现代交换技术课程项目设计方案

1 现代交换技术课程 项目设计方案 第 1 章 系统分析 设校园网的重要性和必要性 在计算机技术和通信技术结合下，网络技术得到了飞速的发展。如今，不仅计算机已经和网络紧密结合，整个社会都不可能脱离网络而存在。网络技术已经成为现代信息技术的主流，人们对网络的认识也随着网络应用的逐渐普及而迅速改变。在不久的将来，网络必将成为和电话一样通用的工具，成为人们生活、工作、学习中必不可少的一部分。 近年来，学校的教学和管理工作不断向着信息处理计算机化、信息交流网络化、信息管理数据库化、信息服务电子化方向发展。形象化、 交互性的教学以及海量的教学资源，使计算机网络技术在学校管理和辅助教学、科研活动中显示出其独特的优势，同时学校网络承载着多样的网络应用：网络下载、视频点播、网络聊天、专项课题研究、网络化教学，校园网络的建设势在必得。 校园网的建设是利用各种先进、成熟的网络技术和通信技术，采用统一的网络协议（ P），建设一个可实现各种综合网络应用的高速计算机网络系统，将各系、办公室、图书馆、宿舍通过网络连接起来，与 连。校园网必须具备教学、管理和通讯三大功能。教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行教学和 科研工作；学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；通过网上学习学会信息处理能力。学校的管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享，因此，校园网的建设必须有明确的建设目标：能够充分利用校园网，扩充各种网络应用，如多媒体课件系统、多媒体教学系统、网络教学系统、图书检索系统等，使其为各学科的教学和实验服务。 络设计思想 校园网 概括地讲，校园网是为学校师生提供教学、科研和综 合信息服务的宽带多媒体网络。首先，校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境。这就要求：校园网是一个宽带、具有交互功能和专业性很强的局域网络。多媒体教学软件开发平台、 2 多媒体演示教室、教师备课系统、电子阅览室以及教学、考试资料库等，都可以通过网络运行工作。如果一所学校包括多个专业学科（或多个系），也可以形成多个局域网络，并通过有线或无线方式连接起来。 在平常的校园生活中，无论学生教学管理、课程管理、实验室管理还是学生成绩与学籍管理及图书资料管理，都与校园网络息息相关。 另外，建设校园网还有其他方面的考虑 ： 一、是与外界的资源共享和信息共享，如通过 教网）与国内外各院校、各部、各省等相连，又如通过 各国相连； 二、校内的资源共享与信息交换，如校园行政管理系统、教学管理系统、各年级师生对图书馆资源的远程检索和资料阅读系统等等。 可以和企业的 比，但在应用中由于教学等需要而具有特殊性，如对多媒体教学传输的需求。 因此，我们充分考虑校园网应用需求来确定解决方案。 统问题与用户需求 ： 学校信息管理系统 主要包括教务、财务等方面的管理功能。实现学生管理、教师管理，教学安排、公文流转、餐务管理、人事考勤管理、财务管理等功能。 采用国际先进的数字监控技术和视频流技术，使每个教室都成为多媒体网络教室，具有视频广播、视频点播、轮流监控、遥控、电子白板等功能。 护原有的投资。 足够的 接。 园网建网原则 ： 建网要遵循依据 需求、统筹规划、分步实施、成熟可靠的原则。 校园网的建设要考虑学校的需要与可能，首先要满足教学需要，要把服务教学作为校园网建设的出发点。 校园网建设的方案要符合学校长远发展规划，应将基础设施建设、教学软件建设和人员培训统筹规划。 建设校园网时，根据经费情况，可一步到位，也可统筹规划、分步实施、逐步到位 ，我们的方案采用一步到位。 园网建网要求 ： 3 经济性：投资合理。 使用周期长。 使用性 :中文界面。 界面友好、使用方便、操作容易。 有在线帮助。 安全性：防止系统数据 的窃取、篡改（系统日志）和丢失；具有防病毒措施。 第 2 章 网络设计方案及设备选择 中 校园网的设计需求 1、计算机中心 计算机教室 8 个 约 70 台 /个； 语音教学室 4 个 约 90 台 /个； 其他 实验中心、奥林匹克中心 共约 100 台。 2、图书馆 电子阅览室 2 个 共约 200 台； 各期刊阅览室、藏书阅览室、图书外借处及还书处等 共 50 台。 3、 科技楼、综合楼 共约 120 台。 4、教工 公寓区 按 所处地理位置 划分： 14 号公寓 ，计 算机容量约为 150 台； 58 号 公寓，计算机容量约为 160 台； 9、 10 号 公寓，计算机容量约为 110 台。 5、教学楼 1 号教学楼 有语音室 2 个 200 台 /个； 2 号教学楼有两个计算机信息点 。 络设计方案说明 园主干网技术的选择 主要选择千兆（适合于高校 ）或百兆以太网技术来构建校园网络 。 校园网在设计上应具备以下特性才能够满足需求，并保证建成后的网络在一个较长的时间内具有较强的可用性和一定的先进性。 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。 2、高可靠性 4 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，避免由于网络故障造成用户损失； 3、安全性 校园网作为一个支持众多用 户、同时和 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，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。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 问功能，能够对每个用户实行管理；并且能 够实现计费管理。 5、可扩充性 随着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，保证现有的投资。 6、 话音业务 话音业务与计算机通信的完美结合越来越成为现代网络建设的重中之重，所以，针对交大的实际情况一级目前的网络发展状况， 采用 术实现这一目标。 7、对多媒体应用的支持 校园网要求具有数据、图像、语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、预留宽带设置、合理进行带宽管理方面应提供优良的品质。 心机房设计 1、网管服务器：对校园网网络设备进行综合管理。网络管理是校园网必须考虑的关键技术，这里的网络管理主要指网络设备及其系统的管理，它包括配置、性能、安全、故障管理等，网络管理设计需要在配置每个网络设备时，都选择具有网络管理代理的、驻留有网络管理协议的设备。网络管理设计的另一方面，是配置一个网络管理中心，配置网络管理平台，在平台上运行管理每个网络设备的应用软件。网 管软件应能够支持对网 5 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。 2、 务器：提供 站服务。 3、 录服务器：提供域名解析以及目录服务。建立 中一个必不可少的组成部分就是 域名系统）。 址和机器名称的统一管理由 完成的。 4、 件服务器：提供文件传输、共享服务。 一种广泛使用的服务，主要用来在两台机器之间（甚至是一同系统）传输文件。 用 C/S 模式， 务器建立连接并登录后才能进行文件传输。为了实现有效的接和登录，用户必须在 务器进行注册，建立帐号，拥有合法的用户名和口令。 5、邮件服务器：提供邮件收发服务。为了作到 部 统同公共 求采用 共标准的通用 统，在内部的 统同外部通信时需要一个 用作适当的转接服务，进行相应的地址转换工作。 6、打印服务器：提供打印机共享服务。 7、实时通信服务器：提供实时通信服务。 8、流媒体服务器：提供各种流媒体播放、点播服务。使得教师在上课的时候可以，谁时播放视频，提高教学效果和增强学生的学习新趣。 9、数据库服务器：提供各种数据库服务。具有教学要用的各种课件、试题等与教学相关的资料。 络拓扑结构 根据学院目前的情况和用户的要求， 我们 将 计算机中心、 图书馆、教学楼 、 科技 楼 、综合楼 和 公寓区 连入校园网，构建校园网络的初步框架，为以后网络规模的进一步扩展打下坚实的基础。 将 校园网的主节点放置在 计算机中心 ， 鉴于教学楼、图书馆、 科技 楼 、综合楼 以及公寓区信息量都比较大，所以在以上各处 均设一台交换机，但连接线路上有 所 不同。 综上，具体的 网络 拓扑结构呈星形，即以 计算机中心 为核心，向 图书馆、 教学楼 、 科技楼 、综合楼 以及公寓区 辐射，建筑物间使用多模光纤连接。同时，鉴于 教学楼和公寓楼均不大（以三层至四层为主，宽度也比较适中），所以， 这 些 建筑物内部也将采用星形布局，每幢建筑只需要一个设备间，统一放置设备 ， 网络拓扑结构图 第四部分 。 备选择 校园网中的主干网是一条高速通信链路，它通过桥接器 /路由器与各子网相连，从而在各 6 子网间形成一条高速公路。目前作为主干网的主要产品有电缆以太网、光纤以太网、纤分布式数据接口）、交换式快速以太网和 。根据校园通信速率需求高的特点，应考虑采用更高层次的主干网产品，为在各子网间传递多媒体信息奠定基础。我校所采用的方案是以交换式千兆以太网作为全网主干， 1000M /10000M 交换式子网进行接入。 网络的重点是选择一个最适合的主干方案，而可供选择的技术目前主要是快速以太网、千兆以太网和 术。由于网络的涉及范围大小不一，应用方向也各不相同。选择何种适用技术需要根据具体情况而定。 快速以太网主干 快速以太网是当前园区网络中最为价廉物美的技术。快速 以太网速度为 1000过去经常做为校园网主干的 度相同，但两者有较大的区别。区别之一是，当今用于园区主干的快速以太网均为交换方式，为每条延伸到各园区建筑的链路提供独占的 1000接，而 共享方式，所联结的园区建筑越多，网络主干效率越低。区别之二是，快速以太网价格较 很多，性能价格比极好。 千兆以太网与第三层交换技术结合能较好的发挥主干链路的作用。但对主干设备的要求也大大增加，因为要实现千兆级的路由交换，对于路由处理器的要求势必要大大提高，因此必须选用高档的企 业级设备，才能有效地工作，保证系统工作效率。 中心交换设备 中心交换设备选择包含 换与 域网仿真混合类型的设备。从现在各网络厂商的产品策略角度上，已基本上倾向于设计生产这类混合型交换平台，原因在于纯 备应用面较窄。由于 术尚属较昂贵技术，采用 接到桌面的性能价格比不好，目前依靠 域网仿真的方式面向成熟的、已被大量采用的局域网技术 ( 以太网、令牌环等 )是一种性能价格比最佳的方式。我们虽然使用了包含换与 域网仿真混合类型的设备，而且目前只应用其以太网部分，以快速以太网为校园主干。但也充分考虑了今后扩展到 干的能力，因此采用了能够迅速升级的主干交换设备，这是一种既现实而又兼顾长远的思路，极大方便今后的升级更新。 中心交换设备支持第三层交换功能，这是以太网主干目前应必备的能力。 由于图书馆 、 1 号 教学楼可能的通讯量比较大，信息点比较多，而 公寓区 相对通讯量较小，根据设计原则和网络设备选择原则，我们在图书馆和 1 号 教学楼各放置一台 换机，在教师宿舍放置一台 华为 1026T 交换机。使用一台821 路由器，与校 外网络相连 。 图书馆： 图书馆从应用来说是一个相对独立的系统，因此在图书馆设图书馆网络分中心，配置一 7 台 心交换机、海量存储器、所需的服务器以及若干查询终端。这个系统主要用于教师及学生对图书以及目录的查找和图书管理。图书馆的服务器和交换机通过 1000M 交换口连入校园网，图书管理员办公计算机和各个查询终端采用 100 教学楼： 校园网建网的目的之一是利用计算机网络实现多媒体教学，在教学过程中，大量传送的是文本、图像和部分视频等数据，对速度要求较高，所以设计所有教学用 端口全部采用交换机 100M 以太网口。 公寓区 ： 公寓 区子网就在 教工公寓 内部联网， 教工 可以直接浏览学校发布的信息及查阅一些电子文档，但 公寓 区覆盖范围较广，故在 公寓 区设一个网络分中心，以减少网络中心的光纤数量，在 公寓 区网络分中心内配置一台 心交换机， 并 通过光纤与网络中心直接相连。 网络安全设计 网络建成后，为保证整个网络正常地运行。防止计算机病毒对网络的侵害、防止 “黑客 ”入侵就变得尤其重要，主要表在以下几个方面：身份认证、访问授权、数据保密、数据完整、审计记录、防病毒入侵。 网络安全是有层次的，在不同层次，安全的着重点也不同，大致归纳起来可将网络安全划分成两个层次：网络层安全和应用层安全，因此，设计应选用 络拓扑图 8 P S T NI n t e r n e S C O W S - C 3 7 5 0 G - 2 4 中 心 交 换 机C I S C O 2 8 2 1 路 由 器C I S C O A S A 5 5 2 0 - K 8 防 火 墙戴 尔 P o w e r E d g e T 4 1 0服 务 器C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 4 8 T 交 换 机C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 4 8 T 交 换 机C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 4 8 T 交 换 机C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 4 8 T 交 换 机教 学 楼 区图 书 馆计 算 机 中 心公 寓 区C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 2 4 T 交 换 机C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 2 4 T 交 换 机C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 2 4 T 交 换 机科 技 楼综 合 楼C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 2 4 T 交 换 机C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 2 4 T 交 换 机计 算 机 教 室实 验 中 心 等C I S C O W S - C 2 9 6 0 - 2 4 T 交 换 机第 3 章 网络系统报价 由器主要参数及价格 821 路由器参数 表 设备图片 路由器类型 多业务路由器 端口结构 模块化 网络 协议 输速率 10/100定的局域网接口 2 个 其他端口 置防火墙 是 持 支持 支持 持 扩展模块 4 个 9 内存 256大 760网络管理 协议： 用环境 工作温度 :0 工作湿度 :5% 95%无凝结、存储温度 :存储湿度 :5% 95%无凝结 电源 100寸 445*量 他性能 安全标准 0950:o. 60950,0950,0950S/0950 单价： 11200 元 换机主要参数及价格 （ 1） 换机参数表 设备图片 交换机类型 企业级交换机 应用层级 三层 内存 128输 速率 1000000络标准 口结构 非模块化 端口数量 24 个 接口介质 10/100/10001000X 传输模式 支持全双工 配置形式 可堆叠 交换方式 存储 背板带宽 32转发率 持 支持 持 支持 网管支持 支持 10 网管功能 理软件 址表 12k 模块化插槽数 4 个 尺寸 (295*445*66 重量 他技术参数 提供到网络边缘的企业级智能化服务 ；预装标准多层软件镜像（ 基本的 静态路由器，可以升级到完全动态的 由 特点 3750 系列交换机是一个创新的产品系列，它结合业界领先的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 的思科但实现高达 32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 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。 3750 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10/100 端口或者 252 个以太网 10/100/1000 端口。各个10/100 和 10/100/1000 单元可以根据网络的需要任意组合。 3750 系列可以使用标准多层软件镜 像（ 者增强多层软件镜像（ 能集包括先进的服务质量（ 速率限制、访问控制列表（ 基本的静态和路由信息协议（ 由功能。 以提供一组更加丰富的企业级功能，包括先进的、基于硬件的 播和组播路由。 单价： 24000 元 （ 2） 换机参数表 设备图片 交换机 类型 智能交换机 11 应用层级 二层 内存 64输速率 1000000络标准 口结构 非模块化 端口数量 48 接口介质 10/10010/100/1000输模式 全双工 /半双工自适应 交换 方式 存储 背板带宽 转发率 持 支持 持 支持 网管支持 支持 网管功能 览器 ,址表 8K 模块化插槽数 2 个 指示面板 每端口状态 :连接完整性、禁用、活动、速度、全双工 ,系统状态 :系统、 路状态、链路双工、链路速度 环境标准 工作温度 :0 工作湿度 :10%非冷凝 )、存储温度 :存储湿度 :10%非冷凝 ) 尺寸 (44 445 236 重量 (价： 9500 元 （ 3） 换机参数表 设备图片 12 交换机类型 智能交换机 应用层级 二层 内存 642MB 输速率 1000000络标准 口结构 非模块化 端口数量 24 个 接口介质 10/1000/100/1000输模式 全双工 /半双工自适应 交换方式 存储 背板带宽 转发率 持 支持 持 支持 网管支持 支持 网管功能 览器 ,址表 8K 模块化插槽数 2 个 指示面板 每端口状态 :连接完整性、禁用、活动、速度、全双工 ,系统状态 :系统、 路状态、链路双工、链路速度 电源 30W 环境标准 工作温度 :0 工作湿度 :10%非冷凝 )、存 储温度 :存储湿度 :10%非冷凝 ) 尺寸 (44*445*236 重量 (价： 5800 元 火墙主要参数及价格 火墙参数表 13 设备图片 设备类型 火墙 并发连接数 280000 网络吞吐量(450 安全过滤带宽 225络端口 4 个千兆以太网接口 +1 个快速以太网接口 用户数限制 无用户数限制用户 安全标准 950, o. 950, 0950 0950, 制端口 2 个 理 思科安全管理器 ( 持 支持 适用环境 工作温度 :0 工作湿度 :5%非冷凝 )、存储温度 :存储湿度 :5%(非冷凝 ) 电源 1000/60火墙尺寸 362 火墙重量 他性能 既可以实现强大的安全保护，又可以避免在多个地点运行多个设备的高运行成本 产品特性 1 1 个 展插槽， 2 个 124单价： 7600 元 务器主要参数及价格 戴尔 410 服务器参数表 设备图片 类别 塔式 14 型 5504 率 2000理器描述 标配 1 个 5504 处理器 最大处理器数量 2 制程工艺 45 纳米 心 四核（ 主板芯片组 500 线） 800展槽 5 个 槽 内存类型 存大小 2存插槽数量 8 最大内存容量 64盘大小 146盘类型 盘最大容量 6部硬盘架数 6*寸有线硬盘或 6*寸热插拔硬盘或 6*寸热插拔硬盘 外部驱动器架数 2*寸光驱托架 ,可选 ,配 8存 管理工具 配戴尔管理控制台的 合 准可选 : 源 80+认证 电源数量 1 电 压 100 率 525W 15 尺寸 挡板和塔脚 ) 系统支持 008； 008； 008 ；008 价： 11000 元 络设计综 合报价 设备名称 单价 所需数量 总价 821 路由器 11200 元 1 台 11200 元 24000 元 1 台 24000 元 9500 元 4 台 38