《信息化工作基础知识》(干部教材) >>第七章>>第五节 网络建设


一、网络基础设施的组成
在规划网络的建设时首先离开不了基础设施的建设。网络基础设施包括光缆电缆的铺设,机房的建设、数据中心的建立等方面。
1、光缆的铺设及其相关技术
光缆或电缆的铺设是网络基础建设的不可缺少的环节,除了无线接入方式以外,一般网络建设都要进行线缆铺设。光缆从大类别上可以分成两大类,就是多模光纤的和单模光纤光缆。多模的和单模的光缆的主要差别在于它们的制作材料-石英玻璃光纤的拉制方法不同,因此所使用的光源也不同。使用混合光光源的(如白帜光,或发光二极管等)多模光纤的终端设备便宜,但能够传递的距离比较短,一般不超过2公里;而单模光纤的光源则要求使用激光,由于激光在传输中的不易发散的特点,所以单模光纤不加中继放大的信号传递距离比较长,现在一般可以达到几十甚至上百公里之多,而且单模光纤能够传递的信息容量也要大得多。但是单模光纤的终端设备比较贵。所以我们在选用光纤的类别时,要根据需要进行选择。现在,又出现了一种可以用在接入网上的光纤技术-塑料光纤技术,用塑料做原料来传输高速的光信号。这种技术成本低且加工方便,很可能在最近的将来普及到家庭和单位。
2、主干网络技术和互联网接入服务
从基本传输网络的构成来分,可以包括主干网和接入网两个部分。顾名思义,主干网部分的功能是一个完整网络的主要传输部分,它的传输速率和效率一般都比较高,起到将所有的信息快速地传递到各处的作用。现在使用的主干网技术一般有SDH (同步数据传输体系) 和IP over Fiber (在光纤上运行IP协议) 两类。稍往前还有ATM(异步传输模式)技术,但现在这种技术已经逐渐淡出历史舞台。上述两种主干传输技术当然还有一些相似的变种技术,这里不一一列举。从上面两种主要的主干传输模式名称的字义我们就可以了解到一个事实,那就是同步传输体系是将光纤的传输带宽进行严格的,按需分配的划分,让许多大小用户来共享主干光纤的一种技术;这种方法是按照用户提出的要求来划分带宽,一旦划定了带宽速率,就不再变动,无论用户需要不需要这么大的带宽。这种做法有点类似一条很宽的高速公路上划分的许多专用车道,这些车道上如没有车跑的时候也不允许其他车辆使用。第二种直接使用IP技术的传输骨干网络则正好和SDH技术相反,它是一种所有的用户共享一个光纤的大带宽的技术。这种技术的特点和公共高速公路有点象,车多的时候,大家就跑得慢一些,但车少的时候,就可以跑得快。这样使用光纤的带宽资源有比较好的资源利用效率。
互联网接入服务是指将国际互联网的资源借助专用通信电路接入到我们所建立的网络中来,供网内用户使用的服务。一般讲,网内的用户可以通过两种方式使用接进来的互联网资源。一种是有国际互联网正式IP地址的用户,他们可以直接通过本项服务到互联网上去,而许多没有国际互联网地址的用户,他们一般通过内部地址,即不是国际正式承认的地址,而是由建网者自己定义的地址(仅在自己网内使用有效),借助具有正式地址的某一台称为代理服务器的设备上互联网访问。各地建设的局域网大部分属于后一种情况。
3、虚拟专网技术
网络建设是关系到社会信息化创建基础环境的事情,所以世界各地各行各业都在纷纷投资建设,但是,由于基础网络的建设是一件投资量较大,需要专业技术人员,工作量很大,涉及面很广的事。从这个意义上说,建设网络是不容易的。如何才能迅速建设自己单位自己系统的专用网络,近期迅速发展起来的虚拟专网技术为我们提供了一条捷径。
所谓虚拟专网是在同一个物理网络上,利用虚拟网络技术将许多的用户专用网络放在一起运行,各用户只能在自己的系统内共享信息资源,在各个用户专网之间互相完全不沟通,每个用户单位自己感到就象自己分别建设的一张张专用网络一样。虚拟网络技术也有几种分枝,有用"隧道技术"的,也有用所谓"标记交换"技术的,但所有这些都是为了达到一个目的,那就是大家共享同一个物理的光纤主干网,而每个用户专用网络可以各自独立运行,互不相干。采用虚拟专网技术,为众多用户单位提供了一条多快好省的建设方式,因此这种技术得到了快速的发展和推广。
    4、网络用户接入业务和接入技术
前面我们提到的主干网络要向用户单位提供信息服务,就要通过所谓的网络接入技术来将用户的计算机或单位的局域网接入到主干网上来。网络接入有几种常见的途径,它们分别是以太网、帧中继、DDN线路和扩频微波连接等。以太网接入的特点是简单,易于管理,建设代价低,共享带宽程度高;而帧中继的特点是价格也不高,有一定的流调节功能。DDN线路的特点是固定带宽,性能稳定可靠,价格较高,用户间无法共享各自的带宽。
还有一类利用现有电话线来做接入的技术,这一类技术的共同特征是不用另行铺设线路,方便快捷,而且成本也不算高。但由于受电话线路质量及设计本身的影响,传输速率做得较高比较困难。目前因为电信部门拥有电话线路资源,所以这一类接入服务一般都是由电信部门提供的。最常用的技术有:调制解调器(电话拨号),ISDN(综合数字业务网)和ADSL(非对称数字用户线技术)等。
接入技术是指如何将用户的计算机连接到主干网上去的技术。这些技术对于用户来讲是比较重要的,因为它直接影响到用户使用计算机网络资源的方式、质量和成本费用。所以在选择时要特别根据需要进行综合考虑。
5、互联网数据中心--IDC,信息分发与存储--CDN,互联网信息加速器--Cache-Engine
如许多其他产业一样,一个工厂要做得大,才能够在各个方面达到高效率。信息化的情况也类似。每个单位在实现信息化时,对于连网的事情尚可化一笔钱来解决,但对于本单位的业务实现则要求每个单位的领导对此做比较全面的考虑。一般来说,一个单位需要自己解决建立一个本单位的网络平台。这个平台需要解决房间,不间断电源,空调,外接信道等硬件设备,但最重要的是解决人力资源的问题。由于信息化的人力资源代价较高,一般不容易由每个单位养一批技术素质较高的信息技术人员来维护软件系统的安全,完整性,数据的备份,以及不断地将系统、软件升级等工作。以上工作都需要大量的初始投入和以后运行时的不断的投入。这是对每个单位都是一个头疼的问题。
为解决这类问题,现在有一种技术称为"互联网数据中心"(IDC)。一个IDC由一个大机房,集中装备备份电源,警卫,集中进行软件更新,统一进行软件工具的提供和升级,集中进行系统的安全管理,反黑客等工作。由于这种思路是类似工业界大生产的思想,IDC的经营者有条件聘请一批素质高,经验丰富的员工来集中完成以上所提到的所有问题。帮助用户简化了信息化的实现过程。特别是用户可以选择把自己购买的计算机安放在集中的IDC环境之中,甚至还可以直接租用IDC为客户备好的计算机或计算机中的一部分存储空间,因此有很大的选择余地,具备很大的灵活性。当用户需要扩大自身的信息量时,他们可以直接向IDC管理人员支付少量费用,直接升级自己存放在IDC的网站的空间或者外连的网络信道带宽。这样做法,为用户单位节约了不少开销,用户单位既省钱又得到较高质量的服务,是一种很合算的做法。
CDN是内容分发网络的缩写。这里所提到的网络是指一种概念上的网络,就好象是我们今天常提到的人际交流网络的概念。实际上,这个网络是一种使用软件实现的一种网上信息更新功能。由于今天网络的规模越来越大,结构也越来越复杂,比如一个城市的信息网络的信息源可以来自不同的地方,我们不能够把来自所有的信息都放在同一个"信息中心"来向全网用户提供服务。强行把信息放在一个"中心"的做法不符合信息的产生本身就是分布化的这样一个自然事实。另外,也不可能集中从一点出发向一张大网中的部分发布信息(特别是大容量的视频或语音信息)。所以,必须在网上将信息放到每个角落的小"中心"去,由每个小"中心"向本社区提供高速本地的信息服务。这样做法可以保持所有信息中的大部分都"消化"在本地。本地小中心的服务器中的信息内容取决于用户点击的概率。点得稍多一点的内容就放在本地服务器中,而点得不频繁的内容则可以放在网络的中心网站上去。另外所有应该在网上的小中心上存放的信息则由我们在前面所提到的CDN技术来保证。
还有一种称为"互联网加速器"的设备值得一提,鉴于上面所提到有许多信息是本地用户比较感兴趣, 点击率比较高的,这些信息只要一旦被发现点击率较高,就可以自动地由互联网加速器(Cache Engine)从外部下载并存储起来,以后用户再点击的时候实际上就不需要再重新按照访问外部网络那样到远处去提取信息, 而需要从本地的互联网加速器的硬盘中直接提取信息就可以了。而且,互联网加速器的信息的"新鲜度"是可以根据管理人员的需要来定义的。
二、网络建设的整体规划
正如做其他事情一样,每一个网络的建设者,在建设网络之前,有必要对自己单位或城市的计算机网络做一个全盘的考虑和规划。只有在全面提出需求,明确任务的前提下,方能够真正建设好信息网络基础设施。否则容易陷入头痛医头,不断变更,反复投资的怪圈中去。网络规划应该包括传输部分、网络的高层部分,网络的应用部分等内容。特别是要从整体来做规划。当然,小单位小系统和整个城市和一个地区的规划肯定是不一样的。一个城市的规划类似于公共服务系统,内容要更细,服务项目要更全,近期和远期要通盘考虑,近期细,远期粗,而且不可能规划得太远,一般有五年规划就不错了,由于计算机网络技术发展迅猛,做更远的详细规划不大现实。小单位和较小的系统在建设网络时,除非特别需求,一般可以考虑采用我们前面所提到的"虚拟专网"的技术,以降低成本,提高效益。不管采用何种通信方式,一般都是采用TCP/IP协议作为主要协议来使用的。
另外,在规划网络建设时,容易陷入重硬件,轻软件;重网络传输部分的建设,忽视网上应用的规划和建设;还有一个容易忽视的就是人才队伍的建设和相关人员观念的改变方面的建设。这些内容都是息息相关的,要给予充分的重视。