第一实验中学校园网搭建设计方案.docx
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第一实验中学校园网搭建设计方案
项目组号
密级公开
湖南科技职业学院软件学院
项目设计文档
项目名称校园网络环境搭建
专业网络技术（管理方向）
指导教师朱爱梅
项目组成员王志强卢一超杨正
二○一五年一月
前言
随着信息时代的普及发展，用电脑传递信息资源已成为了当前社会的主流。
不仅快捷方便而且也操作简易，有着这么多的好处也当更普遍的发展应用。
所以如今的大学基本上都是校园网当道，从学生使用的宿舍网络到学校使用的教学网络都属于校园网的一部分。
而为什么某实验要搭建校园网的理由显而易见，刚说过大学的网络都是校园网构成，而如果此实验中学能搭建一个校园网，不仅对教学工作的帮助巨大。
也能让中学的孩子们更早接触网络，让孩子们懂得利用网络学习，学习网络，加强自身的技能与能力。
提高学校整体素质与发展。
第一章第一实验中学的需求分析
1.现状和需求
现状、第一实验中学为教学楼和办公楼各1栋，用二层交换机互联，并通过路由器接入外网。
由于学校快速发展，现新建教学楼1栋，校方决定趁此机会对原有校园网络进行升级。
需求、升级后新校园网将有200台左右终端，需要对这200台终端进行不同的管理。
两个学生机房大约有60台计算机，学校教学班为24个，每个教学班有两个信息点，其中一个信息点为多媒体计算机固定连接使用，另一个信息点随时可能接入学生或者教室的笔记本电脑。
教师办公室共需要50个左右的终端接入，管理部门和服务器需要50个左右的终端。
仅允许教师办公室和管理部门访问外网。
学校还需搭建WWW服务器实现校园网站的发布，WWW服务器位于管理部门子网。
2．网络规划设计
校园网升级后使用192.168.1.0/24网段，划分为2个大小相同的子网。
第1个子网分配给管理部门、和教师办公室使用。
第2个子网分配给学生机房和教室使用。
学校的2栋教学楼之间使用交换机链路聚合来增加带宽。
每个子网第一个可用IP为网关IP地址，校园网WWW服务器使用其所在子网的第二个可用IP。
利用路由器实现VLAN间通信。
使用RIP协议实现校园网与外网互通。
为了保证连接的可靠性，每两台交换机的1号和2号端口用于交换机的互联，因此需要配置生成树协议。
配置ACL，不允许教室和学生机房子网访问外网，但可以访问学校的WWW服务器。
新的校园网逻辑拓扑结构如下图所示：
图1.2.1校园网络拓扑图
第二章系统方案设计的总体思路
1.校园系统网络的构成
校园网络系统由软件、硬件两个部分组成。
软件部分包括应用软件和系统软件。
应用软件主要是校园网站上的Internet应用、教学管理系统（计算机辅助教学系统、网络教学与远程教学系统）、办公管理系统（管理信息系统MIS、办公自动化系统OA）；系统软件主要是服务器操作系统、工作站操作系统、网络设备上的操作系统、网络管理系统以及安全系统。
硬件部分主要由网络布线系统、网络设备、主机（服务器）系统以及各种外设（UPS、投影机、打印机、磁带备份设备等）组成。
下面再谈谈校园网络系统设计的总体思路。
2.系统方案设计的总体思路
校园网络系统的设计、实施，按照一切从实际出发，遵循经济实用的原则，依照以下思路进行：
2.1特别注重应用系统的建设
建设校园网络的目的就是为了应用，从而提高学校的办事效率、教学效率，所以要特别注重应用系统的建设，这一点应该是不言而喻的。
应用系统的覆盖范围相当广泛，大致就是功能需求里提到的几个方面：
校园网内部网站应用（Web发布系统、信息查询系统、电子邮件系统、BBS电子公告系统和文件传输系统）、网络教学和远程教学系统（网上课件制作平台、网上课件管理与浏览、网上作业与考评系统、网上答疑系统、网上教学管理系统和实时交互式远程教学系统）、计算机辅助教学系统（VOD视频教学系统、多媒体课件制作平台、电子备课系统、COD课件点播系统、试题库管理系统和素材库管理系统等）、办公自动化系统（校长办公系统、网络会议系统、办公审批系统、通知公告系统、公文收发系统和文档管理系统）和管理信息系统（校长查询系统、后勤管理系统、财务管理系统、图书管理系统、教务管理系统和学籍管理系统）。
校园网应用系统是一个庞大的系统工程，且各个学校有各个学校的实际情况。
建设校园网应用系统的总体思路是边使用、边改进、边开发，力争在两到三年能够把应用系统完善起来。
具体做法是：
市面有现成的应用系统且符合XX中学要求的，买来就用；市面有现成的应用系统，大体符合XX中学要求的，改进后用；市面上没有现成应用系统，而XX中学又确实需要的，定制开发后使用。
2.2把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性结合起来
这里的先进性指的是系统的硬件和软件不落后并能在相当长的时间内发挥极大的作用，而不仅仅看现在的网络建设中包含了多少新的或称为先进的技术。
当前计算机技术和网络技术发展很快，设备更新淘汰也快。
先进的技术只有在使用中产生了巨大的效益时才被赋予了先进性，只是采用了先进的技术并不表示就有了先进性。
一个系统是否具有长久的生命力是考察一个系统是否具有先进性的最重要的考察依据。
系统的可扩展性是指系统的硬件和软件对未来技术的包容能力和现实的扩充能力。
其主要表现为系统的结构是否开放，其重要性远远超过具体的设备是否开放和冗余。
只有把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性有机地结合起来，才能保证一个系统具有长久的生命力，从而具有先进性。
2.3符合标准（国际标准和国家标准）
符合标准，其实是系统具有开放性的前提条件，是不言自明的。
因为当今时代是一个强调开放的时代，从而是一个强调标准的时代，所以把这一条单列，以示重视。
2.4特别注重对人员的培训
前面已经强调了在校园网络的建设中要特别注重应用系统的建设，而应用系统总是由人去使用的，所以要特别注重对人员的培训；除了应用系统的使用人员以外，一个系统，在它的生命周期里，是需要系统维护人员对它进行大量的维护的，所以系统维护人员的培训要特别注重。
概括地说，在校园网络建设的过程中，要特别注重对人员的培训，要注重对实施系统的工程人员、维护系统的管理人员和使用系统的教职员工们的培训；工程人员是系统建设成功的保证、系统维护人员是系统正常运行的保证、而教职员工作为系统的最终用户，是系统真正发挥作用的关键。
第三章网络、主机系统设计方案
1.网络的分层设计原则
从逻辑上，大型网络可分为核心层、分布层和接入层，每层都有其特点。
层次化设计的优点可以总结为如下几点：
可扩展性：
因为网络可模块化增长而不会遇到问题；
简单性：
通过将网络分成许多小单元，降低了网络的整体复杂性，使故障排除更容易，能隔离广播风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题；
设计的灵活性：
使网络容易升级到最新的技术，升级任意层次的网络不会对其他层次造成影响，无需改变整个环境；
可管理性：
层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低，更易管理。
1.1核心层CoreLayer
核心层为下两层提供优化的数据输运功能，它是一个高速的交换骨干，其作用是尽可能快地交换数据包而不应卷入到具体的数据包的运算中（ACL，过滤等），否则会降低数据包的交换速度。
1.2分布层DistributionLayer
分布层提供基于统一策略的互连性，它是核心层和访问层的分界点，定义了网络的边界，对数据包进行复杂的运算。
在园区网络环境中，分布层主要提供如下功能：
地址的聚集
部门和工作组的接入
广播域/多目传输域的定义
InterVLAN路由
介质的转换
安全控制
1.3接入层AccessLayer
接入层的主要功能是为最终用户提供对园区网络访问的途径。
本层也可以提供进一步的调整，如Access-listFiltering等。
在园区网络环境中，接入层主要提供如下功能：
SharedBandwidth
SwitchedBandwidth
MACLayerFiltering（possibly）
Microsegmentation
在广域网环境中，接入层主要提供通过FrameRelay、ISDN、LeasedLine连入远程节点。
2.主机系统方案设计
本章所谓的主机系统，指的是各种用途的服务器和工作站，且主要是考虑各种服务器的选择原则。
目前的网络应用中，要使用各种各样的服务器。
Internet应用方面的服务器有：
代理服务器、WWW服务器、E-mail服务器、文件传输服务器、BBS服务器、DNS服务器；在管理信息系统和办公自动化方面有：
OA服务器、各种应用服务器以及为整个校园应用服务的数据库服务器、文件服务器等。
主机系统可以有三大类选择：
大型机系统、小型机系统和PC服务器系统。
采用大型机系统的做法，在历史上曾经流行过。
流行的原因，在我们看来，主要是应用系统所要求的处理能力当时只有大型机能够提供。
因为在那时侯，终端的处理能力很有限，并且很贵，大型机的处理能力可以满足应用的需要，但是更加昂贵。
为了节约费用，只好采用有足够处理能力的大型机加基本没有处理能力的终端这种方式。
随着大规模集成电路和计算机技术的发展，小型机、PC服务器和台式计算机的性能有极大的提高，大型机逐渐失去了它的优势。
小型机系统是处于大型机和PC服务器之间的一种选择。
通常来说，小型机的性能可以很高，可以逼近大型机的水平。
小型机CPU通常采用RISC技术，程序执行效率较采用CISC技术的机器有极大的提高。
小型机的可靠性较PC服务器高，因为小型机的元器件大多经过严格的筛选和老化；另外小型机通常有与之配套的操作系统，且大多是Unix操作系统。
可选的小型机有HP-9000，IBMRS-6000等。
PC服务器的性能跟小型机可以相当。
之所以称为PC服务器，通常认为PC服务器是采用Wintel体系结构的，即采用Intel的CPU，采用微软的Windows操作系统。
因为分工的原因，Intel专门生产芯片，而微软专注于操作系统，它们都是大规模生产，所以这种组合的价格极端的具有竞争力。
是大多数单位的选择。
根据我们的实验背景，我们的第一实验中学只有200台终端，只需要、DNS等简单服务。
所以我们只需要一个小型机就行了。
小型机系统性能不仅能够完全支持本校的所有终端，而且再以后增加少量终端的时候也能够不差，从而不需要再特地的增加服务器，减少了麻烦。
下图3.2.1是我建议的一款惠普的小型机。
下表1为具体规格
图3.2.1华为服务器
华为服务器参数
基本资料
产品型号
RH1288V2
产品类型
机架式
产品结构
1U
处理器
CPU系列
Intel,至强处理器E5系列
CPU核心
4核、6核、8核
CPU型号
IntelXeonE5-2600
CPU主频
3.3GHz
三级缓存
20M
主板
主板插槽
3个PCIe3.0卡的扩展槽位
内存
内存类型
DDR3
内存插槽数
24
最大内存容量
768G
存储
硬盘接口类型
SAS/SATA/SSD
最大硬盘容量
8TB
硬盘阵列
Raid0,Raid1,Raid10,Raid5,Raid6,RAID50,RAID60
硬盘热插拔
支持
其它
标准接口
4个千兆GE网口或2个万兆10GE网口
5个USB扩展
工作环境
5C-35C
电源
110V/220VAC或-48VDC
最大功率
2个冗余热插拔460W/750W/800WAC电源和800W-48VDC电源冗余
管理工具
板载BMC管理模块，支持华为iMana，支持IPMI、SOL、KVMOverIP、虚拟媒体等管理特性，对外提供1个10/100MbpsRJ45管理网口
操作系统
MicrosoftWindowsSever、RedHatEnterpriseLinux、SUSELinuxEnterpriseServer、OracleEnterpriseLinux、OracleServerVM、CitrixXenServer、VMwareESXi、Debian等
尺寸
447×740×43.6mm
表1华为服务器参数
3.路由器与交换机
光有服务器还不行，我们需要路由器和交换机。
以下两款是我建议的路由器和交换机。
3.1华为AR1220-S路由器
3.2华为S2700-26TP-SI交换机
4.网络IP的规划
没有IP就不能有网络。
所以我们要先规划好第一实验中学的网段和IP。
（1）子网规划
描述
网络号
子网掩码
管理部门和教师办公室子网
192.168.128.0
255.255.255.128
教室和学生机房子网
192.168.1.0
255.255.255.128
（2）网关IP地址
描述
网关IP地址
子网掩码
管理部门和教师办公室子网
192.168.1.129
255.255.255.128
教室和学生机房子网
192.168.1.1
255.255.255.128
（3）主机IP
描述
IP地址
子网掩码
WWW服务器
192.168.1.200
255.255.255.128
交换机A
192.168.1.130
255.255.255.128
交换机B
192.168.1.131
255.255.255.128
（4）互联地址
描述
IP地址
子网掩码
路由器A
53.31.29.1
255.255.255.252
路由器B
53.31.29.2
255.255.255.252
表2网络IP地址规划
第四章软件系统设计方案
在一个计算机网络系统中，单有可靠高效的硬件是远远不够的，各种计算机网络功能的最终获得还有赖于网络硬件平台上的系统软件、服务器软件、应用软件以及工具软件。
1.系统软件
系统软件在整个软件结构中处于最底层，直接与各种类型的硬件设备交互，主要作用是有效地支配和管理系统中的各种硬件资源。
在XX中学校园网方案中，主要有以下系统软件。
计算机操作系统：
SUNSolaris、WindowsNT、Windows98、Windows95及DOS。
系统软件的选择，从理论上讲，可以采用Unix、Linux、Windows或NetWare。
但是系统软件的选择又是跟硬件平台的选择紧密关联的。
Unix的版本很多，有IBM的AIX、HP的HP-Unix、SUNMicrosystems的Solaris、SCO公司的UnixWare等。
如果硬件平台采用的是IBM公司的小型机，则操作系统十有八九就是采用IBM的AIX，首先是因为这种搭配性能好，另外一点则是厂家的策略了，当用户采用了他们的小型机或工作站以后，操作系统基本是免费的。
既然免费，且性能还不错，那有什么理由不采用呢？
在硬件平台选型一节里，我们已经推荐采用PC服务器，并且也提过，PC服务器与小型机、工作站的区别就在于他们的体系结构采用的是Wintel。
既然如此，我们的操作系统理所当然地是采用微软的Windows系列了。
应用系统的软件平台则采用微软的Windows系列。
稳妥一点，服务器可以采用Windows2000Server，工作站操作系统采用Windows98。
2.服务器软件
服务器软件主要是为网络用户提供各种类型的信息服务，主要有以下一些类型。
●电子邮件：
提供校园网内用户的电子邮件收发服务。
可以采用的邮件服务器有MicrosoftExchange以及SUNSolarisSMTPMail等。
●文件服务：
负责存储管理全网的公用软件和网络标准的规范文件，并向下一级节点分发全网信息检索表和存储信息资源。
●WWW服务：
用于存储管理全网超文本信息，对不同部门的信息提供授权访问。
可以采用的有MicrosoftIIS（InternetInformationServer）、Netscape和APACHE等。
Client端则可用MSIE和NetscapeNavigator等。
●代理服务器：
MicrosoftProxyServer。
●DNS服务：
提供对校园网的域名服务。
●NEWS服务：
负责存储、提供和管理电子新闻信息，为全网提供基于网络环境的电子论坛、新闻服务。
●BBS服务：
允许网络用户提出问题，通过BBS获得或发布消息。
●数据库：
在网络中心及其它主要网络节点的数据库，用于信息存储、检索等服务。
3.应用软件
在计算机网络系统中，有着异常丰富的应用软件。
在XX中学校园网络中，同样会有各种各样的应用软件运行其上。
OA系统软件：
采用统一的Internet技术及各种软件进行办公自动化系统管理。
包括校长办公、网络会议、办公审批、通知公告、公文收发和文档管理等子系统。
管理信息系统软件：
包括校长查询、后勤管理、财务管理、图书管理、教务管理和学籍管理等子系统。
教学软件：
包括计算机辅助教学系统和网络教学与远程教学系统。
如多媒体教学系统、网络远程教学系统以及题库管理系统等等。
计费软件：
建议可以采用被华中科技大学成功应用过的开放（计算机）实验室管理系统软件。
我们可以认为，整个XX中学的网络就是一个开放的计算机实验室，对任何在这个网上活动的用户进行管理和计费。
4.工具软件
工具软件主要是指那些用于方便地管理网络和计算机的软件。
1、网络管理软件：
包括网络管理平台软件和网络管理应用软件两类。
2、网络安全软件：
在这方面比较优秀的有CAUnicenterTNG系统管理软件、IBMTivoliTME10系统管理软件等。
这里采用XX中学指定的京联特Anti-X互联网过滤器（网络版）。
3、病毒防止和清除软件：
主要是面向以Windows9X、WindowsNT、Windows2000Server为主要操作平台的应用环境，较为出色的有NetworkAssociates的McAfeeTotalVirusDefense网络防病毒套件、CA的UnicenterTNG/AdvancedAntiVirusOption软件等等，国产的主要有KV3000以及瑞星等。
4、网页制作工具软件：
MicrosoftFrontPage2000，MacromediaDreamweaver3.0等。
第六章服务器与路由具体配置
1.路由配置
图6.1.1
上图为路由表和IP
图6.1.2
图6.1.3
图6.1.4
图6.1.5
上三张图为链聚合配置过程
图6.1.6
图6.1.7
上两张图为路由IP
图6.1.8
上图为设置口令
图6.1.9
上图为设置访问控制列表
2.web配置
图6.2.1
图6.2.2
图6.2.3
上三张图为安装web的过程图
图6.2.4
图6.2.5
上两图为WEB的设置图，从图中可以看出这个WWW网页的一些设置。
比如端口、网站的文件夹、
图6.2.6
上图为测试结果，至此。
服务器和路由配置大部分都完成了。
结束语
本小组历时三天，做出这个文档。
其中某些内容参考了《校园网络工程方案》，但数据部分皆是根据第一实验中学的背景所制作出的，可放心使用。
由于初次制作，本文档可能稍有不足，布线部分没有写入，请谅解。
如需要看原版文档，请查阅附件。
谢谢
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