中小学校园网规划与设计.doc

目录摘要2Abstract3一、引言4（一）、研究的意义4（二）、研究的目的4二、设计目标6三、设计思想7四、网络技术选择8五、方案解析10（一）、技术方案设计101、网络技术选型设计102.教学子网的设计113.办公子网的设计114.图书馆子网的设计11（二）、内部信息资源建设12（三）、外部信息资源建设12六、校园网方案13（一）、概述13（二）、技术要求13（三）、网络拓扑14（四）、VLAN及IP地规划15（五）、方案说明151、硬件说明152、VLAN的划分193、广播及组播技术204、IP QOS205、网络管理206、兼容性21六、系统测试22结束语23致谢24参考文献25摘要随着信息化社会的到来，网络正逐渐改变着人们的工作、生活和学习方式。校园网对提高学校的教育教学质量，推进以创新精神为核心的素质教育起着至关重要的作用。因此建设好校园网对一个学校的今后的生存发展显得尤为重要。本文主要从校园网规划的研究意义、校园网规划目标、校园网规划思想、技术方案选择和组网方案以及测试等六个方面展开论述的。【关键词】校园网、VLAN、技术选择、组网方案AbstractWith the advent of the information society and networks are gradually changing peoples work, life and study. Campus network to improve the quality of teaching in schools, to promote the spirit of innovation at the core of quality education plays a vital role. Therefore build a campus network of schools is particularly important to the future survival and development. The main significance of the study from the campus network planning, the campus network planning goals, and campus network planning, technology selection and network programmes, and programmes such as the six tests conducted on.Keywords：Campus network, VLAN, technology selection, network programme一、引言（一）、研究的意义随着当代信息技术向中小学教育的扩展，随着多媒体计算机在教育教学过程中的应用越来越普遍，校园网络的建设提到了重要的议事日程。从当今世界发达国家教育信息化发展的经验来看，从单机发展到网络，是中小学教育信息化发展的必然趋势。因此，在当前我国基础教育信息化发展过程中，以校园网络的建设为核心与基础，加快教育现代化的进程，实现我国基础教育改革发展中的跳跃式发展，这是全面贯彻素质教育的关键性步骤。 （二）、研究的目的然而，从目前全国中小学校园网络发展的现状来看，主要存在以下问题： 第一，对于发展中小学校园网的必要性和紧迫性认识不足，并且存在着各种顾虑；第二，纯技术的眼光，不是从学校教育教学过程的实际出发，以功能作为选择技术和硬件设备的标准，而是片面追求网络技术的先进性，尤其是中小学校园网络建设中机械套用大学校园网模式，脱离中小学教育教学发展实际，结果造成设备的浪费和闲置； 第三，缺乏立足于中小学教育信息化发展需要的整体设计，尤其是忽视校园网络中关键性应用软件配制和资源中心的建设，结果造成许多校园网上有网无车、有车没有货，更缺少驾驶员，在这样的基础上发动老师大量地编了许多低层次重复性的教学软件，结果造成人才和网络资源的极大浪费。 怎样才能从我国中小学教育现代化发展的现实与未来出发，立足于功能与效益的充分发挥，选择一条投资少、见效快的中小学校园网络发展新思路呢？ 这便成了我的论文研究的目的。在规划校园网的过程中，我立足我国中小学的实际情况，认真研究了我国在建设中小学校园网的现状，参考了Csico、华为、联想、实达、博达等公司的中小学校园网规划方案以及很多学校的校园网规划方案，本着功能为先，经济实用的原则，追求最大的性价比，我选择了博达公司的产品来构建我的校园网规划方案。二、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。 三、设计思想进行校园网总体设计，首先要进行对象研究和需求调查，明确学校的性质、任务和改革发展的特点及系统建设的需求和条件，对学校的信息化环境进行准确的描述；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；第三是确定网络拓扑结构和功能，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，规划校园网建设的实施步骤。 校园网总体设计方案的科学性，应该体现在能否满足以下基本要求方面：（1）整体规划安排；（2）先进性、开放性和标准化相结合；（3）结构合理，便于维护；（4）高效实用；（5）支持宽带多媒体业务；（6）能够实现快速信息交流、协同工作和形象展示。 四、网络技术选择校园网应具有以下的特点： 1、高速的局域网连接，校园网的核心为面向校园内部师生的网络，因此园区局域网是该系统的建设重点，由于参与网络应用的师生数量众多，而且信息中包含大量多媒体信息，故大容量、高速率的数据传输是校园网建设的一项基本要求。 2、适应各种复杂的信息结构，校园网既要为学生提供电子教学，又要为职能部门提供办公管理，致使应用多样化，数据成分复杂，不同类型的数据对网络传递质量的需求也各不一样，这就要求网络产品具备增强的性能来实现各种需求。 3、安全可靠，校园网中同样有大量关于教学和档案管理的重要数据，不论是被损坏、丢失还是被窃取，都将带来极大的损失。 4、操作方便，易于管理。校园网面向不同知识层次的教师、学生和办公室人员，应用和管理应简便易行，界面友好，不宜太过专业化。 5、 经济实用，学校对网络建设的投入显然相对国防、金融等关键机构较低，因此要求建成的网络经济实用，具备很高的性能价格比。 针对上述特点，并结合目前网络技术发展趋势，校园局域网系统采用成熟的以太网技术。以太网一直是局域网技术的主流，具有普及、经济、便于实施管理、易于升级等优点，线路可用带宽有10M、100M和1000M，能够满足不同级别的应用需求。 以太网技术和其相关产品选择是校园网建设的关键。快速以太网是一种非常成熟的组网技术，造价很低，性能价格比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建Intranet网的首选技术。快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。 五、方案解析校园网建设主要包括两个内容：技术方案设计；应用信息系统资源建设。（一）、技术方案设计结构化布线与设备选择、网络技术选型等；应用信息系统资源建设主要包括：内部信息资源建设、外部信息资源建设等。这里我们介绍网络技术选型。 1、网络技术选型设计 校园网络系统基本可分为校园网络中心、教学子网、办公子网、图书馆子网、宿舍子网及后勤子网等。 （1）、校园网络中心的设计 网络中心设计主要包括主干网络的设计、校园网与Internet的互连、远程访问服务等。 (a)主干网络的设计 主干网络采用博达BD7616千兆以太网交换机作为校园网的中心交换机，通过千兆以太网模块与下面的各个子网通过千兆位的链路相连。 (b)校园网与Internet的互连： 采用光纤方式接入方式，此方式需要配备路由器等设备，租用光纤线路。没有条件的也可以采用adsl方式接入。 本方案选用博达BD3066路由器，具有1个局域网(LAN)，2个广域网(WAN)和1个控制台。支持帧中继(FrameRelay)、X.25、PPP、HDLC协议。 2.教学子网的设计 校园网建网的目的之一，是利用网络实现多媒体教学，如：交互式多媒体课堂、电子阅览室、教师培训等。多媒体教学的难点在于实现视频信号的传送(如VOD视频点播)。目前在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟，但传送压缩后的视频数据确是可行的。 在教学子网的软件方面，可选用的种类较多，如：联想传奇(ParaSago)、电子教室、海航的电子阅览室、中教的课件制作系统等。 3.办公子网的设计 办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，能够实现对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作，同时，应该能够满足支持视频传送的要求。 采用联想LP1363联10/100M以太网打印服务器，来完成共享打印功能。该服务器具有3个标准并联，可同时连接三台任意标准并联打印机。 办公子网对应的软件有科利华等公司研制开发的办公软件等。 4.图书馆子网的设计 图书馆是一个相对独立的系统，采用支持基于端口的VLAN划分 以太网交换机。图书馆管理系统的应用软件产品较多而且相对成熟。 （二）、内部信息资源建设 内部信息资源建设可分为以下几个模块：校长查询、学生管理、课程管理、思教管理、教工管理、党务管理、工资管理、财产管理、档案管理、文件管理等。 （三）、外部信息资源建设 外部信息资源建设应包括以下几个功能：Internet功能、远程访问功能、电子邮件功能、以多媒体方式介绍学校的功能、讨论和交流功能、信息发布功能。各项功能均可通过相应的网络信息平台实现。 学校的网络化建设必然会对学校的信息化建设起到巨大的推动作用，同时提供简单、有效、便捷的理想办公、教学环境。校园网一方面缩短了学校与外界的距离；另一方面，构建了以 Intranet为基础的管理信息系统，推动了学校的信息化建设。随着校园网建设的普及应用，学校最终将迎来科学管理和教学的新时代。六、校园网方案（一）、概述校园网的建设是为教学应用服务的，网络性能的优劣将直接影响应用系统的运行。早期的校园网只是共用内部教育系统的主机资源，共享简单式数据库，多以二层交换为主，很少有三层应用，网络安全存在问题，不具备增值管理能力。现在的校园网建设要实现内部全方位的数据共享，应用三层交换，提供全面的QoS保障服务，使网络更加安全可靠，从而实现教育管理、多媒体教学、图书馆管理自动化，而且还要通过Internet实现远程教学，提供可增值可管理的业务。（二）、技术要求1、应有效利用光纤技术，最大利用端口带宽，提供单端口带宽应在10M比特率以上，骨干设备的端口应具备高速的处理性能，以提供无拥塞处理能力。2、应具备足够的冗余与容错性能，包括交换模块、电源、链路、设备的冗余，动态的路由选择，网络故障的重新路由，以及在线热插拔等性能。3、应具备充分的接入能力和可扩展性，包括多种接入方式的提供和接入的可扩展性，带宽的扩展与速率的平滑升级以及处理能力的可扩展性。4、应具有服务质量(QoS)保障和带宽管理能力，有效处理包延时、抖动、包丢失和吞吐量问题。5、应具有网络多媒体应用，可以提供电视会议、影像互动教学、视频点播等多种视频网络服务支持组播协议。6、应具有VLAN的划分管理，提高园区网的性能、安全和便于管理。7、应具备对网络设备的管理、运营管理等网络管理功能。（三）、网络拓扑（四）、VLAN及IP地规划VLAN号VLAN名称IP网段默认网关说明VLAN1/2454管理VLAN2web/2454WebVLAN3bgs/2454办公室VLAN4jsl/24192.1683.254教学楼VLAN5tsg/2454图书馆表1（五）、方案说明1、硬件说明上海博达数据通信有限公司是中国最早的专业数据网络产品制造商之一，也是国家高新技术企业、国家级软件开发基地重点骨干企业，中国军方指定的列装网络设备制造商；通过了ISO9001军品和民品质量体系认证。公司于1994年成立，专注于数据网络产品的研发、生产和销售。公司自成立以来，连续十年被评为上海市“高新科技企业”，并多次承担国家级重大科研化项目。目前公司生产六大系列的产品：路由器产品系列、路由交换机产品系列、IP语音产品系列、传输产品系列、安全产品系列以及网管产品系列，采用统一的网络操作系统(BDROS)平台,模块化的结构设计,满足用户高、中、低及SOHO级各个层次的广泛应用，并拥有独立自主的知识产权。博达在全国范围内建有上海，北京，广州，武汉、成都、沈阳、西安、兰州、南京九大销售平台，在北京和上海分别设立了南北方客户服务中心；并在全国二十八个省会城市设立了办事处, 另外还设有天津、深圳、厦门、海南等共计三十二个覆盖全国的流动服务网点，为用户和合作伙伴提供快速响应和优质服务。成立十年来，博达成功地为全国各大行业、企事业单位和政府部门网间网建设提供全面的网络解决方案，用户遍及国内金融、电信、教育、军队、邮政、税务、公安、气象等各大行业和机构。在全国各大重点行业中拥有1000多个客户，已有数十万台设备在中国的互联网和企业专网上运行，部分产品已经打入北美、澳洲和南亚市场。作为国内领先的专业数据网络产品供应商，博达致力于以优异的产品性价比和本土化的优良服务，为用户架设信息时代的通信平台。在参考了Csico、华为、实达、锐捷、博达等公司的产品及价格以后，我选择了使用具有很高性价比的博达公司的系列网络产品。（1）BDCOM 3660系列路由器是上海博达数据通信有限公司最新开发的模块化路由器中的主打产品，它们汲取了国内外各种型号路由器产品的优点，同时根据国内用户的特点进行了周密的设计。DCOM 3660系列路由器是为满足用户的高端组网应用而开发出的模块化路由器，包括BDCOM 3660、BDCOM 3660-DC两种型号，具有6个网络/语音模块插槽，支持种类丰富、功能齐全、高密度的网络/语音模块，可实现更多的组合应用。BDCOM 3660系列路由器操作系统使用博达公司拥有自主知识产权的ROS，能够不断适应新技术、新业务、新功能的应用与扩展。BDCOM 3660系列路由器结构精致，与国内外其它同类产品相比，性能更高、模块类型更丰富、性价比更高。同时，BDCOM 3660系列路由器的各功能模块符合各类网络标准，保证了其与其它厂家产品在各个层面上的互通，可最大程度保护用户的已有投资。BDCOM 3660系列路由器适合大中型企业、金融体系、各大公司的办事处和较中型 Internet 服务供应商的模块化多服务访问平台，可以实现大规模、高密度的专线、拨号、宽带和IP语音接入。（2）BDCOM S3224交换机是L3层交换机，具有先进的体系结构，背板交换能力达到13Gbps，第三层交换速率达到线速6.6Mpps，可以为企业提供高性能、多层次化的解决方案，也为服务提供商向数据网络的过渡提供了强大的支撑。（3）BDCOM S2224系列交换机是采用模块化设计，是高性能的工作组或企业级边缘交换机，包括S2224，S2224b。该交换机拥有24个RJ45 10/100BASE-TX自适应端口，外加2个可选配千兆以太网扩充槽，支持从10/100M桌面到千兆骨干的各种连接，可根据需要灵活地配置网络。该交换机能与所有的以太网、快速以太网设备相连接，保护用户已有的网络投资。BDCOM S2224系列交换机可在工作组之间或企业内部提供高带宽、高性能连接，同时还能增强服务器群的容量，让用户能更快速存取整个网络资源。这款交换机可以缓解因为网络带宽不足及用户迅速增长所造成的网络传输瓶颈，并且投资少，管理简单。（4）BDCOM S1100系列交换机包括BDCOM S1108、BDCOM S1116、BDCOM S1124三种型号，它们分别具有8个、16个、24个10M/100M自适应的RJ45以太网端口，以满足企业分支机构和部门建网以及智能小区接入的需要，适用于构建企业网络和宽带网络接入。该系列交换机性能卓越可靠，在10M和100M模式下均能够稳定地做到线速转发。此款交换机还带有完备的指示灯，使设备和网络的工作情况一目了然。它简化了用户的配置，同时又支持端口VLAN保证数据安全，是高性价比的低端交换机产品。（5）BDCOM7616是高性能、通用的城域路由器。BDCOM7616路由器支持线速的多层交换和路由，并集成全面的LAN/WAN连接能力。在启动全部服务、控制功能的情况下，BDCOM7616仍然能够保持线速的第2、3、4层交换和路由性能。BDCOM7616支持多协议标准交换(MPLS)第2或第3层隧道技术，动态地提供带宽和面向连接的数据收集体系结构。通过实施优先级队列、过滤以及QOS等策略，BDCOM7616能够向最终的用户或特定的应用分配相应的网络资源。 BDCOM7616能为城域网中所有的网络提供服务的能力，包括POS/SDH、ATM、TDM、WDM、有线（调制解调终端系统，简称CMTS）和千兆位以太网。BDCOM7608/7616作为功能丰富的面向应用的平台，能够实施比特级的带宽控制并通过优化措施建立和实施服务级别认同（SLA）策略。（6）PIX选择博达博御防火墙BDCOM Secutor F1004，这是上海博达数据通信有限公司为小企业、小型的企业分支和SOHO用户的网络安全应用量身定做的一款百兆防火墙，产品采用嵌入式系统架构，软硬件一体化技术开发。具有结构小巧、低功耗、无噪音、稳定可靠、安全性高、性价比优等特点。该产品提供4个独立划分的10/100M以太网口。产品功能丰富，集成了防火墙/VPN/入侵防范/应用代理/内容过滤/系统管理/日志审计等诸多功能。博达博御防火墙BDCOM Secutor F1004非常适合小型企业、企业的小型分支机构和SOHO用户作为安全网关使用，为用户构建起安全、广泛、稳固、高效、便捷的网络系统。2、VLAN的划分校园网的信息点数量巨大，在网络中通过虚拟网来隔离广播，保证网络速度；同时，虚拟网也可隔离不同部门的工作站，进一步提高系统的安全性。博达系列交换机支持基于802.1Q的VLAN划分，支持tagged与untagged两种模式。并参照表1进行了VLAN划分3、广播及组播技术在网络中，配有VOD服务器，可以随时在校园网的任何一点点播服务器上的教学录像、歌曲等，方便广大师生的学习，丰富他们的生活。网络中的WWW服务器位于防火墙后面，通过地址映射准确定位来自外网的数据请求，同时屏蔽掉了内网的其他主机，提供了可靠的安全性。运用博达系列交换机组成的网络系统支持组播协议IGMP和PIM，能有效提高网络带宽的利用率，为学校视频点播、网上授课等应用提供了有力的技术保障。4、IP QOSBDCOM S3224支持IP QoS功能，与博达其它交换机结合使用能更有效地保证对重要数据和时间敏感性数据的优先传送，并通过端口过滤，有效控制了网络带宽的不合理占用，为学校的远程教学和多媒体授课提供了先进的网络基础平台。5、网络管理BDCOM自带网管软件可以监视网络流量、显示流量分布等信息,并对网络异常实施报警。这一功能方便了网络管理，省掉了网管老师在各个校区来回奔波之苦，从而提高了工作效率。 6、兼容性博达网络设备突出的兼容性使学