高教校园网行业应用交付项目解决方案.docx

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高教校园网行业应用交付项目解决方案

高教校园网行业应用交付解决方案

1行业背景

高校校园网是高校发展的重要基础设施，是提高学校教学和科研水平不可缺少的支撑环境。

校园网一方面为学校提供各种本地网络应用，另一方面是沟通学校内外部网络的桥梁。

建立起可运营、可管理的校园网可以保证教学、科研、管理和服务等重要业务稳定地运行，可以让广大教职员工和学生充分享受校园网带来的便利。

随着校园网信息化建设的开展，教学、科研、办公、生活对于校园网平台的依赖性越来越强。

国内众多高校校园网经过多年持续不断的基础设施建设和应用提升，已经形成了较为稳定的基础架构和相对丰富的应用平台。

在师生们利用校园网获得更多更及时的教育资源的时候，一些网络管理方面和应用方面的问题被暴露了出来，严重影响了校园网络的健康发展。

华夏创新致力于改善IT资源及应用基础设施的可视性、可控性、可用性和可靠性，从而帮助客户提高生产与运营效率。

借助于华夏创新应用交付解决方案，可以减少高教行业用户广域网数据传输量，节省广域网带宽；加快应用响应速度，提高终端用户体验；提高带宽利用率，提升带宽价值；抑制P2P对带宽资源过度占用，保护关键应用性能；简化IT基础架构，降低用户投资及维护成本；保障校园网络连接和业务应用的高可靠性、高可用性和可伸缩性，提高信息系统的运营效率。

2网络现状及特点

2.1网络现状

校园网属于园区网络，多层次、业务复杂是当前校园网络的主要特点，从结构上一般分成核心、汇聚和接入3个层次，从网络类型可以划分为内部网和外部网。

内部网：

内部网包含网管中心、学生机房、多媒体教室、图书馆、宿舍、校办工厂等物理网络；用户类型也非常复杂，包括学生、教职工、校内商业机构的办公人员、以及外来办事工作人员等等。

教学区域：

主要包括学生机房和多媒体教室，用于正常教学和学生上机。

办公自动化：

主要包括网管中心及其它办公网络。

通过办公自动化软件，开展公文管理、会议管理、档案管理和个人办公管理的办公自动化的应用。

实现包括教学管理、科研管理、学员管理、资产管理、人事管理、党务管理、财务管理、后勤管理等应用，形成院校的管理信息系统。

外部网：

校园网通常采用双出口或多出口，连接到Internet和中国教育科研网，通常会在网络出口部署防火墙和路由器。

连接到Internet的线路，一般通过中心交换机，连接到路由器，防火墙，再连接上Internet；另一条线路使用大致相同的方法与中国教育和科研网相连。

校园内部是多组织机构，每个组织机构都可能是一个小的局域网络，甚至很多学校都还有分校以及远程教育。

2.2网络特点

目前高校校园网有以下几个显著特点：

●多校园网出口——目前很多学校普遍采用多校园网出口方式，基本上70-80%以上学校都有2个校园网出口，并且根据当地情况，相当比例的学校拥有三个及以上的出口。

●网络资源使用不合理——当校园网中有人在使用P2P下载或使用一些娱乐类应用时，其他师生正常的应用如使用网络比如访问网页、收发邮件，以及各种应用等的性能急剧下降，甚至达到不可忍受的地步。

●大量数据需远程访问——国内众多高校购置了大量的电子资源供广大师生开展教学研究，但这些电子资源大部分只能在学校内访问，走出校园就意味着无法使用，每到出差或放假时，就这种需求就会变得尤为迫切。

●认证计费――学校对学生上网必须进行有效的控制和计费策略，保证网络的利用率。

但是仍然不能保证网络的最大化利用率。

●信息提供要求——通过学校的WEB服务器向INTERNET网提供学校信息资源（如学校情况，教师资料，科研成果信息，科技产业信息，最新科技动态等）

●各类应用不断增多——校园网还要挂接各种应用系统，如办公自动化系统、教育管理信息系统、图书馆管理系统等。

●信息结构多样化――校园网应用分为电子教学（多媒体教室、电子图书馆等）、办公管理和远程通讯（远程教学、互联网接入、FTP服务、联网游戏等）三大部分内容。

数据类型复杂，不同类型数据对网络传输有不同的质量需求。

3需求分析

3.1链路负载均衡的需求

当学校只有一条链路接入Internet时，单点故障往往会引起整个网络的瘫痪，并导致重要应用无法交付。

为了确保网络传输不间断，采用多条广域网链路并与不同的网络服务提供商（ISP）连接得到普遍应用，这种连接方式称为多重链路网络架构。

多重链路的架构提供了更可靠、效能更好的网络传输。

在此架构下，一旦某一链路或路由器发生错误，网络仍能继续运作；另外，由于网络的总带宽来自于各条链路带宽的总和，因此效能更好。

采用多条链路之后，传统网络接入设备在多条链路接入情况下，一般采用如下处理机制：

实现链路的冷备份或者热备份；采用源地址路由；采用策略路由等。

这些传统机制的应用使校园网长期存在大量带宽浪费的现象，无法真正实现流量在多链路上的负载分担，无法实现对链路状态的实时监控，无法实现多链路的高可用性。

因此，面对多个互联网出口的实际状况，如何采用最新链路负载均衡技术，实现校园网络7X24小时的不间断运行、100%的广域网带宽的高利用率、保障关键业务获得最佳广域网传输链路，成为校园网络用户的基本要求。

面对多个出口的实际使用状况，在技术实现上如何进行智能选路？

如何进行多链路负载均衡？

3.2控制P2P的需求

校园网几乎可以说是P2P应用最多的场所之一，大量的P2P等非关键应用无情地吞噬着校园网络有限的带宽资源，使得网络管理人员头痛不已。

P2P等非关键应用的流量几乎占用了60-70％的网络带宽，关键性应用如FTP、Email、WEB网站等却得不到保障。

可见，必须对P2P加以控制。

有些高校也相继采用了流控设备对P2P进行限制，应用层流量控制方法一度带来了一定的效果，被认为是一种先进的流量控制技术。

但随着应用的进一步发展，这种方法开始逐渐失效。

具体由于以下原因：

新的应用发展过快，使用的特征码及状态机不停变化，导致深度检测很难跟上；在经历了一阵封杀之后，一些P2P应用开始伪装成合法应用（如HTTP，Email流量等），这使得深度检测方法失效，并很难精确定位P2P应用；一些合法应用（包括一些新的应用）也开始利用P2P来加快传输，并且一些P2P软件（特别是一些P2P方式运行的浏览器套件）也开始在工作场合使用。

完全封杀以P2P为代表的“带宽杀手”型应用变得不合时宜，限制其连接数的办法又常常会导致其无法运行。

而且目前网络流量管理设备厂商绝大部分采用队列机制，只能通过丢弃已收到数据包的方式限制下载方向流量，这一机制会导致广域网带宽的损失（多达４０％）。

虽然表面上看，P2P确实被“一定程度”控制了，但是即便是控制住了P2P下载，其它应用也并不一定能够充分使用这些“节省出来”的广域网带宽。

解决不了这一难题，“带宽杀手”就无法得到有效控制，高校希望的带宽管理也无法达成。

如何有效控制P2P，并且不会浪费带宽呢？

3.3公平使用带宽的需求

高校的出口带宽大多从运营商租赁过来运营的，除办公区、服务器区、教学区外，大部分高校对学生和家属区的使用是收费的，在没有任何流控时，一部分人使用P2P应用或者在线观看视频占据了过多带宽，一部分人就无法获得带宽，带宽资源得不到“公平”使用；在使用了传统的流控设备后，对各主机进行限速，不管这台机器是否被使用，都会给它预留一个可以使用的最大带宽，这种方法的缺陷在于预留带宽是固定的，当网络使用繁忙时，整个网络带宽被占满，有的机器依然无法使用网络，而当网络空闲时使用网络的机器却无法获得更大的带宽，导致带宽资源的巨大浪费。

如何保证同一优先级的用户能够公平获得带宽资源呢？

3.4应用加速的需求

绝大多数应用诸如网页浏览、电子邮件、文件传输、视频点播等主要服务大多均建立在传输与控制协议TCP之上。

而TCP所采用的机制是一种简单的、固定的、无法对广域网自适应的流控机制。

它无法自适应广域网带宽忽大忽小、延迟时长时短、丢包率忽高忽低的环境，以致延迟和丢包能轻易降低TCP的传输性能，特别是跨运营商、跨国的访问。

对于学校各种对外服务器来说，特别是Web网站，这是学校向社会各界展示自己的一个窗口，能否始终给远程访问者提供高质量的访问服务体验，也是学校网络中心需要着重考虑的。

盲目的增加带宽不但解决不了问题，反而会增加成本。

如何能既省钱又让各种应用访问快起来呢？

3.5提高带宽利用率的需求

对于高校来说，提高带宽利用率意味着：

在不花钱租更多带宽、同时不降低用户满意度的情况下，带宽能够承载更多的用户与应用。

换句话来说，如何让有限的广域网链路容纳更多的应用和数据呢？

4应用交付解决方案

根据上述网络应用现状分析和需求分析，结合华夏创新产品的技术实现和特点，我们建议的方案有两种，一是在网络出口部署一台应用交付设备；二是在网络出口部署两台应用交付设备，做高可用性部署，能保障网络服务不间断，24*7小时的高可用性。

图1-1高校应用交付方案部署图

图1-2高校应用交付方案高可用性部署图

4.1智能链路负载均衡

面对多个出口的使用状况，在技术实现上如何进行智能选路？

如何进行多链路负载均衡？

华夏创新公司的智能链路负载均衡技术，能全面的对各条链路进行监测和健康检查，采用包括策略路由、轮询、加权轮询、拥塞均衡以及调度算法自适应管理实现出站流量的负载均衡。

内置ISP地址数据库并具有自动升级功能，支持自定义的ISP地址数据库；支持同ISP多条链路的负载均衡以及不同ISP链路的负载均衡；支持内部DNS解析；采用智能DNS均衡算法实现入站流量负载均衡。

支持链路负载均衡高可用性部署。

智能链路负载均衡可以确保网络传输不间断，实现多链路接入，当某一链路出现故障，流量将被动态转移到其它可用链路上；实现流入、流出流量智能管理，进行链路动态选择，如访问教育网地址就通过教育网进行通信，如访问电信网地址就通过电信网进行通信；

对多个ISP连接的可用性和性能进行实时监测，提高网络连接的容错能力，将流量导向最优的链接和ISP以提高服务质量和访问速度，通过多条低成本链路的聚合降低带宽成本，全面提高应用交付能力。

⏹全面的链路监测及链路健康检查。

实时监测每条链路是否已经出现故障，也可以看到每条链路的吞吐量和繁忙程度，甚至是每条链路上实时连接的内外网主机数量、流量排名等详细信息。

⏹网络高可用性。

实时监测整个链路中出现的错误，实现可靠的端到端WAN连接。

当某一条链路的连接出现故障时，流量将被动态转移到其它可用链路上，从而保证网络的畅通。

⏹流出流量负载均衡。

对于流出流量进行智能的管理，实现多链路下的流出流量均衡，还可以按用户特定的策略选择出站链路，提高链路利用率，节约用户对通信链路的投资。

⏹流入流量负载均衡。

采用智能DNS均衡算法实现用户入站流量在不同ISP链路上的流量均衡。

⏹链路负载均衡算法。

采用包括策略路由、轮询、加权轮询、拥塞均衡、备份均衡等算法，充分满足用户差异化需求，最佳利用网络现有链路带宽资源，实现流入与流出（Inbound&Outbound）流量的多链路负载均衡，为用户建立最佳质量最佳服务的网络环境。

华夏创新优势

实现链路负载均衡算法的自适应管理；内置中国ISP地址列表及在线升级；既实现链路负载均衡又实现对流量的精确控制与流量加速。

4.2端到端的精确流量控制实现应用优先级管理、带宽限制与带宽保障

通过端到端的精确流量控制技术，提供自定义带宽通道、最大带宽限制、保证带宽、应用优先级等一系列的带宽管理控制功能，最终达到保障关键应用正常运行的目标，有效提升用户网络运维管理的水平。

1、提供强大的、灵活的带宽控制与管理功能，支持Inbound以及Outbound双向的带宽管理与控制，管理员可以基于应用优先级、用户（源IP地址）、目标IP地址、协议和应用等进行灵活的带宽控制功能，管理员可以根据上述参数对网络流量进行划分，并确定如何有效的、合理的实现带宽的管理与控制。

2、实现基于业务应用的优先级管理。

将网络内部的