计算机地图制图实习报告及计算机网络课程设计报告

PAGEPAGE１０计算机地图制图实习（论文）报告交通学院地理信息系统专业学期20-20学年第1学期学号学生姓名实习日期资料的准备与处理地图底图资料选用海口市市区图作为地图底图资料，该图幅采用1954年北京坐标系和1956年黄海高程系，比例尺为1：3万。注：在拿到的原图上就没有海口地区的西海岸部分，因此那部分不作为此次制图的制图范围。音频资料从网上下载了地图浏览系统的背景音乐：《请到天涯海角来》文字资料海口市主要企、事业单位，地名，公共交通，旅游景点及学校等各方面的信息介绍2.引用文件 （1）国家测绘局2003年颁布的《公开地图内容表示若干规定》 （2）国家测绘局2009年颁布的《公开地图内容表示补充规定（试行）》的通知 （3）《公开版地图质量评定标准》（GB/T19996-2005） (4)《测绘管理工作国家秘密范围的规定》（国测办字[2003]17号）3.计算机地图制图作业方案及地理要素图层设置 3.1.计算机地图制图作业方案对海口市市区的纸质地图进行扫描，得到TIFF格式的文件。通过用MapGis对扫描地图的矢量化后，转到ArcGis格式进行图层的分离，把对于交通旅游有重要指示作用的学校、饭店宾馆、重要企、事业单位和旅游景区独立出来，然后在电子地图中制作时加入图层的独立显示功能。用户可以对最终的成品进行选择操作，自由查看所需查找的独立地物所在位置。譬如，选择查看海口市学校的分布情况，则电子地图上只把学校的点状地物显示出来便于用户查看。最终成果设计图如下。还原旅游景点缩小帮助界面背景音乐学校医院还原旅游景点缩小帮助界面背景音乐学校医院 3.2.地理要素图层设置因为此次制作的电子地图为海口市的交通旅游图，所以在设置图层时重点把道路分为高速公路、主要道路、次要道路和一般道路四种，同时把双线河流也作为一个图层独立出来。这些作为线状地物的主要部分来进行矢量化，力求精度越高越好。而在点状地物中，把学校、旅游景点、饭店宾馆和重要企、事业单位独立分层，因为考虑到在交通旅游时，这些地物对于方向和目标有着重要的指示作用。4.主要作业过程 4.1.地图的扫描处理纸质地图是扫描数字化较常用的介质，虽然图纸在储存过程中受空气和水分的影响变形较大，但一般伸缩变形有一定规律，通过图像纠正可以减小变形，但需要扫描的地图不能有褶皱或明显的变形。扫描时，将图纸平放在扫描仪的操作平台上，保存图纸平整，双手轻轻地将地图推进滚筒中，等扫描仪的滚筒卡住图纸后，点击点脑上的“扫描”按钮，扫描仪就自动的将纸质地图扫描成以像素信息存储的栅格数据结构信息。扫描仪分平台式扫描仪、滚筒式扫描仪和手持式扫描仪，扫描地图使用的是滚筒式扫描仪。扫描仪的技术指标主要包括分辨率、灰度级、色彩数、扫描速度、扫描幅面。其中分辨率是扫描仪最重要的技术指标，也是选择扫描仪时最应该考虑的因素，它表示扫描仪对图像细节上的表现能力，即决定了扫描仪所记录图像的细致度。在作业安排下来后，我和我的组员唐逢幸两人决定对海口市进行交通旅游地图的制作。于是我们在网上买了海口市的市区图，但由于物流的原因致使我们的作业进度拖延了一天，然后因为等待扫描安排又拖延了一天，时间变得有点紧张。最后终于在星期四的上午拿到地图扫描数据文件。 4.2.地图的矢量化处理 地图的矢量化处理是通过MapGis软件进行的。MapGIS是中地数码集团的产品名称，是中国具有完全自主知识版权的地理信息系统，是全球唯一的搭建式GIS数据中心集成开发平台，实现遥感处理与GIS完全融合，支持空中、地上、地表、地下全空间真三维一体化的GIS开发平台。MapGis系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构，实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析，具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务，能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。（引用：MapGis百度百科）我们两人在这部分工作中进行了分工，把地图分为东西两部分。我负责对东边线状地物部分和整体海岸线的矢量化，唐逢幸负责西边所有部分和东边点状部分的矢量化。这样分工的原因是，东边线状部分内容较多，而我对于线编辑比较熟悉，所以把这部分交给我。而唐逢幸比较耐心，并且他作为一个海口人对海口地区的点状地物十分熟悉，所以把所有的点编辑交给他。这样的分工充分考虑到了我们两人的优缺点，在矢量化这部分工作中起到了优势互补的作用。打开MapGis软件的图形编辑区块，创建点文件、线文件、区文件和工程，装入扫描地图后生成的TIFF文件，选择要编辑的图层，开始矢量化。在画道路时，老师要求我们用双线线形，这样所得的道路两边始终是平行的，并且在交叉口可以自动相交联通，十分方便。只是双线的线编辑在面对弯曲的道路时很难操作，经常在某个拐角处出现线段的交叉和配准失误。我在这种情况下，会使用F9的退点功能来反复定点，并在弯道处多处定点以求定位精准。当然误差总是难免的，在回头发现线段出现交叉而线编辑已经进行到前方很远，整体删掉肯定会使效率下降的情况下，只能勾选参数设置中的坐标点可见，然后通过线上删点等一系列操作来纠正误差。 4.3.格式转换打开MapGis的文件转换功能，装入矢量化后生成的点文件、线文件和区文件，输出成dxf格式的文件。这是可以在ArcGis中打开和操作的中间过渡文件，便于之后的图层分离保存。 4.4.图层分离保存 这部分操作利用ArcGis软件实现。 ArcGIS产品线为用户提供一个可伸缩的，全面的GIS平台。ArcObjects包含了大量的可编程组件，从细粒度的对象（例如，单个的几何对象）到粗粒度的对象（例如与现有ArcMap文档交互的地图对象）涉及面极广，这些对象为开发者集成了全面的GIS功能。每一个使用ArcObjects建成的ArcGIS产品都为开发者提供了一个应用开发的容器，包括桌面GIS（ArcGISDesktop），嵌入式GIS（ArcGISEngine）以及服务端GIS（ArcGISServer）。（引用：ArcGis百度百科）用ArcGis打开之前格式转换得到的dxf文件，可以看到在Grouplayer下有Annotation、Point、Polyline、Polygon和MultiPatch这些子文件。除了Point外，其他子文件前的勾选取消掉，然后右键选择Point的属性，在绘制图层选项页中勾选想要独立显示的图层。之后再进行数据输出，就可以得到一个独立的图幅。用这种方法我得到了学校、医院、旅游景点等专题图幅。 4.5.程序编写在之前的矢量化阶段，我负责的部分工作量不大，因此我承担了程序编写这部分的大部分工作。制作电子地图的浏览系统可以通过VB+MO的方式，也可以通过ArcGisengine的方式进行。由于VB+MO的方法简单易用，再加上我们组已经浪费了很多时间的原因，我采用了这种方式进行制作。VB并非我们学过的编程工具，在一开始编写程序时我是一边上网看教程一边尝试运用，中间当然会出现这样或那样的问题。譬如，在选择独立显示“医院”这一地物后，再点击选择独立显示“学校”，除了道路外地图会变成一片空白。这是因为在编程时，采用的是图层隐藏的方法把除了“医院”外的所有点状地物图层隐藏起来。这样在之后点击选择独立显示“学校”时又把“医院”这一图层给隐藏了，所以地图会变成一片空白。通过一番思考，决定在“还原”功能里加上重置所有图层显示的部分，然后每次点击“医院”前自动调用“还原”功能一次。这样终于解决了问题。程序出现问题是正常的，重要的是如何解决，幸好通过不断努力，最终的成品总算达到了预期想要达到的效果。并且在最后还加上了一点小创意用MMControl控件播放背景音乐，曲目是海南精典歌曲《请到天涯海角来》。 4.6.程序调试在程序完成后，我多次打开程序查看使用效果，总体来说并无太大问题。但又一次发现独立显示“旅欧景点”时，地图上的注释字体颜色太浅，不容易看清楚。这是由于每次使用程序时，图层是自动加载的，图层颜色也是随机显示的，这说明有可能会出现以上这种字体颜色太浅的问题。于是我又在代码中明确设定了各个图层的颜色，这样每次使用时看到的地图都是一样的效果，不会存在偶然性错误。5.地图制图质量控制及地图输出5.1.地图制图质量控制地图制图质量控制一直贯穿于整个项目，在扫描地图时，为了防止扫描过程中出现的瑕疵在当下没有被发现，刻意地多扫描了几份，在其中选择最为完美的一幅进行下部分的操作。在矢量化阶段明确图层分化，严格按图层划分来描绘地物。并且在具体操作过程中务求定位准确，尽量避免最后矢量化成果与扫描原图有过大差异。在最后的程序编写部分，为了防止出现在用户电脑上无法运用的问题，多次把半成品搬到别人电脑上打开，试验功能是否可以实现。 5.2.地图输出 最终成果：海口市地图浏览系统一个6.实习结论和心得体会 6.1.实习结论经过为期两周的实习，通过MAPGIS、ARCGIS和VB的运用，最终制作出海口市电子地图一份。在这个过程中，我再次温习了MAPGIS的矢量化操作和ARCGIS的图层分离保存操作，学习了VB+MO方式对GIS进行二次开发的步骤。在格式转换到ARCGIS中时，发现用ARCGIS9不能读取dxf文件中的注释部分，只能用ARCGIS10才可以读取。在用VB+MO制作地图浏览程序时发现，可以读取直接用点文件和线文件转成的shapefile格式的地图，但无法读取注释部分，并且无法独立显示特定地物，证明转到ARCGIS中进行图层分离保存的操作无法省略。 6.2.心得体会实习虽然只有短短的两周，我感觉在这期间学到了很多东西，第一次使用扫描仪，我自己动手扫描了多张地图，掌握了扫描仪的简单使用。通过实习熟悉了MAPGIS软件的使用，学会了更多的矢量化操作技巧。在矢量化时，碰到立交桥这种弯曲交叉的道路时，由于操作上的失误致使线段的交错连接，而因为线段太过靠近使得相互压盖不好处理。幸好老师教我在参数设置中勾选坐标点可见，使得线型变得十分细小而且上面的定位点也清晰可见，之后再对此进行操作就变得非常容易。同时，我在期间也学习到了VB+MO的编程方法和多个控件的运用方式（虽然不是每个都用到制作的程序上）。在编程阶段，无法解决音频文件与程序的匹配问题时，上网搜索解决方法，百般寻找和试验，终于找到一行与老师案例差不多的代码，成功达到了预期的效果。因为这不是老师要求的功能而是我自己的创意，所以在解决过程中要靠自己去动脑动手，这提高了我发现问题、解决问题的能力，不再一味依靠老师的帮助。在实习的起始，老师给我们选择自己喜欢做的项目，觉得工作量较大也可以几个人组队一起完成。这种方式十分自由，而且容易激发我们的兴趣。譬如我自己，就选择制作了家乡海南的省府—海口市的交通旅游图，无论是在矢量化还是制作电子地图浏览系统时，看到自己熟悉的一切都会觉得很高兴很有动力。在和组员分工合作，一起解决遇到的各种问题时，体会到了团结协作的重要性。对于已经大三的我们越来越觉得实践的重要性，能把课堂学到的知识在实习中实践一遍是一种很好的掌握知识的过程，在这个过程中我们不仅能学到专业知识，还能增强团队合作意识，学习绘图工作中需要的细心与认真。在以后的时间中，学校可以多安排几次实习来增强大家的实践动手能力。组长：组员：目录TOC\o"1-3"\h\z目录 １第1章校园网概述及分析 ３§1.1设计背景 ３§1.2建设必要性 ４§1.3设计对象 ５§1.4设计原则 ５§1.4.1学校需求为前提 ５§1.4.2设备选型兼顾 ６§1.4.3遵循标准 ６§1.4.4使用通用的、成熟的技术 ６§1.4.5规范布线，考虑长远发展 ６§1.4.6易于使用和管理 ６§1.4.7可扩展性 ６§1.5需求分析 ６§1.5.1电子邮件功能及OA： ８§1.5.2讨论和交流功能： ８§1.5.3学校网站： ８§1.5.4科研环境应用系统： ８§1.5.5电子教学： ８§1.5.6多媒体教学 ８§1.5.7教学机房 ８§1.5.8电子图书馆 ９§1.5.9多媒体教育资源库 ９§1.5.10内部信息共享 ９§1.5.11职能管理： ９§1.5.12远程教育： ９§1.5.13无线网络： １０§1.5.14视频点播： １０§1.6设计目标 １０§1.7设计思想 １２第2章网络技术分析与选择 １４§2.1网络技术选型原则 １４§2.1.1稳定可靠的网络 １４§2.1.2高带宽 １４§2.1.3QoS保证 １４§2.1.4安全性 １４§2.1.5容易控制管理 １４§2.1.6IPMulticast １４§2.1.7符合IP发展趋势的网络 １４§2.2主要网络技术分析 １５§2.2.1以太网（Ethernet） １５§2.2.2快速以太网(FastEthernet) １５§2.2.3令牌网(TokenRing) １６§2.2.4光纤分布式数据接口（FDDI） １６§2.2.5千兆以太网技术 １６§2.2.6异步传输模式技术 １９§2.2.7千兆以太网与ATM技术比较 ２０第3章校园网解决方案 ２３§3.1方案简介 ２３§3.2方案描述 ２３§3.2.1网络核心层 ２３§3.2.2网络汇聚层 ２４§3.2.3网络接入层 ２４§3.3产品的配置与选型 ２４§3.3.1设备选型的原则 ２４§3.3.2设备选型 ２５§3.4网络拓扑结构 ３０§3.4.1拓扑结构图 ３０§3.4.2IP地址分配 ３０§3.5互联网接入方案 ３１§3.6网络安全方案 ３１§3.6.1路由器和交换机的安全功能 ３１§3.6.2安全措施 ３２第4章产品报价 ３４第5章引用作品 ３５校园网概述及分析设计背景在信息化时代的今天，计算机网络的作用日益重要，越来越成为人们日常生活中重要的组成部分。计算机网络是一个资源丰富的宝库，可以为人们提供所需要的信息资源；计算机网络还为我们提供了信息交互的重要手段，远隔万里之遥的两个用户可以即时进行通信；计算机网络还为我们提供了丰富的娱乐资源，例如：音乐、视频、游戏等等让我们的生活更加丰富多彩。因此，一个运转良好的网络是一个单位不可缺少的重要工具。校园网的建成使用，对于提高教学和科研的质量、改善教学和科研的条件、加快学校信息化的发展、开展多媒体教学与研究、使教学多出精尖人才、使科研多出一流成果，有着十分重要而深远的意义。大学校园网网络系统是一个非常庞大而又复杂的系统，它不仅为现代化教学、综合信息管理和办公自动化等一系列的应用提供一个基本环境的平台，而且能为各种应用系统提供多种服务，使信息能够及时、准确的传给各系统。世界正从工业化社会向信息化社会转变。一方面，社会经济已由基于资源的经济逐渐转向基于知识的经济，人们对信息的需求越来越迫切，信息在经济的发展中起着越来越重要的作用，信息的交流成为发展经济最重要的因素。另一方面，随着计算机、网络和多媒体等信息技术的飞速发展，信息的传递越来越快捷，信息的处理能力越来越强，信息的表现形式也越来越丰富，对社会经济和人们的生活产生了深刻的影响。这一切促使通信网络由传统的电话网络向高速多媒体信息网发展。快速、高效的传播和利用信息资源是21世纪的基本特征。掌握丰富的计算机及网络信息知识不仅仅是素质教育的要求而且也是学生掌握现代化学习与工作手段的要求。因此，学校校园网的有无及水平的高低，也将成为评价学校及学生选择学校的新的标准之一。Internet及WWW应用的迅猛发展，极大的改变着我们的生活方式。信息通过网络，以不可逆转之势，迅速打破了地域和时间的界限，为更多的人共享。而快速、高效的传播和利用信息资源正是二十一世纪的基本特征。学校作为信息化进程中极其重要的基础环节，如何通过网络充分发挥其教育功能，已成为当今的热门话题。随着学校教育手段的现代化，很多学校已经逐渐开始将学校的管理和教学过程向电子化方向发展，校园网的有无以及水平的高低也将成为评价学校及学生选择学校的新的标准之一，此时，校园网上的应用系统就显得尤为重要。一方面，学生可以通过它在促进学习的同时掌握丰富的计算机及网络信息知识，毫无疑问，这是学生综合素质中极为重要的一部分；另一方面，基于先进的网络平台和其上的应用系统，将极大的促进学校教育的现代化进程，实现高水平的教学和管理。学校目前正加紧对信息化教育的规划和建设。开展的校园网络建设，旨在推动学校信息化建设，其最终建设目标是将建设成为一个借助信息化教育和管理手段的高水平的智能化、数字化的教学园区网络，最终完成统一软件资源平台的构建，实现统一网络管理、统一软件资源系统，并保证将来可扩展骨干网络节点互联带宽为10G，为用户提供高速接入网络，并实现网络远程教学、在线服务、教育资源共享等各种应用；利用现代信息技术从事管理、教学和科学研究等工作。最终达到在网络方面，更好的对众多网络使用及数据资源的安全控制，同时具有高性能，高效率，不间断的服务，方便的对网络中所有设备和应用进行有效的时事控制和管理。建设必要性是否在学校采用最先进的信息和传播技术是一个有决定性意义的问题,而且十分重要的是,学校应该处于影响整个社会深刻变革的中心地位。随着计算机多媒体和网络技术的不断发展与普及，校园网信息系统的建设，是非常必要的，也是可行的。主要表现在：1、当前校园网信息系统已经发展到了与校际互联、国际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段，发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求。2、教育信息量的不断增多,使各级各类学校、家庭和教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息服务的要求越来越强烈。个人是否具有获得信息和处理信息的能力对于能否成功进入职业界和融入社会及文化环境都是个决定性的因素,因此学校应该培养所有学生具有驾驭和掌握这种技术的能力。另一方面,信息技术在作为青少年教育工具的同时也向青少年提供了前所未有的机会。新技术提供的机会以及它们在教学方面具有的优势都是很多的,特别是计算机和多媒体系统的使用有助于个人化的道路,每个学生在个人的学习道路上都可以按照自己的速度发展。3、我国各级教育研究部门、软件开发单位、教学设备供应商和各级学校不断开发提供了各种在网络上运行的软件及多媒体系统，并且越来越形象化、实用化，迫切需要网络环境。4、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。5、随着经济发展，我国各级政府对教育的投入不断加大；计算机技术的飞速发展，使相应产品价格不断下降；同时人们的认识水平和经济实力不断提高。大量计算机进入学校和家庭，使得计算机用于教育信息管理和信息服务是完全可行的。设计对象图SEQFigure\*ARABIC1为适应我国经济结构战略性调整的要求和软件产业发展对人才的迫切需要，根据教育部颁发的有关示范性软件学院的文件精神，山东大学与济南高新技术开发区合作于2001年7月2日创建了山东大学齐鲁软件学院，后改名叫做山东大学软件园校区图SEQFigure\*ARABIC1山东大学软件园校区坐落在济南市高新区，占地1200亩。校区内有原有计算机科学与技术学院和软件学院，后新迁入口腔学院、护理学院、公共卫生学院、药学院和医学院的大一新生部分。人员由原先的纯IT行业转变为IT与医疗混合，对网络应用的需求趋于多样化。校区内的主要建筑有，教学楼，实验楼，高性能中心，行政办公楼，教师办公楼，研究生楼，图书馆，本科生宿舍，研究生宿舍，食堂，水房，超市等。设计原则学校需求为前提坚持以学校具体需求为校园网信息系统方案设计的根本和前提，同时，也要注重源于需求又高于需求的原则，注意用专业化的技术思想来进行校园网的规划与设计，确保校园网的实用性、先进性和便于扩展性。设备选型兼顾满足学校对现代化教学手段的要求；满足校园网建设及互联网的要求；所选设备在国际上保持技术先进性；供应商有良好的商业信誉和优质的售后服务。遵循标准一切校园网设计和施工，均要严格遵循国际和国家标准。统一规划，分步实施。校园网的实现要求通讯协议、网络平台等应具有世界性的开放性和标准化的特点，并且应采用统一的网络体系结构。使用通用的、成熟的技术采用通用的、成熟的技术方案可以降低建设成本、减小设计、施工和使用难度、缩短建设周期。有利于保护投资，并且有利于校园网的维护和升级。选择品质最好的设备不一定是最佳选择，成本因素也是一个不容忽视的问题，将品质与成本实现最佳匹配。规范布线，考虑长远发展布线系统使网络的重要基础，布线系统的好坏是衡量一个网络好坏的非常重要的标志。布线系统不合理将降低网络的可靠性，使网络难以管理和维护，所以必须采用标准的综合布线系统。易于使用和管理校园网的各种软件应用项目必须易于使用，对最终用户的起点要求不能太高，一般以熟练使用操作系统、办公软件系统、浏览器和电子邮件系统为宜；系统的日常管理和维护工作要方便、简易。网络拓扑结构一经配置确定，不应轻易更改。可扩展性考虑现有网络的平滑过度，使学校现有陈旧设备尽量保持较好的利用价值；选用产品应具有最佳性价比，又要应充分考虑未来可能的应用，具有高扩展性。需求分析本次网络建设主要为山东大学软件园校区主要楼宇之间提供全面网络服务，旨在通过建立统一的计算机网络通信平台，提高软件园校区管理的科学性和规范性，为培养各种人才提供先进的教学平台，提高全校师生的教学水平、科研水平，利用先进的计算机技术和现代网络通信技术，建立软件园校区各部门间的信息(包括图象、图形、声音、数据等)交流的统一、高速、便捷的平台。在校园网络中，视频、音频、数据集于一身，如果保证不了高带宽，又多种视频、音频、数据流混杂在一起进行传输，就没法对流做出最高优先级和次高优先级及底优先级的分类，这样就不能保证重要业务的畅通，造成网络延迟、服务不可用。所以要想真正改变网络的效率，更有效的保证应用服务的运营，需要通过端到端的QOS，智能到边缘的方式来保证。通过智能到边缘，端到端的应用方式，可以减少对网络核心设备的消耗，这样保证了网络的有效畅通。可以对园区网应用中的，多媒体视频点播服务、数据备份服务、文献传递服务、E-mail服务、数据库服务器等服务。对不同服务流进行详细的分类，划分优先级，以及尽可能地避免发生拥塞。同时保证网络的高效运行，充分利用现有的带宽。在园区网络中，存在多样的网络设备及系统应用环境，并且要考虑在用户迅速增长的今天，考虑到网络设备的可扩展性。保证在多样网络设备，用户不断增加的环境中，仍能保证网络畅通。所以万兆骨干网络平台就应具有良好的兼容性和可扩展性，能与当前校园网络无缝衔接，同时预留空间符合当前和以后的信息建设需要和足够的升级空间。在校园网络建设中存在多用户,多服务的现状。带来了对网络系统要求具有高效率等，以保证大数据量访问下有效的处理能力。针对需求设备要能对数据做到分布式处理，这样的分布式处理可以节省主交换引擎的消耗。使数据在独立的板卡上就能做出对数据的识别，这样比在中央处理器识别要快的多。并在大量的数据应用，数据传输的过程中，要保证所有硬件设备都可以进行快速的转发，要具备高背板带宽（交换容量），所有端口都能保证线速转发。这种分布式处理可以极大地提高整体处理能力，保证了网络畅通。现在的网络环境中稳定可靠是争相谈论的话题，因现在在网络中运行了众多重要应用及服务，是要保证7*24小时不间断的服务。就要完全能保证网络设备全天后的可用性。即使在设备出现问题时切换到备用设备的过程中，也要保证较小的延迟，以满足网络应用中的有效畅通的需要。在这样的需求中利用，冗余的管理交换引擎、冗余的电源等关键部件的冗余，支持（802.1D、802.1W）802.1S多Vlan生成树协议保证链路级的冗余和负载均衡，支持VRRP、OSPF等三层路由协议保证路由级的冗余，支持loadbalancing技术实现了应用级的冗余备份和负载均衡。全方位的完全保证了设备、网络、应用系统的可靠性。在校园网络中，对于校园网的安全保障十分重要：校园网的信息点分布很广，与一般企业网比较，校园网用户的流动性大，信息点存在随意接入使用的问题。学生及外来不明身份的用户，在校园网中找到任何一个信息点，就可以进入到校园网，可以肆意干扰和破坏校园网网络平台及应用系统的正常运行。另外校园网的网络安全，还需要考虑与外网及内网不同应用系统之间的安全访问控制。为了发生安全事件后，能够有效、快捷地处理事故，采用上网审计手段是十分有必要的。由于当前类似“冲击波、震荡波病毒”的肆虐，一个健壮的网络应该提供必要的手段，禁止特定病毒的传播以及由于病毒造成的流量拥塞。目前用户的主要网络需求有以下几种：电子邮件功能及OA：校园网信息平台应有功能强大的邮件系统和OA系统，可以为每个使用者建立自己的信箱，和OA账号，安全保密又极大地方便了通信。许多事务处理均可以通过邮件和OA提醒，高效便利。讨论和交流功能：校园网信息平台具有讨论的功能，可以允许所有人就一个问题发表自己的意见，而这种讨论的好处在于它可以保留讨论的过程，并且不受时间和空间的限制，如教学研讨、经验交流等均是以讨论的形式出现。学校网站：学校有许多信息需要向老师、学生或社会公布，如学校的规章制度、招生信息、教学信息等，它们共同的特点是只许看不能改，校园网信息平台的安全体系应保证这一点。科研环境应用系统：科研环境应用系统多集中在各实验室和多功能竞赛及多功能报告厅，主要是实验的环境和课外学习的环境，这类网络应用可能需要较高的带宽以满足多媒体实验环境。电子教学：电子教学是搭建校园网的首要目标，这部分应用复杂多样，且有很大一部分多媒体数据的传递，因此对网络性能和传输质量有较高的要求，可以用高速以太网连接来实现。电子教学的具体形式有：多媒体教学在教室中教师拥有计算机和多媒体演示设备，如投影仪等。教师将多媒体教学的图形、视频、音频等信息通过演示设备反映到投影屏上，把许多枯燥、难以理解的内容生动地表现出来，从而大大改善学习效果。教学机房多媒体教室中应保证学生人手一台计算机，教师则拥有计算机和多媒体演示设备，如投影仪等，教室内各计算机通过网络互联。这样多媒体教学的图形、视频、音频等信息不仅要通过演示设备反映到投影屏上，还应能通过网络和特定软件系统向各PC传递出去，发送到每个学生面前；同样通过网络，学生还能对所学内容做出反映回馈教师，实现交互式教学，而不仅是被动地接收。这样可以极大地激发学生的学习兴趣和创造力，老师也能及时了解学生对知识的掌握情况，做到因材施教，从而大大改善学习效果。电子图书馆传统图书馆的资料管理通常是一项很繁琐的工作，图书管理员不仅要随时整理和更新库中资料，而且每本资料只能由一人借阅。有了电子图书馆以后，所有资料可以以电子文档形式存入大容量服务器中，通过网络向图书馆内、甚至教室、办公室或宿舍内的客户机开放，这样师生们可以不受时间、空间限制随时查阅所需资料，同时实现了同一资源的多人共享；资料包含的内容不仅为文字，还可以是图像、声音等多媒体信息，甚至还能是一段电影，可谓丰富多彩；当然这样的开放也不是无条件的，每人都有的"电子借书证"（网络帐号），凭此在许可范围内借阅；同时，图书管理工作也由机器来完成，除了提供方便快捷的检索工具外，还可以跟踪每人的借阅记录，了解各类信息的受关注程度。多媒体教育资源库教育部的多次会议强调学校要建立内容丰富的教育资源库，包括电子图书、教育论文、教案、课件、图片、视频、音效、电影等学校日常教学、教师进修、学生自学的教育资源，教师可以备课、制作课件，学生可以自主学习、探索式学习。内部信息共享内部信息共享是指比多媒体教室和电子图书馆更为灵活的教学应用：它既不局限于单一的教室，但也不一定面向全校，而是可以在或大或小的范围内进行。例如教师可以把作业、试题库或一些辅导材料留在特定的计算机中由本班学生下载，教师之间也可以通过网络相互交流经验，共同设计最佳的教学方案……内部信息共享的程度取决于校园网的覆盖范围和应用软件的功能。职能管理：除电子教学外，学校的各项管理工作的现代化也势必要通过网络来实现。相对教学而言，这部分数据较为简单，以文字、图形为主，因此对网络性能要求不高，却将系统的安全、可靠、经济等特性列为考察重点。学校的管理工作包括：校长决策、总务管理、教务管理、财务管理、档案管理、图书管理、体卫管理、校产管理、办公管理等，各学校可根据机构设置和实际需要作相应取舍。各项管理的结果不仅是将各部分数据作电子存档，更应在全校范围内真正实现共享，做到准确、及时、方便的信息交流，它一般可以采用界面友好的浏览器形式来操作。远程教育：远程教育和互联网的引入也可称为通讯服务，它突破了局域网对地域的限制，用路由器来实现与其它教育机构或ISP(Internet服务提供商)的广域网连接。它要求网络具备更高的安全性、灵活性、可扩展性，同时还需考虑广域网链路的经济性。远程教育既可以是学校内部分支的连接(Intranet)，也可以面向在家的师生，还可以面向当地信息港、中国教育科研网和互联网。而互联网的接入将具有更广阔的商业前景。远程教育建起了一座跨越地域、不受规模限制的虚拟学校，将教学信息通过网络向更远处传播，对学校而言引进了更多的事业和机会，对学习者而言也提供了更多的选择。无线网络：随着校园网应用的普及和应用水平的不断提高，网络与工作和生活的关系越来越密切，而学校中的网络终端资源却很有限，越来越难以满足师生的需求。无线局域网技术的日趋成熟可以为此提供更加高效灵活的解决方案，可以用较少的投资获得空前的应用灵活性。随着国家对中国教育行业的更加重视并加大投入，中国教育网的建设得到了国家更大的支持并得到了更加广泛的应用，并已经成为一种其它方式不能代替的获得资源的重要手段，因此教师和学生对网络的依赖也越来越强，随时随地能够从网络获得相要的资源成为教育用户追求的目标。一般来说，如教室、图书馆、会议室、操场、食堂、校园园区等地方一般是不可能布设太多信息点的，但是随着学生中笔记本电脑的普及和现代化教学的普及，上述场所往往在同一时刻有大量的电脑，而目前的有线校园网没有办法使学生们在这些区域都能够上网。采用无线方式，在有限的信息点上连接无线接入器，就可以轻松从一个信息点扩展到成百上千个信息点的应用。国际上已经把拥有无线校园网作为现代化校园的一个标志，中国的大学无线校园网的建设已经如火如荼的展开了，我们中原工学院也应在这点做好先前的准备，迎战未来。视频点播：VOD（VideoonDemand）是视频点播技术的简称，也称为交互式电视点播系统，意即根据用户的需要播放相应的视频节目，从根本上改变了用户过去被动式看电视的不足。当您打开电视，您可以不看广告，不为某个节目赶时间，随时直接点播希望收看的内容，就好像播放刚刚放进自己家里录像机或VCD机中的一部新片子，但是您又不需要购买录像带或者VCD盘，也不需要录像机或者VCD机。这就是信息技术带给您的梦想，它通过多媒体网络将视频节目按照个人的意愿送到千家万户。对于校园网的用户，学校可以开展多媒体视频点播教学服务。通过把好的课件放到VOD服务器上，让学生们进行点播，可以灵活的开展教学服务，把枯燥的课堂教学转变成为丰富的媒体服务。设计目标校园网的设计目标简而言之是将各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。具体而言这样的设计目标应该是：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、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；在网上宣传和获取教育资源；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；开发各类信息库和应用系统，为学校各类人员提供充分的网络信息服务；系统总体设计本着总体规划、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、良好的开放性、可扩展性，以及建设经济性。由于校园网是一个新概念,在国内发展还不成熟,所以无论是学校、媒体,还是计算机业界,对校园网都缺乏全面深入的理解和认识,并都带有一定的盲目性和偏见,不知道校园网应该起什么作用。校园网缺乏相应的应用软件。现在所谓的校园网多是一些系统集成商基于先进的硬件设备提出的解决方案,是设备集成。由于网络技术是一门比较新的技术,致使许多人产生了"重视硬件,轻视软件"的想法,国内斥资开发这方面软件的企业也很少,造成了软件匮乏的局面。只注重有形的网络的建设而忽略了无形的文化的建设是校园网失败的最关键的原因。这里所指的"无形的文化"是指人们的观念、工作方式、利益结构、学校的管理运作模式等看不见、摸不着的东西。从某种意义上讲,校园网的建设绝不仅仅只是涉及到技术问题,而是会引申到更深的层次,也就是说信息技术所带来的一场革命会彻底改变我们的生活方式和工作方式。作为系统集成商当然希望给学校的方案越先进越昂贵越好,但是作为学校必须研究,以后会有什么样的用途,能不能发挥这些设备的潜能,这些设备能不能满足未来发展的需要。但是,目前的校园网系统集成多数是先进的设备的集成,少则几十万,一般几百万,多则几千万。花几百万采用ATM技术建起来的网络,只用来进行文件共享,没有合适的网络软件可运行。基于以上的一些状况，我们提出校园网建设的目标应该是：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及办公自动化为核心，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，开发各类信息库和应用系统，为学校各类人员提供充分的网络信息服务。系统总体设计将本着总体规划、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。本着为学校着想，合理使用建设资金，使系统经济可行。具体来说，设计目标体现在一下几个方面。1.构架千兆校园网主干，实现教学办公综合楼、教学楼、图书馆、学生宿舍楼群等的互联。2.每个教室、实验室、办公室、学生宿舍均可实现100M的校园网接入，实现信息资源的充分共享。学校领导、老师、学生可以随时随地进入校园网获取校园网信息。3.校园网将采用10M光纤接入中国电信网络。4.校园网将设置WWW服务、FTP服务、E-MAIL服务、VOD服务。5.校园网必须安装内容过滤器，以过滤网站不良信息。6.校园网将建立一个OA系统，以便于学校无纸化办公。7.校园网将构建一个完整的网络防毒系统，以有效地杜绝病毒的传播。8.校园网必须能进行全网的智能化管理，使系统管理员能够方便、高效地实现网络管理。9.校园网的一期建设必须为以后网络建设预留发展和扩容的空间。10.要求全网的交换机设备必须采用同一厂家的产品，服务器也统一品牌。全网综合布线产品必须全部统一。设计思想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、人员素质等众多成份的综合化以及信息化教学环境系统。因此，在总体上如何筹划、组织网络建设和开发应用的设计思想是校园网建设中的最重要的问题。总体设计是校园网建设的总体思路和工程蓝图，是搞好校园网建设的核心任务。进行校园网总体设计，首先是进行对象研究和需求调查，弄清学校的性质、任务和改革发展的特点，对学校的信息化环境进行准确的描述，明确系统建设的需求和条件；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；第三是确定网络拓朴结构和功能，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，规划安排校园网建设的实施步骤。校园网总体设计方案是否科学，要看其能否满足以下基本要求：1.整体规划安排。从学校建设的全局和全面工作需要出发，考虑部门的地理分布和通信条件。整体规划网络建设方案，对网络系统的目标、总体结构、服务功能、经费预算、建设步骤等重大问题作出规定。2.先进性、开放性和标准化相结合。尽量采用符合国际工业标准的、比较成熟的技术，兼顾网络技术的发展方向，选择结构化、可扩充、多用途的网络产品，保证网络在较长时间内不落后。3.结构合理。在通信网络、资源配置、系统服务和网络管理上有良好的分层设计，使网络结构清晰，便于使用、管理和维护。4.高效实用。着眼于教学、科研、管理的实际需要，用有限的资金优先解决工作急需的问题。设备易于使用和维护。为科学研究提供先进平台，例如可视化计算，计算机协同作业，虚拟网络，虚拟现实，计算机仿真，远程计算机与数据处理等。5．支持宽带多媒体业务，例如远程教学、多媒体网络教室、会议电视6．为学术交流提供良好的环境与CERNET、CHINANET等进行高速互连，快速访问Internet，与国内外同行交流信息、协同工作和展示学校的形象。网络技术分析与选择网络技术选型原则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。高带宽为了支持数据、话音、视像多媒体的传输能力，在技术上要到达当前的国际先进水平。要采用最先进的网络技术，以适应大量数据和多媒体信息的传输，既要满足目前的业务需求，又要充分考虑未来的发展。为此应选用高带宽的先进技术。易扩展的网络系统要有可扩展性和可升级性，随着业务的增长和应用水平的提高，网络中的数据和信息流将按指数增长，需要网络有很好的可扩展性，并能随着技术的发展不断升级。易扩展不仅仅指设备端口的扩展，还指网络结构的易扩展性：即只有在网络结构设计合理的情况下，新的网络节点才能方便地加入已有网络；网络协议的易扩展：无论是选择第三层网络路由协议，还是规划第二层虚拟网的划分，都应注意其扩展能力。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。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。容易控制管理因为上网用户很多，如何管理好他们的通信，做到既保证一定的用户通信质量，又合理的利用网络资源，是建好一个网络所面临的首要问题。IPMulticast由于校园网中包含许多多媒体应用通信，会存在许多的广播信息，占用大量的带宽资源。所以在本项目中，网络系统应能支持IPMulticast，可以减少网络中不必要的广播，节省主干的带宽。符合IP发展趋势的网络在当前任何一个提供服务的网络中，对IP的支持服务是最普遍的，而IP技术本身又处在发展变化中，如IpV6，IPQoS，IPOverSONET等等新兴的技术不断出现，校园网络必须跟紧IP发展的步伐，也就是必须选择处于IP发展领导地位的网络厂商。主要网络技术分析在校园网网络的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。选择适合校园网络需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。这里，我们将对当今几种主要的网络技术作简单的介绍和分析。目前在局域网络上应用最广泛的技术有以太网、快速以太网、FDDI、TokenRing以及最新崛起的ATM（异步传输模式）、千兆以太网等。在这些技术中，千兆以太网以其在局域网领域中支持高带宽、多传输介质、多种服务、保证QoS等特点正逐渐占据主流位置。以太网（Ethernet）以太网是应用最为广泛的网络技术，它基于CSMA/CD（冲突检测媒体访问/载波侦听）机制，采用共享介质的方式实现计算机之间的通讯，带宽为10Mbps。 CSMA/CD技术采用总线控制技术及退避算法。当一个站点要发送时，首先需监听总线以决定介质上是否存在其它站的发送信号。如果介质是空闲的，则可以发送，如果介质是繁忙的，则隔一次间隔后重发，即采用某种退避算法。 早期的以太网由于它介质共享的特性，当网络中站点增加时，网络的性能会迅速下降，另外缺乏对多种服务和QoS的支持。随着网络技术的发展，现在的以太网技术已经从共享技术发展到交换技术，交换以太网的出现使传统的共享式以太网技术得到极大改进。共享式局域网上的所有节点（如主机、工作站）共同分享同一带宽，当网上两个任意节点交换数据时，其他节点只能等待。交换以太网则利用网络交换机在不同网段之间建立多个独享连接(就象电话交换机可同时为众多的用户建立对话通道一样)，采用按目的地址的定向传输，为每个单独的网段提供专用的频带（即带宽独享），增大了网络的传输吞吐量，提高了传输速率，其主干网上无碰撞问题。虚拟网技术与交换技术相结合，有效地解决了广播问题，使网络设计更加灵活，网络的管理和维护更加方便。交换式以太网克服了共享式以太网的缺点，并借助于IP技术的新发展，如IPMulticast、IPQoS等技术的推出使得交换以太网可以支持多媒体技术等多种业务服务。快速以太网(FastEthernet)快速以太网技术仍然是以太网，也是总线或星型结构的网络，快速以太网仍支持共享模式，在共享模式下仍采用的是广播模式（CSMA/CD竞争方式访问，IEEE802.3），所以在共享模式下的快速以太网继承了传统共享以太网的所有特点，但是带宽增大了10倍。快速以太网的应用主要是基于它的交换模式。在交换模式下，快速以太网完全没有CSMA/CD这种机制的缺陷，除了上面谈到的交换以太网的优点以外，交换模式下的快速以太网可以工作在全双工的状态下，使得网络带宽可以达到200Mbps。因此快速以太网是一种在局域网技术中性能价格比非常好的网络技术，在支持多媒体技术的应用上可以提供很好的网络质量和服务。令牌网(TokenRing)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。在国内应用的例子较少。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100Mbps。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的优点是冗余度、内置的网络管理、有保证的访问和广泛的适用性。但是，FDDI/CDDI是昂贵和复杂的，另外缺乏对多种服务和QoS的支持，始终未成为主流技术，发展速度缓慢，前景不被看好。千兆以太网技术千兆以太网是快速以太网的一种，千兆以太网依然遵循802.3以太网协议，包括帧格式、媒体控制技术（MAC）、全双工技术和流量控制技术，但数据速率达到1000Mbit/s，比快速以太网提高了10倍。今天，局域网中最普遍采用的技术是以太网技术。据国际数据公司（IDC）的分析家分析，截至1997年底，所有已安装的网络85%都是以太网，其中有1.18亿台PC、工作站和服务器互联。在所有重要的高速局域网技术中，交换型千兆以太网具有最优的性价比。千兆以太网之所以受欢迎，是因为它集价格低廉、连网简单、可扩容和管理简便等优势于一身。千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术。千兆以太网和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容，并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范，其中包括CSMA/CD协议、以太网帧、全双工、流量控制以及IEEE802.3标准中所定义的管理对象。作为以太网的一个组成部分，千兆以太网也支持流量管理技术，它保证在以太网上的服务质量，这些技术包括IEEE802.1P第二层优先级、第三层优先级的QoS编码位、特别服务和资源预留协议（RSVP）。千兆以太网还利用IEEE802.1QVLAN支持、第四层过滤、千兆位的第三层交换。千兆以太网原先是作为一种交换技术设计的，采用光纤作为上行链路，用于楼宇之间的连接。之后，在服务器的连接和骨干网中，千兆以太网获得广泛应用，由于IEEE802.3ab标准（采用5类及以上非屏蔽双绞线的千兆以太网标准）的出台，千兆以太网可适用于任何大中小型企事业单位。目前，千兆以太网已经发展成为主流网络技术。大到成千上万人的大型企业，小到几十人的中小型企业，在建设企业局域网时都会把千兆以太网技术作为首选的高速网络技术。千兆以太网技术甚至正在取代ATM技术，成为城域网建设的主力军。[1] 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1Gbps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。千兆以太网是相当成功的10Mbps以太网和100Mbps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，IEEE802.3z的目标是：1、使用IEEE802.3帧格式；2、可以使用全双工和半双工；3、共享模式下仍使用CSMA/CD；4、对安装介质的向后兼容；5、传输速度比快速以太网提高十倍，比以太网提高一百倍。千兆以太网通过载波扩展（CarrierExtension）、采用带中继、交换功能的网络设备以及多种激光器和光纤将连接距离扩展到从500米至3000米。如采用1300nm激光器和50um的单膜光钎传输距离可以达到3km。现在，神州数码的交换机上的千兆以太网接口还支持LongHaul(LH)的标准，采用光纤可以支持高达60Km的传输距离。千兆以太网能够提供更高的带宽，并且成为有强大伸缩性的以太网家族的第三个成员。利用交换机或路由器可以与现有低速的以太网用户和设备连接起来，因为千兆位以太网的帧格式和帧尺寸大小等都与所有以太网技术相同，不需要对网络做任何改变。这种升级方法使得千兆位以太网相对于其他高速网络技术而言，在经济和管理性能方面都是较好的选择。在Intranet应用中，有很多新的应用需求不断出现，包括视频和音频。以前人们认为这些对时延要求高的应用只有在ATM这样的网络上才能实现，然而现在一些新技术（交换技术、视频压缩技术，如MPEG－2)、新协议（RTP、RTCP、RSVP等）和新标准（如802.1Q、802.1p等）的出现使得在局域网中千兆位以太网也可以极好地支持视频和音频等多媒体数据应用。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－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。表1列出了千兆以太网现在支持的距离标准。表SEQTable\*ARABIC1标准名称媒质传输距离1000Base-SX波长850nm62.5微米多模光纤50微米多模光纤275米550米1000Base-LX波长1300nm62.5微米多模光纤50微米多模光纤9微米或10微米单模光纤275米550米5公里1000Base-CX同轴电缆对25米1000Base-T4对5类双绞线100米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。千兆以太网技术的优点：1、技术简单，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。2、便于升级，从现有的传统以太网和快速以太网可以平滑地过渡到千兆以太网，并不需要掌握新的配置、管理与排除故障技术；3、网络投资可以得到保护，无需对用户进行再培训，也无需为额外的网络协议进行投资；4、千兆以太网有良好的互操作性，并具有向后兼容性；5、端口价格相对较低；6、可以提供10倍于快速以太网的传输速度。异步传输模式技术异步传输模式(AsynchronousTransferMode，缩略语为ATM），又叫信息元中继。异步传输模式（ATM）在ATM参考模式下由一个协议集组成。ATM采用面向连接的交换方式，它以信元为单位。每个信元长53字节。其中报头占了5字节。信息元中继（cellrelay）的一种标准的（ITU）实施方案，这是一种采用具有固定长度的分组（信息元）的交换技术。之所以称其为异步，是因为来自某一用户的、含有信息的信息元的重复出现不是周期性的。ATM是一种面向连接的技术，是一种为支持宽带综合业务网而专门开发的新技术，它与现在的电路交换无任何衔接。当发送端想要和接收端通信时、它通过UNI发送一个要求建立连接的控制信号。接收端通过网络收到该控制信号并同意建立连接后，一个虚拟线路就会被建立。与同步传递模式（STM）不同，ATM采用异步时分复用技术（统计复用）。来自不同信息源的信息汇集在一个缓冲器内排队。列中的信元逐个输出到传输线上，形成首尾相连的信息流。ATM具有以下特点：因传输线路质量高，不需要逐段进行差错控制。ATM在通信之前需要先建立一个虚连接来预留网络资源，并在呼叫期间保持这一连接，所以ATM以面向连接的方式工作。信头的主要功能是标识业务本身和它的逻辑去向，功能有限。信头长度小，时延小，实时性较好。ATM能够比较理想地实现各种QoS，既能够支持有连接的业务，又能支持无连接的业务。是宽带ISDN（B-ISDN）技术的典范。[2]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内使用而设计的，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、城域网和公用网内，ATM正在被主要采用，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内。其次，ATM技术目前主要应用是在专用网络和核心网络的范围内，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。千兆以太网与ATM技术比较投入多少资金是评价任一新的网络技术的重要因素，这不仅包括购买设备的价钱，还需考虑网络管理、应用维护、人员培训、设备维修及故障监测等多方面的费用。如果采用像以太网这类人们熟知的技术，人员的开支在减少，网络管理者不必对现有的网络维护人员重新进行配置和培训，也不必更换现有的网络分析和管理工具。但越来越多的协议和技术会增加网络的复杂度，因此采用基于以太网解决方案要比采用FDDI或ATM更为简单。同时，相对简单的网络也相应能降低投资成本。千兆以太网和ATM的详细比较见表1。我们下面对一些关键地方进行分析。布线和传输距离：基于多模光纤的千兆传输距离不小于550米，基于5类非屏蔽双绞线的千兆传输距离不小于100米，在单模光纤上的传输距离现已达到了50,000米，显然，这个距离对于园区建筑物之间的互连环境已经足够了，但是对于城域网和广域网，它仍然显得无能为力。ATM的发展目标就是要建立这样一个广域信息传输系统。它不受任何物理结构的限制，也和所传输的数字数据类型无关。就是说，ATM可以用于在世界上最大的广域网络中传输任何形式的数字数据信息。表SEQTable\*ARABIC2千兆位以太网ATM标准IEEE802.3z尽管已有多项标准出台，但由于ATM技术的复杂性，标准的制定仍在进行中，需要时间完善带宽1000Mbps155Mbps或622Mbps竞争能力，厂家提交的交换机数目，各种NIC服务几十家，成为技术型公司的新增长点主要有几家媒质支持STP，UTP5，多模光纤，单模光纤ATM-622M及更高速的只在光纤上运行学习曲线，技术的复杂性容易复杂，较难学习与现存的各种数据应用程序及网络的兼容性无需作任何改动与现有的LAN协同工作技术复杂且效率低Qos保证不同类型应用RSVP，RTP，RTCP，802.1p等新的技术协议以及在IP优先级方面的一系列技术在LANE的情况下，需要SVCs或IETF正在制定的RSVP的复杂映射来解决多厂家产品的互操作性基于国际标准的互联高层的互操作性，如交换机到交换机信令，经过ATM的多协议仍无保证，标准还在改进VLAN的支持与快速以太网一致，但同样的VLAN连接与组成标准能容易地覆盖以太网快速以太网及千兆位以太网能映像基于LAN的发布领域，而与ATM的可互操作性是既枯燥又复杂的升级的可行性和可用性：只需将传统以太局域网的主干设备加插千兆以太网适配模块，在新的网络主干之间形成千兆链路，或是增加千兆以太网多层交换机，而将原先的网络主干结构移向下级应用即可，为园区局域网升级提代了较为合理的解决方案利用ETHERCHANNAL技术提供了一个主干带宽平滑升级和主干链路冗余备份的办法。在传统以太局域网所提出的ATM技术升级解决方案中，均采用ATM交换机形成网络主干，这样做难以保护用户已有的投资和技术。ATM局域网升级的投资要比千兆以太网升级的投资高得多此外，用户在进行ATM网络升级时，为了保证网络的可靠性和高效率，也就不得不选用同一厂商的网络产品。可直接由以太网升级而来，也可直接升级为千兆以太网，利用THERCHANNAL技术提供了一个主干带宽平滑升级和主干链路冗余备份的办法。服务质量：千兆以太网和传统的以太网技术一样是基于争用媒质的网络技术，但通过利用目前出现的一些协议，如IEEE802.1P/Q，再加上多层智能交换技术和RSVP可以提供网络服务满意的质量保证。在ATM端到端的环境中，具有严格和细致的服务质量保证能力，实现价格昂贵，目前的ATM网络几乎都没有利用到它的服务质量能力。千兆以太网技术结合第三层智能交换技术能够轻松满足园区网络主干的带宽、可扩展性和服务质量等严格要求，并能无缝连接快速以太网和以太网网络，是目前园区主干技术中性价比最好的高速网络解决方案，广域网的互连一直是ATM的主要应用，但作为园区网络主干，ATM不能无缝连接快速以太网和以太网网络，那么ATM的许多重要特性和优势就不能得到应用，实际上这就降低了ATM技术的价值。例如，除非是在端到端的ATM连接中，一般不能充分利用ATM的服务质量能力；所以在千兆以太网技术出现之后，把ATM应用于园区网络主干时一定要慎重。所以只有在网络建设过程中切实考虑本网络的特定需求，综合利用千兆以太网技术、ATM快速以太网技术，才能提供比较完美的网络解决方案，将用户带入畅通的高速网络世界。校园网解决方案方案简介此方案把软件园校区的校园网分为三层，几个核心路由器形成一个环，组成核心层网络，然后根据各大建筑点对网络进行划分。各个部分都经过接入层之后经过汇聚层进行汇聚之后接入核心层。方案描述根据建网要求和各信息点实际分布以及布线情况，整体网络结构将分为核心层、汇聚层和接入层三个层次。如图2所示：图图SEQFigure\*ARABIC2网络核心层核心层是整个网络数据交换的枢纽，它把汇聚层设备连接起来进行数据交换。核心层采用光纤链路交叉连接，可实现主干冗余备份，满足大数据传输量的应用。核心设备之间可以运用链路聚合（Trunk）技术、虚拟路由冗余协议（VRRP）技术、开放最短路径优先（OSPF）技术和快速生成树协议（OSTP）等技术以获得更高的传输效率和高可靠性。核心层采用星形拓扑结构使用光纤线路连接各建筑物的汇聚层网络设备。核心层本身是一个路由域，通过在核心层配置动态路由协议，提供数据的路由和路由的迂回。为了充分利用光纤传输资源，核心层与汇聚层之间可采用成本较低的粗波分复用（CWDM）技术，增加单对光纤上的传输带宽，为核心层设备以及核心层与汇聚层设备之间的互联提供更高的可用性和可靠性。采用合理的静态路由和内部网间连接协议（IGP），网络设备可以在链路层、网络层最大限度地提供高效率和高可靠性的故障恢复、冗余和负载均衡能力。网络汇聚层汇聚层由汇聚设备或节点构成，负责一定区域内业务的汇聚和疏导，能够提供强大的业务调度能力和多业务接入能力。汇聚层可以减轻核心层网络的压力，同时避免因网络的覆盖面增大而引起的接入网络跨度大、主干光纤消耗严重等问题。随着数据传输量的增加，汇聚层的节点可升级为业务处理点。汇聚层网络主要提供用户的汇聚功能和服务质量保证（QoS）。运用服务质量保证技术实现符合IETE标准的QoS、CoS体系结构，基于分组报头字段内容(如数据、视频或语音)的分类、流量策略以及远程检测，在边缘层能够真正做到通过识别用户及应用,提供不同的服务质量保证。网络接入层接入层网络作为二层交换网络，提供工作站等设备的网络接入。接入层主要对应于汇聚节点以下的网络，负责各业务接入点的接入，对上就近接入业务汇聚点，要求设备具有多业务传输能力和良好的网络扩展能力。在接入层部署具有接入控制功能的以太网交换机，根据使用功能区划和用户身份认证划分相应的VLAN（虚拟局域网），确定用户的VLAN属性。接入层设备部署在楼层配线间内，具有可远程管理和维护简单等特点。在接入层工作站较为集中的区域，使用具备链路聚合功能或堆叠功能的交换机，满足多端口数和高带宽的要求。接入层可采用光纤连接、双绞线连接、固定无线连接、微波连接等连接方式。远程接入节点亦可通过宽带无线、微波、卫星小站以及电信服务商提供的专线、拨号或互联网登陆等手段进行连接。产品的配置与选型设备选型的原则针对校园网系统项目的建设需要，网络设备的选型应从实际需求出发，满足应用系统当前和未来若干年(一般为5年)内系统扩展的需求，选择开放的、技术先进、高性能、高可靠性、高稳定性，具有良好扩展性的系统平台，组成一个健壮的、高可用、安全性好、可扩展性强的系统，并有平滑的升级策略和良好的售后维护，保护用户投资。在进行设备选型时遵循以下几个原则：开放性设备选型时，将考虑各种设计规范，技术指标及产品均符合国际和工业标准，并可提供多厂家产品的支持能力。系统中所采用的所有产品都要满足相关的国际标准和国家标准，是开放的可兼容系统，能与不同厂家品牌的产品兼容，可有效保护用户的投资。技术先进性采用符合当代信息技术发展形势、既有先进技术又发展成熟，并且是各个领域公认的领先产品。实用性在设计中，要紧密结合校园网系统项目的特点和实际要求，充分考虑系统的实用性和可操作性。高性能在设计中，要紧密结合校园网系统项目的特点和实际要求，充分考虑系统的实用性和可操作性。高可靠性校园网系统项目设备必须有高度的可靠性，才能为应用系统提供持续不间断的服务，所以应该选择口碑好、具有良好信誉的计算机厂商。经济性：在满足系统功能要求，达到系统建设目标的基础上，在方案选择中应考虑经济性原则，保证系统要有可扩展性和可升级性。并能随着技术的发展不断升级，保证系统的经济延续性。尽量减少工程的总投资和建成后的运行管理费用。设备选型核心层采用cisco公司的6509交换机（图3）。该交换机属于Cisco®Catalyst®6500系列，增强了运营控制，从而为企业园区和电信运营商网络中的IP通信及应用供应设立了新标准。作为重要的智能、多层模块化思科交换机，Catalyst6500系列提供了安全、融合的端到端服务，范围涵盖配线间、核心网络、数据中心和WAN边缘。通过一个让所有CiscoCatalyst6500机箱都使用通用模块集和OS软件、能够适应未来发展的架构，Catalyst6500系列提供了更高水平的操作一致性，可优化IT基础设施的使用，提高投资回报（ROI）。从48端口到576端口10/100/1000，或从1152端口10/100以太网配线间到支持192个1Gbps或32个10Gbps中继的400mpps网络核心，Catalyst6500系列均提供了一个最优平台，通过冗余路由和转发引擎之间的状态化故障切换功能，实现了最长网络正常运行时间。 凭借众多业界领先的特性，CiscoCatalyst6500系列支持三代模块，继续证明了Catalyst6500系列的价值和思科系统公司对创新的承诺。下一代Catalyst6500系列模块和Catalyst6500系列SupervisorEngine720设备采用了11个新型专用应用集成电路(ASIC)－