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1、某中学校园网建设方案一、需求分析随着计算机、通信和多媒体技术的发展，使得网络上的应用更加丰富。同时在多媒体教育和管理等方面的需求，对校园网络也提出进一步的要求。因此需要一个高速的、具有先进性的、可扩展的校园计算机网络以适应当前网络技术发展的趋势并满足学校各方面应用的 需要。信息技术的普及教育已经越来越受到人们关注。学校领导、广大师生们已经充分认识到这一点，学校未来的教育方法和手段，将是构筑在教育信息化发展战略之上，通过加大信息网络教育的投入，开展网络化教学，开展教育信息服务和远程教育服务等将成为未来建设的具体内容。建立一个基于校园 Intranet 的信息管理和应用的网络系统，并提供相应的各种
2、服务。共享网络上各种软、硬件资源，快速、稳定地传输各种信息，并提供有效的网络信息管理手段。采用开放式、标准化的系统结构，以利于功能扩充和技术升级。能够与外界进行广域网的连接，提供、享用各种信息服务（与各级教育信息中心相连、与国内外著名站点相连）。具有完善的网络安全机制。为了实现上面几点，必须对大学教育本身有相当了解，并能够充分利用校园网，扩充各种网络应用，如多媒体课件系统、多媒体教学系统、网络教学系统、图书检索系统等，使其为各学科的教学和实验服务。1.1 需求背景分析学校有几栋建筑需要纳入局域网，其中原有计算机的教室并入整个校园网络。根据对我的母校腾冲第八中学的了解和调查，调查的结果是：学校招
3、收六个年级，其中高中三个年级，平均每个年级 200 多人， 总人数可达 600 多人；初中三个年级，平均每个年级有160 多人，总人数是 480，教师人数为 200 多。总的信息点可达 300 多，信息节点的分布比较分散。将涉及到图书馆、实验楼、教学楼、宿舍楼、食堂、艺术楼等。主控室可设在教学楼（B）的三层，图书馆、实验楼和教学楼为信息点密集区。其中教学楼原有计算机100 多台，食堂、艺术楼、宿舍楼暂无计算机。腾冲第八中学的地域分布图如图所示：学生教教学楼宿学(D)舍(1)楼(A)教学楼(C)建筑名工作区域信息点设置学生宿舍(2)实验楼(B)食堂图书馆艺术楼信息点分布图如图所示：实验楼实验楼3
4、0机房 150机房 250教学楼（D）机房 450宿舍（1）20宿舍宿舍（2）20办公室办公室16阅览室阅览室14教学楼（B）中心机房20教学楼（A）教学楼121.2 需求功能分析校园网最终必须是一个集计算机网络技术、多项信息管理、办公自动化和信息发布等功能于一体的综合信息平台，并能够有效促进现有的管理体制和管理方法，提高学校办公质量和效率，以促进学校整体教学水平的提高。在通常的校园网中，服务功能包括域名服务DNS、电子邮件服务E-mail、远程登录服务、电话拨号服务、WWW、FTP、News、WAIS 等。各校可根据实际情况选择所需服务。实现信息的共享，避免信息由于信息通知不到位而产生信息孤
5、岛的现象；多媒体网络教学，让教学更生动形象，增加课堂氛围，这样可以增加学生的学习兴趣，让学生能更好的接受所传授的内容。根据校园网络项目，我们应该充分考虑学校的实际情况，注重设备选型的性能价格比，采用成熟可靠的技术，为学校设计成一个技术先进、灵活可用、性能优秀、可升级扩展的校园网络。考虑到学校的中长期发展规划，在网络结构、网络应用、网络管理、系统性能以及远程教学等各个方面能够适应未来的发展，最大程度地保护学校的投资。学校借助校园网的建设，可充分利用丰富的网上应用系统及教学资源，发挥网络资源共享、信息快捷、无地理限制等优势，真正把现代化管理、教育技术融入学校的日常教育与办公管理当中。校园网建设的内
6、容：（1）主干网：提供校园内计算机主干通信服务，应具有较高通信带宽和稳定可靠的特点。（2）子主干网：作为楼宇内或协同工作的计算机集合的网络系统而提供的网络互连服务。（3）远程办公室网：僻远工作点的网络互连。（4）远程个人入网：对教师、校领导、学生或其它个人办公地点提供的网络服务。（5）广域网连接：使校园网可以实现国内、国际的信息传输。这是校园网建设的重要内容。二、设计原则根据上面对腾冲第八中学校园网网络需求的分析，我们制定以下系统设计的原则：（1）先进性与现实性随着教学科研任务工作的迅速系统面临的任务也愈来愈艰巨，所以，我们设计的网络在技术上必须体现高度的先进性。技术上的先进性将保证处理数据的
7、高效率，保证系统工作的灵活性，保证网络的可靠性，也使系统的扩展和维护变得简单。在考虑系统先进性的同时， 我们也会考虑实效、兼顾现实，建设不仅先进而且合适的系统，在系统建设中坚持“边实施，边发展“的原则，不能全部建好了再来进行检验。而且要注重实际，构建一个符合具体实际的网络才具有实际价值。（2）系统与软件的可靠性在腾冲第八中学校园网网络系统设计中，很重要的一点就是网络的可靠性和稳定性。在外界环境或内部条件发生突变时，怎样使系统保持正常工作，或者在尽量短的时间内恢复正常工作，是腾冲第八中学校园网网络系统所必须考虑的。在设计时对可靠性的考虑，可以充分减少或消除因意外或事故造成的损失。我们将从网络线路
8、的冗余备份及信息数据的多种备份等方面保证腾冲第八中学校园网网络系统的可靠性。（3）系统安全性与保密性随着计算机技术的发展，尤其是网络和网络间互联的规模的扩 大，信息和网络的安全性日益受到重视。面临十分严肃的安全性挑战。在网络设计时，将从内部访问控制和外部防火墙两方面保证腾冲第八中学校园网网络系统的安全。系统还将按照国家相关的规定进行相应的系统保密性建设。（4）易管理与维护通信介质多种多样，采用的网络技术也较先进，尤其引入交换式网络和虚拟网之后，网络的管理任务加重了，如何有效地管理好网络关系,是否充分有效地利用网络的系统资源等问题就摆在我们面前。用图形化的管理界面和简洁的操作方式，可以提供强大的
9、网络管理功能，使网络日常的维护和操作变得直观、简便和高效。（5）易扩充性随着教学科研的快速发展，腾冲第八中学校园网网络系统面临的任务将愈来愈艰巨，愈来愈复杂。为了适应这个变化和日新月异的计算机技术的发展，我们网络十分注重扩充性。无论是网络硬件还是系统软件，都可以方便的扩充和升级。（6）开放性和互连性具备与多种协议计算机通信网络互连互通的特性，确保本计算机网络系统的基础设施的作用可以充分的发挥。在结构上真正实现开 放，基于开放式标准，包括各种局域网、广域网等，坚持统一规范的原则，从而为未来的发展奠定基础。上述系统设计的原则将自始自终贯穿整个系统的设计和实现。三、网络设计网络技术的选择不仅关系到整
10、个网络系统性能的好坏，还涉及到未来整个网络系统如何有效地与新技术接轨和升级的问题。希望一次投入，可以满足和适应不断发展的应用环境是不现实的。对设计者来讲，XX 市行政中心网络技术的选择首先应立足满足于目前的需求，选择一种适当的有发展前途的网络技术。3.1 网络技术选型千兆以太网的特点主要包括如下：（1）千兆位以太网提供完美无缺的迁移途径，充分保护在现有网络基础设施上的投资。千兆位以太网将保留IEEE 802.3 和以太网帧格式以及 802.3 受管理的对象规格，从而使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具；（2）千兆位以太网相对于原有的
11、快速以太网、FDDI、ATM等主干网解决方案，提供了一条最佳的路径。至少在目前看来，是改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。网络设计人员能够建立有效使用高速、关键任务的应用程序和文件备份的高速基础设施。网络管理人员将为用户提供对Internet、Intranet、城域网与广域网的更快速的访问。（3）IEEE 802.3 工作组建立了 802.3z 和 802.3ab 千兆位以太网工作组，其任务是开发适应不同需求的千兆位以太网标准。该标准支持全双工和半双工 1000Mbps，相应的操作采用IEEE 802.3 以太网的帧格式和CSMA/CD 介质访问控制方法。
12、千兆位以太网还要与 10BaseT 和100BaseT 向后兼容。此外，IEEE 标准将支持最大距离为 550 米的多模光纤、最大距离为 70 千米的单模光纤和最大距离为 100 米的铜轴电缆。千兆位以太网填补了 802.3 以太网/快速以太网标准的不足。所以在对该高校进行网络设计，选用千兆以太网是再好不过了，因为千兆以太网满足我们在进行网络建设所需要的条件和技术： 带宽和延迟性能。现存和即将出现的应用要求更高的带宽和较低的延迟。千兆位以太网技术，提供相对廉价的带宽和延迟保证。兼容现有服务器，计算机和网络设备。对于现今终端用户使用的微机、服务器、以太网网络设备，千兆以太网技术可以很好的兼容这些
13、设备。产品的有效性和互操作性有效的产品是网络建设的关键因素，千兆以太网标准于 1998 年正式形成，相应产品于草案标准时期就已在市场上露面。现在基本上所有的网络设备厂商都推出了成熟的符合标准的网络设备。因为千兆以太网技术，具有高带宽1000Mbps 速率的主干， 100Mbps 到桌面，运行目前的各种应用系统绰绰有余，还可轻松应付将来一段时间内的应用要求，且易于升级和扩展，最大限度的保护用户投资。所以在这里我们就没有必要再采用万兆以太网技术，也就没有必要付出不必要的浪费。3.2 网络结构设计3.2.1 结构划分(1)校园网络中心设在教学楼(B)第三层上，学校网络中心的设备应当具有很高的可管理性
14、；同时学校的用户数比较多，如果这么多用户同在一个子网内，势必会引起广播风暴，造成网络的阻塞、丢包。划分虚网（VLAN）是解决广播干扰和隔离不同部门的一个解决方案， 为了在虚网间进行通讯，必须在网络中心有三层的路由机制。由于一般路由器的数据路由速度很慢，因此使用三层交换机是解决上述问题的关键。（2） 汇聚层交换机设在教学楼（A）、教学楼（C）、教学楼（D） 艺术楼、图书馆、宿舍楼（1）、食堂等中心部位，起到管理本楼用户的作用。汇聚交换机应支持全面的网络管理、 VLAN、端口镜像、Spanning Tree、IEEE802.1x 身份验证等功能。（3） 因为多媒体教室的用户较多，且需要实现组播，所
15、以多媒体教室的汇聚交换机必须支持组播功能；另外，为了提高网络速度， 在多媒体教室中建议使用支持堆叠的交换机。(4) 为了便于对学生宿舍楼的学生进行管理（收费、带宽管理）， 建议在学生宿舍网络使用支持IEEE802.1x、支持带宽管理的交换机。（5）实验室、阅览室等环境可以使用非智能型交换机。这部分交换机为第三级接入级交换机，通过汇聚交换机将这些交换机每台设置为 1 个VLAN，用于隔离广播。从上可得子网划分图为：子网（vlan）配置为了避免广播风暴造成网络的堵塞，同时也为兼顾管理的方便， 宜按相同的业务或是按楼层划分。因此A各办公室按相同的业务划分子网； B教室组成一个vlanC按机房划分成各自的vlan D图书阅览室划分成一个vlanE学生宿舍每个楼层划分成一个vlan F中心机房单独为一个 vlan3.2.2 网络拓扑结构网络拓扑结构图如图所示：
