校园局域网规划与设计论文.doc

_校园局域网规划与设计论文专业: 班级: 学号: 姓名: 题目名称: 摘 要随着信息技术的高速发展,许多大中小学都建起了自己的校园网,形成了一个覆盖全国的计算机网并通过专线与Internet连通。一方面,有利于及时了解国内的信息,提高学校的科研教学水平;另一方面,校园网的建立及以其为基础的管理信息系统的开发,也有利于各学校管理水平的提高。同时信息高速公路的建设与计算机网络技术的飞速发展,为改革教育活动形式,提高教育决策的科学性和增加教育的宏观调控能力提供了重要的手段。学校建立一个高效智能、协同办公与教学自动化的计算机校园网,是培养面向21世纪建设人才的迫切需要。校园网是满足信息化教学环境的一项基本设施，是教育与信息化建设的重要组成部分，是全面实现你素质教育的重要手段，是教育技术装备向现代化的主要体现，也是教育现代化的重要标志之一。它不仅可以大大拓展教师和学生的事业，有利于培养学生的创造性思维，提高师生获取信息、分析信息、处理信息的能力和适应现代社会的能力。 介绍了校园局域网的组成技术、综合拓扑结构和布线设计的方法，简单的介绍了校园局域网的组成过程关键词：路由器 局域网 交换机 精品资料目 录第一章 计算机网络1.1计算机网络41.2局域网的组成技术51.3局域网的拓扑结构5第二章 校园局域网的设计方案2.1校园网建设的原则6 2.2校园总体拓扑图6 2.3整体分析7 2.4布线系统设计72.4.1各设备间布线设计7 2.4.2建筑系统间的布线8 2.4.3管理子系统的布线9 2.4.4连接设备的选择9 2.5主干网设计11 2.6 IP地址规划11第三章 校园网网络管理3.1服务器操作系统的选择11 3.2网络系统平台12 3.3 VLAN设计配置133.3.1学校VLAN需求划分13 3.4杀毒软件选择15总结16参考文献16第一章 计算机网络1.1计算机网络计算机网络，简单地说，就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。它包括：计算机、网络操作系统、传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是空气）以及相应的应用软件四部分。计算机网络如按网络的组建规模和地域范围来划分的话，可分为局域网(Local Area Network, LAN)、城域网(Metropolitan Area Network, MAN)、广域网(Wide Area Network, WAN)。我们经常用到的因特网(Internet)属于广域网，校园网属局域网。未来的网络技术将向着使用简单、高速快捷、多网合一、安全保密的方向发展。校园网的建设原则校园网建设是一项综合性非常强的系统工程，它包括了网络系统的总体规划、硬件的选型配置、系统管理软件的应用以及人员培训等诸多方面。因此在校园网的建设工作中必须处理好实用与发展、建设与管理、使用与培训等关系，从而使校园网的建设工作健康稳定地开展。首先，校园网的建设是一个为学校教育教学活动长期服务的工作，因此在校园网的规划建设过程中，必须从学校长远发展规划出发，以服务于教育为基本点，结合学校当前教育教学的实际需要，做出科学的规划部署。在校园网的规划建设中，一般学校应遵循“统一规划、整体设计、分步实施”的原则。其次在校园网的建设中必须坚持硬件建设与组织管理协调发展的原则，在重视硬件建设的同时，加强网络的组织管理水平，不断开发网络的功能，从而充分发挥校园网络的功效，提高校园网对学校教育的服务水平。校园网络建设目标我校校园网工程范围主要为包括办公楼、图书室、住宿楼及实验楼在内的局域网部分。内部局域网的建设包括硬件网络平台的建设、相应软件系统的应用。目前的根据校园的整体的网络架构，要使这复杂的网络跟高速、安全地通信，重要的是要有针对复杂网络应用的一体化解决方案。其着眼点在于:具备能够实时监控并易于管理的功能;能够实现校园师生安全地访问互联网和资源共享。归结起来，应充分保证以下几点:数据通信：网络的配置的一个重点是让校园能够实现内外部的信息交流，实现资源共享，使师生可以正常的访问互联网，这是网络配置最基本的要求。访问的可控性:对关键网络、系统和数据的访问必须得到有效的控制，这要求在配置路由器与交换机的过程中制定一些安全规则，通过这些安全规则来控制一些ip地址、数据包对校园内部的访问，并对任何访问进行跟踪记录，让校园有一个安全、稳定的网络。网络的安全与管理：在这复杂的网络架构中，网络的方便管理是校园进行通信的基础，只有有效、快捷的网络管理 ，才能实现网络中突发事件快速解决，使网络正常通信，良好的网络配置，也可以让管理员快速地熟悉管理校园整个网络。1.2局域网的组成一个典型的局域网主要应包含如下四个部分：服务器（Server）：用来管理网络并为用户提供共享服务的计算机。与网络中的工作站相比，服务器通常具有更快的速率、更大的存储容量和更高的可靠性。此外，为了便于对网络进行管理，服务器中通常应安装相应的网络操作系统，如Novell Netware, Windows NT/2000 Server, UNIX等。工作站（Workstation）：用户使用的计算机，又称用户机或客户机。从网络构成的角度看，任何一台计算机（如 286、386、486、P、P4等）都可作为工作站。当工作站登录到网络服务器后，可按规定权限存取服务器中的文件。此外，工作站通常还可以与网络中的其他用户进行通信或访问Internet。网络通信系统（Network Communications System）：连接工作站和服务器的设备。这些设备通常应包括插在服务器或工作站中的网卡，它们应与通信介质相连；用于传输数据介质，如同轴电缆、双绞线、光纤等；专用的通信设备，如集线器（HUB）、局域网交换机、路由器等。5网络操作系统（Network Operating System）：对于稍在一点的网络来说，为了充分发挥网络的功能，以及更好地管理网络，通常应在服务器中安装网络操作系统。例如，基于安全起见，企业的几乎所有重要数据（如财务、销售等）都被保存在服务器中，并非每个人都能访问这些数据。通常情况下，只有企业负责人拥有最高权限，而其他人只能查看部分数据。此时就是借助网络操作系统来对资源和用户进行管理的，它规定了用户的权限，以及用户所能访问的资源。1.3局域网的拓扑结构所谓局域网的拓扑结构，是指局域网中各计算机之间的连接形式。如果抛开构建局域网时所采用的通信介质、通信设备等，局域网中各计算机之间的学用连接形式实际上只有两种，即总线型与星型。在总线型网络中，由于各计算机共享一条通信电缆，网络中某个节点出现故障，将导致整个网络瘫痪。因此，目前这类结构的网络已趋于淘汰。星型网络的优点是，当网络中某个节点出现故障时不会影响整个网络的运行。其缺点是每个计算机都要占用一条专用的通信线路，并且需要额外的通信设备，将导致成本的增加。但是，由于目前各种硬件设备价格都已非常便宜，所以，现在绝大部分局域网都采用了这种结构。第二章 校园局域网的设计方案2.1校园网建设的原则1整体规划分步实施：一方面因为学校的资金情况，不能一步到位。二是依据需求，不能盲目投资。2注重应用系统建设：计算机网络要想发挥出它的作用，必须有建立在它之上的应用系统。这里有一个非常形象的比喻：网络就象路，而应用系统就象车，只修路但没车跑，路也不能发挥它的作用。这必须跟据学校的实际情况，选择恰当的应用系统。 3把握当前先进性： 要将未来的可扩展性和经济可行性结合起来。当前计算机网络技术发展很快，设备更新淘汰很快。校园网建设应当采用当前成熟先进的技术和设备，而这些设备应有良好的扩张性，即能够兼容未来可能的技术。2.2校园总体拓扑图Internet图书馆实验楼办公楼宿舍楼F0/1 F0/1 服务器VLAN 10 :VLAN 20 :VLAN 30 :VLAN 40 :SW1R1F0/3F0/5S1F0/2SW2SW3F0/2F0/1S2F0/2F0/1ftpVLAN 20VLAN 30VLAN 40F0/4F0/4WebS0VLAN 102.3整体分析统一大量采用了cisco2层和3层交换机和少量的路由器来构建网络，目前普遍采用3层式结构化设计方案，该种方案结构清晰，网络运行效率高，易于扩展。具体结构如上图所示其中SW1是网络的核心层交换机，SW2和SW3是网络的接入层交换机。在核心层配置vtp服务器，就可以在一台交换机上集中修改vlan的配置，所做的修改会被自动传播到网络中的所有其它计算机上，实现了交换机vlan的统一配置。在路由器上使用nat，利用nat技术就可以解决了校园对外部互联网访问的问题。实现师生可以正常浏览Internet。以便让广大师生更快的了解社会、国家、国际上的消息2.4布线系统设计结构化布线应该满足以下目标：满足学院各大楼主要需求，同时兼顾未来升级能更好的实施满足当前和长远的数据传输要求，兼顾质量。布线系统遵循国际标准和国家建设部门和电信部门标准，根据逻辑设计中的拓扑星型结构采用国际标准施工。布线设备的安装将支持语音、文本、视频等综合数据的高质量传输，重点强调各设备的兼容问题。布线系统信息出口主要才用现在流行的通用RJ45接口插座，按统一规格进行线路铺设和连接接口，使之数据畅通。2.4.1各设备间布线设计：图示：工作区子系统垂直子系统建筑子系统 设备间子系统根据ISO/IEC11801将建筑物综合布线系统划分为6个子系统：工作区子系统水平子系统干线子系统设备子系统管理子系统建筑子系统上面的示意图已明白而直观的展示了网络布线6个环节的实际含意。施工人员将严格按照这6个网络布线环节科学施工。2.4.2建筑系统间的布线：建筑系统间的布线主要的就是对学院的各主要建筑屋之间的连接，考虑的问题有多个方面：带宽的需求，外部自然地形的匹配，外部环境的音响等等！我们通过上面的需求分析，同时结合下面的对其他因数的比较，得出建筑物之间最好用1000MB/S的光纤进行连接。光纤的选择：下表列出了千兆以太网现在支持的距离标准。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260米525米1000Base-LX波长1300nm62.5微米多模光纤50微米多模光纤单模光纤 260米525米3公里1000Base-CX同轴电缆对 25米1000Base-T 4对5类双绞线100米Long HAUL(LH)60-100公里我们可以选择62.5/125um的多模光纤。原因是62.5/125um的光纤。它的传输距离在250m以内，这对于学院来说已经足够了。我们使用了波长为850um的多模光纤。这种光纤的传输距离在500以内对信号衰减不会很明显。多模光纤与单模光纤相比 多价格便宜得多，当然根据差分模式延迟的原理分析，单模光纤的光源为激光源，是沿纤芯阶跃式传播，由于多模光纤中玻璃介质的缺陷，使得光束在来回折射的过程中造成能量的距大衰减。这个现象将影响以后网络的升级。不过，学院目前还用不上那么快的网速，即使到了非要不可的时候，我们也有对应的解决办法，那就是在多模光纤的接口上使用调节发射适配器。经分析我们选用1000BASESX波长为850nm、MMF、纤芯/包层为62.5/125带宽为160200MHZ的光纤。光纤布线我们采用结构化布线，光纤从中心设备室直接走线到电信设备室。光纤走线用地下直埋方式，套在PVC管道中埋设入地下，同时光缆是用光来传输信息，由于光纤不受电子干扰，也不会干扰其它电信设备，可以适当的利用现有的电网和水网的地下管道，节约成本同时也减少对学院的环境的破坏。如果空中架线，不但有损校园美观，更重要的是如果学校现在正在扩建之中，空中架线可能会因为新建建筑物的原因要重新迁移，不但影响通信，还费时费力。需要注意的是：由于光纤容易折断，所以光纤走线不能过于弯折，同时光纤之间连接相对困难，检测成本很高，切记不能损伤光纤保护层，安全其间可以在外面多套一层物质进行保护。光纤的端接由于光纤传输信息是单向的，必须一根光纤发一根光纤收，如果光纤需要连接，在端口上使用连接器进行连接时要考虑极性问题。如果我们选择使用了SC连接器。SC连接器通过使用不对称双连接器，并在每一个位置上的A或B实现，在光纤的两端，用A或B代表光信号的收或发，但是两端必须反接，即：如果一端是AB连到接插面板那么另一端应为BA接到接插面板中。当然，对于本院的布线，由于光纤走线距离目地很远，在光纤连接器价格相对昂贵的今天，我们可以使用一根完整的光纤直接连线到目标位置，然后对数据分流。示图如下：光纤交换机数据分流端接点2.4.3管理子系统的布线：管理子系统的主体是配线架以及配线架和网络设备之间形成交叉连接区。管理子系统用于把水平子系统和干线子系统连在一起，或把垂直干线子系统和设备间子系统连起来。通过它可以灵活的改变各子系统的连接关系，从而方便网络的管理。交接设备连接方式应符合下列规定：(1)如果线路一旦安装好后，比较固定，很少移动和重组，那么线路宜用夹接线方式(2)如果对以后是否改装线路不可预料，或已预料到以后必然要进行线路重组，那么宜用插接线方式(3)在交接场之间应留出空间，以便容纳未来交接硬件的扩充。管理子系统通常设置在一幢大楼的中央设备机房或各个楼层的分配线间。般由配线架和相应的跳线组成。同时我们还应注意：在设备间内水平接插软线或交接线和设备软线最长距离不能超过5米。2.4.4连接设备的选择：当光纤连到设备间之后，与分支交换机相连。要在交换机上的各集线器与工作区之间实现物理连接，就必须使用冲压模块或者接插面板。下面是两者的比较分析：用冲压模块实现公共设备如集线器与工作区设备连接时，这两种类型的电缆都连接到各自对应的连接模块。然后通过交接线把两个连接模块一一对应的连接起来，有多少个端口就要多少根交接线。这种连接的好处是：我们在实现网络通信的时候，一般只用到4对双绞线中的2对，还有两对空闲着，这浪费了资源，而冲压模块的使用，就使它剩余的2对线另作它用成为可能。但是一一对应的交接，在线路很多时极容易造成错误连接，给管理和布线带来了麻烦，而且交接过多会造成信号衰减。而采用接插面板的连接，工作区电缆直接连到模块化接插面板，再用一根接插软线与集线器连接即可，连接方便，便于管理，但是由于使用的端口是RJ-45模块化连接器，双绞线中余下的2对双绞线难以另作它用。下面是两种连接器原连接示意图：冲压和交接示意图接插面板示意图HUB通过以上的比较可知道，在连接方面，接插面板连接方便可靠，费用不高。所以我们选择了这个方法作为连接。2.5主干网设计为了满足应用需求，在本设计方案中使用了万兆核心，主干线路采用了4芯62.5m多模室内用光缆，汇聚层到接入层采用了6类1000M非屏蔽双交线连接主干网络。2.6IP地址规划IP 地址规划IP地址规划原则：1R11、简单性地址的分配应该简单，避免在主干上采用复杂的掩码方式；2、连续性为同一个网络区域分配连续的网络地址，便于采用路由收敛技术缩减路由表的表项，提高路由器的处理效率；3、灵活性地址分配不应该基于某个网络路由策略的优化方案，应该便于多数路由策略在该地址分配方案上实现优化；4、唯一性在整个网络环境中必须保持IP地址的唯一性；5、可管理性地址的分配应该有层次，某个局部的变动不要影响上层、全局；6、安全性网络内应按工作内容划分成不同网段即子网以便进行管理。ip地址规划表IP地址区域/24图书馆/24办公楼/24实验楼/24宿舍楼在本次设计中我们采用了B类IPV4网络地址作为校园网私网IP，以便于以后校园网电脑增多，IP需求量也越日增多。校园网内部由教学楼、寝室楼组成，其中教学楼中又分为学生区和办公区两个部分，具体信息点分布如上。为了达到最好的网络质量和方便管理，一共分为五个网段。其中第一网段为网络管理中心、共10个信息点，第二网段为交换机设备、共70个IP，第三网段为教学区、共1354个信息节点，第四网段为学生生活区、共668个信息节点，第五网段为综合办公区、共86个信息节点， IP地址网络号：子网淹码网络中心：0/24交换机：54/24路由/交换：52教学区：54/21生活区：54/22综合办公区：295428/25283.1服务器操作系统的选择有了强大的硬件支持之后我们需要为校园网赋予灵魂，所以选择一个合适而又性能非凡的服务器操作系统无疑成为了整个系统集成的关键之处。目前的服务器操作系统主要有：Windows2000、Windows2003、Linux等，为了兼容性和实用性的考虑我们选择了Windows2003 Server SP1作为我校服务器的操作系统。Windows 2003 Server的优点如下：Windows Server 2003作为最新的Windows服务器产品，其主要优点表现在如下几个方面： 可靠。Windows Server 2003是迄今为止提供的最快、最可靠和最安全的Windows服务器操作系统。Windows Server 2003通过以下方式实现这一目的：提供集成结构，用于确保商务信息的安全性；提供可靠性、可用性和可伸缩性，提供用户需要的网络结构。 高效。Windows Server 2003提供各种工具，允许用户部署、管理和使用网络结构以获得最大效率。Windows Server 2003通过以下方式实现这一目的：提供灵活易用的工具，有助于使用户的设计和部署与单位和网络的要求相匹配；通过加强策略、使任务自动化以及简化升级来帮助用户主动管理网络；通过让用户自行处理更多的任务来降低支持开销。 联网。连接Windows Server 2003可以帮助用户创建业务解决方案结构，以便与雇员、合作伙伴、系统和用户更好地沟通。Windows Server 2003通过以下方式实现这一目的：提供集成的Web服务器和流媒体服务器，帮助用户快速、轻松和安全地创建动态Intranet和InternetWeb站点；提供集成的应用程序服务器，帮助用户轻松地开发、部署和管理XML Web服务；提供多种工具，使用户得以将XML Web服务与内部应用程序、供应商和合作伙伴连接起来。 经济。与来自微软公司的许多硬件、软件和渠道合作伙伴的产品和服务相结合， Windows Server 2003提供了有助于使用户的结构投资获得最大回报的选择。Windows Server 2003通过以下方式实现这一目的：为使用户得以快速将技术投入使用的完整解决方案提供简单易用的说明性指南；通过利用最新的硬件、软件和方法来优化服务器部署，从而帮助用户合并各个服务器；降低用户的所属权总成本（TCO），使投资很快就能获得回报。3.2网络系统平台 Windows NT Server 4.0是适用的最完善的服务器平台，它提供了一个在建构您的企业内部网络方面健全、可靠的基础。除了它集成的应用程序、通讯处理和文件/打印支持以外，Windows NT Server 4.0是唯一一个具有完善的、集成的内置式企业内部网络服务集的服务器操作系统，使它成为在使用、管理方面最方便的企业内部网络服务器。通过Windows NT Server 4.0，为您提供了可利用的一种完善的企业内部网络服务器它是“插接和运行”式企业内部网络服务器。Windows NT Server 4.0是企业内部网络平台的一个重要的升级，提供了下面所述的集中在企业内部网络上的增强的功能：Windows 95用户界面和新的管理向导。集成的网络服务器。Active Server Pages，一个开放的、自由编辑的应用程序环境。获奖的网页制作和站点管理工具。Microsoft NetShow，使您可以通过使用生动的、可存储式多媒体内容的网络站点来进行通讯。Crystal Reports，一种针对IIS的可视化报表工具，它使您可以生成成文质量的报表，并将其集成到数据库应用程序中。内容检索和查询技术。全集成的DNS Server和其它TCP/IP管理应用。点到点的通道协议。分布式组件对象模型DCOM（Distributed Component Object Model）。对Windows NT Directory Service的增强。RAS多链接管道集合。其它内置式服务。新的和增强的网络和服务器监视设备。打印强化。Windows NT Server已经由美国政府的联邦计算机安全协会（National Computer Security Council），以及欧洲的同等机构信息技术安全评估和确认机构（Information Technology Security Evaluation and Certification，ITSEC）进行了评估已经被认为是一个高度安全的操作系统。这个评估结果意味着Windows NT Server已经成为第一个和唯一的一个基于PC的服务器操作系统，接受了ITSEC或NCSC的一个完整网络的C2或FC2安全评估，进一步确立了它作为最安全的基于PC服务器操作系统的地位。ITSEC的评估结果表明仅有Microsoft公司可以为客户提供一个安全的，终端到终端的，基于PC的FC2/C2安全级别的网络。Windows NT Server也提供了功能强大的工具以简化你管理和维护你的安全体系的工作。你可以从一个中心地点管理用户账户和访问权限。你可以根据一系列用户和系统参数选择设置，并且图形化的工具简化了管理你的安全体系的工作，并且这些操作不会影响到你的用户。Windows NT Server 中不易受到攻击的安全机制可以帮助你维护你数据的整合性和价值，并且帮助你在信息时代中保持竞争力。Windows NT一个最主要的设计目标就是通过一个集成的，一致的保护机制来达到C2级别的安全等级，所有的系统资源都被作为对象对待，提供了一个单一的安全“门”作为保护构作，所有用户必须要经过这个门以获得对系统资源的访问。这样做的结果是进一步保证了系统能够满足安全模型的要求，这是因为一个单一安全机制比多个特别的机制更容易理解和证实。如果安全性不是寝设计时的一个重要要求，那么几乎不可能通过后来附加的技术来提供象Windows NT提供的对多种系统资源的一致处理方式。3.3VLAN设计3.3.1学校VLAN需求划分VLAN（Virtual Local Area Network）称为虚拟局域网，是指在逻辑上将物理的LAN分成不同小的逻辑子网，每一个逻辑子网就是一个单独的播域。简单地说，就是将一个大的物理的局域网（LAN）在交换机上通过软件划分成若干个小的虚拟的局域网（VLAN）。因为交换机通信的原理就是要通过“广播”来发现通往的目的MAC地址，以便在交换机内部的MAC数据库建立MAC地址表，而广播不能跨越不同网段。VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻 辑地划分成不同的广播域，每一个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。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个 VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段 。由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。 VLAN除了能将网络划 分为多个广播域，从而有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。通过划分VLAN子网，能划小了广播域，避免了数据碰撞在大的物理LAN内产生严重后果的可能，也避免了广播风暴的产生。提高交换网络的交换效率，保证网络稳定。提高网络安全性，通过划分VLAN，LAN被划分不同子网段，因此不能直接通信。必要的通信必须经过路由来实现，因此可在路由器（或三层交换机）上配置访问列表来进行跨子网段的授权访问，从而提高校园内部网络访问的安全性。方便网络管理：采用VLAN技术来划分校园网络，一个VLAN可以根据不同的院系、办公室或者服务器组将不同地理位置的工作站划分为一个逻辑网段。在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在子网之间移动，VLAN提供了网段和机构的弹性组合机制。VLAN技术很好的解决了网络管理的问题，能实现网络监督与管理的自动化，从而更有效的进行网络监控。如表所示，该学校校园网络Vlan的划分及IP的分配。 学校vlan的划分及IP的分配表序号子网名称网段IP网关IP备注1学生公寓子网1721600/161721621Vlan 22教师公寓子网1721700/161721731Vlan 33行政区子网19216840/2419216841Vlan 44图书馆子网19216870/2419216871Vlan 75教学区子网1721800/161721861Vlan 66办公区子网19216850/2419216851