某中学网络设计方案参考

某中学校园网建设解决方案目录学校简介…………2校园网工程需求及分析…………2……………………2……………………2……………………2……………3总体目标……………3设计原则……………3主干技术选择……………………43.1动态IP光纤传输技术……………………43.2千兆以太网技术……………4网络设计规划……………………4……………………4……………………54.3IP地址规划………………6设备选型…………6………………6……………………6支持和技术服务…………………7……………………7…………………7附录………………7……………………7……………………8一、学校简介随着教育信息化应用的深化，校园网出现了由单纯物理型网络向业务型网络的转变，多媒体教学、远程教育等多种综合业务在校园网中同时运行。瑞安市五中是一所省A级重点普高。瑞安市五中校区分为教学区和宿舍区。教学区内有1栋电教楼（为整个校园网的核心，囊括了数字化校园的信息管理和控制中心，包括部分教师办公室、备课室、实验室等;有3间多媒体教室，每间教室有65台学生机）、2栋教学楼（76个节点）、1栋办公楼（100个节点）、1栋文艺楼（32个节点）和1栋图书楼（72个节点）。随着学校的不断发展，学校正努力将自己发展为一所现代化的多媒体网络化教学的学校，已适应教育信息化。二、校园网工程需求及分析2.1网络现状学校原建有一间多媒体教室和相对简单的网络中心。随着计算机应用水平和中学计算机教学需求的不断提高，原有网络已经不能满足应用需求。2.2用户需求学校决定对网络进行全面升级，以实现校园内部资源共享。通过建立学校主页、教师主页、学生个人主页、电子邮箱以及电子公告牌等信息发布窗口，发布有关教学信息，建立学校、教师、家长和学生之间的交流平台。网络改造后，每间教室拥有一个可以随时接入Internet的网络系统，并且这些教室中的网络连成统一的校园网。通过校园网，全校教师可以将教学资料和学习课件进行广泛交流。另外，通过配备装有UPS的机房，可以组织各种级别的网上考试，即使出现市电中断也可以保证考试不会受到干扰。还有，教学软件为学校提供一个具有资源共享、多媒体教学、视频点播、网络资源的搜索和查询、个性化自主学习、基于Internet的研讨和交流的完整系统。学校可以通过该系统不断完善教学资源库和信息资源库，以满足教学、学习、软件开发、管理以及信息查询等需要。另外，教师可以利用该软件平台，针对本校的教学特点，自行开发课程软件，并可以实现校际交流。2.3应用需求整个网络包括行政网和教育网，教育网中要实现多媒体网络教学，所以整个网络对带宽的要求比较高。整个网络采用千兆主干、百兆到桌面的连接方式，可以很好地发挥多媒体教学的优越性，网络带宽也不会成为瓶颈。楼与楼之间的数据流量比较大采用千兆主干，楼内用户之间的通信采用百兆带宽。一个学校内用户众多，对信息的安全有一定的要求：（1）办公楼主要以校领导为主要用户，要求能及时、全面、准确地掌握全校的教学、管理、财务、人事等各方面情况。校长室 对学校的行政进行管理，能够访问各个部门的状况。主要以文件传输，偶尔有视频传输。教务处 对学校的教学进行管理，及时得到学校各教学情况。主要以文件传输，偶尔有视频传输。财务处 对学校的财务进行管理。主要以文件传输，偶尔有视频传输。教材科 对学校的教材进行管理。主要以文件传输，偶尔有视频传输。 （2）电教楼教师办公室主要以教师为主要用户，可以将教学资料和学习课件进行广泛交流，及时了解学生及校内各种信息。对学生机进行管理。主要以文件传输，偶尔有视频传输控制管理中心 负责学校的网络维护、管理、升级等。中心内设有视频点播服务器、数据库服务器、Web、E-mail接入服务器及中心网络设备。为学校建立Internet站点，设立Internet服务中心为远程用户和移动用户提供拨号上网服务，组织各种级别的网上考试。需要高带宽供给数据传输。多媒体教室要实现多媒体教学，这需要对大量的视频、音频以及图书资料进行处理，需要有高带宽，及大容量的服务器。 （3）教学楼主要以教室为结点连入校园网，要求能了解校内校外的各种信息。主要以文件传输、视频传输为主。对带宽有一定的要求。（4）文艺楼 主要以各类文艺活动为主，对视频点播有一定的要求，能通过Internet了解校外各类文艺信息。主要以文件传输、视频传输为主。 （5）图书馆 对图书馆内各类图书进行管理，对图书资料进行处理。建立电子阅览室为学生更快更好的查阅各类图书。主要以文件传输、视频传输为主。2.4通过建设一个高速、安全、可靠、可扩充的网络系统，实现校内信息的高度共享、传递，教学及管理信息化，校领导能及时、全面、准确地掌握全校的教学、管理、财务、人事等各方面情况，并通过与广域网的互联，实现校际间的信息共享及与INTERNET的连接，实现远程教育，为学校的教学、管理、日常办公、内外交流等各方面提供全面、切实的支持。

2．4．2设计原则

校园网建设，要为教育教学服务，为促进学校教育现代化服务。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的原则，有计划、有重点，分地区、分层次，积极稳妥地推进校园网建设。要严格规范校园网建设及相应的软件开发标准，确保信息化校园的整体建设规划和管理要求的落实。

在建设校园网的同时，要充分利用原有设施设备。并努力将TCP/IP网络与原有闭路电视网和广播网紧密结合，保证资源优化配置和合理应用。

三、主干技术选择动态IP光纤传输技术DPT(DynamicPacketTransport)。定义了一种全新的传输方法-IP优化的光学传输技术。这种技术提供了带宽使用的高效率、服务类别的丰富性以及网络的高级自愈功能，从而在现有的一些解决方案基础上，为网络营运商提供了性能价格比极好和功能极其丰富的更先进的解决方案。它吸取了POS技术的精华(可以识别SDH帧中的K1/K2比特从而保证快速的通道切换，可以基于原有的SDH线路进行传输等)，而克服了成本较高的缺点。DPT技术的关键在于提供了一种对带宽的空间复用(SRP:SpatialReuseProtocol))机制，使多点可以共享一个光纤环、带宽可以进行动态分配。高性能价格比是DPT技术一个比较诱人的地方。一个SRP环上的每个设备永远只需要一对SRP端口(而点对点网状网中，每节点需N2个端口)，从而使网络扩容时不再需要增加端口，大大降低了网络成本。千兆以太网技术(GE)。单路最高传输速率为1Gbps，与以太网技术、快速以太网技术向下兼容。在对带宽需求比较高的情况下，可以若干路快速以太网捆绑起来形成FastEtherChannel，也可以把若干路千兆以太网捆绑起来形成GigabitEtherChannel，所捆绑的通道最高的双向传输速率可以达到16Gbps。十千兆以太网的标准有望于明年出台，主流厂家相关产品的十千兆以太接口将于明年提供，将来把若干路十千兆以太进行捆绑以后可以提供双向数万兆的带宽。千兆以太网是网络界公认的技术发展方向之一，它是对成功的10Mbps和100MbpsIEEE802.3以太网标准的扩展，仍然沿用以太网IEEE802.3帧格式，全双工操作和流控制方法。在半双工模式下，千兆以太网使用同样的CSMA/CD访问方法来解决媒体的通信竞争问题，并使用由IEEE802.3小组定义的同样的管理对象。概括起来，千兆以太网的优点在于：网络技术可靠，易于管理，具有可伸缩性，且它相对于ATM的价格水平要低得多；缺点为部分标准不统一。千兆以太网能与桌面的以太网和快速以太网无缝衔接，因为他们采用的协议是相同的。ATM网络与以太网共存时，需在帧和信元之间进行转换。在企业园区网，90％的应用都是基于以太网或快速以太网的，千兆以太网以其从以太网及快速以太网升级方便、易管理和低廉的价格使ATM举步维艰，ATM的传统优势如传输多媒体和传输的距离长也日渐逊色。千兆以太网支持资源预留协议（RSVP）、IEEE802.3、IEEE802.1Q、IPPrecedence、独立组播路由协议（PIM）、国际互联网成组管理协议（IGMP）等，这就使得千兆以太网传输多媒体成为可能，已有厂家的千兆以太网产品传输距离超过100公里。因此建议，主要传输数据的情况下，应选择千兆以太网作主干技术。四、网络设计规划4.1网络设计学校校园网主干技术采取快速交换式以太网，拓扑结构为星型和扩张星型结构，分为二级，第一级为网络中心，由一台Cisco4006交换机作为主节点机，还配置了一台Web、E-mail接入服务器、浪潮英信NL360服务器和四台工作站；第二级为教学楼、办公室、图书馆、文艺楼、多媒体教室五个主节点，分别由Cisco3660交换机连接。（拓扑图如下）瑞安市五中校园网络拓扑图4.2网络规划网络采用主干网和子网的两级结构。整个网络采用千兆主干、百兆到桌面的连接方式，可以很好地发挥多媒体教学的优越性，即使有更多用户要加入到视频点播的应用，网络带宽也不会成为瓶颈。电教楼（网络中心）与其他三个楼之间的主干网传输介质全部采用光纤，网络中心用光纤连接到各座大楼内的分节点后，再经过各大楼内分节点的交换机连接到各用户，对于用户数量较多的大楼，交换机采用交换机千兆堆叠技术（网络拓扑如附图所示）。网络主干层选用了Cisco4006作为核心交换机，以太网全部为千兆端口，与其他大楼内的分节点使用的Cisco3550系列交换机千兆端口联结，成为一个强有力的千兆网络主干。考虑到主干层网络的稳定性和可靠性，网络采用环形拓扑结构。Cisco4006的第三层交换功能可以实现在数据中心和网络分布点中的部署，用户可以通过终端实现高速访问服务器、电子邮件服务、视频服务、局域网和Internet。各端口的QoS功能，确保了对网络流量进行分类和排序，从而有效地处理需要高带宽的多媒体应用、对实时性要求很高的语音应用以及关键任务型应用。学校建立Internet站点，通过光纤直接接入Internet，此外还设立了Internet服务中心为远程用户和移动用户提供拨号上网服务。在其他楼内的分节点，采用了10/100Mbps端口为所有教学和办公用PC提供连接，这些端口自适应的特性使不论是原有的10Mbps，还是新配备的100Mbps的PC网卡都能应用自如，便于网络的逐步升级。IP地址规划骨干网提供用户接入的主要手段是基于VLAN的接入，VLAN是一种是用交换机来减少广播域大小的方式。VLAN允许我们逻辑上讲用户分组，把通常在一起工作的人分成一个社区。这样，但一个用户组超出一个办公室的范围时，就不需要一一迁移用户。办公楼内结点比较多，将其划为一个网段。教师办公室、备课室、实验室主要以教师办公为主，划为一个网段。两栋教学楼主要以学生教学为主划为一个网段。将3个多媒体教室划为一个网段。文艺楼、图书馆各划为一个网段。为防止VLAN形成环路，这就要求节点设备对每个VLAN都支持生成树算法。为了保证网络通信的适用性与安全性，对整个网络进行了VLAN划分，网管可以对地理分布在不同但需求相同的用户进行统一管理。在连通不同的VLAN的主交换机上配置访问控制列表（ACL）增加网络的安全。为了信息的安全，在部门之间也实行VLAN的划分，将不同的用户的数据流进行隔离以免不合法的用户访问。采用VLAN则我们扩展用户就有了极大的灵活性，并且安全性也增加了。由于每个VLAN都是一个单独的网络，所以广播只限旨在其源点所在的VLAN之中。也就是所，我们需要路由器来实现VLAN之间的通信。在校园内的路由器之间的通信，统一采用IGRP协议，方便管理。在校园网的边缘路由器上采用多重路由协议以适合各种不同路由协议之间的通信。为了将来网络的发展，对每个VLAN预备了备用IP地址。为了方便管理，在管理机上配置DHCP服务。网络中心路由交换机采用DHCPRELAY的技术隔离用户和DHCP服务器，可以通过IP地址、MAC地址与VLANID绑定技术防止MAC地址、IP地址的盗用。五、设备选型强大的网络支撑能力，还要配合专门的教育硬件终端才能将信息化教学发挥出应有的效果。瑞安市五中建设校园网最终目的在于实现多媒体教学，这需要对大量的视频、音频以及图书资料进行处理。膨胀的多媒体信息量对网络速度和负载能力有非常高的要求，加之瑞安市五中师生员工人数众多，考虑到未来3～5年发展的要求，瑞安市五中校园网建设，除着重进行网络带宽建设外，对服务器和PC处理终端都提出了很高要求。经过慎重考虑，这里选择了浪潮专门为教育行业设计的希望教育专用系列电脑和英信服务器。5.2设备选择希望教育专用系列电脑，除了考虑到普通商用产品的要求外，特别针对教育行业需求做了大量特殊设计，集中体现在网络管理功能、安全设计和健康使用等三方面，具体如下。在网络管理方面，希望教育专用系列电脑中带有二合一多功能卡，具有网卡和硬盘保护的功能。利用该卡，使用网络同传功能，能瞬间完成网络上电脑软件的安装和维护。网卡除了能有10/100Mbps自适应能力以外，还具有远程唤醒、联网硬盘一对多复制和远程关机等功能，以方便机房的维护。并且，该电脑还能智能配置网络，进行自动分配IP地址的设置，提高了网络搭建的效率。另外，使用希望教育专用系列电脑，管理者只需维护好一台电脑，然后通过“网络唤醒”功能打开所有电脑的电源，即可实现打开一台电脑即开始自动维护所有电脑的梦想。教师还能在下班以后让“教师机”自动维护整个教室网络中的电脑，再也不用加班加点。在安全方面，配置了机箱锁，防止学生随意或无意地开启机箱。并且，特殊的BIOS保护功能，防止学生设置开机密码或刷新BIOS。在健康方面，低噪音设计以及抗菌设计的键盘和鼠标、符合3C标准的低辐射显示器等都很好地起到了健康保护作用。在服务器方面，浪潮英信三款不同配置的产品（NC1000R、NL360和NP320）被分别应用在泰安二中的不同网络方面，既满足了建设的需求，又节省了投资。另外，为保证网络的安全在网络边缘设置了快速有效的网络防火墙。六、支持和技术服务除了在全校大规模地铺设了主干光纤网络，并采用了专用的PC、服务器之外，还选用了浪潮风帆数字教育解决方案，将该方案安装于校园网中，用软件激活了应用，帮助学校实现更加丰富多彩的信息教育，满足了不同层次教育用户的个性化需求。校园网建设应做到培训在先、建网建库同行、重在应用。切实做好学校教师、技术与管理及行政人员的不同层次的培训，形成一支能使校园网充分发挥使用效益的应用队伍、教学软件开发队伍和能保证校园网正常持续运行的软、硬件管理队伍。积极开发和推广使用教育教学软件，建设信息资源库，充分发挥校园网的使用效益。七、附录7.1设备清单设备清单产品种类产品名称用途主要特点使用数量价格服务器浪潮英信NC1000R主服务器与视频服务器在CPU、内存和I/O能力方面，各项指标都比较高，可以满足视频点播等高负载的工作压力。145000/台浪潮英信NL360数据库服务器部门级高端服务器产品，可以作为中小企业运行关键业务的中心服务器，大型网络的前端接入服务器和中间层服务器。230000/台浪潮英信NP320资源服务器和Web服务器双路PentiumIII1.13GHzCPU，4GBECC内存和双通道Ui