校园网络设计方案A.docx
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校园网络设计方案A
依安县实验中学校园网设计方案
项目名称：
依安县实验中学校园网
设计人员：
王成文
完成时间：
2016年6月20日
1、声明
本方案只供依安县实验中学使用
2、方案设计综述
项目背景
当今社会，计算机和网络对社会的影响已经迅速扩大，开始影响人们生活的许多方面。
特别是进入90年代以来，多媒体技术和网络技术的飞速发展正在以惊人的速度变革着我们的学习方式、工作方式、交往方式和生活方式。
―科学技术是第一生产力，是最先进的生产力。
今天，信息技术已经成为科学技术的前沿，已经没有人能够否认信息技术的发展将会或者已经引起了人类社会全面和深刻的变革，使人类社会由工业社会迈向信息社会。
在信息技术已引起了全面而深刻的社会变革的同时，信息时代的到来也迫切要求我们的教育进行改革，同时也对教育提出了新的要求。
据联合国教科文组织的统计:
人类近30年来所积累的科学知识，占有史以来积累的科学知识总量的90%，而在此之前的几千年中所积累的科学知识只占10,。
可见，知识总量在以爆炸式的速度急剧增长，知识更新越来越快。
教育如何面对迅速增长的知识,如何面对我们今天的信息时代,
目前，世界各国对教育的发展给予了前所未有的关注，都试图在未来的信息社会中让教育处于一个优势的位置，从而走在社会发展的前列。
为此，许多国家都把信息技术应用于教育，作为民族发展的重要推动力。
为此，我国也部署了―科教兴国的宏伟蓝图，开始了一系列的现代教育信息化改革。
―面向21世纪教育振兴行动计划，―《校校通》工程计划等相关的信息化建设方案的部署实施，加快了教育改革现代化建设的步伐。
以上事实都在向我们说明一个问题，教育信息技术的发展离我们越来越近，我们正在逐步向信息化校园方面建设。
作为核工业研究生部，对计算机教学和以计算机技术、网络技术为核心的计算机网络教学的需求也越来越迫切。
因此，为顺应信息化发展需求，为祖国培养出更多适应时代潮流的优秀干部群体，加快本校信息化的建设步伐，在现有的环境基础上，校园网络系统的建设意义亦变得越来越大。
使建设一个可实现并提高办公过程的高效、舒适、便利的高效信息化综合计算机网络平台则成为一个急需解决的问题。
学校需求分析
学校信息网总体的应用需求分析
对于一个完善的校园网来说，应该为学校的正常教学提供稳定的数据平台，更重要的是能够在平台上面运行各种应用系统，使得学生的学习生活更加的丰富，校园的管理更加的便捷。
具体应用见上图。
从一个校园网的建设来说，应该在满足教学要求的基础，考虑适当的扩展性，建议不要盲目追求奢华。
从长远的角度看，综合布线系统应该一步到位，满足将来的扩展，因为这种投资是一次性的，变更起来很不容易。
从目前众多学校需求角度考虑，校园网建设的目的是提高学校的教学水平和教育管理的效率。
因此，我们将校园信息化的建设由大及小进行了分解，从学校目前的需求，我们从以下
几方面考虑和满足学校的校园网规划:
1（将现有的学生用各种计算机课程和专业计算机教学的―计算机机房连入校园网
2（满足敞开式多媒体互助教学解决方案（电子图书阅览和视频VOD点播系统）的网络带宽的需要
3（满足多媒体教学、vod视频点播的需求
4（建立校园网络化电子办公子系统
5（开通连接国际互联网的通道，使校园网直接进入nternet
6（作为校园网建设的一部分，网络连接设备和服务器设备不仅要能满足当前的教学应用，还要考虑到今后的学校发展需求;以保护投资。
7.提供远程教学服务、WWW服务，FTP服务，E-MAIL服务，数据库，视频点播服务，DNS、代理服务等;
8.培养一批既懂管理又会使用计算机的管理人才和系统维护人才
9.对学校的敏感数据采取措施予以保护，在公网和私网之间的连接采取有效的安全防护。
从上面的目标可以看出，目前，该校的校园信息化建设网络架构平台基本完备，只是缺乏各个应用子系统，即，网络设备系统和应用软件系统。
因此，根据贵校提出的初步意见，结合网络设计的规划要求和学校的经济实力，我们建议采用中心骨干和子系统建设一步到位的建设性意见。
也可根据学校的实际需求来分阶段实现学校的教学应用需求。
设计原则
就目前我们对部分学校的教学需求和网络应用的需求考察结果，并尊重―长远考虑、就地起步的规划，我们提出了在技术上遵循开放、标准、成熟、安全、可靠和可扩展的思想，追求技术上的先进性与成熟性、实用性相结合，追求整个系统性能的最佳化、合理优化、节省费用等原则。
1（基于路由器和交换机的局部网间的互联是最好的解决方案。
因此，网络协议方面，以网际协议（IP）作为校园网网络系统的公用网络协议实行标准化。
因为IP是Internet的母语，并作为网络通信的通用语言而在世界范围内广泛使用。
由于使用IP作为标准传输协议，在以后对网络进行扩充以与其它政府部门的网络互连时，可以跨越多个平台自然而然地提供互操作能力和无缝连接功能。
所以，IP优化网络允许用户访问电子邮件、企业内部网和利益复杂的Internet应用。
2（在网络服务器的选择上，我们选择了DELL系列服务器，作为世界知名品牌，我们有着广泛的合作，而DELL的金牌服务更能为我们提供最优良的系统设备和最优质的售后服务。
3（在主干网建设时，结合学校的建设性意见，我们把选择范围缩小在3com系列的千兆交换机系列产品，它能够在整套方案中以极具竞争力的价格提供所有技术。
并且，3com本身是高速交换机系列产品中的高端系列设备，它的发展拥有明确的技术方向，有助于我们是应未来应用的发展。
将会为我们提供一个高度集成化、高性能、灵活、可伸缩、安全和高性能价格比的解决方案。
4（在局部网建设方面，根据学校的建设需求和未来发展的趋势，我们仍然选择使用3com可堆叠的百兆交换机作为网络的二层交换机（位于配线间）。
这为边缘/二级交换点提供了可伸缩的结构化、高性能的设备。
这样，能够保证网络数据的高速传输，同时通过它的Secure技术，保证了子网的安全地接入Intranet或Internet和一体化的网络解决方案。
5（安全性是另一个关键要求，本方案中，我们采用硬件防火墙技术，保证用户保证用户能够安全地接入Internet，预防来自外部和内部的网络攻击。
6（保障数据完整性，对数据库操作保证数据的一致性和数据的完整性
系统设计目标
综合以上的各种信息，结合当前的国内外各类院校，尤其是学校的计算机系统应用情况，和国家教委对校园网建设的规范意见，核工业研究生部校园网要实现的目标是:
以先进的计算机及通讯为手段建立学校内部的校园网网络，纵向向上与Internet互联网相连，向下与各教学子网、管理子网点相连接，横向与其它学校单位相连接的计算机综合网络系统。
构筑满足学校的教育教学活动的要求，满足日常工作的处理电子化、日常办公自动化、领导决策科学化，和信息交流快捷方便化。
即实现教学业务系统处理、日常办公、领导决策计算机化、信息交流国际化的先进系统。
同时，要求网络设备和骨干设备具有适当的超前性，应该满足未来发展需求和良好的设备兼容性。
结合以上目标，在统一设计思想、统一信息交换标准、统一技术规范的原则下，系统应达到以下目标:
为各专业专职教学单元（多媒体教室、语音室、电子图书馆、电子阅览室等）提供宽带网络支持
提供校内和校外互通的公用信息交换平台
提供Web发布信息等Internet的信息服务;
提供日常工作的处理网络化、电子化的日常办公自动化环境提供电子化档案的信息查询，提供先进的服务手段,提高效率和质量;
为调控、科学决策提供有力的支持;
为校园网提供有力的技术保障，增加校园内部系统的安全性提供必要的网络服务增强学校的竞争能力，保持领先优势。
3、校园网详细设计方案说明
网络主干拓扑结构
计算机网络技术种类很多，采用星型结构的以太网是目前最为安全成熟的技术，并且，从应用角度讲，星形结构是综合布线系统的推荐网络拓扑结构，可以与综合布线系统紧密结合，使得整个网络系统的通信瓶颈从以往的网络电缆转移至中央网络设备上。
在中央设备之间，鄙弃传统的HUB争抢技术，而采用交换以太网络设备配合星形结构来实现核工业研究生部计算机局域网络的需求，使得中央结点与各个楼宇结点的网络吞吐能力大大加强，对多媒体的支持也更加完美，既而提高整个系统的吞吐能力。
所以在核工业研究生部的网络方案中，整个系统采用星型结构与高速交换以太网技术相结合的网络拓扑结构。
这种拓扑结构与以往的总线结构相比具有以下特点:
1.网络的可靠性增强，如果在网络中的一个站点或一条线路的发生故障时，不会影响到其它接点的正常工作;
2.网络的可扩展性强，如要扩充网络结点，则只要有一条线即可将扩充结点联接到网络上，且不影响其它结点的工作。
3.网络便于日常的管理和维护。
4.网络便于维护，可远程管理和配置网络。
5.网络带宽容易扩展，配备光纤接口和千兆位接口扩展口。
为此，在分析了核工业研究生部网络工程需求和实地考察的基础上，结合综合布线系统，我们将利用先进的快速以太网交换机产品，组建一个多级星型结构的交换以太网，来构成整个网络系统。
网络设计说明
计算机网络体系结构是由计算机体系结构不断发展和逐步演变而成的。
网络的拓扑结构是抛开网络电缆的物理连接来讲解网络系统的连接形式。
拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星形结构、总线型结构、树形结构、网状结构、蜂窝状结构、分布式结构等。
它们各有自身的特点，有着不同的应用领域。
在局域网中，使用最多的是总线型结构和星形结构。
目前，在校园网中主要采用中心交换的星形拓扑结构，可以使100M共享到桌面，架构快速的以太网网络。
建设核工业研究生部综合网络的一个重要目的就是要在各个楼宇、部门和教学环节间建立一条高速、高质量的通道，以便其相互通信和共享信息、数据及设备等资源。
为此，需要使用目前世界上先进的高速传输和智能交换技术（包括第三层交换），构造高性能的的主干网络。
另外，鉴于网络中某些部门对网络安全和带宽的特殊要求，必须使核工业研究生部的信息化网络（尤其是主干网）具备虚拟网络的功能，从而可确保网络使用者可方便、灵活和安全的访问整个网络。
根据核工业研究生部现代化校园网建设要求，本公司设计了以交换式千兆以太网技术为骨干的网络解决方案。
中心机房设在综合教学楼3层，通过光纤（多模光纤接口）从网络中心以星型结构发散到核工业研究生部的各个楼宇，构成核工业研究生部现代化校园网主干，然后分别从各楼宇的配线间通过双绞线星型发散连接到各科室、教室。
综合教学楼是整个校园网的信息中心。
在本方案中核心交换机、服务器、采用集中式布置于中心机房，这样便于管理并极大的增强安全性。
在核心交换机的选择上，核心交换机应具有三层或多层交换的功能，以支持各子网间的通信;并且中心交换机须配置多个1000Mbps光纤网络接口，用以连接其它各楼宇或网络二层交换机。
通过交换机之间的堆叠连接方式来为用户提供接入服务，这种方式在保证网络性能的前提下可节约大量的资金。
服务器选型
服务器选型原则
在服务器选型时，重点依据了如下主要的原则
必须是当前国际上先进的、有生命力的机型（要具有较好的性能价格比。
支持SMP对称多处理方式和ClusTER方式。
具有高可靠性和安全性（如带Ecc校验，对数据的奇偶校验，热切换硬盘等）。
要有良好的性能，具有较高的TPs值（适应所负担的应用要求。
在设计上最好采用模块化及通用性设计，易于扩充，易于维护。
服务器厂商具有良好的售后服务和技术支持。
网络服务器及功能
核工业研究生部的网络应用具体来讲包括:
WWW服务、FTP服务、DNS服务、DHCP服务、数据库服务、计费服务、防病毒服务、远程教学服务、电子图书服务等。
有些服务可按照网站或网络架构的建设速度或阶段来分步骤实现。
如前期先实现WWW服务、DNS服务、电子邮件系统、FTP服务，其他如数据库服务、计费服务、防病毒服务、远程教学服务、电子图书服务等可根据具体的需求来建设。
这里我们设置4台DELL服务器为核工业研究生部提供数据库服务、计费服务、远程教学服务、电子图书服务，同时提供瑞星杀毒软件服务;所有服务器配备相应的软件来实现系统功能，所有服务器安装瑞星病毒防火墙，确保软件系统的安全性。
网络设备选型和部署
网络设备选型
根据网络技术发展现状，本着先进、安全可靠和一次到位的原则，关键部位的网络设备全部采用被业界广泛认可的3com公司高性能交换机，对于桌面级应用采用性能价格比教高且支持VLAN的中端交换设备，从而保证全网的的通讯安全性、可管理性和高效性。
本方案中主要包括两个层次的交换设备:
中心交换设备、二级交换设备。
中心交换设备:
3comQuidwayS5516
二级交换设备:
3comQuidwayS3050C、3comQuidwayS3026C
网络设备联接描述
校园网中心交换机采用一台3comQuidwayS5516交换机，该交换机位于综合教学楼信息中心的机房中，利用LS-GS4L4口千兆光纤交换模块，同校园内其他建筑中二级交换机上的千兆光纤口以多模光纤相连，余下的扩展槽预留为今后
提供扩展和冗余能力，另外需要单独配置一块LS-GT4U千兆以太网交换模块用于连接本地服务器。
校园内光纤采用重铠6芯多模光纤到每幢建筑，每台交换机的连接只使用其中的两芯，剩下的4芯可以作为冗余和今后扩展使用。
二级交换机采用3comQuidwayS3050C
交换机和3comQuidwayS3026C交换机，通过交换机上的一个LS-GMIU千兆光纤端口作上连，其他的LS-LSIU口用于和本地的其他交换机堆叠互联，提供48个或24个100兆快速以太网接口连接各终端，实现百兆到桌面。
（见网络拓扑图）
校园监控系统
多媒体数字监控系统，是时代发展的产物。
当今多媒体数字监控系统采用了4C技术，即控制技术、显示技术、通讯技术和计算机技术。
这些高新技术的应用，使电视监控系统技术上了一个新台阶。
它使管理者坐在控制室中就能控制前端的设备，观察到控制范围内所有重要地点的情况，为管理、保安系统提供了临场视觉效果，为监控范围内各种设备的运行和人员活动提供了较为直观的监视手段。
因此，多媒体数字监控系统已成为现代化管理和智能保安系统中不可缺少的组成部分。
多媒体数据监控系统设计构想
随着现代防范技术的发展，不仅要求办公环境应非常舒适，有优良的服务，更要求有良好的安全防范措施，为用户提供安全、安心的保障。
针对核工业研究生部的安全管理是在主要出入口、办公楼、机房以及教室周边等地点，为了实现一元化管理和出现问题及时、有效的处理，并符合运行可靠，操作简单，维修方便的条件，我公司在监控系统方案设计中，前端
部分采用日本SONY的优质视频产品，主控部分采用了亚讯硬盘录像机方案。
全部监控画面在监控室使用硬盘录像机进行录像、存储、控制，同时使用显示器进行画面显示。
并设光盘刻录机以便于用户将重点画面保存。
设计说明
通过对核工业研究生部的需求了解，为了满足控制区域覆盖严密，监视电视图像清晰的要求，并符合运行可靠，操作简单，维修方便的条件，我公司在本次监控系统方案设计中，使用了较先进的产品。
前端设备:
包括16台带全方位云台和防护罩的一体化变焦彩色/黑白转换日本SONY摄像机，其中内置解码控制器、大倍率变焦镜头，并具有预置功能。
可监视场区内的活动情况。
（1）SONY公司优质的视频产品设计优美，480线一体化变焦彩色黑白转换摄像机高清晰度，采用DSP数字技术控制背光补偿，白平衡，自动增益可对拍摄范围进行很大调整。
（2）通过前置拾音器进行声音复核，基本覆盖了电台内所有智能建筑以及大部分室外区域。
（3）采用枪式摄像机，起到威慑作用。
（4）全方位云台，起到随时监控电台内环境的作用，操作方便、快捷。
（5）每台摄像机配有辅助射灯，保证了夜间监控画面的清晰度。
（6）防护罩采用全封闭设计，达到抗强风、抗风沙、抗直射强日光、抗雷击、抗腐蚀等的要求。
传输系统:
图像信号采用视频电缆传输（可以加信号放大器），控制信号则采用非屏蔽双绞线传输。
后端设备:
主控记录设备为1台具有大容量存储器的实时国产亚讯数字硬盘录像主机，配以17吋纯平显示器和DVD刻录机。
随着计算机技术的发展和普及，出现了将模拟的视频图像信号转换为数字信号存储的技术，并且可选择多种存储介质。
数字主机具有录像实时性好、清晰度高、录像存储时间长、具备远程管理功能等诸多优点。
通过硬盘长期录像存储已成为现实，而且利用硬盘进行录像的搜索速度也最快，录像效果清晰。
数字硬盘录像机可选择多种录像方式。
可将16画面以画面分割形式显示于1台显示器上，也可显示客户所选单个放大画面，硬盘录像机为多工方式，回放录象与监视控制等可同步完成。
可通过网络对图像进行传输，是目前比较先进的集控制、记录、传输为一体的数字化设备。
（1）主控部分推荐使用硬盘录像的数字化方案，采用了亚讯硬盘录像机，系统可通过网卡设置副控、连入网络。
总监控室采用1台16路数字监控主机，全部监控画面在1台17显示器上实时分割显示。
也可根据需要任意单画面显示任意一个场景图像。
（2）24小时采用视频动态检测录像，监控画面每路均能回放实时的录像资料（25帧/秒），全部录像资料在硬盘上保存5天。
（3）数字监控系统连接光盘刻录机，重要资料可转录在光盘上。
转换到光盘的图像资料可在一般计算机中查看。
（4）系统具有较完善的安全保护措施，对所有操作人员按工作性质赋予不同的操作权限。
（5）数字监控主机界面为WIN98/2000，汉字输入操作，易学、易用。
网络布线系统综合设计
网络布线标准
对于核工业研究生部（两座共计400个信息点）的数据网络综合布线，我们根据综合布线传输性能国际标准，即EIA/TIA568A标准和ISO/IEC11801标准，对布线系统中对传输性能作出约束。
ISO11801标准既适用于屏蔽系统又适用于非屏蔽系统，也适用于光纤布线系统;
EIA/TIA-568A标准则只适用于非屏蔽系统和光纤布线系统。
11801标准推荐在外界干扰信号频率大于30MHZ时使用屏蔽系统,它关系到系统的安全和人员的健康.在我国由于屏蔽系统的造价较高，且安装较为复杂，一般只用在比较特殊的场合如:
保密性要求比较高的地方或者是电磁环境较为复杂的单位。
以避免造成阻抗不匹配。
ISO11801标准强调屏蔽系统的优点而EIA/TIA568A标准则没有。
在光纤传输方面，ISO11801推荐SC接口优先于ST接口。
综合布线系统详细设计
根据核工业研究生部网络布线建设要求，本公司设计了全网采用超五类双绞线星形集中布线的方案。
针对目前网络数据传输和信息点数量的要求，超五类双绞线作为网络的传输介质，提供对整个大楼楼层和配线间的数据访问连接，速度可以达到线速100兆，并可以在将来直接支持1000BASE-T千兆交换的连接。
信息点分布如下:
标准的综合布线系统可以分为工作区子系统、水平子系统、垂直主干子系统、管理子系统、设备间子系统（机房）和建筑群子系统。
本方案中对目前应用所涉及的工作区子系统、水平
子系统、垂直主干子系统、设备间子系统（管理室配线间）、建筑群子系统5个系统进行设计，并为建筑群子系统提供良好的接口和扩展性。
核工业研究生部共设计400个数据信息点，配线间位于每座建筑楼内，为方便管理与维护，并提供足够的带宽，采取可集中管理的星形集中布线，垂直电缆、水平电缆和工作区电缆建议采用AMP超五类双绞线，使桌面带宽达到线速100Mbps。
考虑整座建筑的布局，主要设施分布如下:
由于在本方案中采用的是集中式布线方案，因此网络配线间采用标准机柜，将全部光缆、网络设备及布线设备统一安装于此，使设备整洁美观，并易于管理。
平面走线图:
布线子系统说明:
下面将各个子系统进行说明:
（1）工作区子系统（WORKAREASUBSYSTEM）:
工作区子系统由终端设备和连接到信息插座连线组成，它包括装配软线，连接器和连接所需要的扩展软线，信息插座，并在终端设备和I/O之间搭桥。
采用标准RJ45信息模块或多媒体插座，按施工要求的数量及位置暗装或明装，全部采用模块化信息插座。
AMP超5类信息模块最高可支持622Mbps应用，此模块拆装灵活,具有尺寸小,性能高的特点。
适用于大数据流工作的使用,符合EIA/TIA568标准。
信息插座均采用超5类墙面式插座
选用设备如下图:
超五类双孔信息插座超五类模块
本系统中，电脑通过RJ45-RJ45跳线，经信息模块实现与网络连接。
根据标准的综合布线系统设计，在每个信息插座旁边要求有1个单相电源插座，以备计算机或其他有源设备使用，信息插座与电源插座间距不得小于20cm。
墙上型信息插座，通常安装在离地面30cm处。
（2）水平子系统（HORIZONTALSUBSYSTAM）
水平子系统实现了信息插座和垂直主干子系统间的连接，该系统从用户工作区信息插座开始，连接到垂直主干子系统，提供同各房间的连接和管理。
超五类双绞线一端在配线间的配线架处端接，另一端是在工作区的信息插座处端接。
水平子系统使用非屏蔽双绞线，这种非屏蔽双绞线是EIA/TIA568B标准用线，可以取代诸如同轴、屏蔽等传统布线材料，将各种不同的布线规范综合成一个统一的开放的结构，采用统一的传输介质易于安装，抗干扰能力强且数据传输速率可以达到100Mbps。
水平布线子
系统将电缆从楼层配线架连接到各用户工作区的信息插座上，通常处于同一楼层之上，可以采用3类、5类4对屏蔽/非屏蔽双绞线;3类或者5类双绞线都是由8根本24-AWG的铜线组成;3类线在10MBPS应用时无误码传输距离为100米、16MBPS时为50米;5类线在155MBPS时可传输80米、在100MBPS时为100米;速率更高时可采用光纤。
本方案中采用桥架作为主干进行水平电缆的铺设，电缆从位于走廊顶部的桥架引出，通过水平镀锌铁管输送到事先预埋在墙内的铁管内，再通过镀锌铁管将电缆引至墙盒或表面安装盒。
具体桥架的规格依据所在位置输送的电缆数量而定。
水平线铜缆长度计算:
水平布线系统是采用星型连接法，即实现点对点的连接。
根据AMP线类长度计算方法:
所需1061004CSL箱数=点位总数/每箱能敷设的点位数*
每箱能敷设的点位数=305米/每点平均长度
每点平均长度=（离配线架最远的I/O位置+最近I/O位置）/2
（3）垂直干线子系统（RISERBACKONESUBSYSTEM）
垂直主干子系统提供结构化布线系统竖向缆线连接，与设备间子系统中的网络设备互联，提供多种线路连接设施，从而实现多个单元互联。
垂直干线子系统由缆线及缆线连接相关的支撑硬件组合而成。
垂直干线子系统是建筑物内部通信的主通道。
通过干线子系统，与水平布线子系统连接起来，在延伸到工作区子系统与用户终端、PC机连接。
由于采用分布式控制方式，垂直干线子系统与水平子系统和在一起，即直接把UTP双绞线从办公室经竖井敷设到设备间。
垂直干线子系统数据传输介质采用AMP超五类UTP双绞线。
他支持FDDI、快速以太网及ATM等高速数据的传输。
（4）设备间子系统（EQUIPMENTSUBSYSTEM）
设备间子系统由主配线架和各公共设备组成，它主要功能是将各种公共设备（如:
计算机主机，PABX、各种控制系统、网络交换设备等）与主配线架连接起来，该子系统还包括雷电保护装置。
本系统中，按照设计要求，设备间应尽量满足下
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