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1、校园网络解决方案一、用户需求随着网络的发展,网络管理越来越重要。各大院校的校园网都已经初具规模, 良好 的网络管理成为校园网能否正常、有效运行的关键。该文基于铜陵学院校园 网络管理 系统的设计探讨，详细讨论了校园网建设目标、设计原则以及网络拓扑 结构、主干网 构建，既有理论研究意义,也具有实践参考价值。近年来，学校的教学和管理工作不断向着信息处理计算机化、信息交流网络 化、 信息管理数据库化、信息服务电子化方向发展。形象化、交互性的教学以及 海量的教 学资源，使计算机网络技术在学校管理和辅助教学、科研活动中显示出 其独特的优势， 同时学校网络承载着多样的网络应用：网络下载、视频点播、网 络聊天
2、、专项课题研 究、网络化教学，校园网络的建设势在必得。校园网的建设是利用各种先进、成熟的网络技术和通信技术，采用统一的网 络协 议（TCP/IP），建设一个可实现各种综合网络应用的高速计算机网络系统，将各系、 办公室、图书馆、宿舍通过网络连接起来，与 Internet 相连。校园网必 须具备教学、 管理和通讯三大功能。教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行 教学和科研工作； 学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；通过网上 学习学会信息处理能力 学校的管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理， 同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实 现网上信息采集和处理
3、的自动化， 实现信息和设备资源的共享，因此，校园网的 建设必须有明确的建设目标：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。二、校园网络需求分析2.1 用户需求分析设计一个网络，首先要为用户分析目前面临的主要问题，确定用户对网络的 真正 需求，并在结合未来可能的发展要求的基础上选择、设计合适的网络结构和 网络技术， 提供用户满意的高质服务。网络在日常教学办公环境中起着至关重要的作用，校园网的运作模式会带 来大 量动态的 www 应用数据传输，会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网 络的需求（目前为
4、100/1000Mbps，今后可会更高）。这就要求网络有足够的主干带宽和扩展能 力。同时，一些新的应用类型，如网络教学、视频直播/广播等， 也对网络提出了支 持多点广播和宽带高速接入的要求。除上述考虑外，还要注意到由于逻辑上业务网和管理网必须分开，所以建 成后 校园网应能提供多个网段的划分和隔离，并能做到灵活改变配置，以适应教 学办公 环境的调整和变化。中心机房到汇聚层节点采用千兆光纤（多模）连接，汇聚层到接入层采用百兆的 五类 线（或者超五类）连接。通常考虑，建议数据信息点的接入用交换10/100Mbps自适应 以太网端口接入，以便能较经济的提供较高的带宽。整个方案设计的目的 是建设一个 集
5、数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA应用和Internet访问等于一体的高 可靠、高性能的宽带多媒体校园网。2.2 校园网络设计目标校区网络建设的目标应该是：建成后的网络能充分利用Internet、国家信息网、教育网、全国高校互联网上的 各种信息，实现资源共享，能够为住在此校区的学生提供丰富的多媒体教学 手段，实 现高质高效的教学目标。学生不出宿舍，就可以在宿舍内访问校园内的 大量的共享资 源，可以访问电子图书馆、阅览室、邮件服务等高速、安全、稳定 的 Internet 接入。 由此，我们认为，校园网网络是一个典型的面向未来的网络化、 信息化、自动化的集 娱乐、教学、办公于一体的，具备多
6、媒体综合业务发展需求 的园区网络。系统总体设计将本着总体规划、分布实施的原则，充分体现系统的技术先进 性、 高度的安全可靠性，同时具有良好的开放性、可扩展性。本着为学校校区着 想，合理 使用建设资金，使系统经济可行。学校网络应当实现如下功能： 访问互联网络 访问学校虚拟网络 校园网站建立 远程教育 VOD 点播 网络安全管理 电子邮件和电子公告 计算机辅助教学 教师备课功能 对外交流 校园管理平台 信息资源库2.3 系统设计指导思想建设校园网络，本着少花钱办大事的原则，充分利用有限的投资，在保证网络先 进性的前提下，选用性能价格比最好的设备，我们认为校园网建设应该遵循以下 原则： 系统与软件的
7、可靠性 在我院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，是我院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。我们将从网络线路的冗 余备份 及信息数据的多种备份等方面保证我院校园网网络系统的可靠性。系统安全性与保密性 保证系统可靠运行，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 我院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。易管理与维护 我院校园网网络系统的节点数目大，分布范围广，通
8、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，合理地网络规划策略,可以提供强大的网络管 理功能，使网络日常的维护和操作变得直观、简便和高效。易扩展性 随着教学科研的快速发展，我院校园网网络系统为了适应这个变化和日新月 异的 计算机技术的发展，考虑现有网络的平滑过度，使学校现有陈旧设备尽量保 持较好的 利用价值；选用产品应具有最佳性价比，又要应充分考虑未来可能的应 用，我们网络 十分注重扩充性。同时学校规模在不断扩大，用户
9、数在持续增加， 要求网络具有很好 的扩展性。无论是网络硬件还是系统软件，都可以方便的扩充 和升级。2.4 网络设计方案描述根据学院目前的情况和用户的要求，决定我院校园网一期工程的主要任务是：将 图书 馆、教学大楼和教师宿舍连入校园网，构建校园网络的初步框架，为以后网 络规模的 进一步扩展打下坚实的基础。由于目前校园网的主节点放置在图书馆计算机教室，而且教师宿舍的使用量 不会 很大，所以目前网络的拓扑结构呈星形，即以图书馆为核心，向教学大楼和 教师宿舍 辐射，建筑物间使用多模光纤连接。同时，鉴于目前的主要建筑均不大 （以三层至四 层为主，宽度也比较适中），所以，建筑物内部也将采用星形布局， 每幢
10、建筑只需要 一个设备间，统一放置设备。网络拓扑结构图见下页。校园网中的主干网是一条高速通信链路，它通过桥接器/路由器与各子网相 连，从 而在各子网间形成一条高速公路。目前作为主干网的主要产品有电缆以太 网、光纤以 太网、FDDI （光纤分布式数据接口）、交换式快速以太网和ATM等。根据校园通信 速率需求高的特点，应考虑采用更高层次的主干网产品，为在各子 网间传递多媒体信 息奠定基础。我校所采用的方案是以交换式千兆以太网作为全网主干，1000M /10000M 交换式子网进行接入。网络的重点是选择一个最适合的主干方案，而可供选择的技术目前主要是快 速以 太网、千兆以太网和ATM技术。由于网络的涉
11、及范围大小不一，应用方向 也各不相 同。选择何种适用技术需要根据具体情况而定。快速以太网主干 快速以太网是当前园区网络中最为价廉物美的技术。快速 以太 网速度为1000Mbps，与过去经常做为校园网主干的FDDI速度相同，但两 者有较大 的区别。区别之一是，当今用于园区主干的快速以太网均为交换方式， 为每条延伸到 各园区建筑的链路提供独占的1000Mbps连接，而FDDI为共享方 式，所联结的园区 建筑越多，网络主干效率越低。区别之二是，快速以太网价格 较FDDI低很多，性能 价格比极好。千兆以太网与第三层交换技术结合能较好的发挥主干链路的作用。但对主干 设备 的要求也大大增加，因为要实现千兆
12、级的路由交换，对于路由处理器的要求势必要大 大提高，因此必须选用高档的企业级设备，才能有效地工作，保证系统 工作效率。中心交换设备中心交换设备选择包含ATM交换与ATM局域网仿真混合类型的设 备。从现在各网络厂商的产品策略角度上，已基本上倾向于设计生产这类混合型交换 平台，原因在于纯ATM设备应用面较窄。由于ATM技术尚属较昂贵技术，采用ATM 连接到桌面的性能价格比不好，目前依靠ATM局域网仿真 的方式面向成熟的、已被 大量采用的局域网技术（以太网、令牌环等）是一种性 能价格比最佳的方式。我们虽 然使用了包含ATM交换与ATM局域网仿真混合类型的设备，而且目前只应用其以太 网部分，以快速以太
13、网为校园主干。但也充 分考虑了今后扩展到ATM主干的能力， 因此采用了能够迅速升级的主干交换设 备，这是一种既现实而又兼顾长远的思路，极 大方便今后的升级更新。 中心交 换设备支持第三层交换功能，这是以太网主干目前 应必备的能力。由于图书馆和教学大楼可能的通讯量比较大，信息点比较多（分别为46个 和60 个），而教师宿舍相对通讯量较小，根据设计原则和网络设备选择原则， 我们在图书 馆和教学大楼各放置一台Cisco Catalyst 2416MXL交换机和两台Cisco Catalyst 1424- EN 交换机，在教师宿舍放置一台 Cisco Catalyst 1424C-EN 交换机。使用一
14、台 Cisco 3620 路由器，与校外网络相连，同时也作为校园网络 内部各 VLAN 之间数据交换的 纽带。还可以为二期工程中的拨号接入校园网计 划提供支持。图书馆： 图书馆从应用来说是一个相对独立的系统，因此在图书馆设图书馆网络分中 心， 配置一台 Cisco 6006中心交换机、海量存储器、所需的服务器以及若干查询终端。这 个系统主要用于教师及学生对图书以及目录的查找和图书管理。图书 馆的服务器和交 换机通过 1000M 交换口连入校园网，图书管理员办公计算机和 各个查询终端采用 100M 交换端口。教学大楼：校园网建网的目的之一是利用计算机网络实现多媒体教学，在教学过程中， 大量 传送
15、的是文本、图像和部分视频等数据，对速度要求较高，所以设计所有教学用端口 全部采用交换机100M以太网口。宿舍：宿舍区子网就在学生宿舍内部联网，学生可以直接浏览学校发布的信息及查 阅一 些电子文档，也可以在宿舍接收老师的远程教学，但宿舍区覆盖范围较广， 故在宿舍 区设一个网络分中心，以减少网络中心的光纤数量，在宿舍区网络分中 心内配置一台 Cisco 3508 中心交换机，饼通过光纤与网络中心直接相连。 网络建成后，为保证整个 网络正常地运行。防止计算机病毒对网络的侵害、防止 “黑客”入侵就变得尤其重要， 主要表在以下几个方面：身份认证、访问授权、数 据保密、数据完整、审计记录、防 病毒入侵。网
16、络安全是有层次的，在不同层次，安全的着重点也不同，大致归纳起来可将网 络安全划分成两个层次：网络层安全和应用层安全，因此，设计应选用 Cisco Secure PIX防火墙。Cisco Secure PIX防火墙是Cisco防火墙家族中的专用防火墙设施，是防 火墙市场中的领先产品，Cisco Secure PIX防火墙可提供强大的 安全，且不影响网络 性能。它可提供全面的防火墙保护，对外部世界完全隐藏了 内部网体系结构。通过 Cisco Secure PIX防火墙可以建立是用IPSec标准的虚 拟专用VPN连接oCisco Secure PIX防火墙加强了内部网、外部网链路和Internet之间的安全访问。2.6电源系统为保证网络系统的安全运转及电源发生故障时重要数据的储存，须配置具有 高可 靠性的UPS电源。为此，在网络中心配置了一套APC20KVA/4H的U
