校园网络设计.docx
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校园网络设计
学号14082400670
网络工程课程设计
题目：
校园网络建设
作者届别2008
院别计算机学院专业计算机科学与技术
指导教师职称副教授
完成时间2010年6月
前言
当今的世界正从工业化社会向信息化社会转变。
一方面，社会经济已由基于资源的经济逐渐转向基于知识的经济，人们对信息的需求越来越迫切，信息在经济的发展中起着越来越重要的作用，信息的交流成为发展经济最重要的因素。
另一方面，随着计算机、网络和多媒体等信息技术的飞速发展，信息的传递越来越快捷，信息的处理能力越来越强，信息的表现形式也越来越丰富，对社会经济和人们的生活产生了深刻的影响。
这一切促使通信网络由传统的电话网络向高速多媒体信息网发展。
快速、高效的传播和利用信息资源是21世纪的基本特征。
掌握丰富的计算机及网络信息知识不仅仅是素质教育的要求而且也是学生掌握现代化学习与工作手段的要求。
因此，学校校园网的有无及水平的高低，也将成为评价学校及学生选择学校的新的标准之一。
Internet及WWW应用的迅猛发展，极大的改变着我们的生活方式。
信息通过网络，以不可逆转之势，迅速打破了地域和时间的界限，为更多的人共享。
而快速、高效的传播和利用信息资源正是二十一世纪的基本特征。
学校作为信息化进程中极其重要的基础环节，如何通过网络充分发挥其教育功能，已成为当今的热门话题。
随着学校教育手段的现代化，很多学校已经逐渐开始将学校的管理和教学过程向电子化方向发展，校园网的有无以及水平的高低也将成为评价学校及学生选择学校的新的标准之一，此时，校园网上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的同时掌握丰富的计算机及网络信息知识，毫无疑问，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。
学校目前正加紧对信息化教育的规划和建设。
开展的校园网络建设，旨在推动学校信息化建设，其最终建设目标是将建设成为一个借助信息化教育和管理手段的高水平的智能化、数字化的教学园区网络，最终完成统一软件资源平台的构建，实现统一网络管理、统一软件资源系统，并保证将来可扩展骨干网络节点互联带宽为10G，为用户提供高速接入网络，并实现网络远程教学、在线服务、教育资源共享等各种应用；利用现代信息技术从事管理、教学和科学研究等工作。
最终达到在网络方面，更好的对众多网络使用及数据资源的安全控制，同时具有高性能，高效率，不间断的服务，方便的对网络中所有设备和应用进行有效的时事控制和管理
1概述
1.1校园平面图
A高校依山而建，校园面积约600余亩。
校园平面图如图1-1所示。
本次校园网络的建设对全校进行，东西长约300m，南北长约200m。
其中，图书馆和办公楼高5层，实验楼6层，第三层是微机实验室，教学楼5层，学生宿舍和教职工家属宿舍均为5层。
学校现有学生2000余人，教职工100余人。
图1-1A校校园平面图
……
1.2当前网络状况
当前校园中不存在任何网络。
……
1.3建设的原则
校园网络的建设应本着总体规划、分步实施的原则，充分体现系统的技术先进技术性、高度的安全可靠性、良好的开放性与扩展性、建设成本的经济学。
……
1.4建设的目标
校园网的设计目标简而言之是将各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。
具体而言这样的设计目标应该是：
1、信息资源共享
通过校园网，实现学校内部，学校与国内、国际信息的快速交流，达到资源共享，使广大师生及时了解国内外科学技术和高等教育发展的最新动态，促进教学、科研、管理事业的发展。
2、学校管理系统的信息化、自动化
依托校园网，构建相应的交互式应用软件平台，实现教学、科研、人事、学生、财务、后勤、档案等管理工作的自动化，实现统计监测网络化，提高管理效率和水平。
实现网上招生、网上人才招聘、学生网上求职等。
3、建立计算机网络辅助教学系统
建立基于网络的电子教学CAI课件开发网上题库、答疑与作业批改等计算机辅助教学系统，实现教学手段的现代化。
4、校园网和广域网结合
依托校园网、广域网开展远程教学，使广大的学生和老师能更好的交流学习和获取学校网络的资源。
5、创建网站
创建学院网站，使之成为对外宣传的重要窗口，让世界了解我们，提高学校的知名度。
6、人性化
为广大师生提供宽松，开放、易用的网络环境，使网络触入日常工作和生活中，发挥网络的最大效用。
7、方便教学
网络可以进行图、文、声并茂的多媒体教学，可以取代语言实验室进行更生动的语言教学，也可以利用大量现成的教学软件，提供一个良好的教学环境，这些都是以往任何教学手段所不能达到的。
校园网络不但可以在校内进行网络教学，还很容易同外界大型网络连结，形成更大范围的网络交互学习环境。
8、系统总体设计本着总体规划、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、良好的开放性、可扩展性，以及经济性。
……
1.5建设的内容
校园网络的建设的内容分为网络基础与运行平台、网络安全与管理平台和网络服务与应用平台，共12个子系统，如图1-2所示。
图1-2网络建设内容
2需求分析
2.1网络系统需求
1.1.1网络范围与规范
在全校范围内新建校园网络覆盖整个校区，在办公室、教室、实验室、阅览室、学生宿舍、教职工宿舍布置相应的信息点，将微机室接入校园网。
各楼宇上网人数分布统计如表2-1所示，同一时间上网的最大人数约1000人。
表2-1各楼宇上网人数分布统计表
楼号/楼层
上网人数
备注
教学楼教室
20
20个信息点，每层2间多媒体教室（设有2个信息点）
教学楼办公
30
10个信息点，每个点记3人，每层2间办公室
图书馆办公
20
10个信息点，每个点记2人
电子阅览室
170
160台计算机，考虑服务器等
办公楼
100
每层10间办公室，每个办公室1个信息点，每个点记2人
实验楼办公
12
12个信息点
实验室
55
每个实验室设一个信息点
微机室
520
500个信息点，考虑服务器等
学生总人数
2400
每个宿舍4人，每层40个宿舍，每栋5层，共3栋楼
教工宿舍
100
共5层，每层10间，平均每间住2人
网络中心
50
服务器，网络设备，管理机等
合计
3477
1.1.2网络类型与结构
校园主干网路系统运用基于TCP/IP协议的千兆位以太网技术构建，采用核心层、汇聚层和接入层三层结构。
连接网络中心机房核心交换机与大楼汇聚交换机或接入交换机的主干网络为1000Mbps光纤通信，从楼层交换机到用户桌面终端实现100Mbps联网。
●核心层：
网络系统核心层设在网络中心机房，网络中心机房设在实验楼的三楼。
核心层选择万兆三层交换机作为网络核心交换机，通过光缆连接到各汇聚交换机，负责内网之间及内网与外网之间的信息交换，同时可根据应用的实际需求，合理地分配流量，利用虚拟局域网技术，合理进行网络划分，实现网络流量的隔离和控制以及网络安全的需求。
●汇聚层：
将整个校园网划分成2个汇聚区，教学楼、图书馆、实验楼和办公楼为一个汇聚区，宿舍区为一个汇聚区。
各汇聚区配置一台千兆三层交换机，上连至核心交换机，下连至本汇聚区内的各楼宇的接入交换机，均采用光纤千兆连接。
●接入层：
设备安装在各大楼的设备间。
各大楼均有弱电井，每层楼都有管理间，可根据各大楼信息点的分布情况设计管理间的位置。
接入层选择二层交换机，连接至工作区的每个信息点。
1.1.3与外部网络连接
校园网与Internet互联，采用100Mbps光纤接入。
1.1.4网络的扩展性
●网络系统规模扩展性。
考虑到学校扩大招生规模的需要，同一时间上网的人数到设计到1200人。
●网络设备扩展性。
网络设备必须同时支持IPv4和IPv6，在日后IPv6部署是直接支持，不需要新增任何设备和费用。
1.1.5网络主干设备选型
校园主干网络系统按照三个层次选配相应的网络设备，所有网络设备全选用同一品牌产品，服务器全部选用同一品牌产品。
……
2.2综合布线系统需求
2.2.1总体结构与技术要求
该校园网络综合布线系统涉及每一栋建筑物室内双绞线布线和建筑物之间主干网光缆的室外布线两部分。
综合布线系统必须达到如下要求：
1.具有高速率高质量传输语音、数据、图像、视频信号等多种类型信息的能力。
2.要达到100/1000Mbps的数据传输速率，并且设计冗余链路。
3.所有网络布线连接插设备、接口模块和网络跳线必须满足100/1000Mbps数据传输要求。
4.能够满足不同厂商设备的接入要求，能提供一个开放的、强兼容的系统环境。
5.综合布线的设计必须符合《综合布线系统工程设计规范》、《综合布线系统工程验收规范》、《综合布线系统工程设计与施工》等相关规范要求，设计和安装都必需完全执行国际和国家标准，最少保证在未来20年内的稳定性。
6.双绞线采用符合EIA/TIA568-82等国际标准超5类UTP，且具有CMR防火等级，以保证系统具有较强的防火能力。
7.建筑物内部的双绞线，要求按照相关标准通过PVC套管理入墙内，管理间进出的每一条线路都必须打上标签，并采用表格的方式加以记录存档。
工作区信息点的插座要暗式安装在合适的位置，信息模块采用超5类自压式，信息面板均为双口，一个座位网络数据线（网线）接口，另一个作为电话线接口。
8.建筑物之间的室外光纤，要求按照相关的标准通过PVC套管理入地下，光纤转弯和分支处，要求做光缆井。
2.2.2全部楼宇建筑平面图
1、实验楼中微机室如平面图如图2-1所示，其余楼层机房均为实验室（包括中心机房）。
2、图书馆平面图如图2-2a和2-2b所示。
3、办公楼平面图如图2-3所示。
4、教学楼1~3栋平面图如图2-4所示。
5、学生宿舍1~3懂平面图如图2-5所示。
6、教职工家属宿舍平面图如图2-6所示。
图2-1实验楼三楼微机室平面图
图2-2a图书馆一楼平面图
图2-2b图书馆2~5楼平面图
图2-3办公楼1~5平面图
图2-4教学楼1~3栋1~5楼平面图
图2-5学生宿舍1~3栋1~5楼平面图
图2-6教职工宿舍楼1~5楼平面图
2.2.3信息点的分布
综合布线系统中考虑到房间的功能，办公室配置数据和语音信息点，教室暂不考虑安排语音信息点。
各楼宇信息点的分布需求如下：
1、实验楼：
每层都有2间办公室，每间布1个数据点，1个语音点，共12个数据点，12个语音点；除3层以外的实验楼均有11间实验室，每间布置1个数据点，1个语音点，共55个数据点，55个语音点；三楼得微机室除中心机房外，有10间机房，共500台计算机，加上服务器和管理机，需520个数据点。
共687个数据点，67个语音点。
2、图书馆：
图书馆的一楼的办公室和借阅办公室各布1个数据点和1个语音点，共2个数据点，2个语音点；二楼到五楼没层各2间办公室，每间办公室布1个数据点，1个语音点，共8个数据点和8个语音点；电子阅览室每间20台计算机，共8间，加上服务器和管理机共170台计算机，布170个数据点；另外每个书库布1个数据点，共8个数据点。
共188个数据点和10个语音点。
3、办公楼：
每层10间办公室，共5层。
每间布2个数据点和1个语音点，共100个数据点和50个语音点。
4、教学楼：
每层有2间多媒体教室，每间布2个数据点，共20个数据点；每层2间办公室，每间布1个数据点和1个语音点，共10个数据点和10个语音点。
共30个数据点和10个语音点。
5、学生宿舍：
每个宿舍布1个数据点，1个语音点，每栋共200个数据点和200个语音点。
共3栋宿舍楼，故共有600个数据点和600个语音点。
6、教职工家属宿舍：
每间布1个数据点和1个语音点，共50个数据点和50个语音点。
7、网络中心：
服务器、管理计算机和其他网络设备所需40个数据点和10个语音点。
……
2.3网络中心机房需求
为了加强对网络管理和信息系统的建设，在实验楼第三层设立专用网络中心机房，机房的规划与建设应符合国家有关标准。
1、机房环境。
机房作为整个网络的枢纽，对环境的要求及布线的要求较高。
机房内选择静电的金属活动地板；墙面选择不易产生尘埃、不产生静电和对人体无害的涂料；配置具有供风、加热、冷却、除湿和空气除埃能力的机房专用空调设备。
2、供电系统。
机房的市电供电应满足《电子计算机场地通用规范》的规定，供电系统的电源频率为50Hz，电压为220V或380V，并且要稳定安全。
同时配置在线式不间断电源系统（UPS），保证在市电停电时机房网络设备正常运行8小时。
3、防雷和接地保护系统。
中心机房要有狼嚎的保护接地系统、防雷接地系统、工作接地系统和防静电接地系统，保证人身与设备安全。
防雷接地和设备接地应达到目前国家相关标准要求。
4、消防系统。
机房内配置火灾自动探测器、区域报警器和灭火器，要根据国家现行《建筑设计防火规范》（GBJ16-1987）中的有关规定，设计消防系统。
……
2.4网络安全与管理需求
校园网络的安全与管理应从设备与路线、软件和数据、系统运行、网络互连等方面进行周密的考虑，主要达到以下几方面的要求：
1、硬件可靠性。
网络服务器、交换设备、路由设备、工作站、连接器件、电源，以及外部设备的性能和质量必须有全优保证，并对至关重要的设备或器件采用冗余设计。
2、系统运行安全。
采用必要的措施，保证网络系统稳定安全运行，防止网络风暴等时间发生。
3、数据安全。
需要设计相应的容错方案、数据备份方案和数据保护措施，保证数据安全可靠。
4、防攻击防病毒。
内网和外网互联，须采用可靠的隔离措施；网络服务器、工作站和系统运行必须采用可靠的防病毒、防攻击措施。
5、上网行为管理。
对内网用户的上网行为进行管理、控制和审计，防止不良行为对网络系统运行产生影响。
6、网络管理。
选用合适的网络管理软件，对网络设备及其运行状况、网络设备的配置等进行管理，对网络故障和性能进行监控，对内网上网用户实行身份认证管理，计费方式采用按月/年固定收费。
……
2.5网络服务与应用需求
校园网建成后，需提供下列网络应用和服务。
1、能够支持3000用户登录interne，快速获得各种信息。
2、建立学校网站，提供Web服务。
3、提供基本的interne网络服务功能，如DNS服务、DHCP服务。
4、建立网络办公系统，实现无纸化办公。
5、建立综合教务管理系统，对学生的学籍和学习情况实行计算机管理。
6、建立网络教学系统，为全校师生提供一个网络教学平台。
……
3
网络系统设计
3.1网络类型与规模
根据需求分析，该校校园网路确定为园区级网络，主干网络系统采用基于TCP/IP协议的千兆位以太网技术构建。
……
3.2网络拓扑结构
该校校园网络系统采用核心层、汇聚层和接入层三层拓扑结构。
按照三个层次选配相应的网络设备。
核心层交换机与汇聚层交换机、核心层交换机与接入交换机、汇聚交换机与接入交换的链接链路采用1000Mbps光纤通信，并提供2条冗余线路。
从接入交换机到用户桌面计算机采用100Mbps双绞线连接。
●核心层：
选用1太锐捷RG-S7606万兆交换机作为网络核心交换机。
RG-S7606是一台多业务IPv6路由核心交换机，提供热插拔的冗余管理模块和冗余电源模块。
全面支持IPv6的各种技术，能够平滑扩展到IPv6网络。
●汇聚层：
教学楼、图书馆、实验楼和办公楼为一个汇聚区，交换机放在实验楼的三楼设备间；宿舍区为一个汇聚区，交换机放在学生宿舍第二层的设备间。
各汇聚点配置1台锐捷RG-S3760-12SFP/GT三层交换机做汇聚交换机，上连至核心交换机，下连至本汇聚区的各楼宇的接入交换机，均采用光纤千兆连接。
●接入层：
选用RG-S2352G二层可堆叠接入交换机，1000Mbps上连至汇聚交换机，100Mbps连至本楼的桌面计算机。
●各种服务全部直接接入核心交换机。
●网管计算机、上网行为管理等也直接接入核心交换机。
……
3.3与外部网络互联
根据需求分析，采用光纤接入方式将校园网与Internet互联，由Internet服务商提供一条100Mbps光纤接入到网络中心机房的锐捷RG-RSR-08E路由器上，在通过锐捷RG-WALL160E防火墙接入核心交换机RG-S7606。
……
3.4网络拓扑结构图
网络拓扑结构图如图3-1所示。
……
3.5IP地址规划与子网划分
该校校园网IP地址实行内网与外网非开，外网向IP地址管理机构申请3个公有地址：
218.75.180.137-218.75.180.139，子网掩码为255.255.255.248，网关为218.75.180.254，DNS为：
222.246.129.81。
内网采用C类似有地址192.168.0.0-192.168.255.255/24。
内网与外网之间的通信，通过网络地址转换技术实现。
由于有充足的私有地址供内部网络主机分配，所以不划分子网。
……
3.6网络运行的使用技术
为了提高网络的安全性、可靠性、和可用性，在网络中运用一下实用技术：
1、为路由器配置策略路由、默认路由和网络地址转换以实现内网和外网的互联。
2、在路由器、防火墙和三层交换机上配置RIPv2协议是内网通过学习产生路由表实现内网互通。
3、在防火墙上配置网络访问规则来加强网络的安全防护和数据流量的限制。
4、在三层交换机上配置DHCP服务是整个网络可动态分配IP地址。
5、在交换设备上配置VLAN信息、生成树协议和链路聚合等技术，以控制网络广播和实现链路的冗余备份。
表3-1VLAN规划表
序号
VLAN号
VLANIP地址/掩码
默认网关
主机用户
1
1
192.168.1.0/24
192.168.1.254
管理VLAN
2
2
192.168.2.0/24
192.168.2.254
服务器
3
3
192.168.3.0/24
192.168.3.254
管理PC
4
10
192.168.10.0/24
192.168.10.254
教学楼教室
5
11
192.168.11.0/24
192.168.11.254
教学楼办公
6
12
192.168.12.0/24
192.168.12.254
图书馆
7
13
192.168.13.0/24
192.168.13.254
办公楼
8
14
192.168.14.0/24
192.168.14.254
实验楼办公
9~18
30~39
192.168.30.0/24~192.168.39.0/24
192.168.30.254
微机室
19~23
111~115
192.168.51.0/24~192.168.55.0/24
192.168.51.254
#1宿舍楼
24~28
121~125
192.168.56.0/24~192.168.60.0/24
192.168.56.254
#2宿舍楼
29~33
131~135
192.168.61.0/24~192.168.65.0/24
192.168.61.254
#3宿舍楼
……
图3-1网络拓扑结构图
4网络中心设计
网络中心位于实验楼的第三层，面积约120㎡，包括网络中心机房、管理控制室和网络中心办公室。
网络中心机房建设按照国家标准设计与施工。
4.1网络中心的功能划分与布局
网络中心的功能划分与平面布局图如图4-1所示。
图4-1网络中心平面布局图
……
4.2网络中心机房环境
网络中心机房作为整个网络的枢纽，对环境的要求较高，其设计方案如下：
1、地面：
中心机房区地面采用600*600全钢抗静电活动地板，载重不小于100磅每平米。
2、墙面：
网络中心墙面选择不易产生尘埃、不产生静电和对人体无害的涂料粉刷。
3、防尘：
中心机房区的窗户采用良好的密封技术加封。
4、防盗：
中心机房区的窗户加装牢固的防盗网，采用防盗门。
5、环境温度：
中心机房区配置2台5P格力空调，并配置空调控制器，控制2台空调自动开关机，自动切换，是机房保持恒温、无尘。
6、照明：
室内照明不低于150Lx
……
4.3供电系统
网络中心机房供电系统设计为双路电源供电，一路为市电，采用三相四线制，电源频率为50Hz，电压为220V/380V。
另一路为下线式不间断电源系统（UPS），采用捷益达蓝堡RP150L33-K/15KVA三进三出工频UPS，保证机房设备正常运转8小时，电池放一楼，中心机房每个电源插座的容量不小于300W。
……
4.4接地保护系统
网络中心机房建立两套接地系统。
一套为防雷保护接地系统，在配电箱三相电源处安装防雷保护器，通过专用接地线接地。
另一套为电源接地与防静电接地系统，将电源的地线、机房中所有金属顶棚、龙骨架、墙画、设备的金属外壳、金属管线、防静电地网、防静电地板的支架连接体全部接入接地系统。
地线按相关规范制作。
……
4.5消防系统
网络中心机房配置火灾自动探测器和区域报警器构成消防自动报警系统，并配置“七氟炳烷”气体灭火器。
……
5
综合布线系统设计
5.1设计范围及要求
5.1.1设计范围
综合布线的范围包括该校校园的每一栋楼宇内数据线、语音线的布线以及从网络中心到每栋楼宇之间的主干光缆的布线两部分。
网络中心机房（简称网管中心）位于实验楼的第三层，其他各楼宇的地理分布见需求分析中“部分楼宇平面图”。
目前有办公楼、教学楼、实验楼、学生宿舍楼、教职工宿舍楼和图书馆连接成校园网主干，并且各楼需要进行网络布线，同时通过网管中心将学校校园网与电信网互连。
5.1.2设计目标和要求
为该校校园网设计的综合布线系统将给予以下目标与要求：
（1）符合当前和长远的信息传输要求。
（2）布线系统设计遵从国际（ISO/IEC11801）标准。
（3）布线系统采用国际标准建议的星型拓扑结构。
（4）网络的桌面信息传输为100Mbps，网络主干信息传输为1000Mbps。
（5）布线系统的信息出口采用标准的RJ-45插座。
（6）布线系统要立足开放原则。
5.1.3本工程采用的主要标准规范
（1）《综合布线工程系统设计规划》（GB50311-2007）。
（2）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）。
（3）其他有关现行国家标准、行业标准及地方标准。
……
5.2布线系统的组成和期间选择原则
5.2.1布线系统的组成
综合布线系统由工作区、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间、进线间等组成。
5.2.2器件选择原则
（1）工作区选择原则：
全部选用超5类系列信息模块和信息插座面板，性能要求全部达到或超过国际标准ISO/TEC11801的指标。
（2）水平线缆选择原则：
全部选用超5类UTP双绞线，性能完全满足网络信息100Mbps传输的要求，配合连接硬件产品可以支持多媒体、语言、数据和图形图像等应用。
所有产品满足ANSI/TIA/EIA-568A及ISO/IEC11801等标准。
（3）主
升级会员 