局域网络规划与设计方法在校园网系统中的应用

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1、局域网络规划与设计方法在校园网系统中的应用摘要: 通过一个校园网的建立过程, 讨论了局域网络物力规划与设计方法。关键词: 网络规划与设计; 校园网; 以太网0引言网络规划是为将要建立实施的网络系统提出一整套完整的设计方案, 满足用户提出的建网目的。在进行网络规划时, 应首先建立“系统”概念。建设网络系统需要专门的系统设计人员,按照系统工程的方法进行统一规划设计。在规划时, 对建立一个什么形式, 多大规模, 具有哪些功能的网络等问题作出全面科学的论证, 并对建网所需的人力、物力、财力投入等做出总体的规划。本文通过对一个校园网方案的实施, 讨论了局域网络物力规划与设计方法。1物力规划物力规划包括可

2、行性研究与计划, 其内容包括需求分析, 了解用户实际需求; 方案设计, 构建网络基本结构; 设备选型, 选定网络的每个组成部件; 投资预算, 估算工程的全部开销; 编写网络规划技术文档等几个阶段。1. 1可行性研究与计划可行性研究与计划包括技术可行性与经济可行性两个方面。在技术上应根据实际需要, 确定所选的网络技术本身是否能够得到技术和基础条件的保证。经济可行性要考虑建网的软硬件设备的投资、安装投资、培训和用户支持及运行和维护投资。软件投资比例应为硬件设备投入的1/3 到2/3。1. 2需求分析一般应从以下几方面进行调查:(1) 网络应提供的应用服务。本方案中网络应提供的服务包括:在教学大楼多

3、媒体网络教室中, 能实现语音教学、电子黑板、监视、远端遥控、双向对讲、讨论、电子举手等功能; 在教学大楼的教学教室中, 可通过各工作站控制自办节目播放、工作站可使用服务器中虚拟光驱和调用服务器中的课件; 办公大楼中, 可实现办公自动化, 可访问Internet 资源; 学生宿舍中, 能与校园网相连。(2) 网络布局: 在原办公大楼中, 已有若干10M bp s 的N T 局域网, 各教学教室中, 已有一套闭路电视系统。(3) 用户设备类型与配置: 办公楼中, 许多办公室有一些配置较低的计算机。(4) 网络所需的安全程度: 应保护网络资源不受窃取和破坏, 防止有害信息在网上流动和传播。1. 3方

4、案设计方案设计由前两项的调查情况综合考虑制定出来, 应遵守如下原则:(1) 先进性原则: 适应学校的发展特点及网络通讯设备的发展趋势, 在主机选择、网络结构设计、网络设备配置、网络管理方式等方面具有一定的先进性。(2) 实用性原则: 只有实用的网络才能反映用户自己切身的利益。(3) 开放性原则: 只有建设一个开放的网络系统, 才能有更多厂商支持, 才能同其它网络进行互联, 保持与常规网络良好的互通性。(4) 可靠性与安全性: 不论从选用的网络设备到网络结构都要以可靠运行为前提, 并且要留有一定的冗余, 保证在故障情况下仍能正常运行。安全性是现在网络中非常重要的事, 尤其是与其它网络互联时更为重

5、要, 通过设置各种安全防护措施, 达到从网络用户到数据传输中各个环节的安全。(5) 经济性: 在新建网络的同时, 注意保护原有网络的投资。(6) 可扩充性: 能为将来网络的发展及扩充留有接口。2网络总体设计网络总体设计是制定明确的网络总体实施方案, 确定网络实际的物理结构与逻辑结构的关系。在网络总体设计中包括网络采用的拓扑结构; 系统体系结构; 网络设备的选型和技术参数; 服务器的类型及容量; 网络操作系统及采用的通信协议; 网络的安全, 可靠措施; 网络管理;应用系统的配置及开发等方面。2. 1网络拓扑结构选择网络拓扑结构的选择原则为(1) 先进性与实用性相结合。(2) 网络有效性原则。它体

6、现在网络承载能力和对资源共享能力两个方面。(3) 网络实时性要求。(4) 网络可靠性及安全性。(5) 合理选择网络平台。网络的软硬件平台包括信息继承平台, 端到端柔性通信平台TCP/IP,应用支持平台, 网络互联平台及网管平台, 对其应合理选择以保证网络开放性和兼容性。(6) 坚持网络建设和应用开发并行。(7) 应用局域网与广域网互联的技术。把校园主干网与校园各部门连接起来, 可采用FDD I、A TM、快速以太网、千兆位以太网等。FDD I 使用基于IEEE802. 5令牌环标准的令牌传递MAC 协议; 它还使用802. 2LLC 协议, 因而与IEEE802 局域网兼容;其数据传输速率为1

7、00M bps, 最大站间距离为2km, 环路长度为100km , 即光纤总长度为200km , 所以它具有传输距离远、可靠性高、安全性好、带宽较大等优点。其缺点是投资较大、管理比较复杂。A TM 网络采用虚电路交换方式, 通过异步时分复用技术实现点对点、点对多点和多点对多点的虚电路连接, 能够按业务的需要动态地分配网络带宽; 信息传输以信元为单位, 每个信元固定长度为53B。这种短小而固定的信元传输可以缩小网络传输延迟; 由于光纤信道的误码率极低, 且容量很大, 因此在A TM 网内不必在数据链路层进行差错控制和流量控制, 因而明显地提高了信元在网络中的传输速率。所以A TM 具有高效率、低

8、延迟、保证服务质量、独立带宽以及按需要动态分配带宽等特点, 但由于A TM 技术尚待进一步标准化、各厂商产品不兼容、建网费用高, 限制了在校园网中的普及。交换式快速以太网仍使用IEEE802. 3 的CSMA/CD 协议, 所有10BA SE2T 上的应用软件和网络软件都可以保持不变。因此, 它是一种简单、经济、安全的选择, 交换技术的引入, 使网络用户可以独占带宽, 从根本上解决了共享介质的缺陷。千兆位以太网仍采用CSMA/CD 协议, 能够提供从现有以太网向1000M bp s 迁移的最佳途径, 可最大限度地保护用户在网络硬件、软件、管理工具及训练等方面已有的投资。基于以上比较, 因此,

9、在校园网络环境中, 我们在交换机与交换机之间或者交换机与超级服务器之间采用千兆位以太网技术, 而将100BA SE2T 系统迁移到网络的边缘, 由办公楼、教学楼、宿舍三个100M bp s 局域网通过1000M bp s 主干网组成园区网。2. 2网络体系结构采用集线器- 交换机- 交换机的分层结构, 保证安全, 防止广播风暴, 保证足够网络带宽。见图1。2. 3网络设备选型网络设备的选择一般有两种含义: 一种是从应用需要出发所进行的选择; 另一种是从众多厂商的产品中选择性能价格比高的产品。组建计算机网络的硬件设备主要有网卡、LAN 的集线器、交换机、服务器、工作站等。兼容性、稳定性、可扩充性

10、、性能价格比是网络设备选型的原则。方案中我们采用Cisco 的产品, 其产品原装进口, 有网卡、集线器、交换机等全系列产品,在性能方面有突出表现。为了发挥高配置计算机的优势, 选用PC I 总线的10100 自适应网卡及千兆位EtherL ink PC I 网卡。集线器选择10100 自适应集线器, 其产品在高负载下不会出现任何丢失数据包现象, 机型为标准19 寸机架式, 最高速度可为200M bp s。交换机采用1000M bp s, 采用3640 路由器作中心路由。布线产品局域网采用国内最常用的AM P 产品, 其超五类产品价格低廉, 性能突出, 既能满足当前需要, 又为将来升级做好了准备

11、, 到时全部升级为百兆交换时, 无需更换线材, 有效保护了投资。交换机与交换机、服务器之间采用多模光纤。工作站主要采用经过长期市场考验, 质量、性能稳定, 兼容性好, 价格好、服务有保障的产品。2. 4服务器服务器是网络运行、管理和提供服务的中枢。它的选择直接影响网络的整体性能, 本方案我们采用Compaq 服务器作为数据库服务器和网络文件服务器, 并采用Memory Channel (存储通道) 方式, 并采用RA 7000 RA ID, 可跨越障碍。2. 5网络安全包括合理划分网段, 采用防火墙, P roxy 代理隔离等, 在内部网和In ternet 间采用Cisco 公司的P IX F irew all 进行隔离, Cisco 公司的路由器和防火墙产品能够有效防止来自网络内部及外部的非法进入, 因而网络具有很高的安全性。3结束语在构造局域网时, 应注意其规划与设计方法, 全面考虑, 系统设计, 才能保证网络系统具有完善的功能, 较高的可靠性与安全性, 并使网络发挥更大的潜力。