 3%己使用校園管理信息系統，計劃在今后2~3年內使用的高校平均比例也達到37.4%.這些高校的網(wǎng)絡(luò )在實(shí)際應用當中都存在以下幾個(gè)共性缺點(diǎn):現有應用系統建設分散，建設力度和標準參差不齊;現有應用系統數據標準不統一，無(wú)法實(shí)現數據共享，形成信息孤島;現有應用系統各自獨立，且在管理中各自為政，缺少統一規劃等.
ICT是信息技術(shù)與通信技術(shù)相融合而形成的，而當下蓬勃發(fā)展的云計算(cloud computing)正是IT(information technology)和CT(communications technology)碰撞、交匯的產(chǎn)物.作為一種新興的計算模型，云計算將計算任務(wù)分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務(wù).云計算體現為“云平臺”，是分布式并行計算存儲系統，在云計算的幫助下，高校數字化資源中心將具備更強的處理能力、更高的可靠性、更好的安全性、更低的硬件成本，以及智能化、全自動(dòng)化的任務(wù)管理與調度能力.顯然，云計算技術(shù)為構建智慧化的高校網(wǎng)絡(luò )提供了強大的技術(shù)支撐，可以在很大程度上解決前述問(wèn)題.
2高校云網(wǎng)絡(luò )的構建方案
2.1整體思路
云計算網(wǎng)絡(luò )解決方案要考慮云計算數據中心內部網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)、外部網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)以及內部網(wǎng)絡(luò )與外部網(wǎng)絡(luò )的對接組網(wǎng)，而桌面云是云計算應用的一個(gè)很好的切入點(diǎn).桌面云是基于云計算技術(shù)和虛擬化技術(shù)的云時(shí)代軟件環(huán)境管理解決方案.應用桌面云技術(shù)，可以通過(guò)瘦客戶(hù)端或其他任何與網(wǎng)絡(luò )相連的設備來(lái)訪(fǎng)問(wèn)跨平臺的應用程序以及整個(gè)客戶(hù)桌面。
構建云網(wǎng)絡(luò )可分三步進(jìn)行:第一階段，建立云計算平臺，對計算機教室、圖書(shū)館和行政辦公樓等場(chǎng)景進(jìn)行桌面云化;第二階段，將學(xué)校數據中心現有應用遷移到桌面云計算平臺上;第三階段，在云計算平臺開(kāi)發(fā)教學(xué)和管理應用，建設成新的高校云網(wǎng)絡(luò )。
2. 2數據中心—云網(wǎng)絡(luò )的核心
數據中心邏輯上可以分為ESC，CRM和CNA三個(gè)部分.其中ESC為彈性服務(wù)控制器，負責整個(gè)云系統的管理和資源調度.CRM為計算資源管理器，負責計算機集群內部的資源管理.CNA為計算節點(diǎn)代理，負責一個(gè)物理計算節點(diǎn)內的資源管理，對應于一個(gè)物理服務(wù)器.一個(gè)云計算數據中心，需要一個(gè)ESC，可以包含多個(gè)CRM集群，每個(gè)CRM集群可以包含多個(gè)CNA節點(diǎn).
數據中心網(wǎng)絡(luò )架構按照層次劃分，可以劃分為核心層，匯聚層，接入層和虛擬網(wǎng)絡(luò )層.核心層設備主要完成各數據中心之間的通信連接，轉發(fā)各個(gè)區域之間的流量，同時(shí)提供對外網(wǎng)絡(luò )出口，核心層的需求主要是支持全連接(full mesh)，無(wú)阻塞交換(non-blocking switch)，對接口密度也有很高的要求;匯聚層交換機位于數據中心機房?jì)炔浚?層和3層的邊緣，它是一個(gè)區域的出口，完成本數據中心內各接入層交換機的流量匯聚，與核心交換機通過(guò)三層互通，對接入層交換機提供二層接入功能.接入層交換機位于機柜頂部，是終端與校園網(wǎng)絡(luò )的邊界，基本上以純二層網(wǎng)絡(luò )為主，負責本機柜內部的服務(wù)器接入，接入層設備主要的需求是具備比較豐富的二層安全特性，如802.1x，DHCP Snooping等.虛擬網(wǎng)絡(luò )層位于服務(wù)器內部，負責該服務(wù)內部的虛擬機之間以及對外通信功能.在網(wǎng)絡(luò )規模不大的情況下，核心層交換機和匯聚層交換機可以合一設置，減少網(wǎng)絡(luò )層級，便于維護和管理，降低成本.
傳統數據中心網(wǎng)絡(luò )架構具有幾個(gè)特點(diǎn):業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò )緊耦合，網(wǎng)絡(luò )重構和維護成本高、無(wú)法緊跟業(yè)務(wù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )性能提升受限于復雜核心層.
而云網(wǎng)絡(luò )數據中心的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò )松耦合，核心層簡(jiǎn)潔、轉發(fā)高效，邊緣層智能化，控制層獨立工作.能提供安全、穩定、可靠的核心網(wǎng)絡(luò )，保障科研、教學(xué)云平臺等各種應用開(kāi)展.
2. 3虛擬化技術(shù)整合基礎設施資源
云計算能夠將計算任務(wù)分布在由大量計算機構成的資源池上，以使各種應用系統可以根據需要獲取服務(wù);而虛擬化技術(shù)則能夠大幅度提高云計算系統中資源和應用程序的效率和可用性，并顯著(zhù)簡(jiǎn)化IT基礎設施、優(yōu)化資源以及降低風(fēng)險，虛擬化技術(shù)己成為信息與通信行業(yè)的主流技術(shù)，它賦予了ICT全新的發(fā)展思路，同時(shí)也正在支撐起整個(gè)IT基礎架構.
校園云網(wǎng)絡(luò )通過(guò)高密度交換網(wǎng)絡(luò )的虛擬化技術(shù)，將一張物理網(wǎng)通過(guò)MPLS或VLAN虛擬為多張邏輯網(wǎng)，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )融合開(kāi)放、資源共享和安全隔離，可以很好地應對硬件性能與容量快速增長(cháng)、IT資源虛擬化、資源整合與共享需求帶來(lái)的挑戰，使核心更可靠，管理更加方便.
2. 4技術(shù)路徑
高校云網(wǎng)絡(luò )的構建方案中，在硬件方面可在校園網(wǎng)出口采用2臺Quidway ME60-X8承載所有校園用戶(hù)的認證計費業(yè)務(wù)，提供PPPOE , IPOE , Portal、專(zhuān)線(xiàn)等多種認證接入方式，滿(mǎn)足多類(lèi)型終端的需求;核心交換采用MyPower S12800作為校園與數據中心核心，利用虛擬化提供多個(gè)校園專(zhuān)網(wǎng)交換;接入和匯聚采用銳捷RG系列交換機，實(shí)現對校園網(wǎng)內不同用戶(hù)的精細化管理，提升用戶(hù)體驗.
應用軟件方面:采用業(yè)界主流數據庫軟件Oracle, MySQL, MS SQL, DB2等，業(yè)界主流中間件軟件Tomcat, Apache, Weblogic等.
這一架構擁有可擴展的分布式數據中心，40 G環(huán)網(wǎng)提供大帶寬保證，增強網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量監控和簡(jiǎn)化運維工作;且完整支持IPv4/IPv6雙棧和具備多業(yè)務(wù)承載能力，可以滿(mǎn)足科研服務(wù)和普通服務(wù)的統一承載，并實(shí)現向未來(lái)網(wǎng)絡(luò )的平滑演進(jìn).
3結語(yǔ)
將云計算技術(shù)應用于高校網(wǎng)絡(luò )構建中，將現有應用系統進(jìn)行系統集成，建設智慧化的校園運維與服務(wù)體系，對于節減資金投入、實(shí)現數據共享、提高工作效率、提升管理與教學(xué)的內涵價(jià)值具有長(cháng)期而深遠的意義，這勢必成為高校網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的主趨勢.
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