论校园网组网架构的选择

陈宁子

摘 要：本文对传统的“三层交换架构”和“扁平纯路由架构”的网络架构从其特点及功能进行分析，并从校园网架构的特点入手，对这两种网络架构进行比较，为各大院校在建设校园网的组网架构提供参考意见。

关键词：校园网；网络架构

中图分类号： G20 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）22-130-2

0 引言

近年来伴随着网络水平的不断提升，运营商在构建网络框架上的发展趋势已经从复杂化多层次架构转变成扁平化架构。在校园网的构建当中参考了这些运营商的一些成功经验，以此来应对校园网多变的情况。本文主要是对传统的“三层交换架构”和“扁平纯路由架构”这两种不同的网络框架进行分析及对比，为校园网的组网架构选型提供一些参考。

1 校园网中网络架构模式

1.1 三层交换架构模式

从我国当前校园网发展状况来看，各大院校绝大多数都使用路由器还有交换机技术的分级架构模式。这种架构模式主要分为“核心-汇聚-接入”三层，下面对各层功能进行分析。

核心层是组成校园网的主要部分，它的关键作用就是在不同区域间建立起快速有效网络连接以及数据的传输功能。为即将到来的数据提供更为合理的处理能力。核心层的主要设备是由路由器以及交换机组成的，对于这两种设备的组合需要充分地考虑到它们之间的兼容性及优化配置的问题，将其功能发挥到最大，另外，还需要考虑到降低仪器设备耗损的问题。核心层处理及传输的数据量比其他层要大得多，如果有光纤的接入会使得效率提升很多[1]。

在校园网中核心层主要作用：

①实现校内外的实时连接。

②使内部数据能够相互的交流。

③局域网的管理列表以及地址的分配。

④强大的三层路由功能也可以由核心层来提供。

⑤能够进行大数据量的处理工作。

汇聚层即分布层，是连接到核心层的关键部分。主要用来使不同地方的网络都集中起来，集中体现了汇聚的能力，降低网络拓扑构造的复杂程度。除此之外，汇聚层保证了整个校园网的稳定性。它能够允许网络核心区访问其他的地方，另外还能够持续保持较高的性能。

接入层主要面对的是校园网的用户，称为用户层，使得个人电脑能够接入到网络当中。在局域网中，该层能够为广大的使用人群提供外网的使用权限。由于这个层面主要是同用户进行交流，所以网络设备的要求不会太高，但是其安全性能是一定要保证的[2]。

在校园网环境中接入层主要功能：

①交换或共享带宽。

②在广播或MAC地址的基础上VLAN设置和数据包过滤。

③成本不高、利用集中的端口来使得这些功能能够得以展现。

1.2 扁平纯路由架构模式

相对于上述所提到的三层结构模式，扁平纯路由的网络是在三层网络中建立起逻辑意义上的二层网络。将一个三层结构变换成两层，这种方法并不是就说明物理层面上的降低，而是从结构上进行简化。当用户进入到该层中时，用户只需要进行简易操作就能够使用相对应的功能了，为了使得VLAN之间相互隔离，只要建立简单的VLAN功能就行了，在将来新业务的开发以及新功能建立时，网络的接入层是不需要进行身份验证的，也不需购置匹配的设备，只需在端口上进行扩展、增加带宽，这样原有的设备能够继续发挥其作用，从而降低了成本[3]。

扁平化的框架网络能够容易进行拓展以及管理，对校园网的功能分配之后，将不同层次的功能明确化，不同的层面之间不会受到影响，有助于相关人员进行整体的监管，使得网络能够进一步的拓展。主要的层次运用性能较高的设备，可以提升对业务的拓展。但在汇聚层以及接入层对设备就没有太大的要求了。

2 两种网络框架的比较

2.1 校园网框架的特点

校园网与运营商相比在网络环境、用户环境、应用环境等方面有着明显的差别。校园网主要面对校内的教师、学生等，其功能是进行信息交流、教学服务、学生学习、教学管理和图书馆管理等几个方面。校园网主要特点：

①链路通道传输快速，目前各院校的校园网有着更为高速化的链路通道，是因为在建设校园网时一般都是使用万兆的骨干，万兆、千兆或百兆的桌面接入。

②是校园网内的资源多并且多种应用系统并存，如校务、教学管理以及图书馆等办公应用系统，且包括了bbs以及ftp、在线视频等应用，其目的就是要满足校内师生的学习及工作需求，具有科研以及娱乐双重作用。

③校园网的用户数量繁多且活跃，校园网内建立有大量的教学机房，学生宿舍内也有网络，所以学生用户数量是非常多的，并且多数学生经常使用P2P等应用，就会消耗更多的宽带。同时有着强烈的好奇心是学生群体最大的特点，他们乐于对新鲜事物进行更多尝试，因此就会出现网络攻击现象。

④路由的设置较为简单。一般来说校园网IP地址的分配有着一定的规律并且也较为固定。

⑤系统、设备更新速度快。在校园网建设的初期就要考虑好未来扩展的需要，校园网内教学管理随着时代的发展对网络应用需求会不断增加、学校网的用户数量及网络应用的种类也会不断增加，这样就必须进行系统的更新及设备的扩展。

2.2 两种组网架构的比较

在校园网中，三层交换架构和扁平化纯路由架构对比如表1所示。

表1对两种组网方式从设备要求、核心层设备、架构特点、运行维护管理等四个方面进行对比。比对结果如表1所示，扁平化纯路由架构在在运营商的经营下进行大范围的使用，就能为其取得更大的收益，但是校园网络与运营商盈利性的网络有着很大的差别，校园网络建设一般是学校直接投资建设，且不会带来回报收入。要是在校园内架设扁平化纯路由架构的话，能否满足校园网的功能、需求、扩展性、用户环境，以及网络建设经济性问题，采用扁平化纯路由架构会不会产生不可避免网络建设资源设备的浪费等这些方面的相关探究工作依然在进行中，现在还不得而知，另外，该架构还有很多技术问题有待解决。依照发展情况来看三层交换架构的各方面技术比较成熟，但其管理性能及安全性却没有扁平化纯路由架构好。所以各院校的校园网必须依照自己不同的发展及业务需求来选择适合本校情况的组网模式。如果是查找能力的需求量不大，还有校园网的使用次数以及信息量较多的可选择使用各方面技术比较成熟的三层交换架构[3]。如果校园网使用次数及信息量较少，为了实现更好的管理对用户隔离、安全性能要求高的选择扁平纯路由架构。

参 考 文 献

[1] 张军征.校园网络规划与架设[M].北京：电子工业出版社，2009：104.

[2] 张文烨.连云港财经高职校校园网的规划与安全设计[D].华东师范大学，2010.5.

[3] 潘江瀚.校园网组网架构的比较与分析[A].计算机光盘软件与应用，2012.