■ ENet组网模式
闸北区教育专网作为接入上海市"校校通"骨干网络的区级网络,采用高速交换路由器建设教育专网,此种组网模式具有易于与上海市"校校通"骨干网络互连;IP传输效率高、协议简单、端口速率易扩展,其网络简单,运行费用低;高带宽的光网络,可以开展所有宽带应用项目等优点。
由于闸北区政务网已经建设成功,提供了优越的光纤传输资源,这就给实施高速交换路由器组网方案开了绿灯。利用闸北区政府信息中心的政务网现有光缆资源进行小规模改造,是一经济效益和社会效益具佳的解决方案。
经济效益:利用现有的光缆资源进行小规模改造大大的降低了链路的建设费用,从而使有限的经济投入可以更多的投入到设备的更新和应用的开发。
社会效益:将闸北区教育系统信息向区内的其他行业系统信息乃至与各个街道、社区街道,信息互通,资源共享,避免区内各行各业形成了一个个信息孤岛,有利于整个闸北区的经济发展,使"科教兴区"的战略思想得以真正的贯彻落实。闸北区教育网连接到社区为远程教育、职业教育、社区教育的普及推广提供了保障,为提高闸北区全民素质做出应有的贡献。
现在的闸北区政务网是一个以闸北区政府信息中心为核心的星型拓扑结构,从信息中心到每个节点均有6芯单模光缆连接,这就意味着从教育局到全区的八个街道一个镇已经全部物理连通,虽然光缆资源有限,但是利用一些成熟的新技术我们可以将闸北区教育网建设成为全国领先的高速宽带的区域性教育专网。
■ ENet拓扑结构
ZENet采用环网状冗余拓扑结构,由网络中心、网络汇聚层和接入层组成,根据市教委要求,ZENet将整体接入上海市"校校通"骨干网。
根据学校的分布和闸北区行政区划的情况,我们在每个街道附近选择一所有条件的教育单位作为闸北区教育网(ZENet)的汇聚点,其他教育单位作为接入点就近连接到这些汇聚点上。这些汇聚点包括:
街道 汇聚点
北站街道 向东中学
天目西街道 蕃瓜弄小学
大宁街道 和田中学
彭浦镇政府 行健学院
芷江西街道 少科站
彭浦新村街道 彭浦高级中学
宝山街道 十七初级中学
临汾街道 闸北区青少年活动中心
教育局 闸北区教育局
随着今后两年的资金投入,将以上九个汇聚点直接用光缆连接起来,形成闸北区教育网(ZENET)的主干网络,通过粗波分复用技术(CWDM)增大网络带宽,形成一个全双工32G的环形主干网络。网络拓扑图如图1所示。
■ 关键技术
网络可靠性对于城域网来说至关重要,建设初期为了节约初始投资,可以采用单台交换机,主干链路之间采用单链路连接。但是为了提高网络的可靠性,必须采用冗余的网络互连结构和故障迅速恢复技术,保证核心层的任一台交换机出现故障,都不中断网络的运行。
当中心交换机出现故障时,网络就会瘫痪。这时所有的机房就会下网。即使工作人员可以将服务器的网线插到其他交换机,但也需要一定时间。为此,采用以下提高可靠性措施是非常重要的。
A 粗波分复用(CWDM)技术
CWDM技术是在DWDM基础上发展起来的,密集波分复用(DWDM)技术是广域网建设的主流技术,在城域网(Metro)和接入网建设方面,DWDM高昂的系统成本极大地限制了它的应用,而粗波分复用(CWDM)技术在系统成本、性能及可维护性等方面的优势,正逐渐成为今后日益增长的城域网市场的主流技术。
粗波分复用(CWDM)技术充分适应了城域传输网传输距离短的特点,我们采用CISCO的8λ设备承载1470nm-1610nm的激光束,将相邻波长间隔放宽到20nm,可以构成八路的波分复用系统,克服了一对光纤只能传输一路信号缺憾。
CWDM传输系统和高性能路由交换机连接起来就可以构成宽带IP城域网,也可以把CWDM传输设备直接与路由交换机相连,由路由交换机直接驱动光传输设备。路由交换机对各波长和数据流都可以进行分/插。宽带IP城域网采用IP
Over CWDM系统和NXGbE帧格式。
IP Over CWDM宽带IP城域骨干网与100/1000Mb/s以太网接入网可以无缝连接,中间不需要格式转换,可以便宜高效率地实现100/1000M
b/s接入速率的宽带IP城市域网。
闸北区教育网采用粗波分复用技术恰好解决了现在困扰我们的光缆资源不足的问题,可以在两芯单模光纤上构架全双工16G的带宽。
B 带宽扩展及硬件冗余
网络全部节点连通后,应采用两台Catalys 6000系列交换机作为网络的核心层,交换机之间采用Cisco
GEC技术(Gigabit EtherChannel)相连,提供高达4Gbps的无阻塞通道,两者间既互为备份,又均衡负载。网络中心在Catalys6509上配置双电源系统,保障中心交换机的稳定性。
C 链路冗余及容错
在根交换机和另两个主干节点之间分别用两条千兆链路连接。采用Spanning-tree技术,指定与根交换机相连的链路为主链路,连到另一分中心的链路将自动成为备份链路。这样,当主链路或主链路所连的千兆交换机失败时,网络交换机将自动启用备份链路,通过另一台千兆交换机访问服务器,同时,通过配置Cisco的Uplink-Fast技术,可以使这一恢复时间缩短到1秒(缺省的Spanning-tree恢复时间在30秒以上),其结果是感觉不到网络出现问题。
D 服务器网卡容错
在服务器上安装两块Intel PRO/1000千兆服务器网卡,分别连接两台千兆交换机,利用Inter 网卡所具有的AFT(Adapter
Fault Tolerence)技术实现两块网卡间的容错,当主网卡或该网卡所连的交换机发生故障时,服务器会立刻将该网卡上的流量转移到备份网卡上,而且这一过程非常短,不超过2秒,不会导致工作站下网,客户不会有任何反应。
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