校园局域网的规划与构建

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业安徽国防科技职业学院毕业（设计）论文论文题目校园局域网的规划与构建专业：班级：姓名：指导教师：完成时间：摘要信息技术日新月异的今天，网络技术发展迅猛，信息传输已经不仅仅局限于单纯文本数据，数字数据的传输，随之而来的是视频，音频等多媒体技术的广泛运用。随着技术的发展，网络设备性能和传输介质容量有了极大的提高，但是由于用户需求的日益提高，网络环境的日益复杂，使得网络规划成为一项越发困难的课题，作为校园局域网的规划成败与否，将直接影响到学校教育网络系统性能的高低，从而影响教学进程和教学效果。通过校园网，实现学校内部，学校与国内、国际信息的快速交流，达到资源共享，使广大师生及时了解国内外科学技术和高等教育发展的最新动态，促进教学、科研、管理事业的发展。校园网作为信息化建设的重要基础设施成为了学校的教学及管理不可缺少的一部分。下面主要对校园局域网的规划与构建进行探讨。主要介绍校园网的设计目标，如何对校园网进行规划以及各设备之间的连接，对于网络的安全问题进行了阐述。AbstractToday,theever-changinginformationtechnology,networktechnologyisdevelopingrapidly,informationtransmissionhasnotonlylimitedtosimpletextdata,digitaldatatransmission,followedbyvideo,audio,suchastheextensiveuseofmultimediatechnology.Astechnologyadvances,theperformanceofnetworkequipmentandtransmissionmediumcapacityhasgreatlyimproved,butduetotheincreasinguserrequirements,increasinglycomplexnetworkenvironment,networkplanningmakesallthemoredifficultatask,astheplanningofthecampusLANsuccessorfailurewilldirectlyaffecttheperformanceofschooleducation,thelevelofnetworksystem,thusaffectingtheteaching-learningprocessandtheeffectofteaching.Throughthecampusnetwork,therealizationofschools,schoolsanddomesticandinternationalexchangeofinformationquicklytothesharingofresourcessothatthemajorityofstudentsandteachersathomeandabroadtokeepabreastofthedevelopmentofhighereducationscienceandtechnologyandthelatestdevelopments,andpromoteteaching,research,managementdevelopment.Campusnetworkasanimportantinformationinfrastructureofthebuildingtobecometheschool'steachingandanindispensablepartofmanagement.Thefollowingmainlocalareanetworkoncampustodiscusstheplanningandconstruction.Introducesthecampusnetworkdesignobjectives,howtoplanforthecampusnetworkandthedevicesconnectedtothesecurityofthenetworkaredescribed.关键字：计算机网络局域网网络协议网络安全Keyword：ComputerNetworkLANnetworkprotocolsnetworksecurity目录 1网络基础知识1．1网络发展史自20世纪40年代第一台计算机问世以来，计算机技术的发展已走过了半个多世纪的历程，而Internet的建立和发展更是将计算机技术这项20世纪最为卓越的科技成就发挥得淋漓尽致，使我们在不知不觉中走进了以网络为中心的信息处理时代。如今，计算机网络已成为社会结构和生活的一个基本组成部分，网络被运用于工商业的各个方面，包括广告宣传、生产、发运、计划、报价以及会计等等。国际互联网是人类历史发展中的一个伟大的里程碑，它是未来信息高速公路的雏形，人类正由此进入了一个前所未有的信息化社会。人们用各种名称来称呼Internet，如国际互联网络、因特网、交互网络、网际网等，它正以可喜的速度向全世界各大洲延伸和扩展，不断增添吸收新的网络成员，已经成为世界上覆盖面最广、规模最大、信息资源最丰富的计算机信息网络。1．2局域网的概述1．2．1局域网的定义所谓的局域网(LocalAreaNetwork，简称LAN)，是指范围在几十米到几千米内办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。一个局域网可以容纳几台至几千台计算机。按局域网现在的特性看，计算机局域网被广泛应用于校园、工厂及企事业单位的个人计算机或工作站的组网方面。目前常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）、令牌环网（TokenRing）、交换网Switching等，他们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网。主要的网络协议有TCP/IP协议、超文本传输协议（HTTP）、文件传输协议（FTP）、远程登入协议（Telnet）。1．2．2局域网的特点

由于局域网传输距离有限，网络覆盖的范围小，因而具有以下主要特点：(1)地理分布范围较小，一般为数百米至数公里，可覆盖一幢大楼、一所校园或企业。(2)数据传输速率高，可交换各类数字和非数字信息。(3)传输质量好，误码率低。(4)数据通信处理一般由网卡完成。(5)协议简单、结构灵活、组网成本低、周期短、便于管理和扩充。1．2．3局域网的分类(1)按传输介质分类按照网络的传输介质分类，可以将局域网分为有线局域网和无线局域网两种。某个局域网通常采用单一的传输介质，比如目前较流行的双绞线，而城域网和广域网则可以同时采用多种传输介质，如光纤、同轴细缆、双绞线等。(2)按拓扑结构分类网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何形式。按照拓扑结构的不同，常见的计算机网络拓扑结构有：总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构等。图1-1网络的拓扑结构方案说明(1)拓扑结构：网络中心采用单核心，分节点交换机采用千兆双绞线上行至网络中心核心交换机（4506）的二层结构。(2)核心交换机选型说明：选用思科6插槽全模块化交换机，交换机具备背板带宽达64G、双电源冗余特点。其中模块4306，支持每个GE接口的全线速转发。(3)楼层交换机选型说明：选用思科牌固定24/48个100M端口的二层交换机，交换机背板带宽达13.6G，支持每个接口的全线速转发。(4)路由器选型说明：选用思科六插槽全模块化路由器7206。引擎模块代2个100M接口，ATM模块根据具体情况选其一。(5)防火墙选型说明：选用思科PIX525非限制版硬件防火墙，每台防火墙配置有6FE接口，2FEE可用做连接路由器和交换机，4FE可用做连接DMZ区的服务器。1．3局域网的组网设备1．3．1网卡网卡又称为网络卡或网络接口卡，是物理上连接计算机与网络的硬件设备，是计算机与局域网通信介质间的直接接口。由于网络技术的不同，网卡分为ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。目前大概80％的局域网组建时都采用以太网网卡。它的主要工作原理为：整理计算机发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。在选择网卡时要注意网卡的速度和接口类型。1．3．2集线器局域网一般由计算机、网卡、网线、集线器等组成。而其中集线器的作用就显得非常大。集线器的英文名叫做HUB，该单词有”中心”的含义。正如其名字，HUB就是网络的中心。用网络术语来说，它是基于星型网络拓扑的接线点。集线器的基本功能就是信息分发，它把在一个端口接收到的信号向所有端口分发出去。有些集线器在分发信号集线器是对网络进行集中管理的重要工具，是各分支的汇集点，其实质是中继器，主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。1．3．3交换机交换机是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。1．3．4传输介质要连接局域网，网线是必不可少的。在局域网中常见的网线主要有双绞线、同轴电缆、光纤三种。一般局域网连线用的大都是双绞线。双绞线是由许多对线组成的数据传输线。其特点就是价格便宜，因此被广泛应用。同轴电缆是由一层层的绝缘线包裹着中央铜导体的电缆线。它的特点是抗干扰能力好，传输数据稳定，价格也便宜，同样被广泛使用。光纤是目前最先进的网线，但它的价格较贵。由于是靠光波传送，所以它的特点是抗电磁干扰性极好，保密性强、速度快、传输容量大等。2校园网总体规划2．1校园网的建设目标确立校园网建设的目标，不仅要考虑技术方面，更要考虑环境、应用和管理等，必须与学校各方面改革、建设相结合，与学校长远发展相结合，科学论证和决策。根据这样的使用要求：建设一个技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域相连，形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统。在此基础上建立的校园网应具备以下三点应用目标：首先，学校的目的是通过教学过程来培养人才，因此对教学过程提供直接支持应是校园的基本功能。其次，校园网必须能够支持学校的日常办公和管理。再次，与Interent的联接也是校园网的基本功能之一。联接Interent可以使学校把目光投向更广阔的社会空间。大大扩展师生获取知识的途径，还可以增强校内外的沟通以及自由地发布教育消息。2．2校园网建设的主要内容校园网建设主要包括网络基础设施建设、基本网络服务系统建设、网络应用支持系统建设、网络信息服务系统建设等几部分。(1)网络基础设施主要包括校园网络以及工作在这些网络之上提供服务的服务器系统等。(2)基本网络服务包括最常用的Internet服务和实现上层网络应用所依赖的基础服务。应用支持系统是数字化校园的核心部分，它包括综合管理自动化系统、数字化图书馆、网上教学系统、办公自动化系统、教学资源库等。(3)信息服务系统是直接面向用户的系统，它为用户提供一个统一的界面来获取各种应用系统的服务。2．3建设遵循的原则(1)系统性。校园网是一个复杂的系统，校园网建设无疑是一个复杂的系统工程。网络的规划、设计、硬件建设、软件建设以及网络的使用、扩充等均以系统的眼光来看等。硬件方面，配备好符合要求的各种硬件设施（包括终端设备），要保证数字化资源在网络上有足够的带宽顺利传送，要建立带有WEB服务、电子邮件、文件传输、超文本浏览、视频点播、BBS等基本网络功能的服务器。软件方面，安装好校园网网络系统上的各种应用系统。如网络办公管理系统、网络多媒体教学系统、通信信息服务系统、视频点播、电子阅览室、电子考试系统、后勤管理系统等应用产品。(2)先进性、实用性。校园网规划、设计尽可能地采用先进成熟的主流技术，采用业界相关国际标准，同时也要兼顾技术的成熟性和实用性。计算机网络技术的发展一日千里，不考虑技术的先进性，无疑会形成建成不久即面临淘汰的局面。而一味追求先进，不考虑技术的成熟性，将存在巨大的风险。因为先进性是以大量的资金投入为代价的。另一方面，一味追求先进，以至脱离自己的实际需求，也是没有实际意义的。(3)开放性、发展性。系统的规划、设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，设备选型要是先进和系列化的，系统应是可扩充的。建立有良好的兼容性，以利于网络的维护、扩展、升级及与外界的沟通。既要满足现在和未来五年的用户需求，又要考虑将来向更为先进的技术实现低成本平滑地升级过渡。(4)可靠性和安全性校园网络是各种应用的统一通信平台，平均无故障时间以及故障恢复时间，要保持在一个可容忍的许可范围之内。在这种前提下，主干设备应有一定的冗余度，这种冗余度不单单只是设备级的，也应该考虑物理线路，数据链路层、网络层以及应用层的容错能力。网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证。在网络设计时，应选用高可靠性的网络产品、合理的网络架构，制订可靠的网络备份策略，保证网络具有较好的故障自愈能力，以减少网络中断时间。(5)经济性结合日益进步的科技新技术和校园的具体情况，制定合乎经济效益的解决方案，在满足需求的基础上，充分保障学校的经济效益。坚持经济性原则，力争用最少的钱办更多的事，以获得最大的效益。2．4网络设计问题对于这样一个大的工程项目的建设，网络平台是所有系统的基础、关键。综合用户需求，网络技术和设计原则，在对校园网络方案的设计中，我们重点考虑了下列问题。(1)媒体的需求随着新技术的出现以及硬件成本的较低，在网络上传送视频、音频等多媒体信息越来约成为用户的需求，在校园网络系统里，从多媒体教学角度出发，这一需求显得更加重要。这要求我们在网络设计中充分考虑多媒体信息传输的要求。(2)拟网络技术的应用出于各个学校的行政设置、建筑物的集中布线方式以及一些应用和安全的考虑，虚拟网的划分是必须的，此外，用户需要的不仅仅是简单的划分，更多的是如何有效的，简便的、动态修改和配置他们。(3)网络管理学校网络系统将会分布在学校各个楼宇、楼宇内楼层的各个角落，日常的网络维护和操作的工作量大大增加，网络系统需要一个可靠，便捷、功能强大的网络管理系统来充分有效的管理和利用网络资源。2．5校园局域网的设计(一)系统需求分析校园网连接建筑物有教学楼、行政楼、图书馆、实验楼等，确定网络中心，再通过光纤将其他建筑联系起来。通过DDN专线将整个校园网连入教育科研网CERNET，即连入国际互联网。开通WWW、E-MAIL、FTP、TELNET、BBS等各种INTERNET服务。全校开通办公自动化系统、视频点播多媒体教学系统。(二)系统构成校园信息系统网络应是为办公、科研和管理服务的综合性网络系统。一个典型的信息系统网络通常由以下几部分组成：(1)网络主干，用于连接各个主要建筑物，为主要的部门提供上网条件，主干的选型和设计是信息系统网络的主要工作之一。(2)局域网（LAN）系统，以各个职能部门为单位而建立、独立的计算环境和实验环境。(3)主机系统，网络中心的服务器和分布在各个LAN上的服务器是网络资源的载体，它的投资和建设也是信息系统网络建设的重要工作。(4)应用软件系统，包括网上Web公共信息发布系统、办公自动化系统、管理信息系统、电子邮件系统、行政办公系统、人事管理系统和财务系统等专用的系统。我们认为更主要的是建设内部的Intranet系统。(5)出口（通讯）系统，是指将信息系统网络与Cernet和Internet等广域网络相连接的系统，出口系统的主要问题包括两个方面：一个是选择合适的连接方式，如DDN、X.25、卫星、微波等方式连网；另一个是防火墙的建设，它与出口系统的安全性有直接的关系。(三)网络技术选型在局域和园区网络中有多种可选的主流网络技术，以下我们将针对不同技术类型，简单阐明其特点，为我们的技术选型提供科学的依据。主要选用以下三种网络技术方案：以太网络技术、FDDI网络、ATM网络。结合校园网系统设计原则和用户的具体需求，我们可以得出一个最佳的主干设计方案。所推荐的方案采用交换式千兆以太网作为校园网范围内的全网主干，10M/100M交换式子网接入。在方案中，中心机房放置着中心交换机、服务器群、路由器等网络设备，这些设备以中心交换机作为中心，以星形拓扑结构通过无屏蔽双绞电缆线连接在一起。网络中心与子网的连接，是根据与子网的距离，通过光纤和无屏蔽双绞电缆线将中心交换机和子网的交换机或集线器连接起来。(四)信息服务系统的描述校园网上信息服务系统主要提供WWW服务、电子邮件服务、文件传输服务和域名服务等功能。校园网信息服务可选择两台服务器：一台服务器提供WWW和数据库存取，用于实现图书馆书目查询和学校主页等信息服务；另一台服务器主要提供域名服务（DNS）、邮件服务、文件传输服务。我们选择NetscapeEnterpriseServer作为WWW的服务器，数据库服务器采用InformixOnlieWorkgroupServer，并以NetscapeLiveware作为基本的开发平台。通过编写HTML和JavaScript程序，除了能提供静态的多媒体信息，我们还可以开发出Web上的交互式的应用，直接访问Informix数据库上的信息资源，或通过MicrosoftODBC间接访问传统FOX数据库上的内容。图书馆书目查询和学校主页服务将通过这种结构实施。电子邮件服务可以通过NetscapeMessagingServer来提供。DNS服务由MicrosoftNTServer4.0包含的DNSServer提供。FTP服务由NT包含的InternetInformationServer中的FTPServer提供。校园网上所有的计算机都将安装NetscapeNavigatorGold3.0浏览软件，该程序支持HTTP、POP3和FTP等协议，通过它访问NetscapeEnterpriseServer3.0、NetscapeMessagingServer3.0和FTPServer，可以在一个集成环境里为师生提供各种各样的信息服务。计算机的操作系统主要是MicrosoftWindowsXP中文版。(五)教学子网的设计校园网建网的目的之一，是利用网络实现多媒体教学，如：交互式多媒体课堂、电子阅览室、教师培训等。多媒体教学的难点在于实现视频信号的传送(如VOD视频点播)。目前在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟，但传送压缩后的视频数据确是可行的。根据教学子网对速度要求较高的特点，可以采用了联想LS－5625智能型24＋1和10/100M自适应以太网交换机，它提供24个10/100M交换式端口和一个扩展插槽，可选插1个8联的10/100Base－TX、1个2联的100Base－FX或1个1联的千兆以太网模块。但实际上大量用户(指超过60个流)的视频传输的瓶颈在于存储介质的外部传输速率，因此可选用多通道的磁盘阵列接多台主机的方式提高访问的总线带宽。(六)办公子网的设计办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，能够实现对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作，同时，应该能够满足支持视频传送的要求。鉴于此，办公子网采用了联想LH－262724＋3的10/100M自适应集线器或LH－261312＋1的10/100M自适应集线器，这两款集线器除具备普通双速集线器功能外，还专门提供了交换式端口，能够为连接在该端口上的设备提供独享的10/100M带宽，极大地提高数据传输速率，解决服务器瓶颈问题。(七)电源及电源的布线设备间内安放计算机主机时，应按照计算机主机电源要求进行工程设计。设备间、交接间应采用可靠的交流220V、50Hz电源供电。在机房进行电源布线时，应根据整个机房的布局和UPS的容量来安排，在规划中的每个机柜和设备附近，安排相应的电源插座，插座的容量应根据接入设备的功率来定，并留有一定的冗余，一般为10A或15A。电源的线径应根据电源插座的容量并留有一定的容量。(八)校园网信息平台软件的选型校园网的应用软件应能够满足学校日常办公、通讯、管理、教学、研究、远程教育等方面的需要，满足这些应用需要大量的应用软件，我们把校园网应用软件分为：多媒体课件、教师备课系统、学校业务管理软件、电子教室及相关应用软件、电子图书、网上学校平台、办公信息平台，以及其他特定应用软件。整个校园网的应用以资源为核心。信息平台应该是一个基础性的信息平台，其它系统,如备课系统、业务管理系统等所产生的信息均可以通过它进行交流、共享。它一方面起信息通道的作用，另一方面还是一个资源中心，各种信息资源都被有效储存。所以选择信息平台是个很重要的工作。根据考察分析和试用觉得开发技术先进更利于使用，所以建议选择B/S这种先进模式开发的信息平台。网络信息平台还可以根据学校自身的特点作个性化的修改，增加了各个学校办学特色的补充，使它更加便于应用。(九)网络安全在越来越多的学校通过城域网连接实现互连，网络安全问题也就凸现出来了。校园网络不仅会面对病毒感染、非法侵入的外部威胁，还会遇到资料外流、网络窃听、伪装的内部威胁，以及不务正业、误用非法网址等管理问题。为保障学校的网络使用安全和管理，采用神州数码硬件防火墙DCFW-2000。DCFW-2000防火墙专为校园网络应用而设计，独特的色情防堵功能可以防止用户访问色情和反动网站，还可防止对含有上述信息内容的搜索，能够净化网络内容；防病毒接口可使防火墙与外挂的网络防病毒产品InterScan密切配合，防止病毒的侵入。对于数据的安全保护，理想的办法是在内部网络中采用基于密码技术的数字身份认证和高强度的加密数据传输技术，同时采用安全的密钥分发技术，这样既防止用户对业务的否认和抵赖，同时又防止数据遭到窃听后被破解，保证了数据在网上传输的可靠性。2．6网络拓扑的选择在创建校园局域网的过程中，我们一般选择星型拓扑结构。星型拓扑是由中央节点和通过点对点链路接到中央节点的各站点组成。其优点是结构简单，管理方便，可扩充性强，组网容易。利用中央节点可方便地提供网络连接和重新配置；且单个连接的故障只影响一个设备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维护。2．7备的选择与布线系统的设计选择网络设备，首先要符合CERNet、Internet等国内、国际联网标准；其次要能支持多种网络协议，如TCP/IP、IPX、DECnet等常用网络协议，具有良好的可靠性、可扩充性和可管理性；第三，价格在预算范围内，有良好的性能价格比；第四，应选择信誉高的网络产品公司的优质产品，其国内外有成功的使用经验，有良好的售后服务。组成校园网的硬件有以下四类：一是网络服务器；二是网络工作站、三是网络适配器，又称为网卡；四是连接线，学名"传输介质"，主要是电缆或双绞线，还有不常用的光纤。出于硬件上的专门考虑，有条件最好购置专门的文件服务器。因为服务器的硬盘存速度对网络的影响很大，所以专用的服务器就对数据存储、速度、可靠性都有考虑，诸如硬盘镜像、双工等容错技术一般都会得到应用。不过一般的小型校园网，采用PII级的微机，配备一个或数个的大容量硬盘和一个32位的网卡也可以满足要求。网卡虽然有16位和32位之分，但一个网络无论用16位或32位网卡，最好均用同一品牌，以保证良好的兼容性。一般而言，市场上兼容产品的质量还可以，对小型校园网的影响不明显。目前购买网卡应购买即插即用型网卡。2．8布线方案综合布线系统应是开放式星形拓扑结构，应能支持电话、数据、图文、图像等多媒体业务需要。以交换式千兆以太网作为局域网的主干，按10M/100M交换式子网方式接入。局域网布线设计一般采用多级物理星型结构、点到点连接，任何一条线路故障均不影响其他线路的正常运行。网络采用分散式三层交换体系，二级交换机具有第三级交换能力，主干线路压力小，而且全部实现百兆交换入室。三级交换机可以堆叠，能将一个主干和桌面交换机组成一个整体，提供足够的交换口，可扩展性好。(1)主干网选用千兆以太网，其第三层以太网路由器交换机大都满足IEEE802.3Z标准，技术成熟，具有流量优先机制能有效保证多媒体传输时的QoS(QualityofService服务质量)。(2)千兆以太网具有良好的兼容性和可扩展性，在ATM技术成熟时，可平滑集成到ATM网络中，作为ATM网的边缘子网。(3)工作组子网可选用100M交换模式。使用户终端独占100M带宽的数据交换。在核心交换机与工作组交换机之间，采用100Mbps传输带宽，当使用全双工时，传输