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2、例详解校园网工程案例详解了解校园网的特点了解校园网的组成了解大型校园网工程设计了解大型校园网设备选型了解校园网安全设计8.1 8.1 校园网方案设计校园网方案设计8.1.1 8.1.1 校园网概述校园网概述1 1校园网特点校园网特点 1）快速的网络连接2）信息类型多样化3）良好的可扩充性4）安全可靠性5）便于应用和管理2校园网的组成校园网的组成1）物理组成校园网网络系统物理拓扑校园网的基本物理组成2）逻辑组成C/S结构B/S结构8.1.2 8.1.2 校园网设计步骤校园网设计步骤1 1需求分析需求分析1）校园网建设目标校园网建设目标可分为近期目标和远期目标两部分。近期目标应当相对明确，通常是将
3、现有设备连接起来，充分发挥这些设备的潜力，这一点对于现阶段的用户十分重要。远期目标是在近期目标的基础上扩充功能和扩大应用范围形成的，以全面和实际相结合来实现用户目标，完成高性价比的网络系统，远期目标的周期以510年为宜，主要原因是当前网络和相关技术发展较快，应按照与实际相结合的原则来制定远期目标。2）校园网的设计原则（1）先进性与实用性（2）开放性与灵活性（3）可靠性与可扩展性（4）安全性与可管理性8.1.2 8.1.2 校园网设计步骤校园网设计步骤3）收集需求4）编制需求说明书2 2场地规划场地规划校园网场地规划要求进行实地考察，根据建筑物的楼层、房间的具体布局做具体的安排，主干线的走向、计
4、算机的摆放、网线的布置方式、主服务器或交换机的位置等都是在场地规划合理的前提下才能很好地实现。3 3网络拓扑结构的设计网络拓扑结构的设计完成校园网的需求分析后，就可以进行校园网的结构设计。校园网拓扑结构设计主要指网络的物理结构设计和逻辑结构设计。在设计拓扑结构时，要确定网段和互联点，明确网络的大小和范围，在此基础上，还需进一步进行网络设备的选型工作，确定所需的网络互联设备类型，而不是实际的设备型号。8.1.2 8.1.2 校园网设计步骤校园网设计步骤4 4接入接入InternetInternet方案选择方案选择 在校园网上某台主机中安装Web服务器软件，并在这台主机中建立主页。LAN上的其他客
5、户机可浏览到这台主机中建立的主页。要使LAN以外的Internet用户也能浏览到该主页，就需要将校园网接入Internet，目前可供选择的接入方式主要有PSTN、ISDN、DDN、ADSL、VDSL和 Cable Modem等，以及局域网接入Internet的方式。5 5接入卫星电视教育系统接入卫星电视教育系统随着多媒体教学的普及和远程教育的快速发展，卫星电视教育系统成为数字化校园的一个重要组成部分。通过卫星电视教育系统，能够体现多媒体远程教学的特点，它具备双向传输的功能，能够满足VOD等交互式数字电视和综合数据业务传输的需要，同时能够支持学校一些特色专业的教学要求。8.1.2 8.1.2 校
6、园网设计步骤校园网设计步骤6 6设备选型设备选型设备的选型是网络设计中非常关键的部分，严格的选型可以达到最佳的效果，即系统相对独立，升级简便，组网方式灵活，以保护现有投资和未来的发展。7 7应用设计应用设计1）校园网应用的软件服务器2）校园网应用的功能系统 8.2 8.2 大型校园网工程设计概要大型校园网工程设计概要8.2.1 8.2.1 大型校园网工程项目背景大型校园网工程项目背景 8.2.2项目建设需求分析项目建设需求分析1 1现有网络结构分析现有网络结构分析XXX大学改造前网络拓扑结构如图。 在运行中暴露出以下问题：（1）核心层薄弱（2）汇聚层设备性能落后（3）网络安全隐患（4）容灾系统
7、匮乏（5）网络架构成为信息化建设的瓶颈3 3校园网建设及改造需求校园网建设及改造需求 鉴于以上问题，整理出XXX大学校园信息化建设的总体需求如下：（1）在充分利用原有设备的情况下，对网络的核心层、汇聚层、接入层 进行更新改造。（2）实现内外网的隔离，增强网络的抵御能力和反黑能力，防止黑客入 侵。（3）引入IPv6的网络平台。2 2现有网络结构中的问题现有网络结构中的问题（4）新建系统应支持最新的网络应用技术，如IP电话、视频会议、数字电视、双向闭路电视系统等，即使现阶段无法完全实施，也可保证在未来几年内予以支持。（5）完善网络运行、管理平台，能够更好的完成本校的整个网络系统各个节点的日常管理、
8、运行、维护等工作。（6）建立统一门户、统一身份认证、统一数据交换的数字校园平台。（7）建立一个较完善的数字校园应用系统，包括门户网站、OA（办公自动化）、学工管理、教学管理、人事管理、科研管理、财务管理、后勤管理等，全面提升本校的整体教育管理水平。（8）构建完善的数据备份系统，实现服务器上的重要敏感数据的实时自动备份。 通过调研，对校园网建设提出如下技术需求： （1）校园网具有快速传递语音、图形、图像等多种信息媒体功能，具备性能优越的资源共享功能。（2）校园网必须提供DNS、WWW、FTP、E-mail等Internet服务。（3）校园网在管理上拥有灵活、安全的管理模式，对网络资源的访问提供完
9、善的权限控制。（4）校园网必须拥有高速的Internet和CERNET接入出口。（5）校园网拥有透明的出口措施，能够详细地记录上网访问日志，可对接入Internet的各网络用户进行权限控制。 （6）校园网具有先进的防病毒功能，以保证网络使用安全。（7）校园网与Internet网相连后具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客入侵网络系统。（8）校园网主要采用千兆位以太网技术，楼宇内根据需要选择千兆或百兆，做到百兆到桌面。 （9）QoS机制，除有能力满足电子邮件、Web服务、BBS等网络基本应用外，还应提供校园网办公自动化、宽带多媒体业务、多媒体网络教室、视频点播等现代化教学手段的支持能力。（10）
10、校园网应有很强的、灵活的虚网划分能力，并能解决VLAN间访问控制问题。8.2.3 8.2.3 项目建设目标项目建设目标 项目建设目标如下：（1）建成双核心万兆以太网，实现主干网络万兆汇聚千兆冗余，重要接入信息点千兆交换到桌面，普通接入信息点百兆交换到桌面。（2）扩大校园内连网区域、完善、改造、更新现有校园网。（3）增强校园网安全及防范能力。（4）提高网络对全校数字化校园的管理和服务能力。（5）引入教育网的IPv6实验环境。8.2.4 8.2.4 项目设计原则项目设计原则1.1.统一规划、分步实施、分类建设原则统一规划、分步实施、分类建设原则 2.2.应用为导向原则应用为导向原则 3.3.整体性
11、原则整体性原则 4.4.标准化原则标准化原则5.5.实用性原则实用性原则6.6.高性能原则高性能原则7.7.高可靠性原则高可靠性原则8.8.高安全性原则高安全性原则9.9.软硬件可行性原则软硬件可行性原则10.10.易管理及维护的原则易管理及维护的原则8.3 8.3 大型校园网网络方案设计大型校园网网络方案设计8.3.1 8.3.1 大型校园网网络方案总体设计大型校园网网络方案总体设计 校园网总体方案设计如下：（1）核心层使用2台全新的万兆核心交换机，通过10GE双链路互联。实现核心层的高速转发和链路冗余的需要。（2）汇聚层使用单台高性能汇聚交换机，通过10GE和1000M双链路上联核心交换机
12、，大大的提高园区骨干网的带宽和可靠性。（3）接入层使用千兆上联交换机，通过1000M链路上联至汇聚层交换机，稳定性和转发性能提高一个台阶。（4）在Internet和CERNET区域新增千兆防火墙，为园区内网的服务器和PC终端提供强大的安全保护，确保校园网所有业务的正常运行。（5）在网络出口处部署流量管理设备，为校园网内部的所有终端提供流量控制和上网行为管理，确保正常的业务流量不受影响。（6）在网络核心处部署智能管理中心平台，实现对全校的信息系统网络设备的综合管理。8.3.2 8.3.2 大型校园网网络方案详细设计大型校园网网络方案详细设计1.1.校园网核心层网络设计校园网核心层网络设计1）总体
13、技术架构 网络系统采用模块化的架构设计方法，全网运行OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径协议）协议，网络核心层区域为OSPF的AREA 0，各自的汇聚层区域都为OSPF的非0区域，即nssa区域。这种层次化、模块化的网络设计，使校园网的网络架构具有良好的可扩展性、灵活性、可用性、高可靠性和高安全性。2）功能分区设计 功能分区拓扑图如图8-8所示。功能分区拓扑图 3）双核心交换区域设计4）互联网出口区域设计5）数据中心区域设计 数据中心是提供信息化服务的关键区域，应充分考虑数据中心的高速独立交换、信息安全防护、数据安全的防护等。数据中心拓扑图如图所示。6）管理
14、中心系统 XXX大学校园网属于大规模网络系统，所以高效快捷的网络管理是网络运行维护重要依据，通过部署智能管理中心系统为校园网络提供智能化、高效、方便的网络管理功能，为XXX大学的网络管理人员提供网络运行维护的有效工具。网管中心拓扑如图所示。2. 2. 校园网汇聚层网络设计校园网汇聚层网络设计 以下分别选取具有代表意义的几个建筑为例来说明不同规模的汇聚层网络设计。1）第一教学楼汇聚层网络设计第一教学楼网络汇聚拓扑如图所示。2）主石头楼汇聚层网络设计主石头楼网络汇聚拓扑图如图所示。3）东校区汇聚层网络设计东校区网络汇聚拓扑图如图8-16所示。东校区网络拓扑结构图如图所示。3. 3. 校园网接入层网
15、络设计校园网接入层网络设计以下介绍几个典型建筑的接入网络的设计。1）信息化教学中心楼接入层网络设计2）第一教学楼接入层网络设计3）第二教学楼接入层网络设计4）东校区接入层网络设计4. 4. 原有设备利旧设计原有设备利旧设计 原有设备利旧，建设中充分考虑到设备投资性价比，及原有设备价值体现的原则，将西区原有替换下来的核心交换机设备用于东校区汇聚层网络中，不但实现了原有设备利旧，而且完全满足当前东校区的汇聚层网络设备性能的需要，分别为：原RG-6506交换机用于三教A座汇聚、原DCRS-6804交换机用于三教A座南汇聚、原DCS-7608交换机用于三教BC座汇聚。8.3.3 8.3.3 网络系统集
16、成核心技术设计网络系统集成核心技术设计1. 1. 对对IPv6IPv6的支持的支持 在本次XXX大学校园网络建设中采用了H3C成熟的IPv6产品，将万兆核心交换机上配置可支持的交换引擎，就可以升级到最新的IPv6平台，从而使原有网络平滑升级到支持IPv6和MPLS的新一代网络。保证了较低的升级成本，提高网络的可用性，保护了学校的投资。2. 2. 动态路由协议动态路由协议OSPFOSPF设计设计 根据XXX大学校园网络建设的实际需求，由于全网络设备较多，且从实现高可靠性、链路冗余、设备冗余的目的出发，建议规划设计为动态路由协议OSPF。即全系统中的核心交换机、汇聚交换机运行动态路由协议OSPF。
17、通过动态路由协议OSPF，为实现大型网络的动态路由计算提供有力的支撑，同时也为全网实现系统冗余提供了必要的条件，不论任意设备DOWN掉还是线路故障，通过OSPF协议可以寻找到相应的路径进行转发。3. 3. 热备份协议热备份协议VRRPVRRP设计设计 XXX大学校园网建设中为实现高可靠性，所以在部署了双核心交换的基础上采用VRRP协议作为热备份协议与楼层接入交换机进行互联。4. 4. 多生成树协议多生成树协议MSTPMSTP设计设计 MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议），该协议兼容STP（Spanning Tree Protocol）和RST
18、P（Rapid Spanning Tree Protocol）。 MSTP可以弥补STP和RSTP的缺陷，它既可以快速收敛，也能使不同VLAN的流量沿各自的路径分发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。5. 5. 虚拟局域网虚拟局域网VLANVLAN设计设计 VLAN应遵循以下原则进行划分：（1）按照地理区域进行划分；（2）按照教学职能、行政单位部门等进行划分；（3）按照楼宇进行划分；6. 6. 智能弹性架构智能弹性架构IRFIRF设计设计 在XXX大学校园网建设中在接入层交换机采用IRF智能弹性架构堆叠技术实现接入层交换机的高可靠集成。7. 7. 网络管理设计网络管理设计 本项目案例所采
19、用的设备均支持SNMP v1/v2/v3，可以接受通用网管平台的配置和管理，网络系统设备还支持CLI命令行，Web网管，TELNET等多种方式对设备进行配置和维护。 网络管理中心系统部署在网管中心的网管平台服务器上，通过SNMP协议等对所有的路由器、交换机设备等进行网络管理。实施过程中严格根据用户的实际管理需求进行网络管理策略部署，实现对全校园网络系统的高效管理、快速定位和排除故障。8.3.4 8.3.4 大型校园网网络设备选型设计大型校园网网络设备选型设计1. 1. 确定交换机数量确定交换机数量校园网采用分层设计，首先要确定每一层的交换机数量。2. 2. 网络设备选型设计网络设备选型设计1）
20、核心交换机的产品选型设计按照最佳性价比的原则，核心层交换机可以选择H3C S7510E。属属 性性S7510ES7510ES7506ES7506ES7506E-VS7506E-VS7506E-SS7506E-SS7503ES7503ES7503E-SS7503E-SS7502ES7502E整机交换容量1152G/768Gbps768Gbps768Gbps768Gbps480Gbps288Gbps192Gbps背板容量2.4Tbps1.6Tbps1.6Tbps1.6Tbps1Tbps600Gbps400GbpsIPv4包转发率780M/492Mpps492Mpps492Mpps492Mpps27
21、6Mpps180Mpps144Mpps槽位数量1288(垂直插槽)8534业务槽位数量10666322冗余设计电源主控冗余电源主控冗余电源主控冗余电源主控冗余电源主控冗余电源单主控电源主控冗余本案例中选择H3C S7510E的参考配置如表所示。序序 号号模模 块块数数 量量1H3C S7510E 以太网交换机主机12H3C S7500E 交流电源模块，1400W23H3C S7500 Salience VI-Plus 交换路由引擎14H3C S7500E 48端口千兆以太网电接口模块(PoE，RJ45)15H3C S7500E 24端口千兆/百兆以太网光接口模块(SFP，LC)16H3C S7
22、500E 4端口万兆以太网光接口模块(XFP，LC)17光模块-SFP-GE-多模模块-(850nm，0.55km，LC)18光模块-SFP-GE-单模模块-(1310nm，10km，LC)89光模块-XFP-10G-多模模块-(850nm，300m，LC)310光模块-XFP-10G-单模模块-(1310nm，10km，LC)32）汇聚交换机产品选型设计 根据对该校的需求分析可知，该校汇聚点共计26个，可分为5类，汇聚点具体汇聚类型和选型如表所示。序号序号汇聚汇聚类型类型汇聚节点或楼宇汇聚节点或楼宇汇聚连接方式汇聚连接方式交换机型号交换机型号数量数量备注备注1重要节点汇聚东校区区域汇聚数据中
23、心汇聚双万兆链路至核心H3C S7506E 2高性能万兆路由交换2大型楼宇汇聚第一教学楼、第二教学楼、东教学楼区域汇聚、图书馆万兆汇聚，千兆冗余双链路至核心H3C S7503E4高性能万兆路由交换3中型楼宇汇聚综合楼、工程训练中心、三教A座、B座、C座、D座、E座等。双千兆链路至核心或双千兆链路至区域汇聚H3C S5500-28C-EI神州数码6804等新购2利旧3全千兆交换，可扩展至万兆4重要用户楼宇汇聚主石头楼、东石头楼、信息中心等双千兆链路至核心H3C S5120-28C-EIH3C S5120-52C-EI21全千兆交换5小型楼宇汇聚西石头楼、东阶、校医院、保卫处等双千兆链路至核心或区
24、域汇聚（东教学楼）H3C S3600-28P-EI124路千兆光纤上联3）接入交换机产品选型设计 接入交换机产品建议选型为H3C S3600-52P-SI交换机和H3C S3600-28P-SI交换机。8.3.5 8.3.5 校园网安全产品选型设计校园网安全产品选型设计1. 1. 网络防病毒产品选型网络防病毒产品选型 本案例采用的网络防病毒软件为赛门铁克公司的企业版防病毒软件。2. 2. 硬件防火墙产品选型硬件防火墙产品选型1）外网防火墙选型 盒式千兆防火墙产品选型建议选型为H3C SecPath F1000-E防火墙。数量为1台，作为外网出口的防火墙，用于隔离内外网络、划分DMZ区以及用做V
25、PN网关。2）数据中心汇聚交换机防火墙插卡产品选型设计 汇聚交换机防火墙插卡产品选型建议选型为H3C S7500E 防火墙业务板模块。数量要求1块，必须为插卡模块形式，插在交换机上使用。3. 3. 应用控制网关产品选型设计应用控制网关产品选型设计 应用控制网关产品选型建议选型为H3C SecPath ACG2000-M应用控制网关。配置1台放于防火墙和路由器之间。8.3.6 8.3.6 路由器网关产品选型设计路由器网关产品选型设计 路由器网关产品选型建议选型为H3C SR6602 路由器1台。 配置如下： 4个千兆光、电复用口（路由口）。实际配置支持IPSec VPN功能3Gbps，支持流量分
26、析功能，支持NAT功能并发连接数400万。8.3.7 8.3.7 网络管理软件的选型设计网络管理软件的选型设计 网管软件选型建议选型为H3C IMC 网管软件，H3C IMC从根本上颠覆了传统网络管理软件的设计思想，以开放的SOA软件架构技术路线和融合管理用户、资源和业务三大IT要素的理念为基础，最终向客户提供了一个个面向具体需求的业务管理流程，从而把客户从繁杂、无序、割裂的管理工作中解脱出来。8.4 大型校园网数据中心方案设计8.4.1 8.4.1 大型校园网数据中心方案总体设计大型校园网数据中心方案总体设计1.1.服务器方案服务器方案 在整个设计方案中，系统整体架构采用的是技术上领先的刀片
27、式服务器集群和SAN存储区域网技术。对于系统中的数据库服务器、门户及应用服务器以及WEB应用服务器等关键业务服务器，采用HP BladeSystem c-Class刀片服务器系统提供关键应用系统服务器支撑平台，以满足XXX大学对关键应用系统业务连续性及系统高性能的需求。2.2.存储方案存储方案 在本方案中，考虑到生产业务高性能及高可用性需求，后端主存储系统采用HP EVA6400作为生产磁盘阵列，新部署的业务服务器主要通过SAN网络访问后端高性能的HP EVA6400磁盘阵列中的FC高速磁盘，而且根据业务服务器的业务关键性和数据存储及访问连续性的需求，采用双冗余链路接入SAN网络。对于一些低级
28、别的数据存储及访问应用需求，在设计方案中，采用在HP EVA6400磁盘阵列中配置低速、大容量的FATA磁盘为其提供存储及数据访问服务，这样既满足了业务需求，又有效降低了系统投资成本。8.4 大型校园网数据中心方案设计3.3.灾备方案灾备方案1）在线备份存储方案设计2）离线备份存储方案设计4.4.数据中心管理方案数据中心管理方案 在设计方案中，规划部署HP Systems Insight Manager (HP SIM) 统一管理平台，通过惠普SIM 5.1提供的一个单一窗口，对惠普ProLiant服务器以及存储设备进行统一管理，并且通过减少非计划的停机时间，简化服务器和存储的管理以及为洞察管
29、理环境提供核心管理服务等措施，来降低整个系统的操作和运营成本。8.4.2 8.4.2 校园网数据中心方案详细设计校园网数据中心方案详细设计1. 1. 核心服务器子系统设计描述核心服务器子系统设计描述 针对XXX大学校园网络设备项目，系统建成后将运行数据库、门户应用及Web应用等关键业务系统。在设计方案中，对于核心服务器子系统设计采用HP BladeSystem c-Class刀片服务器提供关键业务系统服务器支撑平台。8.4 大型校园网数据中心方案设计2. 2. 关键数据存储子系统设计描述关键数据存储子系统设计描述 针对XXX大学校园网络设备项目，考虑到系统中将运行大型数据库这样的关键业务系统，
30、关键数据的集中存储、访问及数据容错性能，将是整个系统的关键所在。在设计方案中，设计采用HP最新的EVA虚拟化磁盘阵列提供关键业务系统后台数据存储及访问的支撑平台，同时通过Continue Access EVA技术实现两台磁盘阵列硬件级别的数据容错功能。3. 3. 数据备份及管理子系统设计描述数据备份及管理子系统设计描述 在设计方案中，针对XXX大学数据中心存储系统的建设需求，在充分考虑XXX大学数据中心的客观技术要求和其IT系统发展的前提下，我们设计了数据备份及管理子系统，以建立满足XXX大学生产系统的快速备份和恢复的解决方案。4.4.数据中心产品选型及主要技术参数数据中心产品选型及主要技术参
31、数8.5 8.5 校园网布线方案设计校园网布线方案设计1.1.布线方法的确定布线方法的确定 因学校的楼宇都已铺设了布线管道，所以水平布线和垂直布线均采用走暗道的方法，通过牵引完成布线；户外光纤通过直埋通信管道布线。2.2.线缆与布线配件计算线缆与布线配件计算1）光纤布线2）双绞线计算3）信息模块与RJ-45接头计算4）配线架计算8.6 8.6 数字校园平台建设及应用系统建设规划及示例数字校园平台建设及应用系统建设规划及示例8.6.1 8.6.1 数字校园平台及应用系统建设整体规划数字校园平台及应用系统建设整体规划 本次校园网建设的目标是建设数字校园，通过调研分析，最终确定通过与国内先进的、从事
32、数字化校园建设的专业软件公司合作，采用产品加开发的模式共同建设数字校园。8.6.2 8.6.2 数字图书馆的建设示例数字图书馆的建设示例1.1.数字阅览室的基本构成数字阅览室的基本构成1） 数字阅览室的功能结构2） 数字阅览室的硬件结构数字阅览室系统结构图如图所示。2.2.系统功能系统功能1）电子图书馆2）电子音像馆3）纸质图书馆3.3.数字图书馆方案数字图书馆方案本例中采用了超星图书馆方案。8.7 Linux操作系统安装与配置8.7.1 Linux8.7.1 Linux操作系统安装操作系统安装1.1.安装前的准备工作安装前的准备工作 要了解的信息主要有以下几个方面：（1）硬盘的个数、容量和类
33、型。（2）内存的大小。（3）CD-ROM的接口类型，是IDE还是SCSI或其他。（4）网卡的型号及制造商。 （5）鼠标的类型是PS/2、USB还是串口；键数是两键还是三键。（6）显卡的型号（或者所使用的芯片组）及显示内存的大小。（7）显示器制造商、型号及厂商规格。（8）有关网络的信息，如IP地址、子网掩码、网关IP地址、服务器 的IP地址、域名及主机名。8.7 Linux操作系统安装与配置 2. Linux 2. Linux安装与配置过程安装与配置过程1）系统环境设置 2）系统参数配置3）系统安装8.7.2 Linux8.7.2 Linux常用命令的使用常用命令的使用1 1关机和重启命令关机和
34、重启命令关机操作只能由Root用户来完成。下面是命令的具体用法。1）Shutdown命令命令格式：Shutdown选项参数1参数2功能：此命令可以安全地关闭或重启系统，在关闭系统之前给系统上的所有用户提示一条警告信息。2）halt命令命令格式：halt选项功能：此命令是最简单的关机命令，其实halt是调用Shutdown -h命令。8.7 Linux操作系统安装与配置3）rebootreboot命令 命令格式：reboot选项 功能：工作过程和halt类似，只是用做重启系统。2 2其他常用命令其他常用命令 其他一些常用的Linux管理命令，见右表。命令命令功能功能ls列出目录的内容mkdir创建一个目录rmdir删除一个目录cd改变工作目录cp复制文件mv移到文件rm删除一个目录中的一个或多个文件或目录cat在标准输出上显示文件more在终端屏幕分屏显示文本文件ln在文件之间建立连接find查找文件chmod改变文件属性adduser创建新用户passwd改变用户口令
