校園網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案
導(dǎo)語(yǔ)：校園網(wǎng)建設(shè)的必要性學(xué)校是否采用最先進(jìn)的信息和傳播技術(shù)是一個(gè)有決定性意義的問(wèn)題,而且十分重要的是,學(xué)校應(yīng)該處于影響整個(gè)社會(huì)深刻變革的中心地位。
第1章 需求分析
校園網(wǎng)必須具備教學(xué)、管理和通訊三大功能。教師可以方便地瀏覽和查詢網(wǎng)上資源，進(jìn)行教學(xué)和科研工作;學(xué)生可以方便地瀏覽和查詢網(wǎng)上資源實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí);通過(guò)網(wǎng)上學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)信息處理能力。學(xué)校的管理人員可方便地對(duì)教務(wù)、行政事務(wù)、學(xué)生學(xué)籍、財(cái)務(wù)等進(jìn)行綜合管理，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)各級(jí)管理層之間的信息數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上信息采集和處理的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)信息和設(shè)備資源的共享，因此，校園網(wǎng)的建設(shè)必須有明確的建設(shè)目標(biāo)。
一個(gè)良好的設(shè)計(jì)方案除體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性能之外，還體現(xiàn)在應(yīng)用的實(shí)用性、網(wǎng)絡(luò)的安全性、易于管理性和未來(lái)的可擴(kuò)展性。因此，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下問(wèn)題：
�、� 要適應(yīng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。
�、� 要能為特定的師生用戶或用戶組提供訪問(wèn)路徑。
③ 要保證網(wǎng)絡(luò)能不間斷地運(yùn)行。
�、� 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大和應(yīng)用增加時(shí)，變化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要能應(yīng)付相應(yīng)的帶寬要求。 ⑤ 使用頻率較高的應(yīng)用能夠支持網(wǎng)上大多數(shù)的師生用戶。
�、� 能合理地分配用戶對(duì)網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)外的信息第一文庫(kù)網(wǎng)流量。
�、� 能支持較多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。
�、� 支持IP的單點(diǎn)傳送和多點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)流。
1.1項(xiàng)目概況
本次項(xiàng)目是為**中學(xué)建設(shè)的一個(gè)校園網(wǎng)，這個(gè)學(xué)校有一棟教學(xué)樓、一棟實(shí)驗(yàn)樓、一棟圖書(shū)館、一棟辦公樓、兩棟女生宿舍和兩棟男生宿舍，教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓都為六層，每層有十個(gè)教室，圖書(shū)館、辦公樓為三層，辦公樓一層有十二個(gè)辦公室，一個(gè)辦公室內(nèi)最多有四臺(tái)計(jì)算機(jī)，圖書(shū)館三樓為電子閱覽室，一二層為圖書(shū)室，學(xué)生宿舍有六層，每層有二十四個(gè)寢室，每個(gè)寢室最多有六臺(tái)計(jì)算機(jī)，每個(gè)教室或者辦公室或者寢室內(nèi)只安裝一個(gè)以太網(wǎng)接口，如老師或?qū)W生要連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)需自己配置以太網(wǎng)交換機(jī)，該學(xué)校的中央機(jī)房設(shè)在電子閱覽室旁邊，該校園網(wǎng)中要求每臺(tái)計(jì)算機(jī)都能連接互聯(lián)網(wǎng)，局域網(wǎng)資源共享，局域網(wǎng)內(nèi)采用VLAN技術(shù)限制不同辦公室的部分訪問(wèn)。
安全與可靠性
校園網(wǎng)的總體設(shè)計(jì)原則 先進(jìn)性。以先進(jìn)、成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、視像等多媒體應(yīng)用，用基于交換的技術(shù)替代傳統(tǒng)的基于路由的技術(shù); 開(kāi)放性。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用符合ISO及其他標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE,ITUT,ANSI等制訂的協(xié)議，采用遵從國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備; 可靠性。選用高可靠的產(chǎn)品和技術(shù)，充分考慮系統(tǒng)在程序運(yùn)行時(shí)的應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力，包括交換機(jī)、路由器以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的可靠性；
可擴(kuò)展性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)具有良好的'擴(kuò)展性和升級(jí)能力，選用具有良好升級(jí)能力和擴(kuò)展性的設(shè)備。在以后對(duì)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展時(shí)，必須能保護(hù)現(xiàn)有投資。應(yīng)支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、多種高層協(xié)議和多媒體應(yīng)用;
可管理性：利用圖形化的管理界面和簡(jiǎn)潔的操作方式，合理地網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略，提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能;使日常的維護(hù)和操作變得直觀，便捷和高效;
安全性：內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部公共網(wǎng)之間的互聯(lián)，利用防火墻等對(duì)訪問(wèn)進(jìn)行控制，確保網(wǎng)絡(luò)的安全;
投資保護(hù)：選用性能價(jià)格比高的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器;采用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和設(shè)備充分考慮到易升級(jí)換代，并且在升級(jí)時(shí)可以最大限度地保護(hù)原有的硬件設(shè)備和軟件投資;
易用性：應(yīng)用軟件系統(tǒng)必須強(qiáng)調(diào)易用性，用戶界友好，帶有幫助和查詢功能，用戶可以通過(guò)Web查詢。
1.2網(wǎng)絡(luò)部分的總體要求
滿足網(wǎng)絡(luò)化，智能化，信息化的發(fā)展要求,為各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)提供方便、快捷的信息通路，共享各種教學(xué)資源。
良好的性能，能夠支持大容量和實(shí)時(shí)性的各類(lèi)應(yīng)用。
能夠可靠的運(yùn)行，較低的故障率和維護(hù)要求。
具有較高的性價(jià)比。
未來(lái)升級(jí)擴(kuò)展容易，保護(hù)用戶投資。
用戶使用簡(jiǎn)單、維護(hù)容易。
1.3系統(tǒng)部分的總體要求
易于配置：所有的客戶端和服務(wù)器系統(tǒng)應(yīng)該是易于配置和管理的，并保障客戶端的方便使用;
更廣泛的設(shè)備支持：所有操作系統(tǒng)及選擇的服務(wù)應(yīng)盡量廣泛的支持各種硬件設(shè)備;
穩(wěn)定性及可靠性：系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)具有高度穩(wěn)定性，保障系統(tǒng)的高性能無(wú)故障運(yùn)行;
可管理性：系統(tǒng)中應(yīng)提供盡量多的管理方式和管理工具，便于系統(tǒng)管理員在任何位置方便的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理;
更低的總成本：系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量降低整個(gè)系統(tǒng)總成本;
安全性：在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用上應(yīng)采用多種安全手段保障網(wǎng)絡(luò)安全。 除了滿足上述的基本特征外，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)還應(yīng)具有開(kāi)放性、可擴(kuò)展性及兼容性，全部系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求采用開(kāi)放的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)選擇主流的操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，保障系統(tǒng)能夠適應(yīng)未來(lái)幾年網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，便于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和校園網(wǎng)的結(jié)構(gòu)變更。
第2章 設(shè)計(jì)目標(biāo)
2.1商業(yè)目標(biāo)
主要用于多媒體教學(xué)、行政辦公、學(xué)籍和人事管理、圖書(shū)管理、財(cái)務(wù)管理、信息共享、視頻點(diǎn)播、WEB服務(wù)、電子公告、科研和技術(shù)交流以及Internet應(yīng)用等。
提高教員的效率，允許教員和其他學(xué)校的同仁一起參與更多的項(xiàng)目研究，提高學(xué)生的效率，消除交作業(yè)難的問(wèn)題，允許訪問(wèn)者使用他們的個(gè)人計(jì)算機(jī)從園區(qū)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)互連網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)防止入侵。
2.2技術(shù)目標(biāo)
整個(gè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的教師機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、運(yùn)用科學(xué)的管理方法，實(shí)現(xiàn)與與Internet的互聯(lián)，創(chuàng)造網(wǎng)際互聯(lián)通信環(huán)境，方便、快捷、低耗地獲取國(guó)內(nèi)外的最新信息、輔助師生教學(xué)和科研活動(dòng);為學(xué)校各部門(mén)的信息交流和資源共享提供保證;保證網(wǎng)絡(luò)高性能、可擴(kuò)展。
整個(gè)校園網(wǎng)應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)：
網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目建成后必須實(shí)現(xiàn)以下的功能需求：建設(shè)一個(gè)通暢、高效、安全、可擴(kuò)展的小型校園網(wǎng)絡(luò)，支撐校園網(wǎng)的各種信息獲取，共享各種教學(xué)資源，降低校園網(wǎng)絡(luò)的總體運(yùn)行費(fèi)用。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須運(yùn)行穩(wěn)定。
校園網(wǎng)需要滿足校園人員各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的操作和信息獲取要求。 校園網(wǎng)要具備良好的可管理性。減輕維護(hù)人員的工作量，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。
校園網(wǎng)要具有良好的可擴(kuò)展性。能夠滿足校園網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的需要，保護(hù)學(xué)校的投資。
整個(gè)項(xiàng)目的施工，在技術(shù)上要保證在今后3到5年之內(nèi)不落后，保持技術(shù)的先進(jìn)性，符合信息技術(shù)的發(fā)展方向。
在項(xiàng)目實(shí)施完畢之后，系統(tǒng)集成商要對(duì)校園的相關(guān)管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，并移交全部的項(xiàng)目工程資料，保證校園網(wǎng)的正常運(yùn)行和管理維護(hù)。
第3章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選擇
3.1校園網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)
主干網(wǎng)主要選擇千兆以太網(wǎng)技術(shù)來(lái)構(gòu)建校園網(wǎng)絡(luò)，對(duì)兩層結(jié)點(diǎn)和桌面微機(jī)的接入也采用快速以太網(wǎng)，建立一個(gè)基于多層、全交換的虛擬園區(qū)網(wǎng)。
校園網(wǎng)在設(shè)計(jì)上應(yīng)具備以下特性才能夠滿足需求，并保證建成后的網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)具有較強(qiáng)的可用性和一定的先進(jìn)性。
①高性能與技術(shù)先進(jìn)性
校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要求具有較高的數(shù)據(jù)通信能力和較大的帶寬;并在主干網(wǎng)上提供較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。為了及時(shí)、迅速地處理網(wǎng)絡(luò)上傳送的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有較高的網(wǎng)絡(luò)主干速度。
�、诟呖煽啃�
網(wǎng)絡(luò)要求具有高可靠性，高穩(wěn)定性和足夠的冗余，提供拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及設(shè)備的冗余和備份，為了防止局部故障引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓，要避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)單點(diǎn)失效。在網(wǎng)絡(luò)骨干上要提供備份鏈路，提供冗余路由。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上要提供冗余配置，設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)能以熱插拔的方式在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行恢復(fù)，把故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的影響減少到最小，避免由于網(wǎng)絡(luò)故障造成用戶損失;
�、郯踩�
校園網(wǎng)作為一個(gè)支持眾多用戶、同時(shí)和INTERNET/CERNET存在連接的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)安全性在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中是個(gè)很重要的問(wèn)題，應(yīng)該采用一定手段控制網(wǎng)絡(luò)的安全性，以保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)采取多種技術(shù)從內(nèi)部和外部同時(shí)控制用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問(wèn)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還應(yīng)具備高度的數(shù)據(jù)安全性和保密性，能夠防止非法侵入和信息泄漏。
④可管理性
強(qiáng)有力的網(wǎng)管軟件是有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理的助手，網(wǎng)管軟件應(yīng)能夠支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)備級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的管理，并能支持通用瀏覽器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理及配置。靈活的設(shè)置每個(gè)用戶對(duì)Internet訪問(wèn)功能，能夠?qū)γ總�(gè)用戶實(shí)行管理;并且能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)費(fèi)管理。
⑤可擴(kuò)充性
隨著應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，要求網(wǎng)絡(luò)可以方便地?cái)U(kuò)充容量，支持更多的用戶及應(yīng)用;隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)必須能夠平滑地過(guò)渡到新的技術(shù)和設(shè)備，保證現(xiàn)有的投資。
⑥VLAN劃分
根據(jù)校園網(wǎng)的實(shí)際需求，屬于同一部門(mén)的工作人員可能在不同的建筑物中，但需要在一個(gè)邏輯子網(wǎng)內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的增減，人員的變動(dòng)，無(wú)論從網(wǎng)絡(luò)管理，還是用戶的角度來(lái)講，都需要虛擬網(wǎng)技術(shù)的支持。因此在網(wǎng)絡(luò)主干中要支持三層交換及VLAN劃分。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中使用虛擬網(wǎng)技術(shù)，以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和靈活性。
�、叨鄬咏粨Q技術(shù)
通過(guò)三層交換技術(shù)，特別是基于硬件的第三層交換，可以充分地利用交換機(jī)的包處理能力，實(shí)現(xiàn)真正的線速交換。
�、鄬�(duì)多媒體應(yīng)用的支持
校園網(wǎng)要求具有數(shù)據(jù)、圖像、語(yǔ)音等多媒體實(shí)時(shí)通訊能力;并在主干網(wǎng)上提供足夠的帶寬和可保證的服務(wù)質(zhì)量，滿足大量用戶對(duì)帶寬的基本需要，并保留一定的余量供突發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸使用，最大可能地降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)質(zhì)量、預(yù)留寬帶設(shè)置、合理進(jìn)行帶寬管理方面應(yīng)提供優(yōu)良的品質(zhì)。
第4章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇
4.1中央機(jī)房設(shè)備選型
中央機(jī)房作為全校的信息核心，采用華為8512高端多層交換機(jī)，邊界采用華為NE40路由器。
4.2 圖書(shū)館設(shè)備選型
圖書(shū)館是全校區(qū)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心，節(jié)點(diǎn)數(shù)目多，網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)量大。采用銳捷37系列三層交換機(jī)作為匯聚層，在各個(gè)機(jī)房采用二層可管理交換機(jī)21系列接入。37系列交換機(jī)上連接NAT服務(wù)器提供計(jì)算中心的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。
4.3 實(shí)驗(yàn)樓設(shè)備選型
實(shí)驗(yàn)樓為辦公和教學(xué)以及試驗(yàn)的綜合教學(xué)大樓，節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多，流量較大。采用銳捷的21系列可管理交換機(jī)。
4.4 宿舍樓設(shè)備選型
宿舍樓人數(shù)多，流量大。在這里采用接入層交換機(jī)�？紤]到安全和方便管理，在此采用可管理的二層交換機(jī)。并在接入層交換機(jī)上開(kāi)啟計(jì)費(fèi)認(rèn)證功能，配合認(rèn)證服務(wù)器，和DHCP服務(wù)器的OPTION 82功能使得認(rèn)證前用戶為192.168.x.x的私有地址，可以訪問(wèn)校園網(wǎng)的服務(wù)器。認(rèn)證過(guò)后重新分配為222.22.x.x的公有ip，可以訪問(wèn)Internet。結(jié)合此特點(diǎn)，可以采用銳捷的21系列可管理交換機(jī)。
4.5 辦公樓設(shè)備選型
由于節(jié)點(diǎn)數(shù)目?jī)H僅有12個(gè)，并且平時(shí)基本上沒(méi)有什么網(wǎng)絡(luò)流量，故采用一臺(tái)銳捷21系列24換機(jī)即可滿足需求。
第5章 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及接入Internet設(shè)計(jì)
5.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇
局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)目前大多數(shù)使用的有三種：星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
由于星型結(jié)構(gòu)便于集中控制,因?yàn)槎擞脩糁g的通信必須經(jīng)過(guò)中心站。由于這一特點(diǎn),也帶來(lái)了易于維護(hù)和安全等優(yōu)點(diǎn)。端用戶設(shè)備因?yàn)楣收隙C(jī)時(shí)也不會(huì)影響其它端用戶間的通信，所以我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)采用這一結(jié)構(gòu)。雖然這種結(jié)構(gòu)非常不利的一點(diǎn)是,中心系統(tǒng)必須具有極高的可靠性,因?yàn)橹行南到y(tǒng)一旦損壞，整個(gè)系統(tǒng)便趨于癱瘓。單是我們決定對(duì)中心系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備份,以提高系統(tǒng)的可靠性。 以下是校園網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖(結(jié)構(gòu)如圖6.1.1)：
5.2 接入Internet設(shè)計(jì)
Internet接入方式主要有以下六種:撥號(hào)上網(wǎng)方式,使用ISDN專線入網(wǎng),使用ADSL寬帶入網(wǎng),使用DDN專線入網(wǎng),使用幀中繼方式入網(wǎng),局域網(wǎng)接入。
由于DDN專線接入的特點(diǎn)是傳輸質(zhì)量高，信道利用率高;傳輸速率高，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延小;數(shù)據(jù)信息傳輸透明度高，可支持任何規(guī)程，可傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、傳真、圖象等多種業(yè)務(wù);適用于數(shù)據(jù)信息流量大的校園;網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理簡(jiǎn)便，對(duì)數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)傳輸速率沒(méi)有特殊要求。因此，校園網(wǎng)采用DDN專線接入的方式上網(wǎng)，校園內(nèi)上網(wǎng)采用NAT的方式，保證師生上網(wǎng)方便。
總 結(jié)
本文針對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，校園網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)主要問(wèn)題是要解決網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。要解決這個(gè)問(wèn)題首先是要對(duì)這個(gè)校園整體的情況做一個(gè)詳細(xì)的了解，然后再做需求分析，做好需求分析之后才能對(duì)整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)的原則及目標(biāo)進(jìn)行研究，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行選擇，做好以上工作之后就可以對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)了，這些全部弄完之后就可以接入Internet了。至此，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)完成。
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