校园网设计方案王传奇

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！杭州职业技术学院毕业设计（论文）（2007届）课题系专班姓别业级名信息电子系计算机通信与信息技术计通0422班王传奇指导教师申毅老师)2007年5月15日大专毕业（论文）设计王传奇目录...................................................................................................................41.2...........................................................................................................................................61.3.......................................................................................................................................61.4.......................................................................................................................71.4.1可运营.................................................................................................................................................71.4.2易管理.................................................................................................................................................7...............................................................................................................................82.1.1校园网络需求概述..............................................................................................................................82.1.2学校环境概述......................................................................................................................................82.2.1网络功能需求分析..............................................................................................................................92.2.2网络性能要求....................................................................................................................................2.2.3计费管理需求...................................................................................................................................2.3.1应用服务............................................................................................................................................2.3.2服务性能指标....................................................................................................................................2.5........................................................................................................................2.5.1教务管理流量....................................................................................................................................2.5.2客户机服务器流量..........................................................................................................................2.5.3教学应用流量...........................................................................................................................................................................................................................................................3.1...................................................................................................................................................................................................................................................................3.3.1局域网选型........................................................................................................................................3.3.2局域网系统设计方案.......................................................................................................................3.6....................................................................................................................................3.6.1核心层规划.......................................................................................................................................3.6.2汇聚层规划.......................................................................................................................................3.6.3接入层规划.......................................................................................................................................3.7.1VLAN概述..........................................................................................................................................3.7.2VLAN的作用......................................................................................................................................3.7.3VLAN划分策略..................................................................................................................................3.7.4IP地址规划......................................................................................................................................3.7.5网络地址转换协议(NAT)的应用................................................................................................................................................................................................................................3.8.1域内路由协议选择............................................................................................................................3.8.2定义路由策略...................................................................................................................................3.9.1几种典型的广域技术.......................................................................................................................3.9.2校园网络接入方案...........................................................................................................................3.10.........................................................................................................................................3.10.1VPN概述..........................................................................................................................................3.10.2VPN决解方案..................................................................................................................................3.10.3VPN的网络管理..............................................................................................................................1大专毕业（论文）设计王传奇3.12.1网络管理策略.................................................................................................................................3.12.2完整的解决方案.............................................................................................................................3.12.3解决方案构件.................................................................................................................................3.13.1网络结构的安全..............................................................................................................................3.13.2管理安全..........................................................................................................................................3.13.3边界安全..........................................................................................................................................3.13.4应用服务安全.................................................................................................................................................................................................................................................................................总结..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................致谢...................................................................................................................................................................2大专毕业（论文）设计王传奇浙江科技学院校园网设计与国际互联网相连。根据学校的要求，我们按照“统一规划、讲究实效、安全可靠”的原则，进行浙江科技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。对于浙江科技学院来说，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。校园网建设为全校教师、科研人员、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境，并将计算机引入教熟悉现代化的工作环境和掌握先进的教学、科研、管理和学习手段，有利于培养面向世界、面向未来的高层次人才。学院着重进行了校园网的接入，并与电化教室相结合，配合多媒体设备，使学院的信息化建设跨上了一个新台阶。【关键词】；；；3大专毕业（论文）设计王传奇第一章学校网络建设目标与原则1.1计算机网络概述一般地说，将分散的多台计算机、终端和外部设备用通信线路互联起来，彼此间实现互相通信，并且计算机的硬件、软件和数据资源大家都可以共同使用，实现资源共享的整个系统就叫做计算机网络。连入网上的每台计算机本身都是一台完整独立的设备。它自己可以独立工作。例如我们可以对它进行启动、运行和停机等操作。我们还可以通过网络去使用网络上的另外文件。卫星等无线媒体把它们连接起来。上面讲到还要装上相应的软件，这软件就是实现网络协议的一些程序。因为不同类议，由它解释、协调和管理计算机之间的通信和相互间的操作。满足数据通信的需要。它将不同地理位置、具有独立功能的多台计算机、终端及附属设备用通信链路连接起来，并配备相应的网络软件，以实现通信过程中资源共享而形成的通信系统。它不仅可以满足局部地区的一个企业、公司、学校和办公机构的数据、文件传输需要，而且可以在一个国家甚至全世界范围进行信息交换、储存和处理，同时可以提供话音、数据和图像的综合性服务，具有诱人的发展前景。1、计算机网络分类:计算机网络的分类有多种方法，按所覆盖的地域范围分类，可以分为：局域网LAN（LocalAreaNetwork（MetropolitanAreaNetwork（WideAreaNetwork视网是城域网的例子。广域网多为电信部门组建，向社会开放，例如电话网、公用数据网。4大专毕业（论文）设计王传奇按采用的交换技术划分，可以分为：电路交换网；分组交换网；信元交换网（ATMDDNX.25网。网络拓扑结构用来描述网络的连接形状和组成形式，网络拓扑结构有总线型、环型、星型、网状型、树型等。Gbit/s微波、红外线和激光。目前卫星通信、移动通信、无线通信发展迅速，对于计算机网络来说，无线通信是有线通信的补充。2、计算机网络的发展:计算机网络近年来获得了飞速的发展。20计算机通信网络以及Internet已成为我们社会结构的一个基本组成部分。网络被应用于工商业的各个方面，包括电子银行、电子商务、现代化的企业管理、信息服务业等都以计算机网络系统为基础。从学校远程教育到政府日常办公乃至现在的电子社区，很多方面都离不开网络技术。可以不夸张地说，网络在当今世界无处不在。网络的发展也是一个经济上的冲击。数据网络使个人化的远程通信成为可能，并改变了商业通信的模式。一个完整的用于发展网络技术、网络产品和网络服务的新兴工业人才的大量需求。企业需要雇员规划、获取、安装、操作、管理那些构成计算机网络和Internet计并实现能与其他计算机上的程序通信的应用软件。3、校园网概述:校园网是在大学校园区内用以完成大中型计算机资源及其它网内资源共享的通信网络。一些发达国家已经将校园网确定为信息高速公路的主要分支。无论在国内还是在国外，校园网的存在与否，是衡量该院校学术水平与管理水平的重要标志，也是提高学校教学、科研水平不可或缺的重要支撑环节。共享资源是校园网最基本的应用，人们通过网络更有效地共享各种软、硬件及信息资源，为众多的科研人员提供一种崭新的合作环境。校园网可以提供异型机联网的公共计算机环境、海量的用户文件存储空间、昂贵的打印输出设备、能方便获取的图文并茂系统。5大专毕业（论文）设计王传奇1.2校园网建设目标建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托，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，并与有关广域网相连，在网上宣传自己和获取Internet网上的教育资源。形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统，在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境，开发各类信息库分布实施的原则，充分体现系统的技术先进性、高度的安全可靠性，同时具有良好的开放性、可扩展性、冗余性。本着为学校着想，合理使用建设资金，使系统经济可行。具体包括下以几个方面:1、实现学校主要的教学、科研、管理计算机联网；2、为教职工对外联系交流、查询、网络教学创造条件，通过网络密切与国内外的学术联系，提高学校的教学、科研水平。为本科生和研究生提供足够数量的联网微机，才；3、完善计算机网络与信息中心建设，提供更新更全的Internet服务功能，达到高水平服务；4、建设校行政管理信息系统，实现管理现代化，增强教育管理的科学性。通过实现办公自动化，提高学校各级管理的效率和水平；5、建设网络计算环境，提供集成的计算资源，为提高我校的科研水平创造条件；6、跟踪计算机网络技术世界先进水平，在小范围内进行网络新技术研究和试研，为下一世纪校园计算机网的进一步发展奠定坚实基础。1.3校园网络功能设计1、内网络能够高速访问FTP服务器现在或上传文件实现资源共享功能，实现对不同类型的用户划分不同的权限,限制不同类型的用户只能访问特定的服务资源。可以下载和上传资料文件，访问速度可以对指定的用户进行级别的划分。2、建设Web服务器对外实现信息发布，对内实现教学教务管理。网站发布学校新闻、通知、学校的活动等相关内容。实现学生能够在网上进行成绩查询、网上报名、网上评教等功能；以及教师的信息查询、教学数据上传等。3、建设邮件服务器以满足校园内部之间和内、外网这间的大量邮件传输的需求。6大专毕业（论文）设计王传奇4、实现内网划分多个VLAN，实现校园内不同校区，不同楼宇，不同楼层的多客户接入。5、内部实现PC间实现高速互访，同时可以访问互联网。网络内同一IP段内的PC机可以通过网上邻居实现高速互访，传送资料文件等，解决不同楼宇，不同楼层之间通过移动存储设备传送数据费时、费力的问题。6、内部用户的QoS管理，实现用户的分级管理功能，对用户下载和上传做相应的带宽限制。对校园网络中的流量实现有效控制，对校园内的重要数据量可靠、稳定的传输如：语音、视频会议等的延迟和阻塞的敏感。1.4校园网运营级别的可管理性1.4.1可运营1、贴切校园的运营模式。最大程度上解决收费和缴费的矛盾。2:保证管理者可以随时获得运营所需要的记录以及统计信息，从而给运营提供足够的数据支撑。3:能够让用户方便的对自身帐号的信息以及帐务情况自助查询，并对部分信息做操作，极大减轻了管理者的运营负担。1.4.2易管理1、全网设备统一管理:全网拓扑发现以及对事件、性能、日志的统一管理，可以方便的对全网设备统一管理。2、接入时段管理:够使用网络的时段，提高用户管理的力度。3:大大简化了管理者及使用者的负担，使得上网更为轻松。7大专毕业（论文）设计王传奇第二章学校网络需求分析2.1校园背景介绍2.1.1校园网络需求概述随着高校校园网、城域网、电子图书馆、远程教育系统、e-learning培训系统等一系列用的新时期。高校校园网在建设初期是为了满足教学科研的需要。随着信息时代的到来，广大师生越来越不满足于只能在办公室、实验室上网，他们对在家里、在宿舍高速上网的要求群体。高校校园网的用户群体开始多元化，用户需求逐渐多样化。尤其呈爆炸性增长的是学生宿舍区。目前学生宿舍网建设使得学生数量急剧上升，高效地管理庞大的网络并降低网络管理成本也是当务之急。2.1.2学校环境概述在校生8000余人，教职工500余人。设机电工程、管理工程、信息电子、化学工程、艺术5个系，基础、体育、中专3个部和继续教育学院。学院硬件设施齐全；图书馆总藏书量达39.5400020336座；多媒体教室达上百个；建有校内实验实训室79个。楼群分布主要有：教学楼群分为一至五号教学楼，呈平行分布，平行距离为50米。政行大楼、现代信息大楼（学校网络中心）呈对称分布，两个实验楼群分别分布在政行大楼与现代信息大楼两侧。网，旨在为我校师生提供一个先进、可靠、安全的计算机网络教学和科研环境，促进学校与外界的信息交流、资源共享和科研合作，支持学校的教学、科研和学校各项管理工8大专毕业（论文）设计王传奇作。整个校园网建设覆盖范围主要包括网络中心以及一至五号教学楼、两个实验楼群、电子图书馆、行政楼、现教大楼、学生公寓楼群和教师公寓楼群等等。2.2校园网络功能分析2.2.1网络功能需求分析计算机网络的应用很多，最基本的作用是数据通信、资源共享、分布处理。在校园网络建设中具体包括功能以下几点：1、数据通信：该功能实现计算机与终端、计算机与计算机间的数据传输，包括文字信件、新闻消息、咨询信息、图片资料等。这是计算机网络的基本功能。2、资源共享：网络上的计算机彼此之间可以实现资源共享，包括硬件、软件和数据。信息时代的到来，资源的共享具有重大的意义。3、办公自动化OA：按计算机系统结构来看是一个计算机网络，第个办公室相当于图像、文字处理技术等到综合应用技术之大成，是一种全新的信息处理方式。办公自动化系统的核心是通信，其所提供的通信手段主要为数据/声音综合服务、可视会议服务和电子邮件服务。4、BBS：电子公告板是一种发布并交换信息的在线服务系统。BBS可以使更多的用上交谈、发布信息讨论问题、传送文件、学习交流等机会和空间。5、远程传输：计算机应用的发展，已经从科学计算到数据处理，从单机到网络。分布在很远位置的用户可以互相传输数据信息，互相交流，协同工作。网络的建设可以大大扩展计算机系统的功能，扩大其应用范围，提高可靠性，为用户提供方便，同时也减少了费用，提高了性能价格比。综上所述，计算机网络首先是计算机的一个群体，是由多台计算机组成的，每台计算机的工作是独立的，任何一台计算机都不能干预其他计算机的工作，例如启动、关机和控制其运行等；其次，这些计算机是通过一定的通信媒体互连在一起，计算机间的互连是指它们彼此间能够交换信息。网络上的设备包括微机、小型机、大型机、终端、打印机，以及绘图仪、光驱等设备。用户可以通过网络共享设备资源和信息资源。网络处理的电子信息除一般文字信息外，还可以包括声音和视频信息等。9大专毕业（论文）设计王传奇2.2.2网络性能要求网络的可靠性：网络必须能够保证长期连续的运行，达到24小时不间断，无故障，稳定运行。网络的局部问题不能影响大网络的运行。网络的可扩展性服务：满足浙江科技学院在将来3～5年的快速增长的需要，骨干节点设备的性能具有向上扩展的能力，以备将来更高带宽和应用的需要。网络的安全性：保证用户对网络资源访问的合法性，由于整个学院的管理事务都将放在校园网上，不同部门的重要数据将要求绝对安全，可访问与不可访问将严格限制。校园网和互联网之间的数据流也将严格限制。网络的可管理性：整个校园网将采用集中式管理，能够配置、监视、统计、管理网络的有效运行，并能找出网络节点的故障所在，迅速恢复用户的应用。网络的适应性：采用积木式模块组合和结构化设计，使系统配置灵活，使网络具有强大的可增长性和强壮性，方便管理和维护。网络的开放性：系统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，以利于网络的维护、扩展升级及与外界信息的沟通。2.2.3计费管理需求资经给网络提供商。因此学校需要有一套对教师和学生、带宽的需求量不同进行计费的计费管理系统。计费管理系统可基于帐号身份的识别，用户账号密码与IP、MAC、接入交换机IP、接入端口、VLANID、DHCPServer等多元素的任意绑定加强了网络的用户管理，使行计费策略。应尽可能杜绝盗用，对教师和学生设置不同的上网区间、权限、下载带宽等功能。2.3校园网络服务需求服务形式多样化、要求高。因此需要以下几项基础服务：2.3.1应用服务电子邮件服务（E-mail）：内部E-mail系统文件传输服务（FTP）、远程登录服务（TELNET）：提供资源共享10大专毕业（论文）设计王传奇电子公告板牌服务(BBS)：信息发布InternetWWW信息服务：学校网站域名服务DNS：提供域名解析数据库服务器：数据存储2.3.2服务性能指标24小时×7天一直连通的。可采用双CPU来提高服务器可靠性。服务器上保存的都是珍贵数据，大量资源与学生、教师数据都保存于此，因此应采用多块硬盘建立RAID的方式，大大增加了数据的冗余性。可用性：是指在一段时间内服务器可供用户正常使用的时间百分比。服务器的故障处理技术越成熟，向用户提供的可用性就越高。提高服务器可用性有两个方式：减少硬件切换以免或减少意外停机。然而不管采用哪种方式，都离不开系统或部件冗余，当然这也提高了系统成本。可扩展性：可扩展性内容也很广泛，但在实际应用中，两大扩展性值得我们关注。一是存储的扩展。它包括内部与外部的扩展。内部的存储扩展由服务器的托盘架、电源及数据线等走线设计决定，外部的存储扩展主要指服务器是否提供外部存储接口。通常注意这么几点：最大能支持的CPU个数、最大能支持的内存容量，最多能支持的硬盘数量等。可管理性：从技术实现上分，服务管理软件可分为与BIOS同级、基于BIOS和基于//预警、应用层性能检测、预定事件执行/报警等等。好的管理软件应该能集中管理各厂家服务器、各厂家API利大于弊。2.4对园校需支持的协议和设备分析大学校园作为一个大型公众性的企业，其网络主要提供给校园内众多师生使用，因也比较广，网络流量大；要想进行数字化的教学、管理和满足师生上网的需求，就需要稳定可靠、功能强大的网络协议和网络设备。从网络拓朴结构考虑，需要一个在校园内部支持较多节点和较大范围的路由协议，11大专毕业（论文）设计王传奇因此选择OSPF协议符合实际需要。信协议，因此采用TCP/IP协议是当前不二的选择。从网络管理角度看，该校园网相当于一个大型企业网络，要管理、维护众多的节点和网络设备，采集、监控大量的网络信息就需要一个强而有力且受到众多厂商广泛支持ciscociscoworks2000网络管理软件。在网络设备方面的需求即体现为需要高带宽、高速率、高安全性、管理效率高、维护性好的设备的支持。并且随着国家人才的急需，校园的师生数量也在不断增长，因此也要求网络设备能够具有一定的适应性和可扩展性。2.5校园网网络业务流量分析2.5.1教务管理流量在教务信息管理以及执行教务过程中，主要体现在各种相关的信息发布、通告、教学任务下达，与各部门之间的数据传输，学生网上评教、网上报名、网上选课，教师网相同操作现象，所以要考虑并发信息的控制。需要通过合理的网络设计方案，带宽能够足需求。从而为学校提高的教学质量、教学水平，提供一个可靠性强、稳定性好、安全性高的网络教学环境。同时还有学校领导、教师视频流式传输、可视电话会议，提高工作效率、符合现代化的工作方式的要求。2.5.2客户机/服务器流量目前学校的WBE相当丰富的信息资讯，招生信息、招聘信息、资源下载和广泛的应用服务等。为全校的用户提供方便、快捷从校园内部网站上获取有用的信息。然而，全校大量师生需要对外部网站进行访问，从中获取较先进、实时的知识信息，扩充局限于教科书中的知识。而交换。因此校园里对WEB服务的访问流量和有效进行流量控制应做为重点。学校在对FTP服务使用上，包括不同权限的众多用户对服务上的资源进行上传下载，需要相关的流量。在对教学过程中满足教师与教师、学生与学生、教师与学生、各个管理部门、教12大专毕业（论文）设计王传奇相关数据的相互传输，教师需要对学生发送一些教学所需的相关数据，学生对老师的一些作业上交、实验结果上交等相关流量做充分的考虑，而这些主要体现在大量的邮件传输上。2.5.3教学应用流量心，在网络建设是应多媒体信息特点，如在网络上传输视频、语音，信息量大，对时间延迟敏感等。2.6校园网的IP需求分析针对学校对IP地址需求来分析，在学校里主要是实现学校里所有连接网络的主机能够访问内部网络或外部网络，进行资料的共享与传输。在外部网络的公共地址分配学校申请了C类个IP地址，其中分配外部服务器群50（有预留），其余全部用于内网的NAT地址转换。在对内网IP分配的时候能够让所有的主机拥有一个唯一的在内部网络的私有地址---（Privateaddress，也可称为专网地址）属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。2.7校园网络管理分析最初的网络管理是指实时的监控，使网络在过载、故障的情况下，依然能够运行良划、组织、实现、运行和维护等有关的全部过程。网络管理的目的就是最大限度增加网络的可用性，合理组织和配置系统资源，提供安全、可靠、有效和优质的服务，保证网络正常、经济、可靠和安全的运行。也就是说对网络资源进行合理分配和控制，以满足业务提供者的要求和网络用户的需要，使网络资源得到最大限度的利用，使整个网络更加经济地运行，并同时提供联系和可靠稳定的服务。在校园网络管理中需要具备以下功能：拓扑管理：自动发现网络内的所有设备，包括网络交换设备、路由设备、网上主机等，能够正确地产生保持网络系统的正常运行，并可以通过网管系统对相应设备配置。配置管理：负责监控网络的配置信息，使网络管理人员可以生成、查询和修改软、性能管理：网络性能的管理将通过监视、记录网络的运行情况，发现网络流量的高13大专毕业（论文）设计王传奇峰和瓶颈所在，为网络的性能的优化、未来扩展和安全提供数据依据。安全管理：网络安全管理主要涉及网络设备安全和其配置信息安全。制定并实施安故障管理：故障管理是通过检测异常事件来发现故障，以日志的方式记录情况，并根据故障现象采取相应的跟踪、诊断测试措施。计费管理：有部分网管软件具有计费管理的功能，可以通过统计信息对网络用户实施计费。统平台。2.8基础安全性分析校园网络作为学校重要的基础设施,担当着学校教学、科研、管理和对外交流等许,由于网络技术的复杂性,要想根本解决网络安全问题几乎是不可能的,但是在网络的规划中将安全问题列入设计方案,能够最大限度发挥安全措施的功能。目前,网络安全的技术主要包括防火墙技术、加密技术、身份验证、存取控制、杀毒软件、数据的完整性控制和安全协议等内容。针对校园网来说,存在较大的成本投入问题,不可能将所有的安全技术应用到网络中,在网络规划阶段可以针对最主要的安全问题进行设计防范。在网络设计阶段可以采取防火墙技术、VLAN技术、杀毒软件、访问控制列表、网站过滤技术等。在整体的网络安全主要包括在以下几个方面：网络的物理安全、网络拓扑结构安全、网络系统安全、应用系统安全和网络管理的安全等。14大专毕业（论文）设计王传奇第三章校园网络总体设计方案3.1校园网设计要求1、高性能与技术先进性：校园网网络系统要求具有较高的数据通信能力和较大的带宽;并在主干网上提供较强的可扩展性.为了及时,迅速地处理网络上传送的数据,网络应有较高的网络主干速度.网络设备必须具备高速处理能力,提供高速数据链路,保证网络高吞吐能力,满足各种应用(如:视频会议系统对网络带宽的需求;在各部门的工作组中采用交换技术,以保证在工作中网络的快速响应速度,用于提供较高的工作效率。2、高可靠性：网络要求具有高可靠性,高稳定性和足够的冗余,提供拓扑结构及设备的冗余和备份,为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪,要避免网络出现单点失效.在网络骨干上要提供备份链路,提供冗余路由.在网络设备上要提供冗余配置,设备在发生故障时能以热插拔的方式在最短时间内进行恢复,把故障对网络系统的影响减少到最小。网络主干交换机等网络结点关键设备必须具备一定的容错能力.关键结点设备运行中出现故障后,能够有效,及时地进行故障恢复;要求结点设备的设置,恢复过程必须在短时间内迅速完成.基本配置的终端方式操作要简单,结点内部的配置内容可以通过笔记本电脑采用TCP/IP协议下载保存,或是上载恢复。3、安全性：校园网网络作为一个支持众多用户,同时和CERNET存在连接的网络,网络安全性在整个网络中是个很重要的问题,我们应该采用一定手段控制网络的安全性,以保证网络正常运行.网络中应采取多种技术从内部和外部同时控制用户对网络资源的访问.可以用身份认验证,VLAN划分等技术有效地控制内部用户的行为,比如杜绝对IP地址的盗用和侦听用户口令等,同时也能够利用防火墙控制外部人员对网络的访问;网络系统还应具备高度的数据安全性和保密性,能够防止非法侵入和信息泄漏。4、可管理性：强有力的网管软件是有效地进行网络管理的助手,网管软件应能够支持对网络进行设备级和系统级的管理,并能支持通用浏览器进行网络设备的管理及配置.灵活的设置每个用户对Internet访问功能,能够对每个用户实行管理;并且能够实现复杂的计费管理。5、可扩充性：随着用户应用规模的不断扩大,要求网络可以方便地扩充容量,支持更多的用户及应用;随着网络技术的不断发展,网络必须能够平滑地过渡到新的技术和设备,15大专毕业（论文）设计王传奇保证用户现有的投资。6VLANVLAN划分.根据管理以及各部门智能的分配或用户定义的其它策略进行相应的VLAN的灵活划分,在整个网络中使用虚拟网技术,以提高网络的安全性和灵活性.网络中心设备和骨干设备能够提供线速的VLAN之间的路由和高性能的第三层的数据包的处理。7、对多媒体应用的支持：校园网要求具有数据,图像,话音等多媒体实时通讯能力;并在主干网上提供足够的带宽和可保证的服务质量,满足大量用户对带宽的基本需要,并保留一定的余量供突发的数据传输使用,最大可能地降低网络传输的延迟.整个网络在服务质量(QoS),预留宽带设置,合理进行带宽管理方面应提供优良的品质。3.2校园网设计原则1、网络方案应采用成熟的技术，并尽可能采用先进的技术，适应目前及今后潜在的局域网络互联的技术要求；2、采用国际统一标准，以拥有广泛的支持厂商，最大限度的采用同一厂家的产品；3、方案应合理分配带宽，使用户不受网上“塞车”的影响；应充分考虑未来可能的应用，如：桌面将承受大型应用软件和多媒体传输需求的压力；4、该网络方案要具有高扩展性。能为用户未来数目的扩展具有调整、扩充的手段和方法；5、该网络应是面向连接的，能够实现虚拟网络〔VLAN〕连接；6、考虑对用户现有网络的平滑过渡，使学校现有陈旧设备尽量保持较好的利用价值。3.3局域网技术及方案设计3.3.1局域网选型局域网技术是网络系统中最常用的技术，同时也是核心技术之一。局域网是指覆盖范围相对较小的高速数据网络，它通常包括网络设备、工作站、服务器、打印机等硬件设备。主要的局域技术，包括以太网、令牌环、光纤分布式数据接口和异步传输模式。随着数量不断增长的用户和数据密集型办公室、Intranet和多媒体应用程序促使带宽需求日益增加，从而给当今许多局域网的主干网带来了沉重负担。到了90年代，出10Mbps100Mbps以太网和交换式100Mpbs快速以太网等，它们极大地提高了工作组和客户机/服务器应用不断增长的16大专毕业（论文）设计王传奇企业的工作性能----随着企业采用日益复杂的应用程序，许多网管员正在向用户所在的网络边缘提供交换式10BASE-T和100BASE-T连接。但是，在台式机和服务器上采用这些先进技术，以及提高网络的访问速度经常会使局域网主干网承受更大的压力，并产生与那些在传统的共享式以太网局域网上类似的瓶颈。因而，许多网络将能够从更快的连接中获益。所以在以太网网络的演进过程中，千兆位以太网是一个合乎逻辑的跃进，如它的前几代产品所做的那样，承诺将经济、高效地满足当今的网络需求。与快速以太网在Internet上所提供的10的性能，同时保留现有的网络基础设施。千兆位以太网将是MIS采用的是超级快速服务器等更为强劲的技术，以及视频流式传输、可视电话会议或者高大量增加带宽。以下内容阐述了千兆位以太网将能提供给我们的主要优势。将显著增加纯带宽，以帮助校园网迎接负担过重或者不断扩展的网络基础设施所带来的挑战。千兆的性价比优点，它将以2至3倍于当今的快速以太网的成本提供10倍于它的性能。工作组以这些具体的成本目标为宗旨选择使用各种技术，如用于光纤的光纤通道物理涂层。千兆位以太网将保留802.3和以太网标准帧格式以及802.3校园网能够在保留现有应用程序、操作系统、、IPX及AppleTald等协议以及网络管理平台与工具的同时，方便地升级至千兆位以太网。管理人员将能够在网络中安装千兆位以太网时，尽可能不中断服务，另外，除性能方面的收益以外新的技术对用户将是完MIS以高成本改变他们的网路，不用学习和采用新的系统范围的技术或者网络管理方法，便10/100提供快速以太网曾经提供的同样卓越的投资保护。当升级至千兆性能后，各公司将保留现有的线缆、操作系统、协议、驱动程序和桌面应用程序。无需对用户或者网络管理人员进行培训，网络管理工具和应用程序将维持现状。管理人员将能够保留现有的已经使用和验证的硬件、软件和管理方法，并为他们的企业，以最低的风险和成本，提供所需17大专毕业（论文）设计王传奇的功能和性能。另外，由于千兆位以太网将支持光纤媒介，使用交换式光缆分布式数据接口(FDDI)的公司能够较为容易升级至千兆位的速度。这将极大地增加提供给用户们的带宽，同时又保护了企业在光纤线缆上的投资。3.3.2局域网系统设计方案层、汇聚层、接入层，三层之间以树形结构连接。核心层的主要作用是以尽可能快的速度传输数据包，所以高的交换能力是核心层交换设备的主要考虑因素；汇聚层的主要作用是与核心层和接入层连接，提供交换通道，实现三层交换和其他控制，汇聚层交换机要求综合智能能力较强；接入层的作用是接入用户端工作站，接入层交换机通常放置于分配线间，对于接入层交换机而言，主要考虑的因素是价格、上连接能力等。校园网采用光纤为通信介质，采用高速以太网，星型连接，建设中心节点：网络中心。核心层采用两台第三层路由交换机，这两台路由器之间使用链路聚合技术。校内主干千兆，部分主干百兆。选用第三层路由交换机作为交换核心，第三层交换机可以提供线速路由，是解决Internet应用造成路由瓶颈问题的一种可行方案。汇聚层每个子网采台交换机分别相连。同的核心与汇聚交换机，这样的冗余拓扑设计使用网络具有容错能力，不会因为单个链路、端口或连网设备失效而导致整个网络的瘫痪。但是基于交换机的冗余拓扑，容易受到广播风暴、帧的反复传和介质访问控制数据库不稳定的影响。所以在网络设计中采用STP设备之间传输带宽为全双工，使困扰网络设计和实施的瓶颈问题得到一定程度上的解决。3.4网络互联设备及产品方案互联设备：网络互连的目的，主要是在地理位置不同的网络之间建立通信链路，完成信息的交换。由于网络分层，使得网络之间的互连虽然层次划分有所不同，但又有很明确的任务，并且各层之间的分工明确，这对网络互连是非常有利的。但与此同时，网络之间的互连就产生了多种不同的方法：在物理层之间相连，网络互连设备有为中继器（）和集线器；18大专毕业（论文）设计王传奇在数据链路层之间相连，网络互连设备有为网桥（或桥接器）和交换机；在网络层之间互连，此时网络互连设备称为路由器（Router在网络层以上的各层互连，此时网络互连设备称为网关或信关（）和协议路由。网络各层之间的连结，需要解决的问题是不同的，其任务也不相同。因此，各种网络设备的工作原理和结构也是大不相同的。产品方案：提到网络设备就不能不提Cisco，Systems,Inc.思科系统公司是全球领先的互联网设备供应商。是网络产品在全世界具有相当大的装机量和市场占有率，它的网络设备和应用方案将世界各地的人、计算设备以及网络联结起来，使人们能够随时随地利用各种设备传送信息。思科公司向客户提供端到端的网络方案，使客户能够建立起产品之一。Cisco公司的产品线很全网络理论最为完善，科公司提供业界范围最广的网络硬件产品、互联网操作系统（IOS）软件、网络设计和实施等专业技术支持，并与合作伙伴合作提供网络维护、优化等方面的技术支持和专业化培训服务。因此在本次校园网设计方案中将采用Cisco产品。3.5校园网的拓扑结构图19大专毕业（论文）设计王传奇图图3.6网络拓扑结构规划3.6.1核心层规划Cisco6500系Channel方式互联，每个核心层节点通过千兆端口与所有汇聚层CiscoCatalyst3750三层千兆以太网交换机互联，组成星形结构，有助于获得安全保障，同时可提高带宽，以便为用户提供安全高速的数据传输通道。Catalyst6500LAN/WAN/MAN集中、//密度、性能以及高可用性选项。CiscoCatalyst6500系列能够通过多种机箱配置和LAN/WAN/MAN接口提供可扩展的性能和端口密度。CiscoCatalyst6500系列交换机提供3插槽、6插槽、9插槽和13插槽的机箱，以及多种集成式服务模块，包括数千兆位网络安全性、内容交换、语音和网络分析模块。从48端口到576端口的10/100/1000以太网布线室到能够支持192个1Gbps或32个10Gbps骨干端口，提供每秒数亿个数据包处理能力的网络核心，CiscoCatalyst6500系列能够借助冗余路由与转发引擎之间的故障切换功能提高网络正常运行时间。CiscoCatalyst6500系列的优点：1、在端到端CiscoCatalyst6500系列部署中的操作一致性3插槽、6插槽、9插槽和13可部署在网络的任意地方从布线室到核心、数据中心和广域网边缘。提高网络正常运行时间，提高网络弹性，提供数据包丢失保护，能够从网络故障中20大专毕业（论文）设计王传奇快速恢复，能够在冗余控制引擎间实现快速的1～3秒状态故障切换，提供可选的高性能CiscoCatalyst6500系列SupervisorEngine720、无源背板、多引擎的冗余；并可利用CiscoEtherChannel技术、IEEE802.3ad链路汇聚、IEEE802.1s/w和热备份路由器协议/虚拟路由器冗余协议（HSRP/VRRP）达到高可用性。2、集成式高性能的网络安全性和网络管理不需要部署外部设备，直接在6500机箱内部署集成式的千兆位的网络服务模块，以简化网络管理，降低网络的总体成本。这些网络服务模块包括：数千兆位防火墙模块--提供接入保护。高性能入侵检测系统（）模块提供入侵检测保护。千兆位网络分析模块--提供可管理性更高的基础设施和全面的远程超级（RMON）支持。高性能SSL模块提供安全的高性能电子商务流量终结。千兆位VPN和基于标准的IP（）模块降低的互联网和内部专网的连接成本。3、可扩展的性能利用分布式转发体系结构提供高达400Mpps的转发性能。支持多种CiscoExpressForwarding（CEF）实现方式和交换矩阵速率。在布线室、核心、数据中心、广域网边成在一起，提供从10/100和10/100/1000以太网到万兆以太网，从DS0到OC-48的各种接口和密度，并能够在任何部署项目中端到端地执行。4、第3层网络服务多协议第3机制。硬件支持的从企业级到电信运营商级的大规模路由表，硬件支持，并提供高性能的IPv6服务，在硬件中提供MPLS及MPLS/VPN的支持，可应用在高速电信运营商的网络核心和城域以太网，提供丰富的MPLS服务。5、增强的数据、语音和视频服务在所有CiscoCatalyst6500系列平台上提供集成式IP通信，提供10/100和10/100/1000接口模块，借助在接口模块内增加电源子卡就可让这些接口模块提供在线的电源，提供IEEE802.3af的支持，保护今天的投资。提供高密度的T1/E1和FXS的语音网关接口，可与公共电话网（PBX连接，提供服务。6、支持高性能的IP组播视频和音频应用提供一个统一管理的、经济的、可灵活扩展的网络。最高的接口灵活性、可扩展性21大专毕业（论文）设计王传奇和端口密度，满足大型关键业务布线室、企业核心层和分布层需要的端口密度和接口类型，每台设备可提供576个支持语音的，具有在线电源的10/100/1000M铜线接口。提供192个GBIC千兆位以太网接口，万兆以太网接口，和可提供高密度的OC-3POS接口的通道化的OC-48接口。3.6.2汇聚层规划区域汇聚层采用CiscoCatalyst3750三层全千兆以太网交换机，区域汇聚交换机以双千兆光纤与核心交换机相连，实现接入层与核心层之间的高速、高效中继，提高校园网系统的结构化层次和可管理性；CiscoCatalyst3750交换机它结合易用性和最高的冗余性，里程碑地提升了堆叠式交换机在局域网中的工作效率。这个产品系列采用了最新的思科StackWise智能堆叠技术，不但实现高达32Gbps的堆叠互联，还从物理上到逻辑上使若干独立交换机在堆叠时集成在一起，便于用户建立一个统一、高度灵活的交换系统--就好像是一整台交换机一样。这代表了堆叠式交换机新的工业技术水平和标准。对于中型组织和企业分支机构而言，CiscoCatalyst3750可以通过提供配置灵活性，支持融合网络模式，已经自动配置智能化网络服务，降低融合应用的部署难度，适应不断变化的业务需求。此外，CiscoCatalyst3750系列针对高密度千兆位以太网部署进行了专门的优化，其中包含多种可以满足接入、汇聚或者小型网络骨干网连接需求的交换机。主要特性和优点1、便于使用：“即插即用”配置：一个工作中的堆叠可以自行管理和配置。在用户添加或者移除交换机时，主控交换机会自动地更新所有的路由表，及时地反应堆叠结构的变化。升级信息将同时发送给堆叠的所有成员。2、可扩展性：快速以太网到千兆位以太网：CiscoCatalyst3750系列最多可以将9个交换机堆叠在一起，构成一个统一的逻辑单元，其中总共包含468个以太网或以太网供电10/100端口或者252个以太网10/100/1000端口、或9个10GB以太网端口。各个10/100、10/100/1000和10Gb以太网单元可以根据网络的需要任意组合。3CiscoCatalyst3750交换机的任意组合构成。需要混用10/100、10/100/1000端口以太网供电和布线室汇聚的客户可以逐步地发展接10GB端口的型号产品，22大专毕业（论文）设计王传奇并用已有光纤上的10Gb以太网升级自己的一条千兆位以太网链接，从而方便地升级其带宽。4、可用性：不中断的第二层和第三层性能：CiscoCatalyst3750系列可以提高可堆叠交换机的可用性。每个交换机可以充当主控制器和转发处理器。堆叠中的每台交换机都可以充当一个主控交换机，从而为网络控制创建了一种1:N的可用性机制。在某个单和保持正常运行。5、智能组播：利用思科StackWise技术，CiscoCatalyst3750系列可以为组播应用（例如视频）提供更高的效率。每个数据分组只需要在堆叠互联上发送一次，从而可以为更多的数据流提供更加有效的支持。6、出色的服务质量：覆盖堆栈和线速：CiscoCatalyst3750系列可以提供千兆位以太网速度和智能化的服务，从而可以保持所有数据的平稳传输--即使在十倍于正常网络速度时。业界领先的标记、分类和调度机制可以为数据、语音和视频流量提供业界最佳的性能全部都以线速提供。7、安全性：对接入环境的精确控制：CiscoCatalyst3750系列支持一组针对连接性和接入控制、全面的安全功能，其中包括ACL、身份认证、端口级安全和基于身份识别的的、支持802.1x及其扩展的网络服务。8、单一IP管理：多台交换机共享一个IP地址：每个CiscoCatalyst3750系列堆叠都作为一个统一的对象进行管理，拥有一个单一的IP地址。单一IP管理可以支持故障检测、虚拟LAN创建和更改、安全和QoS控制等功能。9CiscoCatalyst3750系列可以在10/100/1000配置上支持大型帧，为那些需要使用很大数据帧的高级数据和视频应用提供支持。10、管理选项：CiscoCatalyst3750系列可以提供一个用于精确配置、出色的命令行界面（CLI）和用于根据预设模板进行快速配置的思科集群管理套件（CMS）软件，这是一种基于WebCiscoWorks也可以在整个网络范围内对CiscoCatalyst3750系列进行管理。3.6.3接入层规划接入层接入层直接面对用户，可在汇接层交换机下采用若干支持802.1q或ISLVLAN分在不同的子网里，防止IP地址欺骗，一方面为了安全，一方面便于计费。23大专毕业（论文）设计王传奇固定安装的线速快速以太网桌面交换机CiscoCatalyst2950系列，可以为局域网（）提供极佳的性能和功能。这些独立的、10/100自适应交换机能够提供增强的服QoS）和组播管理特性，所有的这些都由易用、基于Web的Cisco集群管理套CMSCiscoIOS10/100/1000BaseT上行链路的CiscoCatalyst29505类铜线从快速以太网升级到更高性能的千兆位以太网主干。以线速性能将终端工作站连接到LAN由于Catalyst2950具备8.8Gbps的交换背板和最大4.4Gbps它把终端工作站和用户连接到公司的LAN上时可以在各个端口提供线速连接性能。Catalyst2950交换机支持性能增强特性，如FastEtherChannel（快速以太通道）和GigabitEtherChannel（千兆位以太通道）技术，可在Catalyst2950交换机、路由器和服务器之间提供最大4Gbps的高性能带宽。将LAN移植到千兆速度Catalyst2950T-24为桌面连接准备了两个固定10/100/1000（铜线千兆位以太网）上行链路端口，同时还有24个10/100端口。这样，就能够把LAN升级到更高性能的千兆位以太网，而每端口的成本增加量并不大。特性和关键优点1、各个端口包括千兆位端口的线速、无阻塞性能。8.8Gbps交换结构和最大660万包/12或24个10BaseT/100BaseTX自适应端200Mbps的带宽，完全可以支持对带宽需求苛刻的应用。2、在硬件上，每个输出端口支持四个队列。WRR队列算法确保低优先级端口不会被忽视。严格的优先权安排配置保证诸如语音等时间敏感的应用能够在交换结构中一直使用快速路径。3、超级管理能力简单网络管理协议（SNMP）和Telnet界面可提供综合的带内管理能力，同时，基于CLI的管理控制台可提供详尽的带外管理能力。以每个端口和每个交换机为基础的CiscoWorksWindows网络管理软件能够提供有效的管理能力，可为Cisco路由器、交换RMONRMON24大专毕业（论文）设计王传奇（SPAN）端口利用一个网络分析仪或RMON探测器监视单个端口的流量。自动配置通的配置工作。4、增强的安全性、管理和集成的CiscoIOS特性CiscoCatalyst2950交换机有几个不寻常的特点来提高网络性能、可管理性和安全性。网络管理员可以为每个交换机配置最多64个虚拟（VLAN）来获得更高水平的数据安全性和增强的LANVLAN内的工作站，这样相当于在网络上的各组端口之间建立了一个虚拟防火墙，从而减少了广播传输。VLAN主干可以利用标准的802.1QVLAN主干结构从任何端口创建。每个VLAN生成PVST+）允许用户建立冗余的上行链路，通过多重链路分配流量负载。而这些都是通过标准的生成树协议（STP）无法实现的。使用Catalyst2950交换机，网络管理员可MAC权的用户访问或更改交换机配置；终端访问控制器访问控制系统（）验证可集中协调大量网络设备的访问控制。5、完善的服务质量Catalyst2950系列能够提供完善的LAN边缘QoSCatalyst2950交换机支持两种模式的重新分类方法。一种模式基于IEEE802.1p标准，遵从接入点的服务等级（CoS）值并把数据包分配到合适的队列中。第二种模式，数据包根据由网络管理员分配给接入端口的缺省CoS值来进行重新分类。如果到达的帧没有CoS值如未做标记的Catalyst2950交换机就根据网络管理员分配给每个端口的缺省CoS值来进行分类。队列中去。Catalyst2950交换机支持四种输出队列，使网络管理员在为LAN流量的各时间敏感的应用在通过交换结构时一直使用高速路径。另外，另一种重要的增强措施即WRR情况下，能够得到重视。这些特性使网络管理员可以把关键任务和时间敏感的流量，如ERP（Oracle，SAPIPCAD/CAMFTP或e-mailSMTP）25大专毕业（论文）设计王传奇等来设置更高级别的优先权。6、安全性和冗余性支持IEEE802.1xCisco3使网络的综合性能更加稳定和可靠。专用VLAN边缘为交换机的端口间提供安全性和隔离性，同时保证语音流量从进入点通过虚拟通道直接传输到汇集设备，而不会被定位MAC的端口级安全性可以防止未授权的工作站访问交换机。IEEE802.1DSTP对冗余主干连接和无环路网络的支持简化了网络配置过程，提高了容错能力。支持Cisco冗余电源系统300（RPS3006个单元的内置备份电源，提高了容错能力和网络正常工作时间。控制台访问的多级安全性可以防止未授权的用户修改交换机配置。支持验证对交换机的集中控制，防止未授权的用户更改配置。3.7校园网VLAN的划分和IP地址规划3.7.1VLAN概述VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域（或称虚拟，即VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。但由于它是逻辑地而不是物理地划分，所以同一个VLAN个物理LANVLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLANVLAN也不会相互转发,性。VLAN了VLAN头，用VLANID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络。既然VLAN隔离了广播风暴，同时也隔离了各个不同的VLAN之间的通讯，所以不同的VLAN之间的通讯是需要有路由来完成的。26大专毕业（论文）设计王传奇3.7.2VLAN的作用1、降低移动和变更的管理成本：在学校里，由于教学人员的变更比较频繁，当把一台计算机从一个子网转移到另一个子网，如果使用了VLAN，迁移的工作只是在交换机上重新定义VLAN即可，尤其是采用网卡的MAC地址来划分VLAN时，交换机能够自动跟踪该终端的MACVLAN可以轻松完成变更。假若使用物理手段划分子网，这种迁移所耗费的精力和时间相当可观的。2VLANVLAN内进行，从而大大减少了广播对网络带宽的占用，提高了带宽传输效率，并可以有效地避免广播风暴的产生。3、增强网络的安全性：由于交换机只能在同一VLAN内的端口之间交换数据，不同VLAN的端口不能直接访问，因此，通过划分VLAN可以提高网络的安全性。4、网络监督和管理的自动化：网络管理员可以通过网管软件可以查询VLAN间和VLAN内通信的数据包的分类信息，以及应用数据包的分类信息，这些信息可以确定路VLAN可以使网络管理变的更加简单、有效。3.7.3VLAN划分策略对VLANVLANMAC地址划分；根据网络层划分VLAN；根据IP组播划分VLAN；基于规则的VLAN；核心层设备端口分配表：表）3668666核心层交换汇聚层设备端口分配表：表27大专毕业（论文）设计王传奇汇聚层交换))聚层学生宿舍汇聚层交换机1)()训实2)()(8)(2)(1)3)验交机聚层3.7.4IP地址规划IP地址规划应该包括两部分：外部地址和内部地址的规划--外部地址就是InternetC类/24共256个公有IP地50NATIP28大专毕业（论文）设计王传奇易理解等原则来进行分配，由于规划的是内部地址，所以应该使用私有地址去规划。RFC1918中定义的非Internet连接的网络地址，称为“专用InternetRFC1918规定了不想连入Internet的IP地址分配指导原则。由Internet地址授权机构(IANA)控制IP地址分配方案中，留出了三类网络号，给不连到Internet上的专用网用，分别用于，B和C类IP网，具体如下：A～55B～55C～551、各楼层IP地址具体分配如下：表序号12345层层层层层6789层层层层123456789层层层层层层层层层层层层29大专毕业（论文）设计王传奇层层层层层2、核心层与汇聚层IP地址规划：核心层两台Cisco6509之间路由IP为：/30和/30；表3、路由器、防火墙与核心层交换机的IP规划网段/29:核心层cisco6509(1):/29核心层cisco6509(2):/29防火墙CISCOPIX-525-UR-BUN:/29/29网段/30Cisco3745路由器：/3030大专毕业（论文）设计王传奇防火墙CISCOPIX-525-UR-BUN:/304、各楼层管理设备地址：表1-30/241-50/24学生宿舍实训实验区服务器群1-92/243-107/24Cisco3750-10/