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1、网络工程课程设计紫金中学的校园网方案设计与实现系别： 计 算 机 系 专业： 计算机科学与技术 年级： 08 级 姓名： * 学号： 080*3 班级：08计算机科学与技术（2班）指导教师： * 2010年12月30日目录一、方案概述及设计特点3二、校园网络的总体规划41. 背景42. 用户需求分析42.1. 建设目标42.2. 功能要求52. 设计思想53. 校园网络的总体架构7三、校园网络的详细设计81.网络系统设计81.1 网络体系结构81.1.1 传输81.1.2 用户接口81.1.3 拓扑结构图81.2 IP地址划分91.2.1 划分原则91.2.2VLAN的划分91.3 网络设备选
2、型111.3.1 交换机与路由器的选择111.2.2 服务器的选择121.3网络安全管理系统131.3.1 防火墙131.3.2 网络管理系统142. 结构化布线系统设计152.1 子系统的布线152.1.1 工作区子系统设计152.1.2 水平子系统设计162.1.3 管理区子系统设备间子系统设计172.1.4 楼间建筑群系统设计192.2布线系统的管线方案202.2.1 室外光缆的布线方式202.2.2 水平线子系统的布线方式202.2.3 垂直干线子系统的走线方式222.2.4 设备电源管线方案23四、结论25参考文献：25一、 方案概述及设计特点在布线系统方面，所有楼宇间均采用六芯光纤
3、连接，在行政楼、图书馆、教学楼、教职工宿舍楼间增加冗余连接形成环路。增强系统的容错能力并为日后的升级扩展奠定良好基础。在每栋建筑物内均设立配线管理点实施卫星式布线管理，楼内采用超五类双绞线，保证网络信号的可靠传输。整个方案的布线规模如下表：光纤长度（芯*米）UTP长度(米)光纤端口数UTP端口数84001982596308考虑到网络建设的灵活性和安全性需求，本网络的主干采用在业界处于领先地位的Cisco的Catalyst 2950T-24骨干千兆比特交换机作为网络的中心交换机和千兆以太网技术。同时考虑到贵校的地位，在增加较少投资的情况下，在主干设备中增加了可靠性和可扩充性。 在工作组级别的子网
4、中，我们根据实际情况采用了换式100M/10M到位，通过虚网划分和CGMP/IGMP支持，提高网络传输效率实现多媒体传输及QoS支持。校园网与Internet连接和远程拨入支持采用专业路由器，有效提高接入性能和增强网络功能。网络规模如下表：千兆端口数100M交换端口数UTP100M交换端口数 FX10M交换端口数可路由端口路由器台数交换机台数14156111326416二、 校园网络的总体规划 1. 背景 广东省紫金中学校内环境优雅，各种设施完备齐全，是一所现代化的高级中学。学校现有建筑物：行政楼、教学楼、图书馆、学生宿舍、教工宿舍等。楼与楼之间最大距离为100米，最大楼层高度3米，图书馆为6
5、层楼房其余均为5层楼房。楼层最大长度100米。这次校园网建设中，网络中心设在图书馆五楼，楼间主干采用Lucent SYSTIMAX OptiSPEED光纤网络解决方案，以图书馆为中心铺设光纤到行政楼、教学楼等的配线间，采用室外六芯多模光纤；楼内布线采用Lucent SYSTIMAX PowerSum超五类布线产品，以配线间为中心铺设四对UTP电缆到各工作位。校园内各区域信息点的数量已经由校方给出。 2. 用户需求分析 紫金中学占地15.15万平方米，生均占地41.37平方米，建筑面积50728平方米，绿化面积98801平方米，绿化率达90%，是美丽、崇德的书香之地。目前，学校拥有71个教学班，
6、学生4447人，271名教职工。本期校园网建设将覆盖行政楼、教学楼、图书馆和两栋教职工宿舍等主要教学及生活场所。根据广东紫金中学校园网标书的要求，校园网应达到以下目标和功能：2.1. 建设目标 在网络化的基础上实现学校办公和管理的自动化和科学化； 开展计算机辅助教学的研究，全面提高教师业务素质和业务水平，提高教学质量和办学效益。从具体上要求实现以下目标： 校园内部实现资源共享。如教务信息共享、教研成果共享、教学资料共享、图书资料共享等。 校园内信息传递畅通无阻，能准确、可靠地传输学校的教育教学信息；努力创造与上级教育部门、社会、家庭之间通讯接口，实现社会教育、学校教育、家庭教育的有机整合。 完
7、成与Internet的常规接轨，使教师、学生能利用因特网的信息优势为教育教学与学习提供良好帮助；为教师校外办公、学生远程学习、教师与学生家长间通讯提供通讯手段。2.2. 功能要求 信息交流：提供Internet连接及校内信息服务。 教学服务：多媒体教学资源、电子备课、电子阅览、远程教学。 学校管理：无纸化办公、成绩管理、学籍管理、财务管理、图书馆管理、后勤管理等。2. 设计思想校园网建设的目标是：推进素质教育，培养创新人才。我们的建设的方针是：高起点、重实用。学校需求是校园网建设与发展的根本和前提，教学应用是校园网建设的最终目的。我们在校园网选型和建设过程中，将严格遵循国际和国家标准，所选设备
8、有良好的性能价格比，保持技术的先进性。紫金中学校园网是一个高质量、高技术、高起点、高性能和实用性强的样板网络。我们在网络方案制订、设备选择、实施组织方面进行了精心的组织，大量咨询了计算机和教育等方面的专家、老师，经过多次反复讨论形成了最优方案。校园网物理连接层选用国际第一品牌的朗讯综合布线系统产品。楼宇间全部采用光纤连接，保证通讯带宽，性能稳定可靠，保密性强，防雷防干扰，升级潜力大。楼内采用标准超五类双绞线（UTP），可保证快速以太网和ATM网的可靠传输。结构上，在校内网络应用较集中的行政楼、教学楼等主要建筑物，形成光纤环路，提高网络结构的灵活性、容错能力、性能和升级能力。在网络层，我们同样选
9、择了国际第一网络品牌参加Cisco的产品。保证了网络稳定可靠和网络性能和对多媒体应用的强大支持能力。配合物理连接层，在行政楼、初中楼、高中楼形成校园网主干层，主干层考虑了线路冗余和端口冗余，使网络通讯线路或部分网络设备出现严重故障退出运行时，网络可隔离故障并启动后备路由恢复网络运行。提高网络的可靠性。在应用层，我们针对中学计算机和网络专业技术力量相对缺乏的情况，对中小学需求较为一致的应用如：信息服务，教学服务，学生学习等进行了高度的集成，研制了EIS、EMS应用服务器系统，基本上实现了这些功能的即插即用，减轻了安装、使用和维护的负担，使老师能集中精力在教学和研究方面，充分发挥校园网的功能。 在
10、具体建设与发展校园网时，我们要实现以下目标：1) 在校园网内部实现资源高度共享，为教学、科研、管理提供服务、为计划、组织、管理与决策提供基础和科学手段。2) 支持教育教学改革，提高教育技术的现代化水平和教育信息化程度，为学校老师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境。3) 培养创新人才，提高学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团体协作和社会活动的能力，使学生能自主学习、协商学习、发现探究式学习以及自我评价，为学生的全面发展创造相应的条件4) 实现办公自动化，提供与上级教育部门、社会、家庭之间通讯的出入口，提供电子函件、公告牌和教育教学信息查询等服
11、务，提高工作效率和管理水平。5) 及时、准确、可靠地收集、处理、存储、传输学校的教育教学信息，完成与INTERNET的通信和资源共享，实现社会教育、学校教育、家庭教育的有机整合。3. 校园网络的总体架构在经过充分交流和详细的技术论证的基础上，我们提出整个校园网的结构模型（如下图）。从图中可以看出，我们将整个校园网归结为三个层次，分别是：应用系统层、网络系统层、物理连接层。图中，每一层都分别为上一层提供服务，应用层建立在网络层的基础上，而网络层又是建立在物理层的基础上，层层相连，环环相扣，构成一个完整的系统。三、 校园网络的详细设计1. 网络系统设计1.1 网络体系结构1.1.1 传输采用宽带传
12、输方式；数据传输速率：主干网1000M， 100M到桌面。1.1.2 用户接口TCP/IP协议1.1.3 拓扑结构图1.2 IP地址划分1.2.1 划分原则 统一性：对网络系统进行统一的地址规划。 简单性：地址的分配应该简单，避免主干上采用复杂的子网掩码方式。 连续性：为同一个单位分配连续的网络地址，便于采用SUMARIZATION和CIDR（CLASSLESS INTER-DOMAIN ROUTEING）技术缩减路由表的表项，提高路由器的处理效率。 可扩充性：为一个网络区域分配的网络地址应该具有一定的容量，便于主机数量增加时仍然保持地址的连续性。 灵活性：地址分配不应该基于某个局部网络的优化
13、方案，应该便于多数路由策略在整个地址分配方案上实现优化。 可管理性：地址的分配应该有一定层次，某个局部的变动不要影响上层和全局。 安全性：网络内部应该按照业务内容划分成不同的网段即子网，便于管理和保证系统的安全。1.2.2 VLAN的划分VLAN（虚拟网络）的划分提高网络的利用率，降低广播包对网络资源的消耗，使网络运行更稳定、更高效；同时，根据工作性质对网络进行VLAN划分，对网络资源有选择地开放，使网络结构更趋合理，更加安全。另外，通过第三层交换，VLAN之间更可以相互通信。在省实校园网的具体实现中，可以按照每个职能部门划分一个VLAN的形式去做，可以大大提高网络的整体性能和管理的灵活性。在
14、同一个VLAN中的主机可以互相访问，而在不同VLAN中的主机要互相访问则需要通过第三层网络来实现，因此也在一定的程度上增加了网络的安全性。本期校园网建设将覆盖行政楼、教学楼、图书馆和两栋教职工宿舍等主要教学及生活场所。具体划分如下：段号起始IP结束IP广播地址备注1192.168.10.1192.168.10.253192.168.1.255行政楼2192.168.20.1192.168.20.253192.168.2.255教学楼3192.168.30.1192.168.30.253192.168.3.255图书馆4192.168.40.1192.168.40.253192.168.4.255教工宿舍1.3 网络设备选型1.3.1 交换机与路由器的选择本方案采用的是在业界处于领先地位，具有最高性能的CISCO产品。与其他同类产品（3Com , bays , Intel , Accton 等）比较，CISCO具有以下如下优势和特点：Cisco提供端到端高可用性的网络，该网络可提供关键任务应用所需的稳定性。我们设计的整个系统能应付各种意外干扰，能迅速排除误操作或系统软硬件故障带来的影响
