校园网设计与规划.doc

安徽工业职业技术学院毕业设计校园网的设计与规划系 部： 信息工程系 专 业： 计算机网络技术姓 名： XXX 班 级： 09网络X班 指导教师： XXX 目 录摘要3绪论4第一章 校园网简介51.1什么是校园网51.2校园网有什么作用5第二章 校园网的现状及需求分析72.1 计算机网络系统现状72.2 网络系统及业务需求分析8第三章 系统设计原则和实现目标93.1 网络系统设计原则93.2 系统建设目标103.3网络设计关键技术说明11第四章 系统总体方案设计134.1 网络拓扑结构设计134.2 网络系统接入设计134.3 网络设备选型14第五章 布线系统设计16第六章 网络安全、管理设计19总 结21参考文献22致 谢23摘 要20世纪后期互联网在我国取得了快速的发展，通过网络办公和网络交易的更为广泛，涉及到企业，单位，学校，军事等各个领域，教育发展也逐渐的走上了网络化，安徽工业职业技术学院拟定在校内建立校园内部网并与国际互联网络相连。互联网技术和现代化式的教育快速发展的结合使得校园网成为学校教育、教学的重要平台。学校的校园网已经成为重要的信息传递设施，其规模和应用水平已成为衡量学校教学与科研综合实力的一个重要标志。在能源学院校园网目前的实际情况和在充分调研的基础上，结合目前技术的发展方向和用户的实际需求，制订了学院校园校园网建设的整体设计方案。通过校园网的设计与建设，通过各种协议的链接与设备的选购，从而实现真正意义上的宽带多媒体网络，为师生提供教学、科研和综合信息服务。成为现代化办公的首要工具。关键字：校园网；协议；设备绪论随着网络的快速发展，作为新技术的发祥地，学校、尤其是高等学校，和网络的关系十分密切，网络最初是在校园里进行实验并获得成功的，许多网络新技术也是首先在校园网中获得成功，进而才推向社会的。根据学校的要求和原则，进行能源学院校园网综合系统设计，以满足校园内计算机网络系统的需要。对于本院校来说，由于将有越来越多的资料信息和管理平台放到校园网上，越来越多的用户使用校园网，校园网的可扩展性和可靠性成为选择合作伙伴的重要标准。建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事，校园网不只是涉及技术方面，而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成分的综合化、信息花管理系统。因此每个校园网的设计、建设都要经过周密的论证、谨慎的决策。针对本项目，本文做了以下工作：研究了数字化校园网的建设；调查比较了大型组网设备的性能的优缺点；分析了部分高校校园网组网技术方案；研究了基于校园网平台的信息安全问题；实现了拥有教学、科研、宽带多媒体网络和综合信息服务的校园网的规划设计。第一章 校园网简介1.1什么是校园网首先，首先，分为有线网络和无线网络，由于是用先进的建筑综合布线，技术构架可以更安全、可靠、便捷的计算机信息传输线路；其次，校园网的建设必须考虑到为学校教学、教育科研，利用成熟、领先的计算机网络技术规划计算机综合管理系统的网络应用，提供优质的网络化教学环境。因此，校园网应当是宽带、具有交互功能和专业性较强的计算机局域网络。校园网除了需要有必备的硬件设备和操作系统平台外，利用全面的校园网络管理软件、网络教学软件，实现学校多媒体教学资源、教师备课系统、电子图书阅览检索、多媒体教学软件开发平台、校园网站和教学资源网站建设等功能。为学校提供教学、管理和决策三个不同层次所需要的数据、信息和知识的一个覆盖全校管理机构和教学机构的基于Internet/Intranet技术的大型网络系统。校园网应该具有较先进的水平，体现现代教育思想，要把建设校园网的规划与学校的长远发展规划统一起来，同时把服务教学作为网络建设的着眼点和落脚点。1.2校园网有什么作用1、信息传递这是校园网络最基本的功能之一，用来实现电脑与电脑之间传递各种信息，使分散在校园内不同地点的电脑用户可以进行集中的控制管理。在校务部门建立网络服务器，可以为整个校园网络提供各类教学资源，并对这些资源进行综合管理。2、资源共享 信息资源共享。通过接入DDN或ISDN，很容易将校园网连接到internet,这样，网络内的各电脑终端不但可以互通信息资源，而且可以享受网络服务器上的相关数据及internet网上取之不尽，用之不竭的巨大信息资源，校园网在教学活动中的作用也将成倍地增强。 硬件资源共享。网络中各台电脑可以彼此互为后备机，一旦某台电脑出现故障，它的任务就由网络中其他电脑代而为之，当网络中的某台电脑负担过重时，网络又可将新的任务转交给网络中较空闲的电脑完成。 3、网上资源提高教学质量，方便教学以往传统的教学手段已经不能够满足时代进步的需要，学生也对粉笔和黑板的教学逐渐感到厌烦了。如何把课本里的东西，变得生动、形象，在以前是很难的，但现在就不算什么，依靠信息技术，从互联网我们可以找到教学资源，并可应用到教学中。第二章 校园网的现状及需求分析信息化建设目标的建设不但应考虑现有的硬件、软件，同时还应考虑学校教师的信息化教育能力；不但网络要建起来，软件也要贴近应用，同时还应加强教师培训，才能逐步实现教育由应试教育转向素质教育转化。项目总体目标是：建立物理上覆盖学校教学楼与办公楼的千兆主干校园网，百兆交换到桌面，使学校所有部门的网络和计算机都能够方便地连接到网络；配置必要的计算机网络设备、布线设备和辅料，为学校的教学、管理和研究提供服务。本项目的需求可概括为如下几部分：2.1 计算机网络系统现状本学院很早就展开了计算机辅助教学，并建立了大规模的计算机实验室，学校拥有计算机上千台，但由于目前各个系都是自己组建自己的内部网络，采用的软件平台、硬件平台和网络结构各不相同，因此随着学校网络发展和各个学校之间互连网络的建成，现有的网络结构与水平已经不能适应高速发展的信息网络建设，主要表现在：1、由于各网络应用系统是各系根据本系自己的教学、实验、工作的需求组建的，因而各种信息既有大量的冗余，又有相互冲突。同时由于各套网络系统的开发单位不同，技术水平参差不齐，因此信息的规范化程度低，各部门信息无法共享，交互操作的难度很大。2、各系、各工作终端有自己的传输线路，传输速率不等，速率低且安全性、可靠性差，不利于统一管理，随着工作终端的增多，此问题将日益突出。3、由于当时组建网络时都是由本院自己开发，因此存在多种机型，多种操作系统，多种协议，网络异构等情况。所以很难实现资源共享、系统互访、统一管理，对于后期的开发难度很大，这将影响实现办公自动化。4、由于大部分系统没有实现客户/服务器模式。因此系统远程互访时，需要较大的带宽。5、由于校园内计算机之间对INTERNET都只能通过自己使用拨号网络方式连接，而目前学校已经拥有了自己的INTERNET 网络出口与自己的IP地址。这使得这些优势资源大家不能实现共享。2.2 网络系统及业务需求分析由于现有应用系统存在上述缺陷，而实际发展需求不可能在短时间内对所有网络系统进行更换，因此必须对目前的现状和需求进行科学的分析，制定出全局网络的规划，既能满足发展，又要容纳现有系统，具体要求如下：1、不对目前各网络系统做大规模修改，各系自己的网络系统应能平滑地过渡到整个校园网中。2、提供各种灵活多变的连网方式，系统要有一定的可扩充性和可扩展性。3、提供高速平台与足够的带宽，为将来的OA系统、图像系统、Internet/Intranet、远程教学、多媒体教学应用等系统提供一条可靠、健壮的“信息高速公路。4、必须对整个校园网进行有效的集中资源管理和网络管理。5、可以为校园内各个系之间提供邮件服务、BBS服务、文件服务、WEB服务等多种INTERNET服务。第三章 系统设计原则和实现目标3.1 网络系统设计原则在本系统设计中采用以下原则：实用性从保护各系原用的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发，充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。开放性构造一个开放的网络系统，是当前世界计算机技术发展的潮流，因此我们在整个系统的设计中采用的规范、设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑互联。先进性当今的计算机网络技术发展日新月异，把握不准的方向则可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，适合未来的发展，做到一次规划长期受益。可扩充性选择的联网方案及设备要能适应网络规划的不断扩大的要求，以便于将来设备的扩充；要能适应信息技术不断发展的要求，平稳地向未来新技术过渡。可靠性系统设计除采用信誉好，质量高的设备外，还采用一系列容错、冗余技术、提高整个系统的可靠性安全性安全性包括两个方面：一、网络用户级的安全性；二、数据传输级的安全性。3.2 系统建设目标组建的整个学校的校园网，既能将整个学校计算机都纳入整个校园网中，实现统一规划、分块工作、异地互联、整体管理，并有可为将来的应用扩展和系统的升级预留接口。 我们知道服务器的“四性”中有一个“可用性，网络系统也一样。它决定了所设计的网络系统是否能满足用户应用和稳定运行的需求。网络的“可用性其实就是表现在网络的“可靠性稳定性，要求网络系统能长时间稳定运行，而不要经常出现这样或那样的问题。 网络系统的“可用性通常是由网络设备(软件系统其实也有“可用性”要求)的“可用性决定的，主要体现在服务器、交换机、路由器、防火墙等重负荷设备上。这就要求在选购这些设备时一定不要一味地贪图廉价，而要选择一些国内、外主流品牌、应用主流技术和成熟型号产品。 另外，网络系统的电源供应在可用性保障方面也非常重要，特别是对于关键网络设备和关键用户机。这时就需要为这些节点配置足够功率的不问断电源(UPS)，在试电出现不稳定，或者停电时可以持续一段时间供用户保存数据、退出系统，以免数据丢失。通常像服务器、交换机、路由器、防火墙之类关键设备要接在有1个小时以上(通常是3小时)的UPS电源上，而关键用户机则需要接在支持1 5分钟以上的UPS上。 网络安全涉及到许多方面，最明显、最重要的就是对外界入侵、攻击的检测与防护。现在的网络几乎时刻受到外界的安全威胁，稍有不慎就会被那些病毒、黑客入侵，致使整个网络陷入瘫痪。在一个安全措施完善的计算机网络中，不仅要部署病毒防护系统、防火墙隔离系统，还可能要部署入侵检测、木马查杀系统和物理隔离系统等。除了病毒、黑客入侵外，网络系统的安全性需求还体现在用户对数据的访问权限上，一定要根据对应的工作需求为不同用户、不同数据配置相应的访问权限，对安全级别需求较高的数据则要采取相应的加密措施。 在安全性防护方面，还有一个重要方面，就是数据备份和容灾。这非常重要，在一定程度上决定了企业的生存与发展，特别是企业数据主要是电子文档的电子商务类企业。在设计网络系统时，一定要充分考虑到用户对数据备份和容灾，部署相应级别的备份和容灾方案。3.3网络设计关键技术说明局域网技术包括以太网802.3，令牌总线网802.4，随着现代化教学活动的开展和与国内外教学机构交往的增多，对通过Internet/Intranet网络进行信息交流的需求越来越迫切，为促进教学、方便管理和进一步发挥学生的创造力，校园网络建设成为现代教育机构的必然选择。校园网大都属于中小型系统，以园区局域网为主，一个基本的校园网具有以下的特点： 高速的局域网连接-校园网的核心为面向校园内部师生的网络，因此园区局域网是该系统的建设重点，由于参与网络应用的师生数量众多，而且信息中包含大量多媒体信息，故大容量、高速率的数据传输是网络的一项基本要求； 信息结构多样化-校园网应用分为电子教学（多媒体教室、电子图书馆等）、办公管理和远程通讯（远程教学、互联网接入）三大部分内容：电子教学包含大量多媒体信息，办公管理以数据库为主，远程通讯则多为WWW方式，因此数据成分复杂，不同类型数据对网络传输有不同的质量需求； 安全可靠-校园网中同样有大量关于教学和档案管理的重要数据，不论是被损坏、丢失还是被窃取，都将带来极大的损失； 操作方便，易于管理-校园网面向不同知识层次的教师、学生和办公人员，应用和管理应简便易行，界面友好，不宜太过专业化； 经济实用-学校对网络建设的投入有限，因此要求建成的网络应经济实用，具备很高的性能价格比。 快速以太网是一种非常成熟的组网技术，造价很低，性能价格比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建Intranet网的首选技术。长远来看如何保护现有投资。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。从目前的趋势来看，采用快速以太网技术是最适宜的。第四章 系统总体方案设计4.1 网络拓扑结构设计对本学院的校园网这种规模大、集成度高的网络，我们建议采用Client/Server结构模式，即将网络结构建立在各类信息分布处理和集中管理相结合的方式上；由于将数据处理工作放在各客户机(Client)独立处理，减轻了服务器（Server)的负担，设备的性能可得到了良好的应用，而且资源信息可以分布共享、集中管理，使得系统的可靠性、开放性不单单依赖服务器，互补性很强。这种结构灵活性好，速度快，可靠性高，是当今流行的网络系统方案。主干网在整个校园网络系统中占有举足轻重的地位，它是整个网络的中枢。主干网负责学校各个局域网之间的数据传输，信息发布，资源共享，学校以后的BBS，办公自动化系统，VOD系统，远程教学系统，INTERNET接口，与其他兄弟学校的数据交换都将运行在这个网络上，因此，主干网的好坏直接影响到以后网络系统的运行效率，速度快慢,网络性能等参数。因此，建立一条高速的、多能的、可靠的、易扩展的主干网络，解决目前存在的带宽问题，和适应未来发展的需要是校园网建设中一个重要的课题。4.2 网络系统接入设计建设校园网络，本着少花钱办大事的原则，充分利用有限的投资，在保证网络先进性的前提下，选用性能价格比最好的设备，我们认为校园网建设应该遵循以下原则： 标准化和开放性 网络协议采用符合ISO及其他标准，如：IEEE、ITUT、ANSI等制定的协议，采用遵从国际和国家标准的网络设备。 可靠性和可用性 选用高可靠的产品和技术，充分考虑系统在程序运行时的应变能力和容错能力，确保整个系统的安全与可靠。 设备的兼容性 选用符合国际发展潮流的国际标准的软件技术，以便系统有可靠性强、可扩展和可升级等特点，保证今后可迅速采用计算机网络发展出现的新技术，同时为现存不同的网络设备、小型机、工作站、服务器、和微机等设备提供入网和互连手段。 实用性和经济性 从实用性和经济性出发，着眼于近期目标和长期的发展，选用先进的设备，进行最佳性能组合，利用有限的投资构造一个性能最佳的网络系统。 安全性和保密性 在接入Internet的情况下，必须保证网上信息和各种应用系统的安全。 扩展性和升级能力 网络设计应具有良好的扩展性和升级能力，选用具有良好升级能力和扩展性的设备。在以后对该网络进行升级和扩展时，必须能保护现有投资。应支持多种网络协议、多种高层协议和多媒体应用。 4.3 网络设备选型校区网络建设应该以应用为核心，在设计中充分考虑到教育管理和多媒体教学的要求，并且网络技术上应该具有一定的先进性，同时还要为以后的扩展留有一定的空间。为此校园校区网络网应该能达到以下要求：稳定可靠的网络只有运行稳定的网络才是可靠的网络，而网络的可靠运行取决于诸多因素，如网络的设计，产品的可靠，而选择一个具有运营此类网络规模经验的网络合作厂商则更为重要。要求有物理层、数据链路层和网络层的备份技术。QoS保证随着网络中多媒体的应用越来越多，这类应用对服务质量的要求较高，本网络系统应能保证QoS，以支持这类应用。安全性网络系统应具有良好的安全性，由于网络连接园区内部所有用户，安全管理十分重要。网络具有防止及便于捕杀病毒功能。应支持VLAN的划分，并能在VLAN之间进行第三层交换时进行有效的安全控制，以保证系统的安全性。校区网络与校园网相连后具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客入侵网络系统。可对接入因特网的各网络用户进行权限控制。容易控制管理对于网络管理，要求采用智能化网络管理软件，实现对网络的自动监测和控制。并支持虚拟网络功能，对网络用户具有分类控制功能。第五章 布线系统设计网络中心连接各建筑物用6芯多模光纤。楼内采用5类双绞线。每个信息点配有一个RJ-258针模式插座。每个插座由对非屏蔽线缆单独配线，可用于数据和图像等连接应用。信息点实用的标准针模式连接插座，应符合ISO8877标准和EIA/TIA568协会的机械性能和电器性能标准。综台布线是校园建设中的一项新兴技术工程项目，它不完全是建筑工程中的“弱电”工程。智能化建筑是由智能化建筑环境内系统集成中心利用综合布线系统连接和控制“3A”系统组成的。布线系统设计是否合理，直接影响到“3A”的功能。(3A即楼宇自动化Building Automation、办公自动化Office Automation、通信自动化Communication Automation)。星型拓扑结构布线方式，具有多元化的功能，可以使任一子系统单独地布线，每一子系统均为一独立的单元组，更改任一子系统时，均不会影响其它子系统。一个完善确定设计的布线走线系统，其目标是，在既定时间以外，允许在有新需求的集成过程中，不必再去进行水平布线，损坏建筑装饰而影响审美。所有基本型、增强型、综合型综合布线系统都能支持语音、数据、图像等系统，能随工程的需要转向更高功能的布线系统。它们之间的主要区别在于：支持语音和数据服务所采用的方式；在移动和重新布局时实施线路管理的灵活性。1基本型综台布线系统的特点(1)是一种富有价格竞争力的综合布线方案，能支持所有语音和数据的应用；(2)应用于语音、语音数据或高速数据；(3)便于技术人员管理；(4)采用气体放电管式过压保护和能够自复的过流保护；(5)能支持多种计算机系统数据的传输。2增强型综合布线系统的特点增强型综合布线系统不仅具有增强功能而且还可提供发展余地。它支持语音和数据应用，并可按需要利用端子板进行管理。(1)每个工作区行二个信息插座，不仅机动灵活，而且功能齐全，(2)任何个信息插座都可提供语音和高速数据应用；(3)按需要可利用端子板进行管理；(4)是一个能为多个数据设备制造部门环境服务的经济有效的综合布线方案(5)采用气体放电管式过压保护和能够自复的过流保护。3综合型综合布线系统的特点综合型综合布线系统的主要特点是引入光缆，可适用于规模较大的建筑物或建筑群，其余特点与基本型或增强型相同。综合布线系统设计要领：在PDS设计起始阶段，设计人员要作到：评估用户的通信要求和计算机网络要， 评估用户楼宇控制设备自动化程度，评估安装设施的实际建筑物或建筑群环境和结构，确定通信、计算机网络、楼宇控制所使用的传输介质将初步的系统设汁方案和预算成本通知用户单位。介质及连接硬件的性能规格在结构化布线系统中,布线硬件主要包括:配线架、传输介质、通信插座、插座板、线槽和管道等。介质主要有双绞线和光纤,在我国主要采用双绞线与光缆混合使用的方法。光纤主要用于高质量信息传输及主干连接,按信号传送方式可分为多模光纤和单模光纤两种,线径为62.5/125微米。在水平连接上主要使用多模光纤,在垂直主干上主要使用单模光纤。接头及插座在每个工作区至少应有两个信息插座,一个用于语音,一个用于数据。插座的管脚组合为 :1&2、3&6、4&5、7&8。我国基本上采用北美的结构化布线策略,即使用双绞线十光纤的混合布线方式。 双绞线又分为屏蔽线与非屏蔽线两种。值得注意的是，屏蔽电缆不能决定系统的整体EMC性能。屏蔽系统的整体性取决于系统中最弱的元器伯。如跳接面板、连接器信息口、设备等。因此,若屏蔽线在安装过程中出现袭缝,则构成子屏蔽系统中最危险的环节。第六章 网络安全、管理设计计算机网络安全是指利用网络管理控制和技术措施，保证在一个网络环境里，数据的保密性、完整性及可使用性受到保护。计算机网络安全包括两个方面，即物理安全和逻辑安全。物理安全指系统设备及相关设施受到物理保护，免于破坏、丢失等。鉴于学校自身的特点，系统的可靠性及安全性尤其重要，遵循本系统设计原则中可靠性，安全性两点，制定出以下细则：系统安全性由于学校自身的特点，系统必须具有较高的安全保密性能，本系统应针对不同的对象、环境、防止非法侵入和机密泄露，避免灾难性事件的发生。环境安全性主要是网络、微机所在环境的安全性，所以在主机房的设计方面一定要在UPS电源保障、通风设备、消防设备、烟火预警、监控等方面要考虑周全，按照国家标准进行设计，避免灾难性事件的发生。设备安全性所选用的网络设备,服务器、微机设备，其质量必须稳定可靠、服务过硬，并能通过美国FCC CLASS B级标准，尽可能地减少电磁泄漏量，以保证数据和人体的安全性。应用系统设计安全性所选的网络操作系统、数据库开发平台工具必须能够提供多级安全机制，如多级口令、备份、数据恢复等。系统的可靠性对于学校来说，一个系统的正常运行尤为重要，一旦在关键时刻系统出现过障率小，便于维护。在系统结构设计中应充分考虑到网络的负载，尽可能避免网络瓶颈，以及对过障点的隔离作用。物理结构上采用双环树型和星型拓扑结