校园网络工程方案设计说明.docx
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校园网络工程方案设计说明
校园网络工程方案设计
第一章概述4
1．1校园网的实施背景4
1．2建设校园网的意义4
第二章校园网络需求分析6
2．1功能需求6
2．2规模需求6
2．3安全需求9
第三章校园网建设目标11
3．1设计目标11
3．2设计原则11
3．2．1度身定制11
3．2．2素质教育与先进技术的完美结合11
3．2．3校园网对网络设备的要求12
3．2．4可扩展性12
第四章校园网网络工程设计方案13
4．1概述13
4．2校园网络系统的构成13
4．3系统方案设计的总体思路14
4．4方案设计15
4．5网络拓扑图17
4．6网络技术选型18
4.7网络接入方式19
4．7．1快速以太网19
4．7．2千兆位以太网20
第五章校园网系统设计21
5．1系统设计目标21
5．2系统要求21
5．2.1工作区子系统23
5．2.2水平子系统24
5．2.3管理子系统26
5．2.4垂直子系统28
5．2.5设备间子系统29
第六章厂家产品选择31
6．1核心交换机31
6．2分中心核心交换机31
6．3防火墙32
6．4服务器33
6．5二层汇聚交换机33
6．6三层汇聚交换机34
6．7八口交换机35
第七章项目材料清单36
第八章工程实施管理40
8．1工程组织40
8．2施工技术要求40
8.2.1设备间环境建议和施工管理40
8.2.2施工技术要求41
第九章测试与验收45
9．1竣工及验收45
9．2工程设计45
第十章售后服务和技术支持49
10．1售后服务49
10.1.1投标产品质保49
10.1.2维修服务49
10.1.3设备扩充服务49
10.2技术培训与技术服务50
10.2.1用户培训目标50
10.2.2收费方式及标准50
第一章概述
1．1校园网的实施背景
随着信息技术的飞速发展，校园网的建设已经逐渐提到议事日程上来。
当前由于网络、数据库及与之相关的应用技术不断发展，尤其国际互联网（Internet）和部网（Intranet）技术的广泛应用，世界正在迈入网络中心计算（NetworkCentricComputing）时代。
人们传统的交互和工作模式正在改变。
处在不同地理位置的人们可以共享数据，使用群件技术（GroupWare）进而能够协同工作；多媒体数据的存储、传输、应用技术的不断成熟；以上这些计算机技术的发展对学校传统的计算机业务系统产生影响，使用户能更方便、更直观的使用系统，也使系统的性能更完善、功能更强大。
Internet的发展带动了全世界的信息产业的发展，也为现代学校应用程序结构提供了一个新的计算模式，这种计算模式能真正适应学校发展的需要，使学校的计算机应用提高到一个新的水平。
将Internet技术应用到学校部，并建立基于这种开放技术的学校应用程序，使学校本身具有了Internet的特性，这种应用体系结构就是Intranet──学校部网。
某工学院为了加快校园信息化建设，需要建设一个高性能的、安全可靠的校园网络，校园网建成后，要求能够实现校园部各种信息服务功能，实现与教育网的无阻碍连通，同时提供宽带接入功能，以备主连接失效情况下的被用连接要求，能够实现校园办公自动化需求。
1．2建设校园网的意义
1．建设校园网络是推进素质教育的需要。
我们通常认为计算机是思维的工具，是人脑的延伸，但单个计算机的容量和功能毕竟是有限的，无法与蕴藏着巨大潜能的人脑相比。
而国际互联网的出现将古今中外全人类的智慧汇聚到覆盖全球的巨型网络系统之中，创造了一个每时每刻都在急剧发展的全人类的“大脑”。
在这个全新的环境中，拥有信息时代学习与创新能力的人就拥有充满机遇和希望的新世纪。
现代教育技术如何研究信息化、网络化的社会文化环境，如何驾驭新的教育环境和教育模式，培养受教育者具有适应新时代的学习与创造能力，不仅成为衡量教育现代化水平的标志，而且将成为个体乃至整个民族跨入新世纪的“通行证”。
可见，建设校园网络是基础教育信息化的根本途径，丰富多彩、健康清新的校园网络文化将成为学校培养学生思维方式、道德品质、创造能力的新环境，成为面向全体学生，培养全面发展的高素质人才的崭新平台。
2．建设校园网络是迎接知识经济时代的战略制高点。
在知识经济时代，人的智能和知识将作为社会的主要资本不断代替机器和厂房。
这个新时代将充满残酷的竞争和替代，孩子们的未来将依赖于他们一生中掌握新概念、作出新选择、不断学习、不断适应的能力。
建设校园网络，创建丰富多彩的校园网络文化对于转变旧教育思想和观念，促进教学容、教学方法、教学结构和教学模式的改革，加快建设教育手段和管理手段的现代化有决定性作用，尤其是对于深化基础教育改革，提高教育质量和效益，培养“面向现代化，面向世界，面向未来”的创新人才更具深远的意义，因为21世纪既有来自高科技的挑战，又有来自生态系统、道德危机、情感危机等系列全球性重大问题的挑战。
我们通过校园网络文化建设来培养学生具有未来社会所必需的品格、能力、思维与行为方式，不仅是改革教育模式的制高点，更是提高国民素质水平的基础步骤。
3．建设校园网络是教育现代化的重要标志之一。
在跨世纪教育改革中，世界各国都在加快教育现代化的步伐，其信息化程度的高低已成为当今世界衡量一个国家综合国力的重要标志。
教育是人类自身再生产再创造的复杂系统工程，其效益和现代化程度显然是至关重要的，但目前我国的教育信息化程度还停留在靠一本书、一支粉笔和一嘴来工作的重复性劳动中，要想把我国的教育信息化变革速度加快，实现教育领域从劳动密集型行业向资本、技术密集型行业的转变，就要将学校教育同家庭教育、社会教育，尤其是大众传播媒介的隐性教育融为一体，实现教育中人力、物力资源的多层次开发和合理配置。
而运用现代教育技术建设校园网，营造清新的校园网络文化氛围就是从根本上落实教育的战略地位，解放教师的生产力和师生的创造力，为现代教育增添创新优势。
第二章校园网络需求分析
2．1功能需求
1.连接校实验室，教学楼办公室中的PC。
2.提供基本的Internet网络服务功能,提供图书，文献查询与检索服务，增强校图书馆信息自动化能力。
3.全校共享软件库服务，避免重复投资，发挥最大效益，提供CAI教学和科研的便利条件。
从具体上要现以下目标：
1.校园部实现资源共享。
如教务信息共享、教研成果共享、教学资料共享、图书资料共享等。
2.校园信息传递畅通无阻，能准确、可靠地传输学校的教育教学信息；努力创造与上级教育部门、社会、家庭之间通讯接口，实现社会教育、学校教育、家庭教育的有机整合。
3.完成与Internet的常规接轨，使教师、学生能利用因特网的信息优势为教育教学与学习提供良好帮助；为教师校外办公、学生远程学习、教师与学生家长间通讯提供通讯手段。
4.建设某工学院，向社会宣传学校人文风貌、展示教育教学成果。
5.信息交流：
提供Internet连接及校信息服务。
6．教学服务：
多媒体教学资源、电子备课、电子阅览、远程教学。
7.学生学习：
网上学习、班级网页、成绩反馈。
9.学校管理：
无纸化办公、成绩管理、学籍管理、财务管理、图书馆管理、后勤管理等。
2.2规模需求
保护现有投资的有效途径就是在将来网络技术升级时还能使用现有的网络技术和产品。
如同计算机的发展速度一样，网络技术的发展也是非常迅速的。
如果现有技术不能合理保证在将来网络升级后还能够使用，那么将会带来极大的资金浪费。
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等。
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和ATM，由于性能优越，价格适中，建议采用快速以太网作为校园网的主干技术。
光纤分布式数据接口（FDDI）
FDDI是高性能的高速宽带LAN技术，其标准为ANSI×3T9.5/ISO9384。
FDDI物理结构是二个平行的、相对作反向传输的双环结构网，它采用定时的令牌传送协议。
因此，它可以被看作是一个令牌环网协议的高速版本。
但与TokenRing技术不同的是，当其发送完帧后就立即产生新的令牌帧，故其利用率较高，其运行速度可达100Mb/s。
其双环结构有非常好的冗余特性。
FDDI有两种接入方式：
双端口连接站（DAS），单端口连接站（SAS）。
DAS方式比较贵，但有冗余功能；SAS需要有源集中器，且无冗余功能。
FDDI有几个通过带宽分配来实现的优先机制，一个是同步带宽分配（SBA）机制，它可以让管理员将一定量的带宽分配给一些确定的工作站，让它们有更多的捕获令牌机会。
第二个是异步服务（AS），它占用未通过SBA分配的带宽并将这部分带宽等分给环上的工作站。
铜线分布式数据接口（CDDI）是FDDI的一种变型，可以在不昂贵的铜线电缆上运行而使用相同的协议。
FDDI和CDDI的优点是冗余、置网络管理，具有广泛的适用性。
但是，采用FDDI/CDDI技术是昂贵而复杂，始终未成为主流技术，发展速度缓慢，前景不被看好。
异步传输模式（ATM）
ATM作为一种全新的交换技术，有其明显的优越性。
ATM是将分组交换与电路交换优点相结合的网络技术，采用定长的53字节的小的帧格式，其中48个字节为信息的有效负荷，另有5个字节为信元头部。
对于有效负荷在中间节点不作检验，信息的校验在通信的末端设备中进行，以保证高的传输速率和低的时延。
ATM最初是为了在公共网使用而设计的，但现在已成了专用网发展的中心，并已经走出实验阶段并大量进入市场，这个转变要归功于ATM论坛等组织的努力。
ATM论坛的迅速发展真实地表明了人们对ATM兴趣的增长。
现在ATM论坛已经吸引了来自公用和专用网以及计算机工业的700余家公司参加，领导着众多先进客户机构、电信服务提供商和独立软件厂商。
在广域网、城域网和公用网，ATM正在被广泛采用，因为它既能够将多种服务多路复用到一种基础设施上，满足功能越来越强的台式机对带宽不断增长的需求，又能提供虚拟LAN和多媒体等新的网络服务。
但是，ATM技术也有其缺点。
首先是标准还没有完全制定完成，很多重要标准还在修正之中，这就影响了ATM技术的推广，尤其是在局域网领域。
其次，ATM技术目前主要应用是在专用网络和核心网络的围，而延展到外围和用户端均仍采用传统的网络技术（以太网、快速以太网、令牌环网等），这就使得在ATM网络和传统网络之间要建立一个中间的衔接层，这是一种在ATM信元与传统网络的帧结构之间相互转换的技术，如ClassicIP和ATMLANE等技术，这种技术的优点是可以把传统网络接入到ATM网络中，但缺点是带来了很大的资源开销，这在很大程度上增加了ATM网络的复杂性并且降低了网络的总体性能。
另外，目前的大部分网络应用主要是基于IP网络的应用，直接针对ATM信元的应用很少，这在很大程度上也增加了ATM网络使用和管理的复杂性。
快速以太网
传统以太网用的是10Mb/s技术，现在出现了更快的版本，虽然10Mb/s以太网使用得最为广泛，100Mb/s以太网也正在快速崛起，并且千兆以太网标准已定，产品种类较多，为达到这个速度，你需要按100Base-T规格设计的网卡和集线器，这两种产品在供应商处都可以买到，它们仅比10Base-T的产品略贵一些，但在性能上就有了明显的区别。
在小型网络中实现100Base-T的费用是非常合理的，特别是对于无管理能力、无交换能力的集线器。
即使你仍然选择10Base-T集线器，也要考虑购买同时支持10Mb/s和100Mb/s的网卡。
100Mb/s的网卡只比10Mb/s的网卡略贵一点，但为将来的网络升级提供了很大的灵活性。
大多数100Mb/s的网卡能够自动检测所连接的端口是10Mb/s还是100Mb/s，并执行相应的操作。
为达到更高的性能，你还可以选择购买100Mb/s的交换式集线器，它可以提供更高的性能，但价格也相对较高。
千兆位以太网
千兆位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的带宽。
千兆位以太网技术以自然的方法来升级现有的以太网络、工作站、管理工具和管理人员的技能。
千兆位以太网与其他速度相当的高速网络技术相比，价格低，同时比较简单，例如保留以太网的帧格式、管理工具和对网络概念上的认识。
千兆位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。
现在千兆位以太网成熟的标准为IEEE802.3z。
千兆位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、共享式的或基于路由器的。
现在正在应用的网络互连技术，例如，特定IP交换技术和第三层的交换技术，都与千兆位以太网完全兼容。
千兆位以太网可以通过价格便宜的共享集线器、交换机或路由器来实现。
千兆位以太网支持新的交换机之间或交换机与工作站之间全双工的连接模式，同时也支持半双工连接模式，以便与基于CSMA/CD存取方式的共享集线器连接。
千兆位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。
千兆位以太网的管理与以前使用和了解的以太网相同，使用千兆位以太网，主干和各网段及桌面已实现了无缝结合，网络管理变得容易了。
令牌网
令牌网使用一种标记数据作为令牌，它始终在环上传输，当无帧发送时，令牌为空闲状态，所有的站点都可以俘获令牌，只有当站点获得空闲令牌后，才将令牌设置成忙状态，并发送数据。
数据随令牌至目的站点后，目的站点将数据复制，令牌继续环行返回到发送站点，这时发送站点才将俘获的令牌释放，令牌重新成为空闲状态。
一般令牌网指令牌环网（TokenRing）和令牌总线网（TokenBus）。
基于IEEE802.4标准的TokenBus是一种物理上的总线结构，而其站点组成一个逻辑的环形结构，令牌则在逻辑环上运行，其运行原理与TokenRing基本一样。
目前TokenBus非常少用；TokenRing是基于IEEE802.5标准的网络结构，目前说的令牌环网络多是指IBM的令牌传递环形网络的实现，它有4Mb/s和16Mb/s两种传输速率。
令牌环网络传输的主要特点是可以保证每个节点设备在可以预定的时间间隔获得对网络的访问，适用于对实时性要求较高的应用。
由于这种网络设备的价格较高，不利于普及，另外缺乏对多种服务和QoS的支持，在国应用的例子较少。
2.3安全需求
加强机房的防盗措施，以避免设备被盗。
设置防火墙，防止非法用户入侵。
分配各种用户权限，用户只能在授权围进行访问。
不使用安全性不高的密码定期修改密码，加强密码管理。
要求系统能有效防止网络的非法访问，保证关键数据不被非法窃取、篡改泄漏，使数据具有极高可信性。
要求能有效隔离各子网之间XX的相互访问，杜绝部网蠕虫病毒以及垃圾的泛滥。
第三章校园网建设目标
3.1设计目标
进行校园网总体设计，首先要进行对象研究和需求调查，明确学校的性质、任务和改革发展的特点及系统建设的需求和条件，对学校的信息化环境进行准确的描述；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校Intranet服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；第三是确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求建设目标和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；第四，确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；第五，规划校园网建设的实施步骤。
校园网总体设计方案的科学性，应该体现在能否满足以下基本要求方面：
（1）整体规划安排；
（2）先进性、开放性和标准化相结合；
（3）结构合理，便于维护；
（4）高效实用；
（5）支持宽带多媒体业务；
（6）能够实现快速信息交流、协同工作和形象展示。
3.2设计原则
3.2.1度身定制
俗话的说的好，最贵的不一定是最好的，适合自己的才是最好的。
所以对于这个校园网络的建设，我们要秉持着适合自己的原则，采用适合自己的网络设备，适合自己的拓扑图，适合自己的网络来设计某工学院的校园网络。
3.2.2素质教育与先进技术的完美结合
现代教育改革的需要。
在校园网中将计算机引入教学各个环节，从而引起了教学方法，教学手段，教学工具的重大革新。
对提高教学质量，推动我国教育现代化的发展起着不可估量的作用。
网络又为学校的管理者和老师提供了获取资源、协同工作的有效途径。
毫无疑问，校园网是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段，是解决信息时代教育问题的基本工具。
3.2.3校园网对网络设备的要求
以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音和视频图像等多媒体应用，采用基于交换的技术代替传统的基于路由的技术，并且能确保网络技术和网络产品在几年基本满足需求。
3.2.4可扩展性
校园网的整体性能主要由主干网决定，可通过升级交换机来提高主干的容量，从而达到升级校园网的目的。
因为目前的网络方案是基于满足当前需求的，随着用户应用规模的不断扩大，网络应可以方便地进行扩充容量以支持更多的用户和应用；随着网络技术的不断发展，网络必须能够平稳地过渡到新的技术和设备。
为了保护用户的投资，本方案中的网络设备在将来网络升级或再投资的情况下，能够随时通过增加网络设备或模块来对现有设备进行升级和扩充，并能把替换下来的设备应用到分支或边缘网络上。
本方案充分考虑到未来网络升级的平稳衔接，保证网络通讯介质、网络设计核心的向后兼容性。
选择网络拓扑结构的同时还需要考虑将来的发展，由于网络中的设备不是一成不变的，如需要添加或删除一个工作站，对一些设备进行更新换代，或变动设备的位置，因此所选取的网络拓扑结构应该能够容易的进行配置以满足新的需要。
第四章校园网网络工程设计方案
4.1概述
目前一般是将校园网划分为核心层、汇接层和三层汇聚，对于规模不大的校园网，核心层与汇接层可以合在一起，以简化网络体系。
但是，校园网的建设是一个渐进过程，网络的不同层次可能由不同的投资者分别建设，同一个层次也可能由多个投资者分别建设。
核心层：
网络中心位于逸夫楼和图书馆，负责整个网络的运行、管理和维护工作。
汇聚层：
1.一级汇聚：
分中心机房位于11#楼和22#楼，分中心机房中分别放置了一台思科WS-C3560G-48TS-E交换机，用来与中心机房的核心交换机连接，同时又与下一级的交换机连接。
2.二级汇聚：
教学楼、食堂、体育馆、男女生宿舍，实习楼和实验室等，采用思科WS-C2960-24TT-L交换机三层交换机分别与中心机房连接
3.三级汇聚：
三层汇聚即是整个网络的最下层。
在一级汇聚的基础上，又往下一层进行展开网络，每层楼的交换机用室12芯多模光纤与本栋楼的管理间交换机进行连接。
这样，就形成了整个网络的三层体系结构。
4.2校园网络系统的构成
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）系统以及各种外设组成。
以学校的网络中心为全网中心，采用千兆以太网技术，将全校的计算机及已有的局域网全部连网，对于数据、图形、图像、语音、视频等信息都有较好的传输效果，使得教学、科研、管理等网络应用能够平滑高效地在校园网上运行。
整个网络要求设计成为Intranet/Internet应用模式，具有高速、开放、安全、易于管理的特点。
我们对用户的需求分析如下，在校园网部，将以位于逸夫楼和图书馆的网络中心为核心，通过光纤，采用多级星形辐射至各楼，从而构成整个校园网的主干，主干网要求采用千兆以太网技术。
全校信息点的大致在1500个左右，各信息点的网络带宽将视其应用的性质，进行合理地分配，分为100M以及1000M等量级。
4．3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：
1、总体规划，分步实施，基础设施建设一步到位
考虑到学校资金、学校计算机应用的现状、学校教职员的现有水平以及网络建设和应用系统开发的固有规律，学校网络系统的建设应该分步实施。
但是分步实施是在总体规划下的分步实施。
没有总体规划，整个系统有可能陷入各个部分相互不兼容和前期投资的极大浪费。
基础设施建设，这里主要是指综合布线系统的建设，采用一步到位的办法。
信息技术的应用与普及，较早地在高校得以实现，而现代信息技术正在向高校教学、科研、管理的每一个环节渗透，将改变传统的教学模式并大幅度提高教育资源的利用效率。
数字化校园、网上大学已被人们熟悉，高等教育正在走向全面的信息化。
2、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。
应用系统的覆盖围相当广泛，大致就是功能需求里提到的几个方面：
校园网部应用（Web发布系统、信息查询系统、电子系统、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。
3、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。
4．4方案设计
校园网的骨干由网络中心、教学楼、男女生宿舍楼等组成。
网络中心（逸夫楼和图书馆）与其它楼之间的连接以光纤来实现。
所有的服务器都放置在网络中心，以保证足够的带宽和便于维护管理；校园网能过电信宽接入CERNET，并能过CERNET连入INTERNET，为了防止外部的非法攻击、恶意访问，建议增加防火墙来保证网络的安全可靠，并通过增加记费设备来实现网络流量记费。
网络中心位于逸夫楼和图书馆，核心层的功能主要实现骨干网络之间的优化传输，骨干层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。
网络的控制功能最好尽量少在骨干层实施。
各楼设置1－3个配线间，将楼的信息点全部集中到各配线间，采用百/千兆接入交换机提供各信息点接入的需要，通过千兆连
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