国家教育网络建设方案建议书(2)

第二章 整体系统规划

一、国家教育网整体拓扑结构图

路由器Server路由器Server路由器区教育系统路由器Server路由器区教育系统Server区教育系统Server区教育系统交换机区教育系统路由器路由器路由器交换机局域网Server州教育系统局域网区教育系统州教育系统路由器Server路由器交换机防火墙交换机区教育系统局域网路由器局域网州教育系统国家教育部Server路由器Server路由器路由器区教育系统区教育系统Server区教育系统

二、网络整体结构分析

上图为国家教育网整体结构图，包括国家教育部、州教育系统和各区教育系统。

在国家教育系统，我们采用高端路由器通过DDN专线或ISDN线路连接共14个州教育系统的路由器；构成一级广域网体系。其下，通过ISDN线路或拨号方式连接各区教育系统；而分布全国的9692所学校则全部通过拨号的方式连接各区教育系统。

通过这个完整的路由群建立一个覆盖全国每所学校的广域网系统。在这个系

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统里，我们不但可以完成本次项目的目的——为本国学生和青年提供就业指导信息；同时，在不久的将来，我们依据这个网络体系建设一个覆盖全国的网络教育系统，不但在网络中为学生提供就业信息，同时为他们提供更多的学习机会。学生们可以在网络中报考自己向往的学府，选修自己喜欢的专业，选择更有经验的教授，并且，学生们不需要离开自己的家乡。他们可以在家里或在本地的学校里做到这一切。

而我们的各级教育部门则可以通过这个网络系统得到一个全新的工作方式，他们将拥有更快的办公速度、更高的办公效率和更有参照力的历史数据。他们将通过网络对各地学校进行具体的行政管理，各种国家的新的教育制度和文献将更快的得到上传下达。

三、网络设计技术特点

1、广域网线路的冗余方式及其技术特点

国家教育部网络系统是整个教育网络体系的中心，它通过DDN专线与各个州教育系统连接，完成日常的工作信息交换。在选择通讯线路的时候，我们不但要考虑日常使用的通讯方式是否能够为网络的数据传输提供可使用的带宽、稳定性和安全性以外，我们还要考虑通信的可靠性及效率。如果数据传输只有唯一的通信线路，那么，线路的效率势必成为通信的瓶颈。另外，不可靠的通信也可能造成数据丢失。因此，通信线路必须有备份线路，用以保护数据及重要业务，保证业务能连续、正常地运转。因此在使用DDN专线作为主要通讯线路的基础上，我们建议采用ISDN冗余拨号线路作为备份线路，在DDN线路拥塞或中断时启用，以保证日常工作数据的不间断传输。

DDN即数字数据网，是以传输数据信号为主的数字传输网络，DDN可以为用户提供点对点，点对多点的全数字、全透明、入网速率在2Mbit/s以内的高质量数字专用传输通道，以满足用户对多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需要。分组交换是20世纪80年代后期蓬勃发展并在世界范围内被广泛应用的数据通信技术，他以CCITT X.25协议为基础，将数据信息按照一定的规则分割成定

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长的数据分组，采用“存储转发”的方式在交换网上传输，到达目的地后，再组装还原成原先网站的数据信息传送给用户。分组交换可以实现不同类型、不同速率和不同规程计算机之间的联网通信，进行信息检索、资源共享。

DDN是为用户提供数据专线服务的网络，是一种基于TDM(时分复用)的传输技术，它可以为用户提供一条独享的端到端的透明传输信道，用户可在该通道上加载所需的各种高层业务，如语音、IP、ATM和帧中继等。由于DDN通道之间是完全隔离的，因此它具有很好的安全性。DDN设备结合用户终端设备可提供多种速率的用户专线通道业务，包括子速率1.2kbps、2.4kbps、4.8kbps、9.6kbps、??Nx64kbps及最高到2Mbps速率的DDN通道。DDN作为数据通信的支撑网络，其主要作用是为用户提供高速、优质的数据传输通道，为用户网络的互连提供桥梁。目前，DDN专线的电气接口主要采用V.35方式。V.35接口的机械特性，规定使用34芯的连接器（符合ISO 2593标准），电路插针分配及功能如表1。在实际使用中，有的只用其部分芯线插针，因而也有用芯少的连接器，接法则自己定义。对于同步接口，规程特性中最重要的是时钟线，时钟线指的是113、114和115电路。时钟线起很大的作用，DTE或DCE接口要不断用对端时钟线传来的时钟对自己的时钟进行校正（一般是利用锁相环电路进行时钟同步），以便正确提取数据。

ISDN是以综合数字电话网为基础发展起来的通信网络，提供端到端的数字化连接。ISDN能够通过公共电话网的一对用户线为客户提供多种综合业务，使信息的传递速度高、准确性强，能节省时间及线路开销，带来很多方便。具体地说，它建立在现有公共交换电话网（PSTN）基础之上，网络改造费用低；大大提高了现有电话线路的通信带宽,通信建立时间短，可靠性高；基本速率（2B+D 144Kbps）和基群速率(30B+D 2Mbps)提供的带宽可用于主干网传输，并可实现按需分配带宽，有效利用资源，降低通信费用。

ISDN 目前主要提供两种类型服务：一种是 BRI（Basic Rate Interface：基本速率接口）服务，再一种是 PRI（Primary Rate Interface：一次群速率接

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口）服务。前者适用于个人用户和小型企业；后者适用于大型企业和集团用户。ISDN 作为专用的全数字化网，它能以迅速、准确、高效的方式提供各种通信网络中现有的服务，不论信息是语音、文字，还是图形、图像都可以转换成数字信息进行传输。即使是如今时髦的多媒体会议电视，ISDN同样可以最大限度给以满足。由此可见，ISDN 的优点在于它可直接进行数字信号的交换和传输，具有完整的数字传输标准，并能根据需要分配其带宽。同时将通信技术和数据处理技术有机结合后，还可以延伸很多以前未曾涉及的新业务领域。专业人士都知道，利用传统的 PSTN（Public Switched Telephone Network：公共交换电话网）进行数据传输，虽然网络内部也实现了数字化，但由于电话局到用户这段线路之间采用的仍是模拟传输方式，因而这就不可避免的会出现噪声积累而引起失真。而采用 ISDN 方式，由于用户线路实现了数字化，因而传输质量自然得到很大提高。

目前常用的 ISDN 线路（BRI）工作方式是 2B＋D 模式（它已成为 CCITT 标准），即：两个 B 信道（Channel，它是基本数字信道）和一个 D 信道（控制数字信道）组成，每个 B 信道可以提供 64Kbps 的语音或数据传输，D 信道可提供 16Kbps（个别的也有 64Kbps 的）的信令控制作用，因此 BRI 总的频宽为 144Kbps。B 信道就是承载信道，其速率是根据数字化声音的一项被称为 PCM（Pulse Code Modulation：脉冲编码调制）技术标准得到的。D 信道是信令控制信道，用户通过它发出请求建立或终止联系的信息。在 2B＋D 模式中，用户可以在一条电话线上（一个用户号码）实现两路不同方式的同时传输。用户只要拥有一条 ISDN 线路，就可以提供上网、电话、传真、可视图文等多种业务，也可以享受一边上网冲浪，一边电话聊天的乐趣；当然也可以两个人同时电话聊天。也正因为有此独到之处，ISDN 在如今的高智能化小区很受宠爱。

ISDN 的传输速度快是ISDN的突出特点。它的一条B信道速率就可达到 64Kbps，其接入速率至少是普通 PSTN＋45Kbps 速率（必须是 56K Modem开足马力）所能达到的 1.4 倍。而如果将两条B信道合起来使用，这样就可以轻而易举的达到 128Kbps 的传输速率。128Kbps 至少是 45Kbps 速率（56K Modem 方式）的 2.8 倍，让你尽情享受高速冲浪带来的快感。而由此节省下来的时间和

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通讯费更是难以用金钱来衡量。从测试来看，正常情况下使用一个B信道Data Download（数据下载）速率为6K/s左右，如果两个信道合并使用可以达到 12K-14K，这还只是平均下载速度。而一般 56K Modem 最高不会超过 5K/s，如果遇到堵塞的话速度就很难保证了，有时甚至只有1K/s。不仅如此，ISDN还可以在64K速度上网的同时，在另一个通道上电话聊天，这正是 ISDN 享有“一线通”赞誉的主要原因。

基于上述理由，一旦系统网络在工作时，主用线路出现故障或者过载拥堵，主用线路可立即切换到ISDN网的备份线路，保证线路的畅通无阻和高速连接。由于使用ISDN网作为DDN的备份线路，在原有网络的基础上，最大限度地利用了用户原有的资源，节省了投入资金，同时缓解了主用线路的压力。

2、路由器的冗余

在国家教育部的网络中心，我们将采用路由冗余结构，即使用两台硬件配置相同的路由器作为网络中心的接入设备，其中一台是日常使用的主路由，负责日常的接入工作。另一台备份路由则在日常使用的主路由发生宕机的情况下及时替换主路由成为网络的主要接入设备，以保证我们在对主路由进行检修时不会影响整个网络的数据交换。如果主路由发生了数据拥塞，备份路由也可接替主路由的位置，为主路由分担通信流量。

目前，进行热备冗余设计和调试是使用HSRP热备路由协议。HSRP协议利用一个优先级方案来决定哪个配置了HSRP协议的路由器成为默认的主动路由器。如果一个路由器的优先级设置得比所有其他路由器的优先级高，则该路由器成为主动路由器。路由器的缺省优先级是100，所以如果只设置一个路由器的优先级高于100，则该路由器将成为主动路由器。 通过在设置了HSRP协议的路由器之间广播HSRP优先级，HSRP协议选出当前的主动路由器。当在预先设定的一段（Hold Time 缺省为10秒）时间内主动路由器不能发送hello消息，或者说HSRP检测不到主动路由器的hello消息时，将认为主动路由器有故障，这时HSRP会选择优先级最高的备用路由器变为主动路由器，同时将按HSRP优先级在配置了

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