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校园网分析与设计摘要对于今天的学校来说,将信息技术融入到学习、教学及行政管理已是一种迫切需要。普及信息科技是提高素质教育的一项十分重要的内容，网络技术为提高我们的学校条件具有重要的作用。网络对学习过程本身产生了巨大影响。网络能够消除学生学习资源间的界限，使学习可以自由的在任何地方获取信息。它们扩大了课程的选择范围，使得学生能够查阅世界各地的图书馆，最大限度的获取 各地的最新资料，增长学生的知识面。网络注定会在教育过程中发挥越来越重要的作用。同时，网络也成了学生、教育人员、父母及社会间更好进行交流的一种媒介。第一章 引言校园网建设的目标主要是建立以校园网络为基础的行政、教学及师生之间交互式管理系统，逐步建立学校信息管理网络，实现办公自动化；为开展网上远程教学、在网络信息时代的今天，面向新的需求和挑战，为了学校的科研、教学、管理的技术水平，为研究开发和培养高层次人才建立现代化平台，Intranet/Internet技术的高速多媒体校园网。 整个高速多媒体校园网建设原则是经济高效、领先实惠，既要领先一步，具有发展余地，又要比较实惠。 校园网是集计算机技术、网络技术、多媒体技术于一体的系统，能够最大限度地调动学生对教学内容的参与性以及积极性。多媒体交互式立体教学模式的探索提供高速、稳定的支持平台；逐步建立计算机辅助教学、计算机辅助考试等系统，为实现多媒体课件制作网络化，教师备课电子化、多媒体化打好基础；保证网络系统的开放性、可持续发展性，便于以后集成视频会议、视频点播等高层次教学功能。筹划校园网要讨论三个要素，无论是校外连网还是校内连网，要较好地发挥校园网的作用都要涉及三个要素：运载基础设施、运载设施和运载信息。第二章 需求分析2.1教学方面利用现代化的技术设备和多媒体的教学手段形象直观地进行教学讲解，能增强学生的学习兴趣和理解水平，从而提高教学质量和学生品质，促进教育水平提高；提供高速、方便的信息交流和资源共享等手段；提供远比书本知识更为广泛的内容，扩大学生与外界的联系，开阔视野，增进交流；发展远程教育，克服那种只是一味的课堂讲解教学，实现现代化教学手段，与世界教学质量接轨，增加学生的学习兴趣和开阔视野，从而丰富了学生的知识和提高了学生的品质。2.2学校管理方面 u 校园网管理系统一般来说都具有以下功能系统登录：系统用户登录本系统必须进行身份校验，不同身份的网络用户对本系统具有不同权限的信息操作权，对系统的信息流程，学校可根据自身实际的业务流程自行设置。成绩管理：包括与每次考试相关的成绩信息录入、修改、浏览、查询等功能，具有成绩管理功能操作权限的用户可输入、输出与成绩相关的信息，如可打印输出学籍卡片、单科成绩、学期成绩，也可以按指定条件(如学号、名次)进行排序后打印输出。不同权限的网络用户只能对系统分配功能权限进行操作，若网络用户是学生，按照系统默认的权限设置只能浏览成绩信息，而不能对信息作出修改。学籍管理：包括新生信息管理、新生分班、学生信息管理等。班级管理：主要对学校班级信息进行管理，为跨学年提供进行自动升级操作，系统也可对部分学生作留级处理。第三章 校园网的设计需求3.1校园网设计原则和设计目标3.1.1设计原则u 学校需求为前提原则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帮助校方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。u 品质与成匹配原则选择品质最好的设备不一定是最佳方案，成本因素也是一个不容忽视的问题，只有将品质与成本实现最佳匹配，才是一个最优秀的方案。u 设备选型兼顾原则满足学校对现代化教学手段的要求；满足校园网建设及国联网的要求；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内、国际的售后服务。u 技术应用全面原则在技术应用方面，我们全面考虑其实用性、先进性、开放性、可扩充性、可靠性、安全保密性及友好性。u 坚持标准原则一切校园网设计和施工，均要严格遵循国际和国家标准3.1.2功能和目标建立以校园网络为基础的行政、教学及师生之间交互式管理系统，逐步建立学校信息管理网络，实现办公自动化；为开展网上远程教学、多媒体交互式立体教学模式的探索提供高速、稳定的支持平台；逐步建立计算机辅助教学、计算机辅助考试等系统，为实现多媒体课件制作网络化，教师备课电子化、多媒体化打好基础；保证网络系统的开放性、可持续发展性，便于以后集成视频会议、视频点播等高层次教学功能。一、是与外界的资源共享和信息共享，如通过Cernet（中教网）与国内外各院校、各部、各省等相连，又如通过Internet与各国相连； 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。3.2技术指标组建千兆位量级网络主干 八十年代中期，信息系统管理人员首次安装Ethernet LANs，以太网提供的10Mbps带宽看起来似乎接近于无穷大，但是，使共享型以太网带宽似乎用之不竭的条件已很长时间以前就消失了。台式机系统的能力火箭般上升，图形应用信息流汹涌澎湃，联网用户之多已达到几乎凡有计算机或终端的每一位企业员工都上网的程度。 从不拥堵的10Mbps共享型工作组LAN过渡到今天的高性能网络主干，随着网络演变到今天的任意点对点连接模型，边界应用的需要迫使网络厂家连续开发了几代更高性能的LAN技术。 第2层交换机开始提供基于硬件的数据包处理能力。第3层交换能力使它们可以取代LAN路由器的其它功能以加快主干的传输速度。今天，网络管理人员已把第3层交换看作是扩大主干核心性能的实际要求。 第三层交换。第3层交换机保留了第3层拓扑结构和服务的优点又没有传统LAN路由器那种基于软件进行数据包处理的缺点。第3层拓扑结构在网络分段、安全性、可管理性和抑制广播等方面有诸多有益的优势。此外，它鉴别各种应用层协议的能力有助于实行基于策略的网络控制。所以，下一代交换机必须支持基于硬件的数据包处理，以利于传输各种主要的可路由协议：IP、IPX和AppleTalk。 今后的趋势依然是台式机的能力越来越强。对多媒体和实时应用须提供确定性的服务。用户群日益扩大，以及全企业范围的信息流模型。因此，对主干带宽的要求肯定将以更快的速度增长。 与大多数网络产器一样，核心交换机的设计也要在性能、复杂性和成本之间权衡折衷。模块之间的所有信息流都必须经过这条总线进行传输。数据是利用时分制多工传输(TDM)方式在总线上传输，每个模块重复分得一个时段供连续传输。这种分配方案提供了可预计的性能。 下一代交换机不仅必须提供千兆位数量级的容量和性能，还必须为明天企业网络的形成解决其它的关键的方向性问题。 基于总线的交换机的主要设计限制是TDM必须采用的工作频率。在标准的19英寸背板上，频率极难超过50MHZ。由于这个限制，基于总线的交换机的背板实际最高容量平均为 2Gbps。此外，这种设计还存在许多方面的问题，包括接口卡带电更换能力，公平获得带宽、有效支持在并行背板上进行广播和多址联播，这些问题进一步增加了这种设计的固有复杂性3.3信息安全问题用户信息安全问题一直是IP网络中的讨论热点。事实上，在网络建设初期，用户对安全性可能要求不高，但是，随着用户数的不断上升和提供点服务种类不断增多，用户将会越来越多地考虑到信息的安全性。用户信息的不安全性主要是由用户处于以太网环境中引起的，因此要保证用户信息的安全性，就必须实现以太网环境下的用户隔离，目前主要采用的技术为VLAN技术，VLAN技术是由IEEE802.3q和IEEE802.1q定义的，其基本思想是：对每一层上的设备，下行端口分别处于一个VLAN中，上行端口分别与每个端口处于一个VLAN中，传输的以太网帧为传统的以太网帧，不含VLAN ID，一方面可以使网络支持的用户数不受VLAN个数的限制，另一方面静态分配IP地址时只需要给用户分配一个IP地址。3.4网络规划校区内有南教学楼、北教学楼、实验楼、图书馆楼各1座。200余个信息点。对于如此规模点中型网络，一般来说出于网络安全和性能考虑，需要将网络划分为多个VLAN，要求既可按不同的班级、单位划分VLAN，也可按用户IP子网划分VLAN。计算机教室与各办公科室接入入用户之间不能互相通信，只能访问校园网资源，以此屏蔽广播风暴。借助三层交换机可实现跨VLAN访问。 楼宇接入交换机应具有千兆上联端口，能够通过堆叠或增加模块来提高接入端口密度，应支持SNMP等网管协议，以便通过网络对所有设备的状况进行监控和管理。在此推荐采用千兆通DES-3624系列交换机，采用1台主交换机DES-3624i，最多可与3台从交换机DES-3624组成堆叠组，提供94个10/100Base-TX端口。DES-3624i可选择1口1000Base-T模块DES-361T、1000Base-SX模块DES-361G以及1000Base-LX模块DES-361GL上联骨干网。当然也可以在DES-3624i和DES-3624的前面板插槽上扩展1口SC或2口MT-RJ 100Base-FX光纤模块，实现远距离百兆上联。 千兆通系列交换机支持端口聚合（Port Trunking）、VLAN、流量控制（Flow Control）、端口镜像（Port Mirror）等功能，可以增加网络连接带宽，提高网络性能，并使网络更易于监控， IGMP组播协议可以在多媒体传输时有效降低网络流量。支持SNMP和RMON网管协议，符合标准化网管要求，可以通过网络的D-View全中文网管系统进行监控、管理和远程配置。第四章 网络拓扑图配置命令三层交换机为核心交换机，占据重要地位，配置如下：Switch(config)#vlan 10Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fastEthernet 0/1Switch(config-if)#switchport access vlan 10Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface vlan 10Switch(config-if)#ip address Switch(config)#vlan 20Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fastEthernet 0/2Switch(config-if)#switchport access vlan 20Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface vlan 20Switch(config-if)#ip address Switch(config)#vlan 30Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fastEthernet 0/3Switch(config-if)#switchport access vlan 30Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface vlan 30Switch(config-if)#ip address Switch(config)#vlan 40Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fastEthernet 0/40Switch(config-if)#switchport access vlan 40Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface vlan 40Switch(config-if)#ip address Switch(config)#vlan 50Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fastEthernet 0/5Switch(config-if)#switchport access vlan 50Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface vlan50Switch(config-if)#ip address Switch(config)#vlan 60Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fastEthernet 0/6Switch(config-if)#switchport access vlan 60Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface vlan 60Switch(config-if)#ip address Switch(config)#exit路由器配置RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#no ip do loRouter(config)#line console 0Router(config-line)#no exec-timeoutRouter(config-line)#logging synRouter(config-line)#hostname R1R1(config)#interface f0/0R1(config-if)#ip add R1(config-if)#no shutdown第五章 设计说明5.1校园网实施方案5.1.1校园网特点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、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。学生教学管理：课程管理实验室管理 学生成绩与学籍管理学生成绩与学籍管理图书资料管理5.2系统分析网络平台在整个校园网络系统中占有举足轻重的地位，它是整个网络的基础。在网络平台上，数据传输、信息发布、资源共享、学校以后的BBS、办公自动化系统、VOD系统、远程教学系统、NTERNET接口、以及与其他兄弟学校的数据交换都将运行在这个网络上。因此，主干网的好坏直接影响到以后网络系统的运行效率，速度快慢,网络性能等参数。因此，建立一条高速的、多能的、可靠的、易扩展的主干网络，解决目前存在的带宽问题，和适应未来发展的需要是校园网建设中一个重要的课题5.3网络主干设计三层交换方案5.3.1. 布线及网络规划建立网络中心（试验楼），连接各建筑物（图书楼与南、北教学楼）；网络中心、各建筑物之间布线根据距离采用室外铠装4芯单模光纤，以便采用链路聚合技术及备份线路。光纤布线采用星型结构，即由试验楼网络中心向其它建筑辐射。建筑内部布线采用6类双绞线进行垂直和水平布线，如建筑物规模较大，也可部分采用室内多模光纤。网络结构包括网络中心、楼宇设备间两层结构，因北教学楼、南教学楼和试验楼的信息点数量少于90个，可在楼宇设备间采用堆叠交换机直接连接到桌面，从而减少网络层次，提高可靠性和可管理性。图书楼因信息点较多，建议采用DHS-3226作为楼宇接入交换机。5.3.2 核心交换机中心交换机采用D-Link千兆通DGS-3308FG可网管独立型三层交换机。该交换机结合了二层三层交换机的性能，融合有IP路由选择功能，并且使用ASIC芯片代替CPU，大幅度增强楼交换机的楼数传输性能。据DGS-3308FG是一款全千兆接口的三层交换机，具有6个1000Base-SX端口和2个GBIC插槽，可根据实际需求选择DGS-701 1000Base-SX或DGS-702 1000Base-LX 用于连接GBIC接口的模块，16Gbps交换背板可提供12Mpps的线速包转发速率，并支持RIP、RIP II以及OSPF路由协议，是一款性价比极高的校园网中心交换机。IEEE802.3x流量控制能够允许多台服务器与该交换机连接，进行快速、可靠的数据传输。在2000M全双工模式下，该交换机能够向服务器提供高速率数据传输通道，使数据传输损失降到最底。DES-3624i交换机支持SNMP等网管协议，方便通过网络对所有设备的状况进行监控和管理。支持IEEE802.1d生成树（Spanning Tree）协议。各楼宇接入交换机采用千兆通DES-3624系列或DES-3226支干交换机。DES-3226是一款独立式交换机，具有24个10/100Base-TX端口，后面板可选插1口千兆模块，背板带宽8.8Gbps。DES-3226适合于用户数量较少的楼层接入。DES-3226可选择2口的1000Base-T模块DES-322T、2口1000Base-SX模块DES-132G以及2口1000Base-LX模块DES-132GL。前面板插槽可扩展1口或2口SC 100Base-FX多膜光纤模块DES-131F/132F，实现远距离百兆上联。前面板插槽还可扩展1口或2口SC 100Base-FX单膜光纤模块DES-131FL/132FL，实现超远距离百兆上联。以校校通EDS-1624交换机作为极连交换机，连接100M到桌面。5.3.3 网管和存储网管服务器安装D-View网管系统，可以对所有网络设备进行监控和管理。在网络中心配置一台NL360网络存储服务器，用于存储课件及电子图书资料。5.3.4 与江西远程教育网及Internet的连接学校配有江西远程教育网接收设备，除此之外，如果出于提高Internet访问自主权的考虑，可以申请租用ADSL专线，实现专线接入连接Internet。如有必要，还可安装1个ISDN模块，用于链路备份。配置一台NL360网络存储服务器,作为WWW、FTP及E-mail服务器。为确保网络安全，防止外部入侵，并控制内部用户的访问行为，可以在路由器或代理服务器与校园网之间安装DFL-2000防火墙。5.3.5方案特点采用高性能三层交换技术，确保大型校园网具备高性能、高安全性；具备电信级的容错能力，确保网络的高可靠性；支持丰富的网络接口类型，包括城域网远程连接；强化的多媒体及QoS功能支持，可满足大流量的多媒体传输需求；全中文网管系统，易于管理和维护。采用DGS-3308FG和DES-3624堆叠组，可以根据校园网的发展来增加新模块和堆叠交换机数量，扩展性强。可支持多种速率和介质类型，可以在充分利用原有设备的同时对网络主干进行升级和扩展，灵活性高。支持D-View全中文网管系统，易于管理和维护；5.3.6. 相关设备参数DGS-3308FG1个DB-9 RS232控制端口交换方式：储存/转发路由选择协议：RIP-1、RIP-2MAC地址列表：每台设备8KIP路由选择列表：每台设备2KRMON组：1、2、3、9IP地址自动识别：通过DHCP客户端、Bootp客户端前面板故障诊断LED指示灯内置通用电源标准19英寸机架EMI：FCC ClassA，C-Tick，VCCI ClassA，BSMI ClassA安全性：UL/CUL，TUV/GS 5.4服务器技术参数服务器是网络服务器用量最大的地方。服务器的选择标准很大程度上取于中心客户的类型和应用种类。就中小学情况而言，Web应用和数据库应用仍然占整个数据中心的各类应用的主要部分。因此对服务器的网络响应能力在很大程度上体现了服务器的硬件体系结构设计的合理性、CPU或CPU组（SMP）对操作系统的进程或线程的分配能力以及磁盘I/O的性能。以及可行性与稳定性，同时散热、功耗和易安装性也是重点考察和评价的对象。基于以上考虑，所选的服务器必须具有高可靠性，I/O吞吐能力强，数据处理快，可扩展性和可管理性良好的特点。可靠性 冗余是消除系统单点故障的重要手段。它可分部件级和系统级两种。系统级冗余指整个服务器系统的冗余，部件级冗余主要包括如下几点： 1、可热插拔冗余电源 2、可热插拔冗余磁盘和RAID技术 3、带ECC校验的内存容错 4、支持SMP技术的CPU冗余 5、多I/O卡（网卡、磁盘控制器）冗余容错 6、多段PCI总线冗余 7、I/O吞吐能力 服务器可提供网络平台、文件服务、打印服务以及网站的信息浏览服务和其他的Internet/Intranet服务，为了加快访问速度，获得迅速的响应，要求网络、硬盘、I/O吞吐能力更大，可以从以下几方面来考虑： 1、 采用PCI总线并发操作以提高系统I/O吞吐量 2、 支持智能I/O技术，减轻主CPU的负担，优化总线的传输 3、 采用先进的SCSI技术4、 支持10000转秒以上的高速硬盘，巡道时间小于7ms 5、 具有以上先进技术的I/O吞吐能力的服务器，可完全满足校园网目前以及将来的所有服务要求。强大的处理能力 服务器的数据处理能力主要由CPU的处理能力，可扩展大容量内存和系统带宽所决定。 1、CPU Pentium4 2.0双处理器；1、 支持GB级的ECC、EDO内存； 2、 支持400 MHZ以上和高出并行FSB总线。 3、 只有满足上述条件的服务器才可以突破瓶颈，改善服务器的系统带宽。 4、集成双1000M网络控制器。高扩展性 考虑到将来网络规模的扩大，服务器在选型时必须要兼顾高的扩展性，服务器通过外加设备的支持，可以支持更高要求的性能与速度。 可管理性 保证整个系统的正常运行和降低网络维护费用，需要使用具备优良系统管理功能的服务器，具体的指标如下所示：1、支持外部管理总线(XIMB)和ISC(IntelServerControl)管理软件即可实现对系统进行远程管理； 、 监控系统主板状态、电源状态、机箱内温度及风扇状态等，并能够及时的通过网络进行报警； 另一种常见的方法可以大幅提高服务器的安全性，这就是集群。双机热备示意图：浪潮英信NL360服务器技术指标：高性能：NL360采用功能强大的Xeon处理器，支持超线程技术，可以在两路物理处理器的基础上模拟出四路处理器，具有极强事务处理能力；双通道Ultra160 SCSI控制器配合最新的DDR内存和PCI-X技术使数据传输速率得到极大提升，从而可把1000M网卡等高性能设备的能力发挥到极致，突破传统数据传输瓶颈。高可靠性：NL360采用的ECC内存可纠正绝大多数内存错误，减少宕机时间；RAID技术为NL360提供绝对可靠的数据保护和加速传输功能；冗余双电源可使系统24*7不停顿运行，双千兆网卡在实现高速数据传输的同时可通过网卡冗余技术保证网路畅通无阻。 高可用性：NL360支持热插拔硬盘和热插拔电源，方便实现在线维护，可使用户关键业务不至与中断，杜绝了数据灾难的发生。高扩展能力：NL360最高支持双路XEON处理器，存储最大可扩展至4个内置、9个热插拔硬盘，汇集最高近1000G的海量存储，DDR内存更可达到12GB，加上双电源的应用，用户可根据自身需要轻松升级，满足快速增长的商业数据、工作任务的苛刻需求。可管理性：NL360采用标准的服务器管理：支持CPU温度、系统电压、风扇转速等的监控；支持AC掉电恢复；此外，NL360还支持浪潮自主开发的蓝海豚智能安装导航软件和猎鹰服务器管理软件。所有设计使缺乏专业管理人员的用户轻松管理自己的业务，极大降低总体拥有成本。技术规格：处理器 支持两路Intel Xeon处理器，主频最高可达2.2GHz 二级缓存 512KB 系统总线 400MHz 内存 ECC Registered DDR内存，最大容量可扩展到12GB 硬盘控制器 双通道Ultra160 SCSI控制器 存储 4块内置硬盘和9块热插拔硬盘，支持18G/36G/73G Ultra 160 SCSI硬盘 I/O扩展槽 1个64位133MHz PCI-X扩展槽； 2个64位100MHZ PCI-X扩展槽； 1个64位66MHz PCI-X扩展槽，2个32位33MHzPCI扩展槽 网络 集成两个Intel 1000Mbps网络控制器 显示 集成8M显存 电源 460W或550W单电源，可选1+1 400W塔式双电源 光驱 50X IDE光驱 软驱 1.44M 3.5软驱 键盘鼠标 PS/2键盘和PS/2鼠标 I/O端口 1个串口，1个并口，2个USB口 监控管理特性 支持浪潮蓝海豚智能安装导航软件，可轻松完成系统设置、驱动程序制作及操作系统自动安装等工作；支持浪潮猎鹰服务器管理软件，可实现全面的服务器设备信息监控、自动报警和恢复、远程管理等功能。 操作系统 Windows NT4.0，Windows 2000 Server，Netware5.0，UnixWare7.11，Red Hat Linux7.3 工作环境温度 535 电源电压 220V 50Hz 系统尺寸 高467mm*宽376mm*深518mm 浪潮英信NP120服务器技术指标：高性能 ：NP120采用Xeon处理器，支持超线程技术，可在1颗物理处理器的基础上模拟出两颗逻辑处理器，有效提升资源利用率，同时Xeon处理器拥有512KB大容量二级缓存，减少了处理器到硬盘提取数据的时间，显著增强系统性能，DDR内存传输速率是SDRAM的两倍，在最容易出现性能瓶颈的磁盘系统，NP120采用10000转SCSI硬盘，通过双通道Ultra160 SCSI控制器，极大改善了数据的传输速率，作为网络的中心设备，服务器与外界进行数据交换的质量至关重要，NP120配备1个100M和1个1000M网络控制器，具有很高的