李剛

摘要：步入云時代后，數(shù)據(jù)中心變的尤為重要。為保障數(shù)據(jù)的安全性與傳輸質(zhì)量，網(wǎng)絡架構必將進行調(diào)整。如何調(diào)整才能滿足數(shù)字化校園的整體應用，筆者有自己的看法。

關鍵詞：云時代；數(shù)字化校園；網(wǎng)絡架構；調(diào)整

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）15-0012-02

Abstract： The data center has become particularly important after we entered the cloud era. Therefore，the network architecture must be justified to ensure data security and transmission equality. As to how to justify the network architecture to meet the needs of the overall application of a digital campus， the author has his own opinion.

Key words： cloud era； digital campus； network structure； adjustment

在云概念剛提出時，人們認為云只是對數(shù)據(jù)集中化的體現(xiàn)，與現(xiàn)行的數(shù)據(jù)中心沒多大差別。只要加大了數(shù)據(jù)中心的軟硬件投入，那它就是云。隨著云概念的深入，人們又發(fā)現(xiàn)，它是數(shù)據(jù)計算、資料存儲、資源優(yōu)勢的集中體現(xiàn)。隨之而來，單一鏈路數(shù)據(jù)流激增、出口壓力變大、多網(wǎng)并行需求強烈等問題的出現(xiàn)，又提出了分布式處理、并行處理的概念。

數(shù)字化校園的概念已經(jīng)提出很多年了，在建設之初還沒有云這個概念。各院校也是將傳統(tǒng)的校園業(yè)務功能，結合數(shù)字化信息處理和計算機管理手段，通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，以達到實現(xiàn)教育過程的全面信息化，提高管理水平和效率的目的。在這個雛形下，網(wǎng)絡架構的功能被淡化，為日后云時代的來臨，人為的設置了阻力。

1 什么是云時代？

云時代就是云計算時代。云計算（Cloud Computing）是分布式處理（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）和網(wǎng)格計算（Grid Computing）的發(fā)展，或者說是這些計算機科學概念的商業(yè)實現(xiàn)，這將是一個時代的來臨。

基于云計算分布式處理的特性，數(shù)據(jù)中心在互聯(lián)網(wǎng)中也變成了一個運算節(jié)點，對網(wǎng)絡出口帶寬的要求更高。百兆、雙鏈路已經(jīng)遠遠不能滿足目前的應用需求，網(wǎng)絡架構的調(diào)整與優(yōu)化勢在必行。

為滿足數(shù)字化的前提，網(wǎng)絡在建設之初，考慮了出口、核心、匯聚、接入各層的硬件需求，數(shù)據(jù)、視頻、監(jiān)控等功能需求，各辦公子網(wǎng)的實際訴求，有線和無線的交叉互補等因素，因此網(wǎng)絡的設計變得復雜、臃腫，難以做到細節(jié)處理優(yōu)化，大而全，能用就行。再加上網(wǎng)絡中心與數(shù)據(jù)中心的概念混淆，建成后，網(wǎng)絡中心即數(shù)據(jù)中心，沒有獨立分開。

隨著新技術的商業(yè)運用，賦予了校園網(wǎng)新的功能與特性，也對數(shù)字化校園提出了更高的要求。例如圖書、財務、教學、后勤、宿舍、食堂、考勤、門禁、會議等多個功能的整合，校園關鍵應用的安全性提升，出口引擎的更新，帶寬的擴容等，現(xiàn)有的數(shù)字化校園網(wǎng)必須破除阻力進行架構調(diào)整與優(yōu)化。

2 云時代賦予了數(shù)字化校園哪些時代特性？

1）數(shù)據(jù)集中式管理，提升安全性

實現(xiàn)數(shù)字化校園的第一步，就是數(shù)據(jù)的集中管理。傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，各子網(wǎng)相對獨立，數(shù)據(jù)分散，沒有建立統(tǒng)一的信息標準。因此數(shù)據(jù)結構、編碼、處理軟件、接口、硬件的統(tǒng)一必須以建立數(shù)據(jù)中心平臺的前提上才能實現(xiàn)。以此為前提，必須堅持統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一實施的“四個統(tǒng)一”原則。

將分散的數(shù)據(jù)進行集中管理，還可以減少更類人員配備，降低人員操作的復雜性。通過設立統(tǒng)一的安全機制和分級管理，提升平臺的安全性與可靠性。

2）極簡網(wǎng)絡的出現(xiàn)，減少網(wǎng)絡開銷

極簡網(wǎng)絡是新一代高校校園網(wǎng)解決方案，通過集中認證網(wǎng)關方式的部署和多項特色化技術的應用，讓終端用戶的體驗提升，讓網(wǎng)絡的管理策略簡單、聚焦，讓客戶復雜的業(yè)務流程更加簡化和順暢。

將多級網(wǎng)絡架構扁平化，減少接入層到匯聚的中間環(huán)節(jié)，不僅可以減少設備采購成本、運維開銷，還可以減少管理難度，減少報文的轉發(fā)時間和設備開銷，提升用戶體驗滿意度。

3）應用服務在云端，強化數(shù)據(jù)中心地位

集中式管理的好處就在于硬件、應用、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。管理人員可對硬件進行合理使用，最大程度的優(yōu)化設備使用率和占有率，依據(jù)應用的實際使用率合理的調(diào)配硬件資源，避免出現(xiàn)“供需”不平衡的狀況。

另外，由于各類應用都在數(shù)據(jù)中心這個云端，即提升了數(shù)據(jù)采用、維護的穩(wěn)定性和真實性，也降低了各應用在數(shù)據(jù)整合時的差錯率。

4）減少網(wǎng)絡出口數(shù)量，降低網(wǎng)絡風險

業(yè)務收縮必然會形成管理、設備的集中化。將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡中心與數(shù)據(jù)中心合并后，不僅提升了數(shù)據(jù)中心的出口處理能力，強化了安全性，減少了網(wǎng)絡層次，而且減少了網(wǎng)絡出口的數(shù)量，變相的降低了來自內(nèi)外網(wǎng)的風險。

5）4G網(wǎng)絡開始商用，沖擊傳統(tǒng)無線架構

4G的架設給校園網(wǎng)帶來了新的選擇，讓網(wǎng)絡架構更加靈活。隨著APP的豐富，傳統(tǒng)應用已經(jīng)逐漸從桌面走進了手機、平板。在校園無線覆蓋不到的區(qū)域內(nèi)，4G必將成為新的接入方式。

與傳統(tǒng)的無線方案相比，如果采用4G方案，將會有二個選擇。一個是外包。高校只建設出口和核心，對關鍵部門和公用機房等進行光纖直連，將用戶接入整體外包給4G服務提供商，把整個校園都納入到4G覆蓋范圍內(nèi)。二個是取代無線。保留部分有線的接入，只針對有移動需求的用戶進行4G接入。

這二種方案有利有弊，但歸根結底，對無線的沖擊都將非常大。

3 云時代下的數(shù)字化校園網(wǎng)絡平臺架構如何調(diào)整？

數(shù)字化校園是一個多網(wǎng)融合的網(wǎng)，因此對網(wǎng)絡節(jié)點和傳輸質(zhì)量保障的要求非常高，在保持高傳輸率的同時，還要具有高轉發(fā)、低延遲、防攻擊、抗災害等特點。

1） 減少網(wǎng)絡層次，使之扁平化

提升網(wǎng)絡的傳輸效率必先在構架上對其精簡。減少樹狀的網(wǎng)絡層次，盡量提升下級網(wǎng)絡的處理級別。以樓棟為三層節(jié)點，減少二層接入的分支，讓下聯(lián)二層處于同一處理級別。這樣也可以將網(wǎng)絡故障或廣播風暴控制在本節(jié)點內(nèi)，不會影響其它區(qū)域。

2） 加大帶寬，提升核心設備的處理能力

提升原有網(wǎng)絡的骨干帶寬，拓展出口處理能力。采用鏈路聚合的方式，將核心與匯聚之間的鏈路進行連接，減少因帶寬不足而引起的數(shù)據(jù)包轉發(fā)開銷。更新關鍵核心設備，如出口引擎、核心交換機、匯聚交換機，提升處理極限，使之能夠勝任大流量、多數(shù)據(jù)的轉發(fā)模式。

3） 優(yōu)化網(wǎng)絡應用，減少不必要的開銷

每個應用都有自己的傳輸特點，如OA以小數(shù)據(jù)包傳輸為主，教學視頻以實時流模式進行流媒體的傳輸?shù)?。面對這些應用，要將具有相同數(shù)據(jù)特點的應用進行歸類，特別是對流媒體的傳輸要增加內(nèi)容緩沖設備，對媒體文件采用H.264或H.265壓縮算法進行壓縮，以提高帶寬的利用率，并減少對硬件的重復讀取次數(shù)。

4） 采用服務質(zhì)量管理，優(yōu)化流量分配方案

QOS是網(wǎng)絡交換中常用的管理手段。網(wǎng)管對區(qū)域、網(wǎng)段、特殊用戶等對象設置有針對性的流量管理或限制方案。當數(shù)據(jù)中心變?yōu)橹黧w后，以往以帶寬為主的設置方案將改為以端口+帶寬的設置方案。結合應用定義的端口號，也可變相的減少網(wǎng)絡掃描時其它端口的暴露機率，限制非應用軟件的受侵害程度，提高數(shù)據(jù)中心的整體安全性。

5） 保持網(wǎng)絡架構的彈性，應對今后的需要

網(wǎng)絡架構的魅力在其多樣化，不同的架構可以適應不同環(huán)境和需要。在保證其滿足當下的同時，也要考慮層出不窮的網(wǎng)絡技術手段和設備的更新變革。在核心與匯聚層，保護一定的架構彈性，是非常有必要的。

4 結束語

綜上所言，一個好的網(wǎng)絡架構是數(shù)字化校園建設的前提，就像一座大廈的地基一般，其重要性不言而喻。在信息化建設如火如荼的今天，如何規(guī)劃并調(diào)整好網(wǎng)絡架構，使之能不斷提升信息化處理手段和效率，是需要我們長期思考的問題。

參考文獻：

[1] 寧軍. 云時代網(wǎng)絡基礎架構將走向何方[J].網(wǎng)絡電信，2013（4）：49-50.

[2] 沈立強. 云時代的校園數(shù)據(jù)中心[J].中國教育網(wǎng)絡[J].2012（6）：42-44.

[3] 部分名詞解釋來自《百度百科》.