校园网络系统设计方案学习资料.docx
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校园网络系统设计方案学习资料
校园网络系统设计方案
校园网络系统设计方案
成员姓名：
洪文琪仇忍甫
专业：
信息管理与信息系统
班级：
B0901
信息技术学院
摘要
当今社会已步入信息社会，信息成为社会经济发展的核心因素，信息化已成为当今世界潮流。
近年来，校园网的建设在高等院校中掀起一股热潮，许多学校都建立起自己的校园网，形成了一个覆盖全国的计算机网。
校园网的建设能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平，为学生提供了一个实践的环境，为教师提供了一种先进的辅助教学工具，提供了丰富的资源库。
校园网是学校进行教学改革，进行素质教育的一种必不可少的工具，是学校现代化信息管理的基础，也提供了学校与外界交流的窗口。
本论文是为一所学校设计的校园网建设方案，对用户需求进行了大量的分析，依据最新的校园网组网设计出一套适用，可行的网络建设方案，解决了网路技术选型，网路设备选择以及网络设备配置等关键问题。
该学院校园网将为学校的科研、教学、管理提供必要的技术手段，为研究开发和培养人才建立平台，借此加快学校的发展，以此加快学校的发展，成为一个具有示范性的学校。
关键词：
网络设计；网络规划；网络设备
一、概述
当今社会已步入信息社会，信息成为社会经济发展的核心因素，信息化已成为当今世界潮流。
半导体集成电路、计算机、光纤、卫星、多媒体等电子信息科技发展迅猛，并迅速广泛应用于社会各领域，产生和激发出新的生产力，正引起社会经济乃至人们工作，生活方式的深刻变革。
可以说，信息化程度已成为衡量一个国家现代化水平和综合国力强弱的重要标志。
近年来国家加快改革教育体系，以教育为立国之本，建设一个高速发达的国家教育体系。
为提高我国教育的现代化，建立先进高效的教育体系。
提供更为先进的教育手段，学校很有必要建设一个校园网络管理应用系统，这样可以达到校园资源共享，建立完备的数据交换体系，快速的传递信息等目的。
充分利用现代化技术来进一步提高教学质量和办公效率，为培养二十一世纪人才提供一个优良的硬件教学环境。
某学院校园网将为学校的科研、教学、管理提供必要的技术手段，为研究开发和培养人才建立平台，借此加快学校的发展，成为一个具有示范性的学校。
二、需求分析
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，能够与原有的计算机局域网络和应用系统平滑地连接，调用原有各种计算机系统的信息。
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。
三、网络规划方案
（一）校园网的设计原则
采用先进成熟的技术和设计思想，运用先进的集成技术路线，以先进、实用、开放、安全、使用方便和易于操作为原则，突出系统功能的实用性，尽快投入使用，发挥较好的效能。
本系统在软件配置和硬件设备，整个系统设计上依照以下原则确定：
1．先进性与现实性
作为中国教育科研网的一部分，某学院的核心计算机网络——某学院校园网网络系统处理的信息量将会十分庞大，要求计算机网络有很高的工作效率。
而且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。
我们将在网络构架、硬件设备、传输速率、协议选择、安全控制和虚拟网划分等各个方面充分体现某学院校园网网络系统的先进性。
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，高起点，早收益”的原则。
由于某学院大部分还处于规划阶段或基础建设阶段，因此我们建议实施分期建设的方法，先根据目前的需要建设第一期工程，但为以后的建设提供一定的可扩展空间。
2．系统与软件的可靠性
在某学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，是某学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某学院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某学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。
4．易管理与维护
某学院校园网网络系统的节点数目大，分布范围广，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，某学院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。
（二）建设校园网的目标
现今的网络系统包括网络交换机以及叠加其上的语音、数据、视频装置以及可变化的软、硬件应用。
它的开放式设计意味着更好的整体化及高品质应用的能力。
提供的带宽可适合语音，图像，数据的传输，这种带宽结合设备厂商优秀网管模式，可以向用户提供面对面的通讯。
在建设校园网时，要达到以下目标：
（1）在校内部实现资源高度共享，为数学、科研、管理提供服务，为计划、组织、管理与决策提供基础信息和科学手段；
（2）支持教育教学改革，提高教育技术的现代水平和教育信息化程度，为学校教师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境；
（3）通过互联网、录像机、扫描仪、数码相机等各种渠道获得多媒体资料，实现素材收集、电子备课功能。
培养创新人才，提高学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力，使学生能自主学习、发现探究式学习以及自我评价，为学生的全面发展创造相应的条件；
（4）实现办公自动化，提供与上级教育部门、社会、家庭之间通讯的出入口，提供电子函件、公告牌和教学信息查询等服务，提高工作效率和管理水平；
总之，校园网的建设能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平，学生提供了一个实践的环境，为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库。
（三）主要网络设备的选择原则
根据已制定的网络系统设计原则，我们所选择的网络设备必须具有以下一些特点：
1．安全、稳定、可靠
作为整个校园网络系统的硬件基础，网络设备必须是具备安全性、稳定性和可靠性的特点。
这是网络系统稳定运行的最基本条件。
最好是经过相当长时间，在世界范围内被广泛应用的网络产品。
为此，我们建议选择国际知名厂商的产品。
2．技术先进
网络设备仅仅具有安全、稳定和可靠的特点是不够的。
作为高科技的产品，还应该具有的特点就是技术的先进性。
我们所选择的网络设备应该采用当今较先进的技术，能够保持该设备在相当长的一段时间内不会因为技术落后而被淘汰。
同时，在网络规模进一步扩大，该设备不能承担繁重的负荷时，能够降级使用。
3．便于扩展
由于信息技术和人们对于新技术的需求发展都非常迅速，为了避免不必要的重复投资，我们必须选择具有一定扩展能力的设备，能够保证在网络规模逐渐扩大的时候，不需要增加新的设备，而只需要增加一定数量的模块就行。
最好能够做到在网络技术进一步发展，现有模块不支持新技术的情况下，只需要更换相应模块，而不需要更换整个设备。
4．管理和维护方便
先进的设备必须配合先进的管理和维护方法，才能够发挥最大的作用。
所以，我们选择的设备必须能够支持现有的、常用的网络管理协议和多种网络管理软件，便于管理人员的维护。
（四）网络拓扑结构设计
校园主干网采用QuidwayS9312三层交换机作为中心交换机，二级交换机通过千兆光纤上连到主干交换机QuidwayS9312上，构成星形的拓扑结构，使得主干网具有较好的可扩展性和可管理性。
网络结构拓扑图如下：
图3.4校园网络结构拓扑图
（五）网络设备选型
校园网网络整体分为三个层次：
核心层、汇聚层、接入层。
为实现校区内的高速互联，核心层由1个核心节点组成，包括教学区区域、服务器群；汇聚层设在每栋楼上，每栋楼设置一个汇聚节点，汇聚层为高性能“小核心”型交换机，根据各个楼的配线间的数量不同，可以分别采用1台或是2台汇聚层交换机进行汇聚，为了保证数据传输和交换的效率，现在各个楼内设置三层楼内汇聚层，楼内汇聚层设备不但分担了核心设备的部分压力，同时提高了网络的安全性；接入层为每个楼的接入交换机，是直接与用户相连的设备。
本实施方案从网络运行的稳定性、安全性及易于维护性出发进行设计，以满足客户需求。
1．核心层设备选型
通常将网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供油画，可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应拥有更高的可靠性，性能和吞吐量。
核心层交换机选择华为QuidwayS9312交换机，核心层交换机位于教学楼，配置一台。
安全特性的华为QuidwayS9312交换机成为中小型网络核心交换机的理想选择，适用于为政府、学校、企业构建高速、安全、可靠的千兆网络。
2．汇聚层设备选型
通常将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层，汇聚层交换层是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。
汇聚层交换机选择思科CISCOWS-C2960G-48，整个校园共用三台汇聚层交换机，使用千兆光纤与核心交换机相连。
3．接入层设备选型
通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，接入层的目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。
接入层交换机选择华为H3CS1550（48口）和华为H3CS1216（24口）。
教学楼用两台48口交换机，图书馆用一台48口交换机，寝室楼用三台24口交换机。
（六）网络传输介质
目前，比较常见的主干网技术有FDDI、ATM、快速以太网和千兆以太网。
FDDI和ATM技术由于缺点众多，已经退出了主流市场；快速以太网和千兆以太网由于有很多技术优势，已经成为现今网络的主流，其中具有交换功能的快速以太网，支持VLAN，并容易升级到千兆以太网，性能优越，价格适中，一般建议采用快速以太网作为校园网的主干技术。
快速以太网主要应用在校园的接入层，千兆以太网主要应用在核心设备之间。
1．快速以太网
传统以太网用的是10Mb/s技术，快速以太网是以太网的升级，速度可提升到100Mb/s，现在的网卡和集线器等网络终端设备都支持这种技术，是当今的网络技术的主流，应用非常广泛。
不光是学校，快速以太网也很好的应用在政府、企业的网络中。
快速以太网的设计非常灵活，几乎对网络结构没有限制，可以是交换式、共享式的、基于路由器的。
现在正在应用的网络互联技术，例如，特定IP交换技术和第三层的交换技术，都与快速以太网完全兼容。
并且，可以通过价格便宜的共享集线器、交换机或路由器来实现。
2．千兆以太网
千兆以太网是相当成功的10Mb/s以太网和100Mb/s快速以太网连接标准的扩展，并且继承了快速以太网的所有优点。
现在千兆以太网成熟的标准为IEEE802.3。
千兆以太网技术以简单的以太网技术为基础，为网络主干提供1Gb/s的宽带。
千兆以太网使用的传输介质有光纤、5类非屏蔽双绞线（UTP）或同轴电缆。
目前，千兆以太网支持单模光纤、多模光纤和同轴电缆，支持5类非屏蔽双绞线的标准正在制定中。
四、综合布线系统设计
（一）布线系统的设计特点
综合布线同传统的布线相比较，有着许多优越性，是传统布线所无法比及的。
其特点主要表现为它的实用性、功能性、先进性、灵活性、方便性、可靠性、扩展性、开放性、标准化、经济性和生命周期。
而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。
1．实用性
实施后的校园网控制系统，其所有的子系统，诸如综合布线系统，数据通讯，都满足国际标准，具有良好的用户使用界面。
并且，网络管理功能完善且方便使用。
2．功能性
为用户提供快捷、开放、易于管理的语音与数据信息基础传输平台。
布线系统应能适应各种计算机网络体系结构的需要，并能支持语音或楼宇自控和保安监控等系统的应用。
可为用户提供可视图文、电子信箱、中国公用分组交换数据网（CHINAPAC）接口，为用户提供电子数据交换（EDI）等各种服务的传输平台，为实现无纸办公创造条件。
为用户及时传递可靠、准确的各类重要信息，最终实现办公自动化系统（OA）。
3．先进性
布线系统应适应综合布线技术发展的潮流，能为数据及高清晰图像信息提供高速及宽带的传输能力，适应异步传输模式（ATM）。
各性能指标满足支持高带宽的100M、1000M以太网和异步传输（ATM）应用，满足宽带综合业务数字网（B-ISDN）的要求，支持复杂的多任务的ISDN、DDN、X.25等分组交换接入应用，能实现大厦与Internet等全球信息高速公路接轨的需求。
布线系统要既能满足现阶段技术水平应用的需要，也能满足未来多媒体大量的声音、图像、数据传输的需要。
4．灵活性
系统中的任一部分的联接都应是灵活的，即从物理接线到数据通讯，自动控制设备的联接都不受或极少受物理位置和这些设备类型的限制。
5．方便性
设备变迁时要有高度的灵活性、管理的方便性，能在设备布局和需要发生变化时实施灵活的线路管理，能够保证系统很容易扩充和升级而不必变动整体配线系统，能够提供有效的工具和手段，以简单、方便地进行线路的分析、检测和故障隔离，当故障发生时，可迅速找到故障点并加以排除。
6．可靠性
具有对环境的良好适应能力（如防尘、防火、防水），对温度、湿度、电磁场以及建筑物的振动等的适应能力。
系统可方便地设置雷电、异常电流和电压保护装置，使设备免受破坏。
7．扩展性
适应未来网络发展的需要，系统的扩充升级容易。
系统不仅能支持现有常规的计算机网络、电脑终端、电话、传真、摄像机、控制设备等通信需要，而且能支持未来的语音、视频、数据多网融合的局域网技术和接入网技术，具有适应未来需求，平稳过度到增强型分布技术的智能型布线系统。
由于所有基础设施（材料、部件、通讯设备）都采用国际标准。
因此，无论计算机设备、通讯设备、控制设备随技术如何发展，将来都可以很方便地将这些设备联到系统中去。
8．开放性
结构化布线系统能满足任何特定建筑物及通信网络的布线要求，完全开放化，既支持集中式网络系统，又支持分布式网络系统，支持不同厂家、不同类别的网络产品。
为用户提供统一的局域网和广域网接口，满足目前要求和未来发展的需要。
9．标准化
综合布线工程所有网络通道、信息端口系统应遵循统一的标准和规范，性能指标应保证达到《建筑与建筑群综合布线工程设计、施工与验收规范标准》（CECS-2000）的要求，并高于ISO/IEC11801的CLASSD和OPTICALCLASS的应用标准。
10．经济性
经济性即系统经济、使用简单、维护方便、管理成本低，布线出口方式美观、耐用、防尘。
11．生命周期
本项目系统设计能满足现在和未来的通信网络应用需要，具有20年使用生命周期。
（二）布线系统的设计
1．工作区子系统设计
工作区子系统，是由RJ-45跳线与信息插座所连接的设备组成。
信息点由标准RJ45插座构成。
信息点数量应根据工作区的实际功能及需求确定，并预留适当数量的冗余。
2．水平子系统设计
水平子系统是将干线线缆延伸到用户工作区，信息点全部采用CAT5、4对UTP、五类优质非屏蔽双绞线。
3．楼间建筑群系统设计
楼间建筑群系统是实现建筑之间的相互连接，提供楼群之间通信设施所需的硬件。
建筑群之间可以采用有线通信的手段，也可采用微波通信、无线电通信的手段。
传输介质采用室外6芯多模光纤。
4．设备间系统设计
设备间子系统，由电缆、连接器和相关支撑硬件组成。
采用BIX跳接式配线架，连接交换机；采用光纤终结架连接主机及网络设备。
设备间的主要设备有数字程控交换机、计算机网络设备、服务器、楼宇自控设备主机等等。
它们可以放在一起，也可分别设置。
在较大型的综合布线中，可以将计算机设备、数字程控交换机、楼宇自控设备主机分别设置机房，把与综合布线密切相关的硬件设备放置在设备间，计算机网络设备的机房放在距离设备间不远的位置。
设备间子系统是一个集中化设备区，连接系统公共设备，如局域网（LAN）、主机、建筑自动化和保安系统，及通过垂直干线子系统连接至管理子系统。
（三）布线系统的报价
1．布线系统材料费
包括：
信息出孔、水平、主干线缆、管理配线单元、跳线，安装线、工具及测试设备。
2．工程督导、测试及系统保证
（1）主要工作为：
铜缆布线、配线架以及信息模块的指导。
（2）铜缆测试：
各层各房间每个信息插座与配线架之间的铜缆测试，包括开、短路、异位、连通性测试内容，并提供测试报告。
（3）提供下列系统文档：
配线架与各房间信息插座对应表；铜缆测试报告；对贵单位提供2名管理人员的培训。
3．布线安装与施工费
（1）布线系统的线缆敷设；
（2）总配线架和各层配线架的卡接、安装和缆线接续；
（3）各楼层分线箱的安装以及电缆的续接；
（4）计算机主机房电缆接续单元安装及电缆的接续；
（5）各层信息出口的安装和接续；
（6）安装与施工费按国家电信部门的有关规定收取。
五、网络安全与管理
（一）网络安全设计
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CiscoSecurePIX防火墙。
CiscoSecurePIX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，CiscoSecurePIX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CiscoSecurePIX防火墙可以建立是用IPSec标准的虚拟专用VPN连接。
CiscoSecurePIX防火墙加强了内部网、外部网链路和Internet之间的安全访问。
（二）网络管理的手段
在校园网络管理方面，为了便于校园网络管理人员的管理及维护，我们选购Quidview网络管理软件。
Quidview网络管理软件基于灵活的组件化结构，用户可以根据自己的管理需要和网络情况灵活选择自己需要的组件，真正实现“按需建构”。
Quidview网络管理软件采用组件化结构设计，通过安装不同的业务组件实现了设备管理、VPN监视与部署、软件升级管理、配置文件管理、告警和性能管理等功能。
支持多种操作系统平台，并能够与多种通用网管平台集成，实现从设备级到网络级全方位的网络管理。
成绩评定表
评分标准
1报告结构（20%）
2方案内容（40%）
3排版格式（20%）
4标点错别字（20%）
5创新点（10%）
成绩
总成绩
评阅意见
成绩评阅表：
成员成绩表：
成员排序
1（系数：
1）
2（系数：
0.9）
3（系数：
0.8）
4（系数：
0.7）
5（系数：
0.6）
姓名
洪文琪
仇忍甫
学号
0911090126
0911090107
成绩
评阅教师：
日期：
2011年7月18日
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