近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正從復(fù)雜化的多層架構(gòu)走向扁平化架構(gòu)。借鑒運(yùn)營商的成功經(jīng)驗(yàn)，校園網(wǎng)架構(gòu)模式也發(fā)生了變化，“扁平化純路由架構(gòu)”悄然在高校中興起。目前一些高校已經(jīng)部署或正在部署“扁平化網(wǎng)絡(luò)”，但是“扁平化純路由架構(gòu)”是否真的適合校園網(wǎng)的需求，還須進(jìn)一步分析和研究，本文正是針對傳統(tǒng)的“三層交換架構(gòu)”和“扁平純路由架構(gòu)”做以下分析與探討，為高校的組網(wǎng)架構(gòu)選型提供一些參考。

　　校園網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式

　　三層交換架構(gòu)模式

　　1. 三層交換架構(gòu)模式簡介

　　目前絕大多數(shù)高校校園網(wǎng)采用的是以路由交換機(jī)技術(shù)為主的分級模型架構(gòu)，即“核心－匯聚－接入”。每個層次分別實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)功能。

　　核心和匯聚采用三層交換機(jī)，接入采用二層交換機(jī)。其結(jié)構(gòu)為交換方式，協(xié)議以二層交換協(xié)議為主，三層路由協(xié)議為輔，三層、兩層協(xié)議混用，其三層路由協(xié)議在核心層和匯聚層上實(shí)現(xiàn)，二層交換協(xié)議在核心層、匯聚層、接入層三個層次上實(shí)現(xiàn)。

　　2. 三層交換架構(gòu)模式功能特點(diǎn)核心層是校園網(wǎng)的主干，主要目的是盡可能快地交換數(shù)據(jù)，這一層不應(yīng)該進(jìn)行復(fù)雜的、消耗系統(tǒng)資源較大的數(shù)據(jù)包操作，也不能進(jìn)行減慢數(shù)據(jù)交換的處理。不應(yīng)當(dāng)在核心層進(jìn)行諸如訪問控制列表和數(shù)據(jù)包過濾之類的操作。核心負(fù)責(zé)傳輸穿過校園的數(shù)據(jù)流，不進(jìn)行任何處理器密集（如路由選擇）的操作。核心層所處理的數(shù)據(jù)流比其它層次要大很多，核心層應(yīng)當(dāng)能盡可能快地傳輸數(shù)據(jù)流。

　　匯聚層是訪問層和核心層之間的分界點(diǎn)，它負(fù)責(zé)用戶的三層終結(jié)、路由、ACL、QoS等功能實(shí)現(xiàn)。匯聚層保證了整個校園網(wǎng)的穩(wěn)定性，例如，如果一個或若干個子網(wǎng)遭受到廣播風(fēng)暴攻擊，分布層設(shè)備可以防止該風(fēng)暴擴(kuò)散到核心和網(wǎng)絡(luò)其它區(qū)域。

　　接入層是最終用戶被許可接入校園網(wǎng)的大門，它是負(fù)責(zé)用戶的接入、相互的隔離、802.1x或Web認(rèn)證的準(zhǔn)入，以及DHCP偵聽和ARP動態(tài)檢測（避免ARP攻擊）、雙棧組播控制與分發(fā)等功能。另外，在客戶端使用Web或802.1x準(zhǔn)入認(rèn)證后，交換機(jī)可自動綁定用戶的IP+MAC+端口信息做源地址報文檢查，可以有效地防范賬號盜用、防IP篡改、防MAC篡改、防ARP攻擊等，從而實(shí)現(xiàn)了靈活性與安全性的有效結(jié)合。

　　扁平純路由架構(gòu)模式

　　1. 扁平純路由架構(gòu)模式簡介

　　扁平化架構(gòu)不是簡單地把網(wǎng)絡(luò)從三層結(jié)構(gòu)壓縮成二層結(jié)構(gòu)，而是考慮網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小、業(yè)務(wù)的多樣性、功能區(qū)的劃分等多種因素，盡量簡化網(wǎng)絡(luò)層次，使網(wǎng)絡(luò)趨近扁平。扁平化的架構(gòu)模式并非必須或一定就是物理聯(lián)接層次上的減少，而是指網(wǎng)絡(luò)邏輯層次的簡化。對于大型高校可以是三層架構(gòu)、二層架構(gòu)混合方式組網(wǎng)。

　　2. 扁平純路由架構(gòu)模式特點(diǎn)

　　扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將傳統(tǒng)三層架構(gòu)各個層次模糊的功能區(qū)分清晰化，實(shí)現(xiàn)了核心業(yè)務(wù)控制層和網(wǎng)絡(luò)接入層分離，實(shí)現(xiàn)用戶、業(yè)務(wù)控制的集中化。

　　核心層作為整個網(wǎng)絡(luò)的控制層，提供集中的業(yè)務(wù)控制和管理功能，要求設(shè)備性能足夠強(qiáng)大；從接入層直接到核心層之間的設(shè)備都是使用二層功能，通過802.1qVLAN直接連結(jié)到核心路由器，所以網(wǎng)絡(luò)接入層設(shè)備一般只需提供基本的二層VLAN隔離功能，不涉及到業(yè)務(wù)功能。因此部署新的業(yè)務(wù)和功能時，網(wǎng)絡(luò)接入層設(shè)備無需考慮其是否支持，也無需考慮設(shè)備型號，只需要考慮接入端口的擴(kuò)充、上行帶寬的增加，充分保護(hù)了原有低端設(shè)備的建設(shè)投資。

　　兩種組網(wǎng)模式比較

　　校園網(wǎng)的特點(diǎn)

　　校園網(wǎng)主要是為學(xué)校教學(xué)、科研、辦公、管理和生活等提供安全、高速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，有資源共享、信息交流、協(xié)同辦公以及娛樂休閑等多種功能。與運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、用戶環(huán)境、應(yīng)用環(huán)境相比有著很大的不同，呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

　　1. 高速的鏈路通道

　　當(dāng)前高校校園網(wǎng)一般是萬兆骨干，萬兆或千兆匯聚上聯(lián)，百兆桌面接入，有著高速的鏈路通道。

　　2. 校內(nèi)資源豐富，應(yīng)用系統(tǒng)種類多

　　校園網(wǎng)內(nèi)資源豐富，存在多種應(yīng)用系統(tǒng)，既有BBS、FTP和在線視頻等應(yīng)用服務(wù)，又有OA等辦公系統(tǒng)，主要滿足師生的科研、辦公與學(xué)習(xí)，還提供一定娛樂休閑功能。

　　3. 用戶群密集且活躍

　　校園網(wǎng)內(nèi)包括大量的學(xué)生機(jī)房，有的高校還包括學(xué)生宿舍網(wǎng)，學(xué)生用戶數(shù)量大，且大量使用各種P2P應(yīng)用，消耗了大量的校園網(wǎng)核心帶寬和出口帶寬；學(xué)生用戶群體有著強(qiáng)烈的好奇心，喜歡嘗試新鮮事物，網(wǎng)絡(luò)攻擊現(xiàn)象活躍。

　　4. 路由簡單

　　校園網(wǎng)IP分配較固定，且有規(guī)律；內(nèi)部路由數(shù)量較少（最多在幾百條左右），無需復(fù)雜尋址。

　　5. 校園網(wǎng)數(shù)據(jù)流向規(guī)律

　　每個學(xué)校由于資源建設(shè)情況和用戶的組成不同，校園網(wǎng)的流量分布也有所區(qū)別，且具有一定的規(guī)律性。校園網(wǎng)數(shù)據(jù)流向主要分三類：①客戶端至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器；②客戶端至Internet出口；③各個業(yè)務(wù)區(qū)域之間互訪。例如，如果校園網(wǎng)資源豐富（BBS、在線視頻或FTP服務(wù)），第一種流量較大；相反如果校園網(wǎng)資源比較少，校園的用戶獲取資源主要是通過Internet，則第二種流量為主要流量；校園網(wǎng)內(nèi)各業(yè)務(wù)之間的互訪比較頻繁，第三種流量也占有一定比重。校園網(wǎng)數(shù)據(jù)流向比較集中，需要快速轉(zhuǎn)發(fā)。

　　兩種組網(wǎng)架構(gòu)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用比較

　　在校園網(wǎng)中，三層交換架構(gòu)和扁平純路由架構(gòu)對比如表1所示。

表1 三層交換架構(gòu)和純路由扁平架構(gòu)對比

　　綜上所述，扁平化純路由架構(gòu)在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中大面積部署，帶來很好的收益，但能否滿足校園網(wǎng)特有的業(yè)務(wù)需求以及用戶環(huán)境，還未經(jīng)過大量實(shí)際應(yīng)用來證明，且技術(shù)上還存在許多不足。三層交換組網(wǎng)技術(shù)目前較為成熟，但也存在一些問題。在校園網(wǎng)的環(huán)境中，兩種組網(wǎng)方式都不是完美的，各有自己的優(yōu)勢，同樣也存在自身的缺點(diǎn)。

　　當(dāng)然，每個高校的業(yè)務(wù)需求也不盡相同，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者應(yīng)該分析自己學(xué)校的特點(diǎn)與業(yè)務(wù)需求，選擇適合本校情況的組網(wǎng)模式。建議在校園網(wǎng)中，針對路由查找能力需求不強(qiáng)，校園網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問比較多，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力要求高的環(huán)境，采用三層交換架構(gòu)；建議校園網(wǎng)內(nèi)部交換流量較少、對用戶隔離要求較高或存在大量路由查找業(yè)務(wù)的環(huán)境，為保證良好的安全管理和高效的路由投遞，采用扁平純路由架構(gòu)模式。