区校校通网络设计建议书工程施工组织设计工程资料.docx
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区校校通网络设计建议书工程施工组织设计工程资料
某区校校通网络设计方案
建议书
上海最差劲的电脑科技有限公司
1某区校园网系统分析
1.1系统建设目标
某区校校通网络系统要集先进的计算机技术、多媒体技术、数据库和高速网络及通信技术于一体，该系统应建成符合国际标准的开放式体系结构，具有功能强大、安全可靠和良好的可扩充性、可移植性及可操作性，在技术上达到国内领先水平。
本系统应达到以下建设目标：
有利于促进和提高教育水平。
利用先进、科学的管理系统促进和提高教育水平是某区校校通网络系统的首要任务和最终目标。
本系统要充分利用和发挥现代高科技技术，从教育工作实际出发，以科学的流程管理辅助教学工作。
提高资源效率。
现代网络技术的数据共享、设备的共享、虚拟组网等特点，可以充分利用现有的资源，发挥各类资源的优势，实现共享和动态组合，从而提高整个资源的利用率。
提高教学水平。
可以充分利用系统强大的数据处理能力、快捷的传输速度、方便的数据共享等能以更有效的方式规范全局的教职员工、学生的工作、学习方式，并通过网上教学、讨论和交流，提高教学水平。
1.2系统建设原则
为保证某区校校通网络系统建设的成功，应当遵循如下原则：
遵守国家法律、法规。
符合有关规范、规定和相关技术标准。
具备安全性、可靠性。
符合国家信息安全的有关标准。
具备完备性。
系统要能覆盖整个某区教育部门和大部分中、小学目前的各项工作所涉及的数据；能与教育网无缝连接。
具备先进性、适用性、稳定性。
具备可扩展性、灵活性和易维护性。
系统能够适应教育系统的发展和机构及工作的变化，能够适应计算机网络技术的发展。
系统的标准化和规范化。
系统的标准化和规范化是信息系统建设基本而关键的一步，要实现信息资源共享，必须规范信息技术标准。
资源的高效性。
能充分利用现有的资源，并能实现最大程度的资源共享。
1.3网络系统建设
1.3.1网络系统概述
某区校校通网络系统应能覆盖教育局下属的大部分中、小学共100余所。
网络设计就考虑学校现有校园网的状况和通信条件，特别是利用某区已有的光缆设施的计算机通信的能力。
1.3.2网络系统需求说明
Ⅰ主干网负责各个子网和应用服务的连接，为信息交换提供有效的高速通道，因此，要求较高。
系统主干拟采用千兆以太网1000M交换，下属子网采用快速以太网，网络协议采用TCP/IP协议。
Ⅱ整个网络应考虑语音、视频、数据等的综合应用。
交换机要求采用主流、成熟、信誉和售后服务均佳的产品。
中心核心交换机支持第三层交换，和支持VLAN等功能，能较好解决突发数据量和密集服务请求的实时响应问题，在内部用户终端同时进行视频信号、数据交换时交换引擎不会出现过载现象和数据包碰撞、丢失的现象，还要考虑预防瓶颈出现和补救的相应措施。
下属单位接入交换机可采用相对低一档的产品。
Ⅲ本系统处理的信息包括数据、语音和图像等，因此要考虑实时性问题。
特别要考虑包括视频会议在内的信息共享等方面的实时性要求。
ⅣUPS电源的配备，配置要保证网络中所有的服务器、交换机、路由器、集线器等设备的连续、正常地运转2小时。
Ⅴ网络带宽的分配：
应根据所属单位网络的信息流量情况合理分配网段，以充分利用网络带宽，提高网络的运行效率。
Ⅵ广域网连接：
本系统需要有电话网（拨号）接入，以满足在外办公人员入网的能力。
此外，由于需要连接市教育网，以实现信息的共享，需具有与市教育网的互连接口。
1.3.3网络的开放性与易扩展性
网络的开放性：
网络应具有良好的开放性，能支持TCP/IP、SPX/IPX、PPTP等通信协议和一些接入方式，如公共电话网（PSTN）
网络标准与管理：
网络的设计应遵循国际或国家标准，包括物理接口、节点命名及地址编码体系，应用层协议及信息格式与技术标准。
如IEEE802.3u（快速以太网）、IEEE802.3z（千兆以太网）、IEEE802.1q（VLAN）。
网络管理应基于简单网管协议（SNMP），建立一个完善的网络管理系统，确保网络完全、可靠、高效地运行。
2
主干网络设计
针对现有的光纤资源，本教育城域网的主干网络设计可使用三种方案，分别可使用仅教师进修学院为核心的单核心星形网络结构；或以区信息中心和教师进修学院为核心的双核心星形网络结构；或以四个环形网构建的环形网络结构。
以下分别阐述三种方案。
2.1主干网设计方案：
环形连接
2.1.1对环形连接的讨论
根据现有的光纤布线情况，得知以下环形连接的数据网络。
如图所示，大环套小环，网络结构不清晰；没有核心层、汇聚层等层次结构；大量流量需要经过多个节点传输，性能不好；更为严重的是，当链路或设备发生故障时，往往不单纯只影响本节点，常常会造成多个节点无法联入网络中。
以教师进修学院、五十九、中国、长乐、五十四、区政府、教师进修学院此环为例。
处在中国中学的汇接点交换机除了处理自身下属接入点的交换机的数据外，还要转发长乐汇接点下属的接入点的数据。
和星型结构相比效率自然降低了50%。
而五十九的汇接点交换机还要处理长乐、中国这两处汇接点交换机转发过来的大量数据，和星型结构相比效率更下降了66.7%。
位于五十四的汇接点交换的数据也要经过区政务网转发到教师进修学院，数据传输速率也要降低。
如果某处链路发生了故障，最远端汇接点交换机的数据将通过数个汇接点交换机的路由才能到达核心层交换机，这样效率将更加降低，而且依次影响到与核心层交换机临近的汇接点交换机的效率。
虽然环型链路具有冗余、出现故障时具有自愈功能。
如考虑使用单星型结构，在已有的光缆中，链路也具备了备份冗余。
而且是不同线路上的备份冗余，具有相当的可靠性。
双环结构在链路冗余上更加可靠，可靠性更大于环型结构。
另外，政务网的安全级别远大于校校通骨干网，如果和政务网的主干交换机放在一个物理链路中，将来会产生安全级别和INTERNET连接的问题。
甚至某些应用的使用问题（比如和国外直接交流等）将使我们无法面对，以至于只能放弃许多实际应用。
采用四环结构时，必须采用像OSPF这样的路由协议。
因为CISCO4000系列产品没有封装此类协议包，这种协议包需要付费购买。
每台设备的价格在2万多美金，13个汇接点需要将近20万人民币。
从价格上考虑并不便宜。
总之，教育城域网和政务网以及电信网有本质的区别，教育网层次分明，应用集中在中心。
数据流向也大部分为中心到节点，节点到中心。
而政务网以及电信网中心的作用以及压力没有教育网那么明显，所以教育网最好不要像政务网和电信网那样采用环型结构。
3接入层网络设计
3.1接入层设计
网络接入层与分布层的连接：
由于112所学校规模不同，分为以下两种情况：
a．只有一根光纤或没有光纤的接入点学校
该类学校一般配备二台100M网卡的服务器，学校规模较小，应用相对来讲较小。
交换机一般采用实达S2024主从交换机，互相堆叠在一起。
我们建议利用S2024M上面的2个千兆扩展端口，插上实达STAR－M2021M（单口1000BASE－LX模块），直接上联汇接点的Cisco4000系列交换机。
理由为：
因为采用开放式网管平台，以及开放式标准化协议，VLAN划在Cisco4000上。
故对接入层交换机没有多大要求，一般支持标准化协议的交换机皆可。
另外实达的S2024M和Cisco的2900系列以及3COM4400系列性能差不多。
S2024在三层交换和背板上还高于Cisco2900系列和3COM4400系列，Cisco2900和3COM4400系列为2层交换机，S2024可软件升级到三层，这类学校接入网络汇接点网络拓扑图如下：
Cisco4000系列
无光纤的学校
有一根光纤的学校
实达S2024M
实达S2024
实达S2024
实达S2024
实达S2024M
实达S2024
实达S2024
实达S2024
实达S2024M
实达S2024
实达S2024
实达S2024
光纤
b．二根光纤以上的非汇接点学校
该类学校规模较大，应用相对较多。
常常有配备千兆网卡的服务器两台。
我们建议采用3COM4900交换机和Cisco3508交换机。
3COM4900为3COM公司全线速千兆主干交换机，支持多种千兆介质，软件可升级为三层交换机。
Cisco3508交换机具有8个千兆端口，是Cisco公司提供的最经济实惠的全线速千兆主干交换机。
这类学校接入网络汇接点网络拓扑图如下：
Cisco4000系列
3COM4400
3COM4400
3COM4400
3COM4400
3COM4400
3COM4400
实达S2024M
实达S2024或
实达S2024
光纤
3COM4900或Cisco3508
实达S2024M
实达S2024或
实达S2024
4主干网络设计考虑
4.1主干网络路由协议选择设计
在主干网络中，建议完全使用路由协议。
路由协议经过多年的发展，技术成熟稳定，适用于大型的网络环境中。
并且，在骨干上使用路由协议，可以使交换机上VLAN的划分不受影响，有更大的灵活性。
将每个汇接点交换机与核心层交换机的所有链路，配置成不同的互联网络。
在本环境中可以使用OSPF动态路由协议。
80年代中期，由于RIP路由协议越来越不适应大规模异构网络互连。
OSPF作为IETF（民间工程任务组织）为IP网络开发的一种IGP（内部网关协议）协议，克服了RIP路由协议的缺点。
其采用SPF（ShortestPathFirst）算法，基于链路状态路由协议。
OSPF路由协议有如下特点：
需要每台路由器向同域（Area）的所有其它路由器发送链路状态广播（LSA）信息。
路由器收集有关的链路状态信息，并根据SPF的算法计算出到每个结点的最短路径。
同域内的路由器共享相同的拓扑信息。
路由选择的分级
与RIP路由协议不同，OSPF可在一个域（Area）内进行路由选择。
域的最大集合是自治域（AS）。
AS是共享同一路由选择策略的网络集合。
一个自治域AS可分为多个域（Area），域是相邻的网络和连接的主机组成。
根据源点和目的地是否在同一域内，OSPF有两种类型的路由选择方式：
1当源和目的在同一区域时，采用域内路由选择
2当源和目的不在同区域时，采用域间路由选择
由于有域的概念，OSPF路由协议比那些不将AS分区的情况下所需传送的路由信息少得多。
支持VLSM（VariableLengthSubnetMask）可变长度子网掩码技术
由于每个发布的目的地均包括IP子网的掩码，从而可利用子网掩码将IP网络分为不同大小的子网，这种方法可节省IP地址空间并给网络管理员管理带来灵活性。
对带宽和CPU等资源消耗
这个SPF算法占用了CPU的资源，一般来说与运算量与网内链路数目与路由器数目乘积成正比。
另外当SPF路由器通电，初始的链路状态包泛滥（Flooding）占用网络带宽，这些情况都是在网络设计中要考虑的。
4.2网络VLAN划分设计
在主干网络中都使用路由协议，则在VLAN的划分上可以将每个VLAN终止在汇接点交换机上。
假设，每个学校分配10个VLAN，一个汇接点如果共连接17个学校，则共计170个VLAN。
在汇接点交换机上可以配置例如20－190的VLAN。
由于所有的VLAN都将终止在本汇接点交换机上，故在其它汇接点交换机上仍然可以配置20－190的VLAN，互不影响。
VLAN的划分将扩展到每个交换机，在这些交换机之间连接都必须采用trunk的方式。
一般情况下我们将做如下的划分，每个学校设一个VTPDOMAIN，校园内部一般划分为校领导、财务、教师、学生等四个VLAN，并通过交换机的路由功能实现学校之间的互通，同时通过ACL防止未授权者访问其他VLAN。
协议采用国际标准的协议802.1q，这样在校校通项目中也可以采用其他品牌的交换机。
4.3教师进修学院连接本范围内学校的考虑
对于教师进修学院的核心交换机Catalyst6509，作为整个网络的核心，建议添加一台Catalyst4006/4507R作为汇接点交换机，连接其下的学校和本校的楼层交换机。
4.4汇接点交换机的使用范围
在本方案设计中汇接点交换机上联核心交换机，下联各个学校，同时连接本校的楼层交换机。
由于该交换机物理位置在汇接点，从安全性、可靠性、管理性等方面考虑，不需要再增加单独的设备做该校的核心交换机。
可以通过如用户认证等方法实现本校用户及中心网管人员对设备的不同控制和管理。
此类学校目前共12所。
此类学校相对来讲应用较多，学校规模及重要性较高。
由于汇接点的Cisco4000系列的交换机下连的学校相对它的路由和交换能力来讲压力较少。
另外从安全性来讲，由于VLAN划分在汇接层上，只要VLAN划分好，可以通过如用户认证等方法实现本校用户及中心网管人员对设备的不同控制和管理。
汇接点的学校无法直接干扰汇接点主干运营。
这类学校的网络结构如下：
Cisco4000系列
3COM4400
3COM4400
3COM4400
3COM4400
3COM4400
3COM4400
光纤
4.5网络管理设计
在高度信息化的社会环境中，如何全面的了解网络运营状态，如何及时地解决网络故障，如何智能的预警网络故障，如何合理的调配网络资源，从而提高网管的可用性和效率，显得尤为重要。
采用同一厂商的产品可以方便网络管理、事件监控、提高故障诊断速度。
并且随着数据网络上应用类型的大量增加，建设一个统一的网管平台，统一网络管理就显得更加重要。
本方案设计配置的CiscoWorksSNMS可以实现网络的统一管理，全面的了解网络运营状态，及时地解决网络故障，智能的预警网络故障，合理的调配网络资源。
4.5.1网络管理的体系结构
在被管理的设备当中存在一种软件称为代理（Agent），它可以和管理实体（称为managemententity）之间进行通讯。
这种管理实体和代理之间的通讯，是通过网络管理协议来实现的，如最知名的网络管理协议是SNMP协议和CMIP协议。
通过网络协议的通讯，使得管理实体可以收集到一系列基于标准格式的信息，这就是被称之为MIB的管理信息库。
被管理的设备的Agent，能够在发现问题时（如用户事先定义的门限值被超出）发出告警信息。
在收到这些信息后，管理实体根据事先编制好的程序作出反应，执行一个或一组动作，如通知操作人员，记录事件日志，关闭系统，自动进行系统恢复等工作。
管理实体也可以主动对被管理的设备进行轮询（polling），检查某种变量（MIB）的值。
轮询可以是自动的，也可以是手工引发的，被管理设备中的Agent响应这些轮询。
4.5.2HPopenview介绍
惠普OpenView
NetworkNodeManager和
NetworkNodeManagerExtendedTopology
产品简介
您的网络――您的基础
您的网络基础设施是您开展业务的基础。
无论您是要管理一个电子商务企业，为客户提供互联网服务，还是管理您的公司内部的IT基础设施，您的网络都是您的生命线。
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您决不能被动地管理您的网络和满足您的可用性目标。
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自动地搜索您的网络，帮助您了解您的网络环境
对第三层和第二层环境*进行问题根本原因分析；这种内置的功能可以动态地根据您网络中的变动进行调整；
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提供故障诊断工具，帮助您快速解决复杂问题
收集主要网络信息，帮助您发现问题并主动进行管理
为您提供即时可用的报告，帮助您提前为网络的扩展制定计划
让网络维护人员、管理人员和客户可以通过Web从任何地方进行远程访问
通过它的分布式体系管理大型的网络
提供有针对性的事件视图，以便迅速地发现和诊断问题*
提供一个增强的Web用户界面和一些用于动态更新设备状态的新视图
*这种功能需要采用NetworkNodeManagerExtendedTopology
NetworkNodeManagerExtendedTopology可以：
支持由多种平台构成的第二层交换网络（LAN和WAN）
提供可以显示设备之间复杂关系的视图
支持更多的设备
提供可以显示您的网络上的多种协议视图（例如OSPF（开放最短路径优先））等
提供网状结构、主干网、以太网、ATM和VLAN环境的视图
浏览您的网络
NetworkNodeManager和NetworkNodeManagerExtendedTopology相结合时，可以自动地搜索和映射网络中的TCP/IP、IPX和第二层设备。
这些设备包括路由器、交换机、网桥、集线器和系统。
您的网络图可以帮助您了解网络设备的工作情况，以及在故障变得严重之前找到它们所在的位置。
如果您在连接方面遇到了问题，您可以查看显示了您的网络组件的连接结构的视图。
如果您在路由方面遇到了问题，您可以查看路由协议的配置方式，找出其中存在的错误。
通过添加NetworkNodeManagerExtendedTopology，您可以发现和查看您的各种以太网和ATM交换设备。
例如，它可以为您提供一个显示了您的整个互联网交换骨干及其状态的明确视图。
OSPF（开放最短路径优先）视图可以显示您的路由器如何利用这种协议进行通信。
如果某个设备看起来已经开始运行，但是无法连接，您就可以打开OSPF视图，
寻找连接错误。
从VLAN视图可以看到交换机的故障会对VLAN产生什么样的影响，
并可以看到VLAN的状态和VLAN位于哪个主板和端口上
您可以为一个事件建立多个有针对性的视图，以查出问题发生的根本原因。
您可以从事件浏览器选择一个事件，这时会出现一个特殊的菜单，告诉您诊断这个问题所需要的信息。
这有助于建立正确的视图，帮助您无须学习如何使用该软件，就可以轻松地、迅速地解决问题，从而缩短了解决问题所需的时间。
查看复杂的交换环境，了解一幅图中的设备之间的关系，包括主干连接和网状连接
查看简明的针对性视图，方便地找出问题
查看网络服务，例如OSPF和VLAN，以诊断路由和VLAN故障
查看VLAN的各方面信息：
配置在交换机上的VLAN和一个VLAN中的交换机、主板和端口
查看以太网和ATM交换视图，以诊断您的主干网的问题
NetworkNodeManagerExtendedTopology的交换机管理工具可以为您提供多平台基于交换的网络环境的详细信息。
管理各种规模的网络
NetworkNodeManager可以通过拓展功能，满足您的不断提高的网络的需求。
事实证明，NetworkNodeManager是业界扩展能力最强的网络管理产品。
NetworkNodeManager的单系统扩展能力取决于主机平台的性能。
您可以利用一个NetworkNodeManager轻松地管理2500个设备。
在高端系统上，您可以用一个NetworkNodeManager管理三千多个设备。
WindowsNT、Windows2000、hp-UX和SunSolaris采集站可以地理分布在您的环境中，采集本地的数据，并将最重要的信息发送给一个或者多个Windows或者UNIX管理站。
利用NetworkNodeManager和NetworkNodeManagerExtendedTopology，您可以从管理站进行管理，或者通过Web进行远程管理。
您可以通过远程控制台或者连接到管理和采集站的Web用户界面，为多个操作人员提供访问NetworkNodeManager的权限。
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NetworkNodeManager可以让您只需购买目前需要的产品，并可以在以后随着您的网络的不断扩展而进一步拓展您的解决方案。
用于UNIX或者Windows平台的NetworkNodeManager企业版适用于规模较大的环境。
NetworkNodeManager250适用于含有250个以下节点的环境。
当您的网络扩大规模时，您还能够以250个节点为单位增加新的节点。
可以显示根本原因的、有针对性的视图
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这有助于优化网络带宽的使用，让您的网络可以用于满足业务需求。
事件处理
用户可以在NetworkNodeManager的事件浏览器中搜集、组织和查看事件，事件浏览器可以在本地或者远程访问。
用户可以方便地对它进行定制，让它只显示您希望看到的事件和过滤掉那些对您的业务不太重要的事件。
NetworkNodeManager内置的根本原因分析功能采用了一组拓扑数据和事件关联技术。
这种方式让NetworkNodeManager的事件关联服务（ECS）可以动态地适应您的网络的变动和理解像VLAN这样的技术。
NetworkNodeManager采用了即时可用的关联分析，它可以大幅度减少所接收的事件数量。
当一个设备发生故障时，会产生数百个事
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