云計(jì)算下的高校網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建論文
1高校網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀
隨著信息通信技術(shù)(information and communications technology，ICT)的不斷發(fā)展，高校信息化建設(shè)的持續(xù)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越大.校園網(wǎng)絡(luò)不僅限于國(guó)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(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)、校園卡身份認(rèn)證/小額消費(fèi)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等.這些網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求，決定了它們應(yīng)當(dāng)彼此隔離，并且與Internet也是隔離的，如果為它們各自建設(shè)物理網(wǎng)絡(luò)，激增的建設(shè)運(yùn)維費(fèi)用，將為高校帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān).
有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前國(guó)內(nèi)高校中教師辦公室聯(lián)網(wǎng)率己達(dá)到76.6%，學(xué)生宿舍聯(lián)網(wǎng)率己達(dá)到49.4%，教室聯(lián)網(wǎng)率達(dá)到48.2%，同時(shí)己經(jīng)有13. 7%的高校建成了無線局域網(wǎng)，41.7%的被調(diào)查高校己開始使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，58. 3%己使用校園管理信息系統(tǒng)，計(jì)劃在今后2~3年內(nèi)使用的高校平均比例也達(dá)到37.4%.這些高校的網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中都存在以下幾個(gè)共性缺點(diǎn):現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)分散，建設(shè)力度和標(biāo)準(zhǔn)參差不齊;現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，形成信息孤島;現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)各自獨(dú)立，且在管理中各自為政，缺少統(tǒng)一規(guī)劃等.
ICT是信息技術(shù)與通信技術(shù)相融合而形成的，而當(dāng)下蓬勃發(fā)展的云計(jì)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(jì)算模型，云計(jì)算將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù).云計(jì)算體現(xiàn)為“云平臺(tái)”，是分布式并行計(jì)算存儲(chǔ)系統(tǒng)，在云計(jì)算的幫助下，高校數(shù)字化資源中心將具備更強(qiáng)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(diào)度能力.顯然，云計(jì)算技術(shù)為構(gòu)建智慧化的高校網(wǎng)絡(luò)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，可以在很大程度上解決前述問題.
2高校云網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方案
2.1整體思路
云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)解決方案要考慮云計(jì)算數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)、外部網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)以及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接組網(wǎng)，而桌面云是云計(jì)算應(yīng)用的一個(gè)很好的切入點(diǎn).桌面云是基于云計(jì)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(yīng)用桌面云技術(shù)，可以通過瘦客戶端或其他任何與網(wǎng)絡(luò)相連的設(shè)備來訪問跨平臺(tái)的應(yīng)用程序以及整個(gè)客戶桌面。
構(gòu)建云網(wǎng)絡(luò)可分三步進(jìn)行:第一階段，建立云計(jì)算平臺(tái)，對(duì)計(jì)算機(jī)教室、圖書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(shù)據(jù)中心現(xiàn)有應(yīng)用遷移到桌面云計(jì)算平臺(tái)上;第三階段，在云計(jì)算平臺(tái)開發(fā)教學(xué)和管理應(yīng)用，建設(shè)成新的高校云網(wǎng)絡(luò)。
2. 2數(shù)據(jù)中心—云網(wǎng)絡(luò)的核心
數(shù)據(jù)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(fù)責(zé)整個(gè)云系統(tǒng)的管理和資源調(diào)度.CRM為計(jì)算資源管理器，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)集群內(nèi)部的資源管理.CNA為計(jì)算節(jié)點(diǎn)代理，負(fù)責(zé)一個(gè)物理計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)的資源管理，對(duì)應(yīng)于一個(gè)物理服務(wù)器.一個(gè)云計(jì)算數(shù)據(jù)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(jié)點(diǎn).
數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(shè)備主要完成各數(shù)據(jù)中心之間的通信連接，轉(zhuǎn)發(fā)各個(gè)區(qū)域之間的流量，同時(shí)提供對(duì)外網(wǎng)絡(luò)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(duì)接口密度也有很高的要求;匯聚層交換機(jī)位于數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)部，2層和3層的邊緣，它是一個(gè)區(qū)域的出口，完成本數(shù)據(jù)中心內(nèi)各接入層交換機(jī)的流量匯聚，與核心交換機(jī)通過三層互通，對(duì)接入層交換機(jī)提供二層接入功能.接入層交換機(jī)位于機(jī)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(fù)責(zé)本機(jī)柜內(nèi)部的服務(wù)器接入，接入層設(shè)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(nèi)部，負(fù)責(zé)該服務(wù)內(nèi)部的虛擬機(jī)之間以及對(duì)外通信功能.在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大的情況下，核心層交換機(jī)和匯聚層交換機(jī)可以合一設(shè)置，減少網(wǎng)絡(luò)層級(jí)，便于維護(hù)和管理，降低成本.
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(gòu)和維護(hù)成本高、無法緊跟業(yè)務(wù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)性能提升受限于復(fù)雜核心層.
而云網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)松耦合，核心層簡(jiǎn)潔、轉(zhuǎn)發(fā)高效，邊緣層智能化，控制層獨(dú)立工作.能提供安全、穩(wěn)定、可靠的核心網(wǎng)絡(luò)，保障科研、教學(xué)云平臺(tái)等各種應(yīng)用開展.
2. 3虛擬化技術(shù)整合基礎(chǔ)設(shè)施資源
云計(jì)算能夠?qū)⒂?jì)算任務(wù)分布在由大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，以使各種應(yīng)用系統(tǒng)可以根據(jù)需要獲取服務(wù);而虛擬化技術(shù)則能夠大幅度提高云計(jì)算系統(tǒng)中資源和應(yīng)用程序的效率和可用性，并顯著簡(jiǎn)化IT基礎(chǔ)設(shè)施、優(yōu)化資源以及降低風(fēng)險(xiǎn)，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(chǔ)架構(gòu).
校園云網(wǎng)絡(luò)通過高密度交換網(wǎng)絡(luò)的虛擬化技術(shù)，將一張物理網(wǎng)通過MPLS或VLAN虛擬為多張邏輯網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合開放、資源共享和安全隔離，可以很好地應(yīng)對(duì)硬件性能與容量快速增長(zhǎng)、IT資源虛擬化、資源整合與共享需求帶來的挑戰(zhàn)，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(gòu)建方案中，在硬件方面可在校園網(wǎng)出口采用2臺(tái)Quidway ME60-X8承載所有校園用戶的認(rèn)證計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)，提供PPPOE , IPOE , Portal、專線等多種認(rèn)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(shù)據(jù)中心核心，利用虛擬化提供多個(gè)校園專網(wǎng)交換;接入和匯聚采用銳捷RG系列交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)校園網(wǎng)內(nèi)不同用戶的精細(xì)化管理，提升用戶體驗(yàn).
應(yīng)用軟件方面:采用業(yè)界主流數(shù)據(jù)庫(kù)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(gòu)擁有可擴(kuò)展的分布式數(shù)據(jù)中心，40 G環(huán)網(wǎng)提供大帶寬保證，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控和簡(jiǎn)化運(yùn)維工作;且完整支持IPv4/IPv6雙棧和具備多業(yè)務(wù)承載能力，可以滿足科研服務(wù)和普通服務(wù)的統(tǒng)一承載，并實(shí)現(xiàn)向未來網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn).
3結(jié)語(yǔ)
將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于高校網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，將現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成，建設(shè)智慧化的校園運(yùn)維與服務(wù)體系，對(duì)于節(jié)減資金投入、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、提高工作效率、提升管理與教學(xué)的內(nèi)涵價(jià)值具有長(zhǎng)期而深遠(yuǎn)的意義，這勢(shì)必成為高校網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主趨勢(shì).
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