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1、 第一章 绪论1.1 概述随着学校教育手段的现代化，校园网已成为大学校园的重要信息基础设施，高校校园网网络建设的总体目标是：建设一个安全、可靠、高速、可管理、可扩充的数字化网络系统，并连接到互联网，为高校的师生以及行政管理用户提供高效、高速、安全可靠的网络平台，以满足各种应用需要。其网络平台可分为两层面，第一，硬件平台建设，即基于IP技术的校园网络平台建设。第二，应用平台建设，其主要围绕校园数据中心、校园媒体中心、智能管理中心三个中心建设的。两个层面必须相互依存，而智能管理中心刚好能够很好的把硬件系统和应用系统有效的结合起来，对硬件资源、应用资源动态的进行调配与控制。以实现校园网的各项功能。很
2、多学校已经逐步开始将学校的管理和教学过程向电子化、智能管理方向发展，校园网的水平的高低也将成为评价一个学校及学生选择学校的新的标准之一，此时，校园网的应用系统就显得尤为重要。一方面，学生可以通过它在促进学习，同时还可以学习和掌握计算机及网络信息知识，这是学生综合素质中极为重要的一部分；另一方面，基于先进的网络平台和其上的应用系统，将极大的促进学校教育的现代化进程，实现高水平的教学和管理。1.2 校园网建设背景计算机技术以及网络技术的不断发展与普及，计算机网络已在社会各领域得到广泛的应用，成为人们学习、工作和生活所必不可少的工具之一。计算机网络、数据库以及与之相关的应用技术的不断发展，以及多媒体
3、数据的存储、传输、应用术的不断成熟，尤其是互联网和局域网技术的广泛应用，使得世界正迈入以计算网络为中心的信息化时代。人们传统的工作模式正在被改变，处在不同地理位置人们可以通过计算机网络共享数据、协同工作。人类已经跨入二十一世纪，初见端倪的知识经济不仅预示着经济社会生活将发生巨大的变化，更标明信息社会己经来临。信息的获取、分析、处理、发布、应用能力将作为现代最基本的能力和文化水平的标志。自20世纪80年代以来，发达国家都己相继建立了国家级的教育科研计算机网络，并成为这些国家教育和科研工作最为重要的基础设施，从而促进其教育和科研事业的迅速发展。我国于1994年起开始投资建设中国教育和科研算机网络(
4、China Education and Research Network，简称Cernet)，逐步实施教育信息化工程。近年来，随着我国高校、高职院校等办学规模的不断扩大，形成多校区办学、教学资源分散、信息传递缓慢、准确性差、办公效率低等问题。校园网的建设和实施，不仅为高校科研、管理工作提供了快捷方便的服务，而且实现了教育时间和空间、教学内容、手段的进一步开放，很大成度上提高了高校的办学能力、科研能力和管理水平。然而，校园网建设是一个不断更新和完善的庞大工程，其建设过程是一个技术不断更新、资源不断整合、管理不断完善的长期过程。1.3 校园网的功能和要求校园网就是把分布在校园不同地点的多台电脑连接
5、，按照网络协议相互通信，以共享软件、硬件和数据资源为目标的网络系统。提供丰富的教育教学信息和资源是校园网的生命力。其功能主要体现在信息传递、资源共享、方便教学、为学生提供自学平台等方面。校园网应覆盖学校的教师备课、课堂教学、学生自学、办公管理等场所。校园网应能及时、准确、可靠地收集、处理、存储、传输学校的教育教学信息在校园内部实现资源共享。在外部采用Internet技术，与中国教育科研网和国际互联网等联通，使各校园网的资源能实现网上共享。第二章 校园网组网需求分析2.1校园网总体概况阿坝师范高等专科学校是经国务院批准建立的专科院校，目前是四川省唯一一所省属公办全日制师范高等专科院校。阿坝师范高
6、等专科学校灾后重建项目位于汶川县水磨镇，属“5.12”特大地震后异地重建项目，新校址占地600余亩，规划建筑面积近23万，学术交流中心、音乐楼、美术楼、学生食堂、学生宿舍（8栋）、教师周转房（8栋）、校医院、行政楼、教学楼（3栋）、实训大楼（2栋）、体育馆、图文信息大楼、学校大门等新建校区各种功能建筑物共计29栋。2.1.1 校园网功能（1）校园网应实现对外与Internet连接，提供Web服务、E-mail服务、Ftp（文件传输）、VOD（视频点播）等服务。通过这些网络服务，学校学生和老师可以很方便地访问网上资源，实现资源共享。（2）校园网能满足学校现代化、电子智能化管理的需求，如教务信息管
7、理、学籍档案管理、办公无纸化及远程办公等。（3）校园网能满足教学楼、实训楼等多媒体教学和学生专业知识实训的需求；在学生宿舍楼，学生能够进行自学；图书馆电子阅览室能满足师生进行电子阅览和资料查询的需求。（4）校园网具有防范外部入侵的安全功能。（5）支持校园一卡通等。总之，校园网以运用为主，实现教育资源共享，为教育教学、科研、管提供优质的网络服务。2.2 校园网需求分析校园网首先是一个内部网，建设校园网的目的就是为了实现学校教学、办公和管理的信息化，因此应具备资源共享、电子化管理、远程教学和交流等功能，同时还要接入互联网，以使校园网内用户能够访问Internet。总之校园网最终必须是一个集计算机网
8、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。2.2.1 应用需求 1. 在校园网络中，视频、音频、数据集于一身，如果保证不了高带宽、多种视频、音频、数据流同时传输，就无法对流量做出优先级的分类，这样就不能保证重要业务的畅通，造成网络延迟、服务不可用等。所以要想真正改变网络状况，更有效的保证应用服务的运营，需要通过端到端的QOS，智能到边缘的方式来保证。通过智能到边缘端到端的应用方式，可以减少对网络核心设备的消耗，这样保证了网络的畅通。可以对校园网应用中的VOD服务、FTP服务
9、、E-mail服务、数据备份服务、数据库服务器等服务进行详细的分类，划分优先级，尽可能地避免发生流量阻塞。充分利用带宽，同时保证网络的高效运行。 2. 在园区网络中，存在多样的网络设备和系统应用环境，要保证在多样网络设备，用户不断增加的环境中，仍能做到网络畅通。所以万兆骨干网络平台要具有良好的兼容性和可扩展性，能与校园网络无缝衔接，同时预留空间要符合当前和以后的信息建设所需要的足够升级空间。 3. 在校园网络建设中存在多用户,多服务的现状。带来了对网络系统要求具有高效性等，以保证在大数据量访问下仍然能有效的处理。针对需求，设备要能对数据做到分布式处理，这样可以节省主交换引擎的消耗。使数据在独立
10、的板卡上就能进行对数据的识别，这样比在中央处理器识别要快很多。并在大量数据应用、传输的过程中，要保证所有硬件设备都可以进行快速的转发，要具备高背板带宽（交换容量），所有端口都能保证线速转发。这种分布式处理方式可以极大地提高整体处理能力，以保证网络的畅通。 4.网络环境中稳定、可靠是争相关注的焦点，因为在网络中运行了很多重要应用及服务，是要保证7*24小时的全天候服务。就要完全能保证网络设备的可用性。即便在设备出现问题时切换到其备用设备的过程中，也要保证较小的延迟，以满足网络应用中有效畅通的需要。在这样的需求中利用冗余的管理交换引擎、冗余的电源等关键部件的冗余，支持（802.1D、802.1W）
11、802.1S多Vlan生成树协议保证链路级的冗余和负载均衡，支持VRRP、OSPF等三层路由协议保证路由级的冗余，支持load balancing技术实现了应用级的冗余备份和负载均衡。全方位的完全保证了设备、网络、应用系统的可靠性。 5. 在校园网络中，关于校园网的安全保障十分重要：校园网的信息点分布很广，与一般企业网比较，校园网用户的流动性大，信息点存在随意接入使用的情况。学生以及外来不明身份的用户，在校园网中只要能找到任何一个信息点，就可以进入到校园网，可以干扰和破坏校园网网络平台及应用系统的正常运行。另外校园网的网络安全，还需要考虑与外网及内网不同应用系统之间的安全访问控制。为了在发生安
12、全事件后，能有效、快捷地处理事故，采用上网审计手段是十分有必要的。2.2.2 校园网设计目标（1） 采用先进的网络设备，通过结构化布线、模块化设计，建一个高速、可靠、先进、可扩展的网络系统。（2） 以高效、实用为原则，按不同的方式将所有具有上网需求的计算机接入校园网网络。（3） 使网路系统支持TCP/IP、IPX等多种协议，为各类网络应用提供支持。（4） 提供足够大的带宽，以满足多媒体运用的需求。（5） 建立一个开放的、实用的网络管理平台。（6） 为话音和视频等应用提供网络质量保证。2.2.3 组网步骤校园网组网是一个整体规划、分步实现的过程，具体组网可分为两个阶段。第一阶段：网络硬件平台的建
13、设。首先，建设高速主干网的主要框架及网络中心，连接主要大楼；其次，组建各大楼内的局域网，再将网络扩展到整个校园。第二阶段：网络应用平台的建设。全面充实和完整校园网建设，进一步配置多种功能的服务软件和信息资源。使校园网成为提供教学、科研、管理和通信服务的重要平台。2.3 设计原则1. 实用性、经济性和开放性从保护原有的设备投资和完全满足现实需求的角度出发，充分利用现有的各种计算机和网络设备，使网络系统适用、安全、可靠且易管理、易维护和扩展，具有最高的性价比。构造一个开放的网络系统，是当前计算机技术发展的潮流。在整个网络系统设计中采用的规范和设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑互
14、联。2. 先进性当今计算机网络技术发展迅速，把握不准方向则可能导致在很短的时间内技术落后，从而面临被淘汰的危险。因此在实用性的前提下尽可能的采用国际先进成熟的网络设备和技术，以适于未来的发展和需要，做到一次规划长期受益。3. 可扩充性联网方案及设备选型要能适应网络规划不断扩大的要要，以便于将来设备的扩充；还要能适应信息技术不断发展的要求，平稳地向未来新技术升级。4. 可靠性网络系统设计除采用性价比高的设备外，还要采用一系列容错、冗余技术，提高整个系统的可靠性。5. 安全性包括两个方面：一是网络用户级的安全性，二是数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络操作系统中予以考虑，然而数据传输的安
15、全性则必须在网络传输时解决。第三章 网络方案选型及总体设计3.1 组网技术选型网络技术有：以太网技术（快速以太网、交换式以太网、千兆位以太网）、ATM（异步传输技术）、FDDI（光纤分布式接口技术）等，其中以太网用途最为广泛。3.1.1 各网络技术的特点1. 以太网的技术特点：标准完善、成本较低、技术成熟、互操作性强、易于使用和管理、可扩充性强，兼容性好，支持高带宽多业务服务。2.VLAN技术的优点：控制广播风暴、提高网络整体安全性、网络管理简单、提高整体性能等优点。3.第三层交换技术：一方面支持VLAN之间的通信；另一方面交换技术减少了数据包的碰撞问题。支持VLAN的交换机配合第三层功能不但具有高性能，而且具有充分的弹性，因此是最好的选择4.网络的冗余技术：提高网络的可靠性；链路冗余既可提高可靠性，又能均衡负载；缺点是不适应重负荷应用环境，实时性差，存在冲突域；5.ATM的优点：数据传输速率高、良好的服务质量保证、能支持不同速率的各种业务、支持高传输通道传输声音、视像等多媒体，支持突发业务，具有实时性好。缺点成本高，技术不成熟，还没有制定标准；通过对千兆位以太网和ATM两种技术在性能特点及应用上的比较，可知：千兆位以太网在具备以前ATM所有功能之外，还能结合虚拟局域网技术、交换技术及网络冗余技术为组网，提供一个更为综合性的解决方案；千兆位以太网
