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摘要：当前院校基本都建设了校园网络，但这种单一功能的网络已不能满不了数字化校园建设的整体需要，学院应当创建一个技术先进、扩展性强、管理简单、无盲点覆盖的健壮绿色网络。
关键词：数字化校园；校园网络；IPV6
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）05-0988-02
1 数字化校园的基本概念
“数字化校园”是用层次化、整体的观点来实施校园信息化建设，将校园网上的信息进行系统的组织和分类，让用户在网上快速发现自己需求的信息。为师生提供网上信息交流环境，让管理人员科学地、规范地管理自己的数据信息，并将这些信息方便地发布出去。它是在传统校园的基础上，利用信息化手段和工具，实现从环境、资源到活动的全部数字化。
对于数字化校园的建设是要充分利用新一代的信息技术，建立多层次性、创新性、开放性的学校，从而提高办学的整体效果。要以新的人才观、教学观和管理理论为指导，超越传统的高等教育模式，培养适应信息社会要求的创新型人才。大致为以下几个方面：
1.1 在教学方面
充分利用多媒体资源、网络实现教学资源、信息资源的传播与共享，并通过软件来提升高师生互动的水平，通过主动式、协作式、研究型的学习，从而形成开放、高效的教学模式，更好地培养学生的信息素养以及问题解决能力和创新能力。
1.2 在科研方面
充分利用互联网促进科研资源和设备的共享，加快科研信息传播速度，促进国际性学术交流，开展合作研究，并且利用网络促进科研成果向教学领域的转化，以及科研成果的产业化和市场化，从而大大提高科研的创新水平和辐射力。
1.3 在管理方面
充分利用信息技术实现信息管理的自动化，实现各部门之间更迅捷的沟通，实现不同职能部门之间的数据共享与协调，提高决策的科学性和民主性，减员增效，形成充满活力的新型管理机制。
1.4 在公共服务体系方面
要建立覆盖学院教学、科研、管理、生活等各个区域的高速网络环境；要建设高质量的数字化的图书馆；要在校园内建立电子身份及其认证系统，从而为学校高水平的教学、科研和管理等提供强有力的支撑。
2 新一代数字化校园网的特点
伴随着万兆网络的大面积应用，以及40G、100G标准的初露端倪，校园网可用网络资源带宽出现了极大改善。新一代数字化校园网络不仅仅局限于是带宽的大幅提升，在带宽提升的同时伴随着层出不穷的应用，不断涌现出不同的问题：
1）用户数量巨大。由于高校合并、教育规模扩大等因素，高校学生的在校数量增长了许多，一般大学的学生数量达到了1万人～4万人的规模。
2）复杂的用户类型。高等院校存在着非常复杂用户类型，这其中包括了：全日制学生、委培学生、教职工用户、工办公用户等。
3）复杂的管理策略。由于认证用户类型非常多，所以对每一类型用户的权限设置不一样、网络流量限制不一样、收费策略不一样，因此对用户的管理策略非常复杂。
4）上网流量非常大。由于认证用户数量增大、学习和娱乐的多媒体资料在网络上交流频繁、网格计算等科研需要，造成校园网流量增大。
5）网络的安全威胁性大。校园网的网络资源丰富、大量用户随时在线、互相之间访问频繁、网络管理者对用户终端管理权限小，这都给网络安全造成了巨大的威胁，据称90%的垃圾邮件都来自高校校园网，由此可见高校校园网安全问题的难度。
6）网络覆盖的地域范围宽广。学生数量的增加和新老校区的合并，使得校园网的地理覆盖范围往往超过上千亩，楼宇数量多大几百栋，校园内部的光纤长度达到几十公里。从这个意义上来看，一个大学校园网的规模已经达到一个小城域网的规模。不仅仅是校区大，由于随时随地上网的需要，校园内每一个角落都将被无线网络覆盖，初期只覆盖会议中心等关键地区的无线网络将向更宽广的范围延伸。
7）IPv6应用从小范围的实验网向大范围的全网支持IPv6应用过渡。原有的以ISATAP隧道、配置隧道为主的低速过渡模式已经不能满足约来越多的IPv6访问需求，建设高速双栈校园网已经成为不可逆转的趋势。
8）新一代数字校园必然是节约型数字校园。中央指出：“要加快建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展循环经济……在全社会形成资源节约的增长方式和健康文明的消费模式”。这是我们党执政理念的重要升华和重大的理论创新，是推进高校管理实践创新、树立科学发展观、建设节约型校园的指南。教育资源是社会资源的重要组成部分，节约型社会呼唤节约型校园，建设节约型校园，不仅是学校自身发展的需要，更是高校应有的社会责任。
3 新一代数字校园网解决方案
结合十一五高校信息化建设的需求特点，现推出“多维绿网 数字校园”整网解决方案。解决方案以下一代网络技术IPv6为依托，以10G、100G以太网为基础，创建一个技术先进、扩展性强、管理简单、无盲点覆盖的健壮绿色网络。
整体方案拓扑：方案采用最适应校园网的星型结构，模块化设计，核心层采用2台万兆换机，根据需求也可以扩展为环网。汇聚层根据区域不同和流量不同，大区域采用万兆系列作为汇聚，中小区域可以采用千兆系列作为汇聚，这些设备均可实现万兆互联。核心和汇聚之间采用双归属连接，增强网络可靠性。接入层采用百兆系列交换机，支持ACL和防ARP欺骗攻击。
在网络中心部署内网安全管理系统、用户认证系统，增强网络安全性，出口采用高性能路由器，具备强大的NAT和策略路由。
3.1 “三高”网络
3.1.1 高可靠
1）设备自身可靠性：核心交换机采用双机热备，核心到汇聚之间采用双链路，杜绝了核心设备的单点故障。出口路由器、防火墙均可实现电源冗余，路由器还可以实现引擎冗余，用户认证系统可以实现双机冗余配置，将大大增强了网络的可靠性。 2）链路可靠性：核心和汇聚之间采用双链路连接或者扩展为环网互联，正常时可以实现负载均衡，即使单一链路发生故障，也可以保证业务不中断，从而保证整个网络系统的高可靠性。
3.1.2 高性能
采用高端IPV6万兆交换机，超大的背板带宽和交换容量，保证园区网的各种应用对数据转发的需求。
出口路由器采用多NP架构，具有超强的NAT能力和策略路由功能，满足了大型园区网上网的需求。
出口防火墙采用了多核多线程的网络处理器架构，具备线速千兆小包吞吐能力，传统的X86架构和NP架构防火墙无法相比，完全可以满足大量用户上网需求，尤其是现在主流的P2P流量对小包吞吐量的要求。
在核心和主要汇聚之间采用万兆链路主干，千兆链路备份，可以满足大流量应用对带宽的需求。另外网络流量还可以实现负载均衡，以减轻设备和链路的负载压力。
3.1.3 高扩展性
采用模块化、分层设计，主要设备均具备很强的扩展能力。选取设备采用100G交换平台，能够提供20个扩展槽和100个万兆接口，具有极高的万兆线速转发性能，以及更高的万兆端口密度来支撑大量汇聚设备的万兆链路上联，保证了网络扩容能力。
3.2 分布式双栈园区网
采用的路由交换机都支持基于ASIC的IPv6分布转发，完全达到线速，可以实现真正的IPv6商用部署。选取产品要求均通过业内最为苛刻的IPv6 Ready金牌认证测试，可以提供完整的IPv6解决方案，可以一步到位建成IPv6/IPv4分布式双栈园区网。
3.3 节约型网络
节能：数字校园信息系统的电力消耗有30%来自IT 设备，而基础网络设施又在其中占据重要比例。在创建节约型社会的大背景下，网络设备需要将“节能减排”作为一项参考指标。
环保：我国已经从2008 年3 月开始实施信息产品的环保认证，所有网络产品将会根据铅、镉、汞等有害物质的含量加贴绿色或橙色标识。
3.4 安全可信网络
接入交换机：随着网络的发展，网络安全问题特别是内网网络安全问题越来越严重，接入交换机的安全特性越来越重要，能否有效的解决内网特别是接入层安全问题，已经是衡量网络的重要的因素。
汇聚交换机：提供了完整的ACL策略，并使用不同的策略进行转发。通过ACL策略的实施，用户可以过滤掉“冲击波”、“震荡波”、“红色代码”等病毒包，防止扩散和冲击核心设备。
核心交换机：
“可有效防止各类非法协议攻击导致核心设备交换引擎瘫痪；
可保障正常、合法、速度合理的关键控制报文在大流量业务下不被淹没，快速处理不中断；
先进的LPM技术：可抵抗“冲击波”病毒、“zero day”病毒、“SQL slammer warm”病毒等；
端口信任模式：可检测非法BPDU、非法DHCP Server等，从而保障网络的安全。
4 结束语
秉承“让网络应用普遍成功”的理念，时刻关注数字校园需求变化，把握技术发展趋势，采用先进的网络技术、高质量的网络产品，创建一个技术先进、扩展性强、管理简单、无盲点覆盖的健壮绿色网络。
关键词：数字化校园；校园网络；IPV6
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）05-0988-02
1 数字化校园的基本概念
“数字化校园”是用层次化、整体的观点来实施校园信息化建设，将校园网上的信息进行系统的组织和分类，让用户在网上快速发现自己需求的信息。为师生提供网上信息交流环境，让管理人员科学地、规范地管理自己的数据信息，并将这些信息方便地发布出去。它是在传统校园的基础上，利用信息化手段和工具，实现从环境、资源到活动的全部数字化。
对于数字化校园的建设是要充分利用新一代的信息技术，建立多层次性、创新性、开放性的学校，从而提高办学的整体效果。要以新的人才观、教学观和管理理论为指导，超越传统的高等教育模式，培养适应信息社会要求的创新型人才。大致为以下几个方面：
1.1 在教学方面
充分利用多媒体资源、网络实现教学资源、信息资源的传播与共享，并通过软件来提升高师生互动的水平，通过主动式、协作式、研究型的学习，从而形成开放、高效的教学模式，更好地培养学生的信息素养以及问题解决能力和创新能力。
1.2 在科研方面
充分利用互联网促进科研资源和设备的共享，加快科研信息传播速度，促进国际性学术交流，开展合作研究，并且利用网络促进科研成果向教学领域的转化，以及科研成果的产业化和市场化，从而大大提高科研的创新水平和辐射力。
1.3 在管理方面
充分利用信息技术实现信息管理的自动化，实现各部门之间更迅捷的沟通，实现不同职能部门之间的数据共享与协调，提高决策的科学性和民主性，减员增效，形成充满活力的新型管理机制。
1.4 在公共服务体系方面
要建立覆盖学院教学、科研、管理、生活等各个区域的高速网络环境；要建设高质量的数字化的图书馆；要在校园内建立电子身份及其认证系统，从而为学校高水平的教学、科研和管理等提供强有力的支撑。
2 新一代数字化校园网的特点
伴随着万兆网络的大面积应用，以及40G、100G标准的初露端倪，校园网可用网络资源带宽出现了极大改善。新一代数字化校园网络不仅仅局限于是带宽的大幅提升，在带宽提升的同时伴随着层出不穷的应用，不断涌现出不同的问题：
1）用户数量巨大。由于高校合并、教育规模扩大等因素，高校学生的在校数量增长了许多，一般大学的学生数量达到了1万人～4万人的规模。
2）复杂的用户类型。高等院校存在着非常复杂用户类型，这其中包括了：全日制学生、委培学生、教职工用户、工办公用户等。
3）复杂的管理策略。由于认证用户类型非常多，所以对每一类型用户的权限设置不一样、网络流量限制不一样、收费策略不一样，因此对用户的管理策略非常复杂。
4）上网流量非常大。由于认证用户数量增大、学习和娱乐的多媒体资料在网络上交流频繁、网格计算等科研需要，造成校园网流量增大。
5）网络的安全威胁性大。校园网的网络资源丰富、大量用户随时在线、互相之间访问频繁、网络管理者对用户终端管理权限小，这都给网络安全造成了巨大的威胁，据称90%的垃圾邮件都来自高校校园网，由此可见高校校园网安全问题的难度。
6）网络覆盖的地域范围宽广。学生数量的增加和新老校区的合并，使得校园网的地理覆盖范围往往超过上千亩，楼宇数量多大几百栋，校园内部的光纤长度达到几十公里。从这个意义上来看，一个大学校园网的规模已经达到一个小城域网的规模。不仅仅是校区大，由于随时随地上网的需要，校园内每一个角落都将被无线网络覆盖，初期只覆盖会议中心等关键地区的无线网络将向更宽广的范围延伸。
7）IPv6应用从小范围的实验网向大范围的全网支持IPv6应用过渡。原有的以ISATAP隧道、配置隧道为主的低速过渡模式已经不能满足约来越多的IPv6访问需求，建设高速双栈校园网已经成为不可逆转的趋势。
8）新一代数字校园必然是节约型数字校园。中央指出：“要加快建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展循环经济……在全社会形成资源节约的增长方式和健康文明的消费模式”。这是我们党执政理念的重要升华和重大的理论创新，是推进高校管理实践创新、树立科学发展观、建设节约型校园的指南。教育资源是社会资源的重要组成部分，节约型社会呼唤节约型校园，建设节约型校园，不仅是学校自身发展的需要，更是高校应有的社会责任。
3 新一代数字校园网解决方案
结合十一五高校信息化建设的需求特点，现推出“多维绿网 数字校园”整网解决方案。解决方案以下一代网络技术IPv6为依托，以10G、100G以太网为基础，创建一个技术先进、扩展性强、管理简单、无盲点覆盖的健壮绿色网络。
整体方案拓扑：方案采用最适应校园网的星型结构，模块化设计，核心层采用2台万兆换机，根据需求也可以扩展为环网。汇聚层根据区域不同和流量不同，大区域采用万兆系列作为汇聚，中小区域可以采用千兆系列作为汇聚，这些设备均可实现万兆互联。核心和汇聚之间采用双归属连接，增强网络可靠性。接入层采用百兆系列交换机，支持ACL和防ARP欺骗攻击。
在网络中心部署内网安全管理系统、用户认证系统，增强网络安全性，出口采用高性能路由器，具备强大的NAT和策略路由。
3.1 “三高”网络
3.1.1 高可靠
1）设备自身可靠性：核心交换机采用双机热备，核心到汇聚之间采用双链路，杜绝了核心设备的单点故障。出口路由器、防火墙均可实现电源冗余，路由器还可以实现引擎冗余，用户认证系统可以实现双机冗余配置，将大大增强了网络的可靠性。 2）链路可靠性：核心和汇聚之间采用双链路连接或者扩展为环网互联，正常时可以实现负载均衡，即使单一链路发生故障，也可以保证业务不中断，从而保证整个网络系统的高可靠性。
3.1.2 高性能
采用高端IPV6万兆交换机，超大的背板带宽和交换容量，保证园区网的各种应用对数据转发的需求。
出口路由器采用多NP架构，具有超强的NAT能力和策略路由功能，满足了大型园区网上网的需求。
出口防火墙采用了多核多线程的网络处理器架构，具备线速千兆小包吞吐能力，传统的X86架构和NP架构防火墙无法相比，完全可以满足大量用户上网需求，尤其是现在主流的P2P流量对小包吞吐量的要求。
在核心和主要汇聚之间采用万兆链路主干，千兆链路备份，可以满足大流量应用对带宽的需求。另外网络流量还可以实现负载均衡，以减轻设备和链路的负载压力。
3.1.3 高扩展性
采用模块化、分层设计，主要设备均具备很强的扩展能力。选取设备采用100G交换平台，能够提供20个扩展槽和100个万兆接口，具有极高的万兆线速转发性能，以及更高的万兆端口密度来支撑大量汇聚设备的万兆链路上联，保证了网络扩容能力。
3.2 分布式双栈园区网
采用的路由交换机都支持基于ASIC的IPv6分布转发，完全达到线速，可以实现真正的IPv6商用部署。选取产品要求均通过业内最为苛刻的IPv6 Ready金牌认证测试，可以提供完整的IPv6解决方案，可以一步到位建成IPv6/IPv4分布式双栈园区网。
3.3 节约型网络
节能：数字校园信息系统的电力消耗有30%来自IT 设备，而基础网络设施又在其中占据重要比例。在创建节约型社会的大背景下，网络设备需要将“节能减排”作为一项参考指标。
环保：我国已经从2008 年3 月开始实施信息产品的环保认证，所有网络产品将会根据铅、镉、汞等有害物质的含量加贴绿色或橙色标识。
3.4 安全可信网络
接入交换机：随着网络的发展，网络安全问题特别是内网网络安全问题越来越严重，接入交换机的安全特性越来越重要，能否有效的解决内网特别是接入层安全问题，已经是衡量网络的重要的因素。
汇聚交换机：提供了完整的ACL策略，并使用不同的策略进行转发。通过ACL策略的实施，用户可以过滤掉“冲击波”、“震荡波”、“红色代码”等病毒包，防止扩散和冲击核心设备。
核心交换机：
“可有效防止各类非法协议攻击导致核心设备交换引擎瘫痪；
可保障正常、合法、速度合理的关键控制报文在大流量业务下不被淹没，快速处理不中断；
先进的LPM技术：可抵抗“冲击波”病毒、“zero day”病毒、“SQL slammer warm”病毒等；
端口信任模式：可检测非法BPDU、非法DHCP Server等，从而保障网络的安全。
4 结束语
秉承“让网络应用普遍成功”的理念，时刻关注数字校园需求变化，把握技术发展趋势，采用先进的网络技术、高质量的网络产品，创建一个技术先进、扩展性强、管理简单、无盲点覆盖的健壮绿色网络。