网络架构设计与优化的原则与方法

优化网络结构 提高网络性能

与传统的话音业务相比，数据宽带已成为信息通信产业发展的一个亮点，中国电信提出“向综合信息服务提供商转型”的理念，其核心思想就是将基于窄带的业务转变为基于宽带的业务，从提供单一的语音服务转变为提供多媒体的宽带信息服务。那么如何提供一个优质的网络是摆在我们面前一个现实且实在的问题。

就衢州电信，自2001年开始发展数据宽带业务以来，已经取得巨大进展，到目前为止，整个地区的宽带用户突破10万。数据宽带以及与此相关其他增值业务业务收入将占公司全部业务收入的比重也在逐年递增。从目前情况来看，虽然数据宽带业务收入还不是整个业务收入的主要部分，但是数据宽带业务及与此相关其他增值业务的业务收入是拉动整个业务收入增长的主要动力，这已经是不争的事实了。

用将来的目光来看，数据宽带技术将会是我们以后的重点发展方向。从已经完成的固网智能化的改造中就已经可以看出，数据网络将发展成以后的承载网，而本地网的话音业务将是在此网络上所承载的一个“大客户”，包括已经收购进来的C网和以后的3G网络也都将是第二、第三个“大客户”。

而随着IPTV技术的发展，新的应用对网络的要求是不同的，电话网的话务量模型、互联网的数据流量模型、广播电视网的流量模型是截然不同的。这一切都将影响最终网络技术的采用，包括交换技术、控制技术、管理技术与组网技术。由于IPTV在网上传输中主要内容是流媒体，相当一部分带宽在2M以上，有的甚至多达6M左右，它的带宽需求比现在的视频点播还要高的多。这对接入带宽提出了更高的要求。

这些足以证明：宽带将是我们的转型方向，宽带是我们以后的重点发展方向。那么如何提供一个优质、可靠的网络是摆在我们面前一个现实且实在的问题。

那么，我们衢州电信的数据宽带的现状如何？存在什么问题？下面就看看市本级4个区域的汇聚层网络结构。

从以上拓扑结构情况可以看出，目前的网络结构层次不是很清爽，层次多且乱。汇聚层设备级联层次过多，从区域汇聚交换机到下面汇聚点要经过3层甚至4层的网络设备，这必然造成网络时延续、带宽等方面的问题。另外一点就是汇聚点都是单路上联到上层设备，没有链路和设备上的保护，这对承载PSTN业务将是致命的弱点。

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大数据环境下高校网络架构的设计与优化

作者：黄海军

来源：《中国信息技术教育》2015年第12期

摘要：高校校园网经过多年的发展，已经步入大数据时代，而以往对高校校园网的研究基本停留在优化大数据系统软件架构、优化业务逻辑、优化数据分析算法、优化节点性能等方向，都忽略了对大数据环境网络的优化。就此本文首先分析了高校业务类型的多样性，高校非结构化数据的增长对大数据的促进作用；然后对大数据的处理技术Hadoop进行分析，提出了基于Hadoop的高校校园网设计，建议采用SND架构，通过OpenFlow实现；最后提出基于Hadoop的高校校园网优化。

关键词：大数据；校园网；Hadoop；SND；Openflow 龙源期刊网

中图分类号：TP393 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）12-0118-04

前言

大数据已经渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素。同样，高校中也汇聚着大量的信息[1]，从学生角度来看，包括联系方式等基本信息，食堂消费、住宿晚归等生活信息，选课、课后作业、借阅图书、成绩等学习信息，参与的社团、竞赛、讲座等第二课堂信息；从教师角度来看，包含教学任务、课件等教学信息，论文著作、科学研究数据等科研信息；从管理者的角度来看，包含学校的资产信息、师资信息、招生就业信息等。同时，随着移动互联网以及物联网等新技术的兴起，学校师生主动产生和由设备自动收集的信息越来越多，如微博、微信类社交信息，各类搜索点击记录信息等。上述信息存在着数据量大、结构复杂、产生频率快的特点。这导致利用常用软件工具捕获、管理和处理此类数据所耗费时间超过了可容忍的时间。如何优化校园网配合大数据的使用环境将是一个需要我们思考的问题。

高校数据结构的分析

在实际应用中，数据因不同的应用场景其表现方式也有所不同，根据在不同应用中数据表现形式的不同，可以把数据区分成不同的类型，即数据类型。随着校园网业务应用日趋丰富多样，数据类型也呈现出多样性。不同的数据类型，其数据组织的结构、属性、存储方式、分析方法、数据价值等都存在很大的差异。

服务器架构设计方案

一、引言

随着互联网的快速发展，服务器架构设计成为保障系统高可用性、弹性扩展性和安全性的关键环节。本文将探讨服务器架构设计的相关原则和方法，以及在实际应用中的一些建议和经验。

二、架构设计原则

1. 可靠性：服务器架构设计应确保系统能够随时随地提供稳定可靠的服务。为此，可以采用容错机制、备份机制和冗余设计等方式来保证系统的持续稳定运行。

2. 可扩展性：为了应对业务量的增长和用户需求的变化，服务器架构设计应具备良好的扩展性。采用分布式架构、负载均衡和可水平扩展的技术手段，能够有效支持系统的横向扩展。

3. 性能优化：服务器架构设计应注重系统性能的优化和调优。通过合理的缓存策略、数据库优化、负载均衡调整等手段，提高系统的响应速度和吞吐量，提升用户体验。

4. 安全性：服务器架构设计需要考虑系统的安全性。采用防火墙、访问控制、数据加密、漏洞扫描等安全策略，保护服务器和用户数据的安全。 5. 管理和监控：服务器架构设计应考虑到系统的管理和监控。通过日志记录、性能监控、异常监测等手段，及时发现和解决潜在问题，提高系统的可维护性和可管理性。

三、服务器架构设计方法

1. 分层架构：将服务器架构划分为不同的层次，如前端层、应用层、数据层等，每一层专注于自己的职责，便于系统功能模块的独立开发和扩展。

2. 缓存技术：采用缓存技术能有效降低数据库的读写压力，提高系统的性能。可以使用分布式缓存、页面缓存和数据库缓存等方式。

3. 负载均衡：通过负载均衡技术将用户请求分摊到多台服务器上，避免单一服务器过载，并提高系统的可用性和吞吐量。常用的负载均衡方式有硬件负载均衡和软件负载均衡。

4. 数据库设计：合理的数据库设计对服务器架构的性能和可用性至关重要。应进行规范的数据表设计、索引优化和查询优化等工作，确保数据库能够高效地存储和检索数据。

5. 异地容灾：考虑到自然灾害和硬件故障等因素，采用异地容灾方案能够保证系统的持续可用性。可以将数据备份到距离主数据中心较远的地方，并实现数据同步和故障切换，保证系统的灾备能力。

124上世纪八十年代美国通信技术研究所最先提出SDH传输系统，将其定义为融合交换、传输、复接等功能，基于同一网管系统实现操作的信息传输网络。电力通信SDH传输网是建立在传统PDH传输网基础上，能够以提供物理传输信号为基础处理、监控网路信号，该系统能够使通信网可靠性和安全性大幅提升。一、SDH传输系统概述（一）SDH传输系统优势相对于PDH传输网SDH通信网具有明显优势，总的来说SDH系统具有以下四方面优点：第一，存在标准化信息结构等级。SDH传输网中不同速率信号构成同步复接关系，使得不同SDH设备光口的有效互连。第二，具有较强的网络维护、故障检测、监控能力，通过将开销字节加入SDH帧结构实现网络维护。第三，利用同步复用方式简化通信网络上下支路信号，网络系统本身具有较高的自愈能力。第四，具有极佳的网路兼容性。SDH传输网络不仅能够对原有PDH系统通信信号进行处理，还能够实现FDDT、ATM等数字信号的兼容。（二）SDH传输系统结构构成国内电网建设过程中，变电所和发现站数量不断增多，SDH传输节点数量也迅速增加。SDH传输系统主要包括光纤、数字交叉连接、分插复用设备、终端复用器等，电力通信网中仅SDH传输网络中心节点存在业务差异，其他节点具有一致类型业务，生产管理、电能计量、线路运行通道、调度电话等系统均可进行统一管理。这样通信通道得到了极大简化，常规SDH传输系统节点通过上下两个通道就能够进行信息传输。二、电力通信SDH传输网发展现状和问题（一）SDH传输网发展现状SDH传输网优点包括网络建设快、安全系数高、兼容性强、可靠性高等，因此我国电力通信网广泛应用了该传输网，地方供电局也从自身特点出发进行了覆盖变电所和中心站光纤通信系统的建设，使得电力通信网获得了可靠的信息传输和电话通道。例如在地方电网500kv变电所通信展中，报站通信传输系统通常有两套，一套SDH传输系统于本站分别与省级干线通信网和地区干线通信网相连接，另一套系统于地区通信中心站和省级干线通信网和地区干线通信网相连接。当前我国部分地区SDH传输网建设速度较快，基于SDH传输技术的光纤通信网基本形成。在选择通信网保护方式方面，则运用了二线单向通信保护环，使得电力通信网的安全性和可靠性获得进一步提升。基于整体发展角度国家电网包括地方传输层、省内骨干层、省际骨干层、国家骨干层，当前这些层面都积极开展了SDH传输网络建设。（二）SDH传输网络存在的问题虽然当前在建设电力通信SDH传输网方面获得一定成就，但是其中仍存在很多无法忽视的问题，电网改造要求无法获得满足。首先，传输网架构相对薄弱。现阶段国内多数SDH传输系统中完整环网还没有形成，多借点故障保护功能还不具备，一旦地区传输网络线路中存在多节点或单节点故障，那么故障线路传输任务难以通过迂回线路分担。其次，通信网干线的传输容量不高。国内一些地区SDH传输线路的摘要：电力通信网重要构成部分之一就是SDH传输网，在电网改造不断推进过程中，电力企业要想获得发展就必须解决SDH传输网优化改造问题。本文将对SDH传输网进行概述，并在此基础上分析电力通信SDH传输网发展现状和问题，进而探讨电力通信SDH传输网优化，为电力企业优化SDH传输网络架构提供理论依据。关键词：SDH传输；网路架构；优化主干电路容量仍是155Mbps，这使得区段内变电所通信需求无法得到满足，进而对电力通信网长远发展造成抑制。再次，管理模式落后。在硬件通信设备不断升级的过程中，相应的管理模式却没有获得相应完善，SDH传输网管理仅包括简单调控和分路检测，同时不统一的通信标准也严重抑制了通信系统发展。最后，发展规划不明确。传输网建设活动缺乏科学方案，新技术更新的敏感性不强，现代化通信网络要求通过SDH传输网络架构发展无法得到满足。三、电力通信SDH传输网优化（一）优化目标为了解决SDH传输网络中的问题，应当采取相应的优化措施。改造SDH传输网络前需先确立科学改造目标。根据电网建设要求，形成数据通信传输网络和话音网络应当覆盖整个地区的变电所；并升级和优化现有SDH传授网络，构建以MSTP技术为基础的电力通信网，使得通信网安全性和可靠性得到不断提升；还需对光纤传输网网络结构进行不断完善，相关部门应当增加投入，建设主干光纤网络的纤芯数应大于12芯，使SDH通信网电路容量不断得到提升。（二）优化SDH传输网络结构的方案优化改造SDH传输网络架构首先应确认主要技术政策，明确认识电力通信网络建设的重要意义，选择规划方案应当保证SDH传输网络的安全性和可靠性；并依据相应技术标准进行通信网络建设，确保行业和国家标准的执行。规划方案应当包括规划调整光纤电路和规划传输网络两部分。首先，规划调整光纤电路。供电局应依据变电所布局调整通信光缆，可选择ADSS或OPGW光缆作为光缆线路，并将原有光缆线路逐渐升级为16芯传输线路，迂回通道中可利用原线路中光缆线路。其次，规划传输网络。传输网络规划应当包括设备选型、业务分配、网络同步、自愈环、拓扑结构等内容。（三）优化改造SDH传输网络架构的步骤制定优化SDH传输网络规划方案后，即可进行SDH传输网络的分阶段改造施工。第一，建设MSTP环，依据规划中网络拓扑建设SDH传输网络环路和各个接入环节点，升级主干路电容量至622M，该阶段不涉及建设传输网网管。第二，MSTP改造传输网络入环，逐个实现各接入环网路改造，并对接入环传输线路电路容量进行升级。第三，全网整体升级改造，升级和优化剩余站点，促进全网多业务传输平台的实现，SDH传输网络仍可在某些为进行改造优化的站点沿用。四、结语为了进一步发挥电力通信中SDH传输系统的作用，电力企业应当进一步完善和优化SDH网络架构，保障电力通信系统的有序运行。本文分析了优化改造SDH传输网络架构的侧路，但仍存在一定局限希望行业人员加强重视，采取有效措施优化SDH传输网络架构，充分发挥该系统的作用。参考文献[1]朱亚萍.电力通信SDH传输网络架构优化及改造[J].中国新通信,2015,10:2-3.[2]高强.电力通信技术发展趋势[J].电力系统通信,2014,04:1-9.[3]李中华.县域SDH通信传输网络结构优化[J].中国新技术新产品,2016,06:16-17.（作者单位：国网湖南省电力公司张家界供电分公司）廖继军电力通信SDH传输网络架构优化设计案 例 AN LI