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1、第 1 页共 20 页某校园网总体设计方案【摘要】当今社会，以信息通信技术为代表的科技革命，正在以前所未有的方式和速度改变着我们的生活与学习。其中以计算机网络的发展更为突出，已深入我们生活的方方面面，人类社会即将快速步入信息社会。校园计算机网络作为计算机整个网络系统的重要组成部分，成为我们学习与接触得最多的网络之一，校园网络的建设已成为计算机网络基础建设的重要内容。校园网络建设所使用的技术是以局域网技术为主的计算机网络应用技术，校园网是学校进行教育科研教学、各项管理工作和各类信息交流沟通的应用平台，是集相关软件和硬件设备于一体的具有综合功能的宽带计算机局域网，为学校提供了一个日常教学、科研、管
2、理和通讯的综合性应用环境。建设校园网的目的是建设一个以计算机辅助教学、办公与管理自动化、现代计算机校园文化核心，以现代网络技术为依托，技术先进、扩展性强，能覆盖全校主要楼宇的玄远主干网络，将学校的各种服务器、工作站、终端和外部设备通过局域网络连接起来，并进一步与广域网相连，向世界宣传自己和从 Internet 上获取教学资源，形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统，在此基础上建立能满足教学、管理和研究工作所需要的软硬件环境，开发各类信息库和应用系统，为学校各类人员提供充分的网络信息服务。校园网络的越来越重要，这样，它的设计也实现也就显得越来越重要，无论在速度方面还是安全方面，都应该全面的考
3、虑设计。本毕业设计主要是以建设校园网络的建设与使用为主要内容，对其中所须用到的技术做一个分析和介绍。论文的主要内容有：校园网的技术思想、技术方案，网络设备的选型以及校园网络的运行状况等，能使读者对校园网络的建设有一个比较全面的了解！第 2 页共 20 页第一章总体方案设计一、设计目标：一个完备的校园网，应在教师备课教学、学生学习、教务管理、行政管理、图书资料管理、资源信息、对外交流等方面发挥辅助、支持功能，并通过与广域网的互连，为学校各方面提供全面切实的支持.二、设计原则系统总体设计应本着总体规划，分布实施的原则。具体如下：（一） 先进性：总体设计起点高，采用先进的计算机网络技术和管理模式，采
4、用先进的网络设计、网络结构、开发工具，技术上采用市场占有率高、标准化、且技术成熟的软硬件产品（二） 实用性：建网是应该既充分满足学校各方面的应用需求，有充分考虑到利用和保护现有的资源，充分发挥设备效益，要保证主要系统和应用软件全中文界面，且功能完善、界面友好、兼容性强，使用户能方便地实现各种功能；（三） 开放性：系统设计应采用开放设计、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利用于网络的维护、扩展升级和与外界信息的互通；（四） 适应性：采用积木式模块组合和结构化设计，是系统配置灵活，并使网络具有强大的可增长性和强壮性，方便管理和维护；（五） 可扩展性：网络规划设计不仅要满足校园网不断发展的要求
5、，还要满足因技术可发展而实现低成本扩展和升级的需要；（六）可靠性：具有容错功能，能满足学校所在地的电磁环境、电力环境、气候条件，抗干扰能力强，对网络的设计、选型、安装、调试等各环节进行统一规划和分析，确保系统运行可靠稳定；（七） 安全性：能提供多层次安全控制手段，建立完善的安全管理体系，防止数据受侵犯和破坏，有可靠的防病毒措施；（八） 经济性：投资合理，使全系统有良好的性能价格比。适当采用无线连接。在一些不便于布线或布线成本较高的场合，或为了满足用户更灵活的联网需求，采用先进的无线局域网进行网络建设三 、设计依据（一） 校园网工程技术要求书。第 3 页共 20 页（二）中国教育与科研计算机网络
6、工程技术规范书。（三）中华人民共和国计算机信息网络国际互联网暂行规定。（四）有关的网络技术国家标准。四、校园网总体建设内容（一）连接校内所有教学楼、实验室、办公楼中的 PC。（二）同时支持上千名用户浏览 Internet。（三）提供丰富的网络服务，实现广泛的软件，硬件资源共享，包括：1、提供基本的 Internet 网络服务功能：如电子邮件、文件传输、远程登录、新闻组讨论、电子公告牌、域名服务等。2、提供校内各个管理机构的办公自动化。3、提供图书，文献查询与检索服务，增强校图书馆信息自动化能力。4、全校共享软件库服务，发挥最大效益。5、提供 CAI 教学和科研的便利条件。6、提供国内外计算机系
7、统的互连，为国际间的信息交流和科研合作，为学校快速获得最新教学成果及技术合作等创造良好的信息通路。（四）在实际的工程实施中，可以把校园网建设要求分割为以下几个部分： 1、高速的校园内部局域网建设 校园网的主干（即中心交换机与二级交换机之间的连接）采用千兆以太网技术，在距离允许的范围内，还应当尽量采用当前性价比最好的千兆铜缆以太网技术（1000Base-T）10/100M 交换到每个信息点的接入。 中心交换机与校园主要服务器的连接采用千兆铜缆技术。第 4 页共 20 页2、校园网与 Internet 的宽带互连 由于目前宽带接入（如 ADSL，宽带城域网等）的兴起，一般要求采用宽带接入网关路由器
8、来实现校园网与 Internet 的安全互连。 3、无线局域网的建设 为了方便学生与老师们更方便地访问校园网，无线局域网的组建可作为有线局域网十分有益的补充与扩展。 第 5 页共 20 页第二章校园网结构一、校园网构成框架某学校有教学大楼、行政楼、图书馆、宿舍楼、计算中心实验楼等，各建筑之间距离不等，占地面积大，分布广，因此校园网分为两个层次：主干网和局域网。校园主干网通常采用单模光纤连接各建筑物，而局域网通常采用多模光纤或超五类 UTP 连接网络终端。网络系统一般采用星形分级拓朴结构，由网络中心汇接各主干网节点，形成中心交换；各子网通过高速交换链路连接到主干网，每个子网按部门划分成多个工作组
9、网，每个工作组网划分成多个基层网段；桌面机连接到基层网段，服务器、工作站连接到高层网络，在网络中心进行全网范围的集中控制、VLANS 划分和管理。本设计方案中，校园网由:多媒体教学网、数字化管理网、无纸化办公网、信息化科研网组成！二、校园网应用系统 在校园网络建设过程中在注重设备、技术的同时应更注重应用软件、信息资源和人才的开发，使设备、技术、软件、信息资源、人才五位一体。在投入大量的资金后，关键的问题是校园网应用系统的建立和完善。校园网应用系统主要包括学校管理信息系统、Internet 服务系统、远程教育应用系统和多媒体课件制作系统。三、设计标准（一）网络协议校园网以 TCP/IP 为主要协
10、议，它是一种事实上的工业标准协议，采用 TCP/IP为网络主要协议，可保证与 China NET 和 Internet 保持一致，还可支持IPX，DECNET 等其它协议。真正实现于国际互联网的无缝连接。从计算机网络通讯的观点来看，TCP/IP 网络实质上可称为 IP 网络，它是由许多 IP 网关（或称为 IP 路由器）通过若干直接连通的通信线路（点到点通信）形成一个计算机通信网络。在 IP网点上再接入主机，子网便构成一个互联的计算机网络，这些安装了 TCP/IP 的各类计算机间需要通信时，它就不再要求设置协议转换开关，而且主要的网络服务都可建立在 TCP/IP 服务器上.（二） 网络系统硬件
11、标准:网络系统硬件设备的选型、施工、安装应符合 ISO9002 标准。网络布线要符合 ISO/IEC11801 标准或 EIA/TIA586 及 CECS72：97 标准。第 6 页共 20 页第三章校园网络的组建一、 主干网络校园主干网是覆盖多幢大楼的园区网络，组成了一个具有相当复杂的计算机网络。千兆以太网是目前最常用的主干网技术，传输速率可达到 1Gbps，具有流量控制、服务优先控制、防止拥塞与溢出等功能，性价比最高!通过对千兆位以太网和 ATM 两种技术在性能特点及工程中应用的比较，可知：千兆位以太网在具有以前 ATM 所有的功能之外，还能提供一个更为综合性的解决方案；千兆位以太网能完成
12、许多 ATM 的功能，更有价格低、易和 LAN 结构融合的优点。因此，在网络方案的选择上，采用千兆以太网做为校园网的网络总体结构无论在高带宽、可适应性、可扩展性、高性价比、良好的管理性和维护性等各方面都是最明智的选择，成为学校校园网完整的、经济的解决方案。本千兆位以太网设计方案，采用最新的 1000M 交换机作为全网的核心，在此基础上建立起以 1000M 为主干校园网络。然后根据不同的应用，将校园网分割为几个以 100M 交换机为核心的子网。为满足学校与 Internet 的连接，另设一子网，将 Web 服务器，路由器等 Web 应用设备用防火墙将它们与内部网隔离开来。以达到保护校内数据的目的
13、。二、网络拓扑图某校园网的主干网络设备的选择初步确定如下（拓扑结构见下图）。网络建设将采用新型的背板堆叠技术，根据功能区划分由 Intel Express 510T 交换机组成 4-6 个交换机组。适当的分配堆叠数量，提供 600 个 100M 交换端口，所有工作站都通过 100M 网卡连接到交换机组上，使 100M 交换到桌面。交换机组采用 GB2 模块与 Intel Express Gigabit Switch 千兆交换机相连。这样，在交换机组之间可达到 1000M 的带宽，而同一交换机组内部可达到最高 15Gbps 的带宽。中心计算机房的 Web 服务器、E-mail 服务器、文件服务器
14、、影视服务器等设备直接与 1000M 交换机上的 100M 以太网模块连接与 Internet 的连接采用一台 Intel Express 9100 Routers 路由器，通过 ADSL 线路与 Internet 相连。第 7 页共 20 页图 1-1第 8 页共 20 页图 1-2在不改变网络技术情况下的扩展方式：随着网络流量的增加，主干网上 1000M 交换机的带宽压力不断提高。这时我们可以采用 Intel Express Gigabit Switch 交换机特有的冗余连接特性，增加一台 1000M 交换机。并在这两个 1000M 交换机之间建立多条连接。这样不仅提供了更大的带宽（最高可
15、达 32Gbps） ，同时又增强了主干网的连接刚性，还增加了更多的1000M 交换端口，为以后增加更多的服务设备提供了良好的扩充余地。 、第 9 页共 20 页三、操作系统正确选择网络操作系统是组建系统软件平台的关键，一般是从目录服务、关键任务计算上考虑。两种主流操作系统：UNIX 重在关键任务计算与 Internet 服务。Windows NT 的优点是方便易用； 可以根据网络规模、技术人员水平、资金等综合因素来决定究竟使用什么网络操作系统。本设计方案中，校园网络将 UNIX 与 Windows NT 结合起来使用，例如将 Internet 服务组件安装在 UNIX 服务器上，将应用软件和数
16、据库安装在Windows NT 服务器上。四、布线系统校园内一般采用结构化布线校园网，楼群间子系统采用光缆连接，可提供千兆 位的带宽，有充分的扩展余地。垂直子系统则位于高层建筑物的竖井内，可采用多模光缆或 大对数双绞线。把管理区子系统并入设备间子系统，集中管理。对于多幢楼宇，可采用多设备间的方法。分为中心设备间和楼栋设备间部分，中心设备间是整个局域网的控制中心，内设有对外（Internet）对内通信的各种网络设备（交换机、 路由器、视频服务器等），中心交换机通过光缆（地下直埋）与楼栋设备间的交换设备相连,以保证数据的高速传输。在此设备间放置布线的线架和网络设备,端接楼内来自在各层的主干线缆，并端接连接网络中心的光纤。楼内布线包括水平布线和主干布线。水平系统采用超五类双绞.从结构上看综合布线系统是一个高性价比的网络设计方案。一般来说综合布线系统设计为三层网络布线。通过无数次实验证明，三层布线结构不但有效的减少了整个系统的故障率，增强了系统的稳定性和强健度.考虑到更好的电磁特
