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1、87图书馆网络设计与实现张天伍 韩 中（郑州经济管理干部学院 河南郑州 451191）摘 要：文章分析了图书馆网络应具有的功能和设计应遵循的原则目标，介绍了设计高性能图书馆网络需考虑的网络选型、硬件需求、技术实现、安全策略、系统维护等方面的问题。关键词：以太网 V L A N Q o S为了最大限度实现信息资源共享，为用户提供更加丰富的网络信息服务，推动教学、科研与管理高效准确地工作，建设图书馆网络已成为新世纪图书馆发展的必然趋势。建成后的图书馆网是数字图书馆的物理基础，数字图书馆是以信息技术为基石，以海量知识为核心，以软件管理为框架构建的虚拟图书馆。数字图书馆通过海量资源、管理系统和网络发布
2、系统的有机结合，为学校构建了拥有丰富的教育资源、适合学生自主探索式学习、不受时间空间束缚随时随地学习的环境，为培养学生获取信息和利用信息的能力提供的先进手段。所以，图书馆网络的应用，它将改变传统的工作模式、工作方法、工作手段, 拓展教师和学生的视野，培养学生的创造性思维，提高学生获取信息、分析信息、处理信息的能力和适应现代社会的能力。图书馆网络要实现的功能归纳起来有电子书刊阅览，信息发布，音乐欣赏，影视节目欣赏，网上检索与浏览，收发E m a i l ，远程办公等方面。一、网络设计原则与目标由图书馆的性质和实现的功能用途，决定了图书馆网必须是一个支持大容量、高速交换、安全管理的、便于维护和扩充
3、的综合性能的网络。从网络传输的数据角度考虑图书馆网是一个满足数字、语音、视频等多种媒体信息的运载的物理基础，从功用考虑他是一个综合教学、科研和行政管理的信息传输和处理需要的综合业务数字网，建成后的网络本身能支持多种网络协议，体系结构符合国际标准或事实上的国际工业标准（如T C P / I P ）。 基于这些考虑图书馆网建设要满足如下要求或目标：1 . 先进性 采用先进的设计思想、网络技术、开发工具，使用市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品。2 . 可靠性 整个网络结构的拓扑结构尽量采用稳定可靠的结构形式，以保证整个网络的高可靠性。网络设备和整个网络系统必须具备高可靠性特征。主要网络设备必
4、须具有热插拔功能，可带电修复故障而不影响网络系统的总体工作，网络骨干线路的核心设备和电源要有冗余备份等方面保障来提高图书网的可靠性。3 . 可扩展性 系统网络应以开放性为基础，具有广泛的适应性和可扩充性。从主干网络设备的选型及模块、插槽个数和网络的整体构架，以及技术职教之窗zhi jiao zhi chuang88职教之窗zhi jiao zhi chuang的开放性和对相关协议的支持等方面都要考虑网络系统的扩充性。4 . 易管理、易维护 网络管理基于S N M P ，并支持R M O N 和R M O N 2 ，以及标准的 M I B 。利用图形化的管理界面和简洁的操作方式，合理的网络规划策
5、略，提供强大的网络管理功能。网络日常的维护和操作要直观，便捷和高效。设备尽可能选取集成度高、模块化、可通用的产品，以便于管理和维护。5 . 安全性 内部网络之间、内部网络与外部公共网之间的互联，利用V L A N / E L A N 、防火墙等对访问进行控制，确保网络的安全。提供多层次安全控制手段，建立完善的安全管理体系, 防止数据受到入侵和破坏, 有可靠的防病毒措施。6 . 实用性 网络系统的设计的实用性体现在性能价格比方面，既要采用先进的技术，又能在经费允许的条件下实现建网目标, 还要考虑利用和保护现有资源，充分发挥设备效益。7 . 开放性 系统设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组件和
6、开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级和外界信息的沟通。二、网络建设实施过程图书馆网建设使用的方法是总体规划，分阶段实施，逐步完善。建设任务包括设计网络类型，软硬件产品参数型号的确定，硬件连接、软件安装，软硬件设备设置和调试，服务类型和服务质量测试，安全性测试，网络管理测试等方面。最后形成通过光电缆和高速网络设备连通馆内各部门、各场所，并且可由连通的校园网，通往全校乃至外部I n t e r n e t 的计算机网络，为学校的教学、科研、管理提供优良的环境和强力的支持。网内提供千人以上用户的快速信息服务。1 . 网络类型选择 经过分析选用主干千兆的以太网（G i g a b i t E t
7、h e r n e t ）。协议符合I F F F 8 0 2 . 3以太网和A N S I X 3 T 1 1 光纤通道。整个网络使用结构化布线系统设计。操作系统可用W i n d o w s ，L I N U X 或U N I X 。协议架构在利用光纤通道的高速物理接口同时，又保留了I E E E 8 0 2 . 3 以太网帧格式，能够对已安装介质的向后兼容性，并利用了全 / 半双工载波侦听（C S M A / C D ）传输机制。2 . 传输介质与物理接口 根据网络功能需求，使用目前千兆以太网的传输介质两种标准：I E E E8 0 2 . 3 Z 和I E E E 8 0 2 . 3
8、A B 。对于I E E E 8 0 2 . 3 Z 标准规定了1 0 0 0 B A S E L X ( 单模或多模) ，1 0 0 0 B A S T S X （多模），1 0 0 0 B A S E C X （屏蔽铜缆）的使用；对于I E E E8 0 2 . 3 A B 标准规范了1 0 0 0 B A S E T （非屏蔽两绞线）的使用。千兆以太网接口载体是由千兆接口转换器（G B I C ）实现的。其中包括短波（S X ），长波（L X ），L H 和铜缆( C X ) 物理接口。3 . 服务类型（C o S ）和服务质量( Q o S ) 图书馆千兆以太网支持以太网的服务类型和服
9、务质量保证相关协议，像I E E E 8 0 2 . 1 P ，I E E E 8 0 2 . 1 Q ，I E E E8 0 2 . 3 X ，I E E E 8 0 2 . 3 A B 和资源预留协议（R S V P ）等有关协议。I E E E 8 0 2 . 1 P 标准使得以太网能够及时响应独立主机对网络发出的某个 Q o S （服务质量）请求，该标准界定了组播（M u l t i c a s t ）分组管理。I E E E 8 0 2 . 1 P 还包括了最新定义的通用分配注册协议（G A R P ），如G A R P 组播注册协议（G M R P ），G A R PW A N 注
10、册协议（G V R P ），G M R P 为组播M A C 地址分组提供了注册服务。保证以太网上的多媒体应用需求。I E E E 8 0 2 . 1 Q 标准已建立起了基于标准的V L A N s ，该标准以帧标签机制为基础，适合于以太网，快速以太网，令牌环和F D D I ，也为交换机和路由器提供一种使V L A M 标签化的方法。保证了设备的V L A N 兼容性，G V R P 已由I E E E 8 0 2 . 1 Q 支持，它提供了V L A N 成员的注册服务。 I E E E 8 0 2 . 3 X 标准 是以太网的一种流控机制。当客户终端向服务器发出请求后，自身系统或网络产生
11、拥塞环境中，它会向服务器发出一种暂停帧，以延缓服务器的数据传输。千兆比设备对该机制的支持，补充了千兆比以太网的控制功能。 I E E E 8 0 2 . 3 A B 标准支持在5 类非屏蔽双绞线上,传输千兆比以太网。 R S V P - 资源预留协议, 以太网通过在帧位中标记数据流类型，使网络在传输中识89职教之窗zhi jiao zhi chuang别其优先级别，以保证高优先级的数据流优先占用带宽资源，弥补以太网对延时敏感的应用支持的不足。4 . 图 书 馆 网 的 拓 扑 结 构 采用层次化网络设计，其优点是便于网络管理和维护，优化网络性能，增强网络的扩展性。网络拓扑图5 . 安全性策略
12、使用防病毒软件、防火墙和智能网关等构成防御体系，解决防止外部非法侵入的问题。图书馆网内的安全策略，根据图书馆网的不同层级（核心层、汇聚层、接入层），确保各个层级的安全。本网络采用了基于用户的V L A N （V i r t u a lL o c a l A r e a N e t w o r k ）划分的策略。V L A N 是一种将局域网（L A N ）设备从逻辑上划分成若干个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。6 . V L A N 技术的应用 V L A N 在交换机上的实现方法，可以大致划分为六类: 基于端口的V L A N ；基于M A C 地址的V L A N ；基于网络层协议
13、的V L A N ；根据I P 组播的V L A N ；策略划分的V L A N ；按用户定义、非用户授权划分的V L A N 。本网络采用了混合V L A N 设计方法。有基于用户的，也有基于端口的等等。三、结束语计算机网络不是网络设备与用户主机之间的简单的连接、延伸和扩展，它是依据一定的理论观点、网络用途和设计思想实现的网络体系结构或网络系统。在实施过程中兼顾现有网络的资源重用，物理设施改造等情况，整个网络体现的不是最优。经济性考虑部分设备选型不为最适。网络安全方面也待进一步加强。网络经过试运行总体表现很好，稳定可靠，管理和维护都比较简单、方便，在支持多类型数据方面都表现得相当不错，能提供
14、快速传输。扩展升级也都相当容易。参 考 文 献 1 A n d r e w S . T a n e n b a u m . 计算机网络（第 4 版） M . 北京：清华大学出版社, 2 0 0 4 2 朱广辉. 计算机网络技术 M . 北京：清华大 学出版社，2 0 0 5 3 胡道元. 计算机局域网 M . 北京：清华大学 出版社, 1 9 9 9 4 D O U G L A S E . C O M E R I n t e r n e t w o r k i n g W i t hT C P / I P M . 电子工业出版社, 1 9 9 8 5 金治刚等. 基于J 2 E E的数字图书馆设计与实 现 J . 东北电力学院学报, 2 0 0 5 , 4 6 师雪霖等. 数字图书馆互操作信息服务体系框架的研究 J . 计算机工程, 2 0 0 5 , 7 7 高银河. 数字图书馆建设 J . 中国科技信息, 2 0 0 5 , 8
