云計算下的高校網絡構建論文

云計算下的高校網絡構建論文

　　1高校網絡現狀

　　隨著信息通信技術(information and communications technology，ICT)的不斷發展，高校信息化建設的持續推進，網絡在教學、科研和管理等方方面面的作用越來越大.校園網絡不僅限于國際互聯網的接入，還需要包括教學教務信息網絡、安防監控信息網絡、校園卡身份認證/小額消費信息系統網絡等.這些網絡的業務需求，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絡，激增的建設運維費用，將為高校帶來沉重的經濟負擔.

　　有調查數據顯示，目前國內高校中教師辦公室聯網率己達到76.6%，學生宿舍聯網率己達到49.4%，教室聯網率達到48.2%，同時己經有13. 7%的高校建成了無線局域網，41.7%的被調查高校己開始使用網絡教學系統，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%.這些高校的網絡在實際應用當中都存在以下幾個共性缺點: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，無法實現數據共享，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是信息技術與通信技術相融合而形成的，而當下蓬勃發展的云計算(cloud computing)正是IT(information technology)和CT(communications technology)碰撞、交匯的產物.作為一種新興的計算模型，云計算將計算任務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.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、全自動化的任務管理與調度能力.顯然，云計算技術為構建智慧化的高校網絡提供了強大的技術支撐，可以在很大程度上解決前述問題.

　　2高校云網絡的構建方案

　　2.1整體思路

　　云計算網絡解決方案要考慮云計算數據中心內部網絡的組網、外部網絡的組網以及內部網絡與外部網絡的對接組網，而桌面云是云計算應用的一個很好的切入點.桌面云是基于云計算技術和虛擬化技術的云時代軟件環境管理解決方案.應用桌面云技術，可以通過瘦客戶端或其他任何與網絡相連的設備來訪問跨平臺的應用程序以及整個客戶桌面。

　　構建云網絡可分三步進行:第一階段，建立云計算平臺，對計算機教室、圖書館和行政辦公樓等場景進行桌面云化;第二階段，將學校數據中心現有應用遷移到桌面云計算平臺上;第三階段，在云計算平臺開發教學和管理應用，建設成新的高校云網絡。

　　2. 2數據中心—云網絡的核心

　　數據中心邏輯上可以分為ESC，CRM和CNA三個部分.其中ESC為彈性服務控制器，負責整個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為計算節點代理，負責一個物理計算節點內的資源管理，對應于一個物理服務器.一個云計算數據中心，需要一個ESC，可以包含多個CRM集群，每個CRM集群可以包含多個CNA節點.

　　數據中心網絡架構按照層次劃分，可以劃分為核心層，匯聚層，接入層和虛擬網絡層.核心層設備主要完成各數據中心之間的通信連接，轉發各個區域之間的流量，同時提供對外網絡出口，核心層的需求主要是支持全連接(full mesh)，無阻塞交換(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內部，2層和3層的邊緣，它是一個區域的出口，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，是終端與校園網絡的邊界，基本上以純二層網絡為主，負責本機柜內部的服務器接入，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.虛擬網絡層位于服務器內部，負責該服務內部的虛擬機之間以及對外通信功能.在網絡規模不大的情況下，核心層交換機和匯聚層交換機可以合一設置，減少網絡層級，便于維護和管理，降低成本.

　　傳統數據中心網絡架構具有幾個特點:業務和網絡緊耦合，網絡重構和維護成本高、無法緊跟業務快速發展，網絡性能提升受限于復雜核心層.

　　而云網絡數據中心的業務和網絡松耦合，核心層簡潔、轉發高效，邊緣層智能化，控制層獨立工作.能提供安全、穩定、可靠的核心網絡，保障科研、教學云平臺等各種應用開展.

　　2. 3虛擬化技術整合基礎設施資源

　　云計算能夠將計算任務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;而虛擬化技術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，并顯著簡化IT基礎設施、優化資源以及降低風險，虛擬化技術己成為信息與通信行業的主流技術，它賦予了ICT全新的發展思路，同時也正在支撐起整個IT基礎架構.

　　校園云網絡通過高密度交換網絡的虛擬化技術，將一張物理網通過MPLS或VLAN虛擬為多張邏輯網，實現網絡融合開放、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、IT資源虛擬化、資源整合與共享需求帶來的挑戰，使核心更可靠，管理更加方便.

　　2. 4技術路徑

　　高校云網絡的構建方案中，在硬件方面可在校園網出口采用2臺Quidway ME60-X8承載所有校園用戶的認證計費業務，提供PPPOE , IPOE , Portal、專線等多種認證接入方式，滿足多類型終端的需求;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校園專網交換;接入和匯聚采用銳捷RG系列交換機，實現對校園網內不同用戶的精細化管理，提升用戶體驗.

　　應用軟件方面:采用業界主流數據庫軟件Oracle, MySQL, MS SQL, DB2等，業界主流中間件軟件Tomcat, Apache, Weblogic等.

　　這一架構擁有可擴展的分布式數據中心，40 G環網提供大帶寬保證，增強網絡質量監控和簡化運維工作;且完整支持IPv4/IPv6雙棧和具備多業務承載能力，可以滿足科研服務和普通服務的統一承載，并實現向未來網絡的平滑演進.

　　3結語

　　將云計算技術應用于高校網絡構建中，將現有應用系統進行系統集成，建設智慧化的校園運維與服務體系，對于節減資金投入、實現數據共享、提高工作效率、提升管理與教學的內涵價值具有長期而深遠的意義，這勢必成為高校網絡發展的主趨勢.

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