组建校园网毕业论文.doc

长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 1 页 共 36 页 长治职业技术学院信息工程系长治职业技术学院信息工程系 毕业设计说明书毕业设计说明书 设设 计计 课课 题题 组建校园网组建校园网 专业班级 学生姓名 指导教师 年年 月月 日日 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 2 页 共 36 页 毕业设计任务书毕业设计任务书 专业 计算机应用 班级 课 题 名 称 组建校园网 指 导 教 师学 生 姓 名 毕业设计起止时间20 年 月 日 20 年 月 日共 周 课题的目的与任务 课题的要求 拟定的工作进度 以周为单位 任务下达人 签字 日期 20 年 月 日 任务接受人 签字 日期 20 年 月 日 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 3 页 共 36 页 信息工程系毕业设计综合评价表信息工程系毕业设计综合评价表 指导教师对设计说明书的评语 指导教师签字 年 月 日 毕业设计指导小组意见 毕业设计指导小组组长签字 年 月 日 毕业答辩评语 答辩小组组长签字 年 月 日 备注 毕业设计成绩答辩小组组长签字 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 4 页 共 36 页 年 月 日 校园网解决方案 前 言 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 校园网建设势在必行 信息时代的热潮扑面而来 计算机变的越来越强 大 而应用软件使计算机变得越来越容易使用 它们正在迅速改变着人们的 生活 学习 工作方式 人们能够明显感觉到这种变化 教育部提出中小学普及信息技术教育要达到两个主要目标 一是开设信 息技术必修课程 加快信息技术教育与其他课程的整合 年前 全 国普通高级中学和大中城市的初级中学要开设信息技术必修课 年 经济比较发达地区的初级中学开设信息技术必修课 年前 所有的 初级中学以及城市和经济比较发达地区的小学开设信息技术必修课 争取尽 早在全国 以上的中小学校开设信息技术必修课程 二是全面实施中小 学 校校通 工程 用 年时间 使全国 左右的独立建制的中 小学校能够与网络联通 使每一名中小学师生都能共享网上教育资源 近年来我国中小学校园网发展很快 潜力很大 但问题也很多 一方面 建设校园网已成为教育界的共识 人们对校园网的认识也越来越深入 另一 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 5 页 共 36 页 方面 建设校园网仍存在不少误区 如片面认为教育信息化就一定要大投入 片面强调教师的课件制作 过于追求网络的先进性等等 应该看到 未来网 络教育的发展已经不仅仅是一种教育手段的变化 将使我们重新认识我们的 教育 重新规划我们的校园 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 6 页 共 36 页 目目录录 第一章 校园网概述 4 1 1 校园网的概念 4 1 2 校园网的功能架构 5 1 3 目前校园网系统的特点 5 1 4 目前校园网普遍存在的问题 6 第二章 校园网建设的原则 8 2 1 总体规划 分步实施 8 2 2 要把网络系统当前的先进性 未来的可扩展性和经济可行性结合起来 8 2 3 符合国际和国内标准 8 第三章 校园网建设需求分析 10 3 1 网络主干的需求分析 10 3 2 网络系统的需求分析 10 3 3 服务器的需求分析 10 第四章 校园网建设的结构设计 12 4 1 网络物理结构设计 12 4 11 网络技术选择 12 4 12 INTERNET 接入方案 4 2 网络逻辑设计 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 7 页 共 36 页 4 2 1 子网划分和 IP 地址分配 4 2 2 VLAN 虚拟局域网 的设置 4 3 系统平台的设计 4 3 1 网络操作系统选择 4 3 2 终端桌面平台选择 4 3 3 数据库软件选择 4 3 4 防火墙软件选择 4 3 5 网络管理系统选择 4 4 应用系统设计 根据产品再进行详细设计 4 4 1 校园信息化管理系统 4 4 2 多媒体网络教室 4 4 3 视频点播系统 4 4 4 网络多媒体制作系统 第五章 校园网建设的实施方案 5 1 综合布线 5 1 1 综合布线需求分析 5 1 2 综合布线设计准则 5 1 3 综合布线系统的具体实施 5 2 服务器安装与调试 结 论 主要参考文献 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 8 页 共 36 页 第一章第一章 校园网概述校园网概述 1 1 校园网的概念 1 1 校园网的四方面典型应用 校园网的四方面典型应用 校园网是为学生学习活动服务的 校园网是一种学习工具 它不但是学生 与他人之间的交流工具 同时也是学习资源的提供者 有利于学生进行探索学习 和协作学习 校园网是为教师的教学和科研活动服务的 如提供教学资源 辅助教师备 课 参与课堂教学活动和支持教师再学习活动等 校园网是为学校教育教学管理服务的 如辅助学校的学生学籍管理 人事 管理 财务管理 成绩管理等 校园网是沟通学校与外界的窗口 利用它既可以从校外获取各种信息 也 可以向外发布各种信息 2 2 校园网的定义 校园网的定义 校园网是一种为学校学习活动 教学活动 科研活动和 管理活动服务的校园内部局域网络环境 而且它是建构在多媒体技术和现代网络 技术之上并与因特网连接的 3 3 校园网的四要素 校园网的四要素 以应用为目的 以网络环境为基础 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 9 页 共 36 页 以网络教学资源为核心 以人员培训与网络维护为保障 1 2 校园网的功能架构 校园网从功能架构上来分 大致分为对内部分 对外部分和信息中心 对内部分主要是指导校园 Intranet 主要包括多媒体电脑室 备课室 电子 图书馆和多媒体教室的建设 服务于学校的教学与管理 对外部分包括与 Internet 的连接 卫星宽带数字网的连接 与其它兄弟校 以及上级主管的连接 提供家庭和移动用户的接入服务等 信息中心则是以上两部分的桥梁和核心 担负着整个网络系统的管理和安全 工作 1 3 目前校园网系统的特点 1 由于应用和网上信息的普遍缺乏 在一定时期内对外部的信息访问仍然 远远大于外来的信息访问 Internet 专线连接带宽将持续成为瓶颈 Internet 网络建设的重点在于网络中心如何有效地管理内部服务设施的对外访问 并通过 Web 缓存等技术减少带宽占用 同时也要加强校园网应用和内容建设 提供校内 丰富的信息服务 建设好 Web 和 BBS 站点 2 随着资源逐步向学生开放 校园网的用户数将会在短期内有很大的增长 网络中心需要配备先进的管理设施和手段 有效地预测和管理网络流量 同时配 置高速网络中心设备以免出现校园网内部瓶颈的现象 3 电子邮件仍然是校园网的主流 Internet 应用 国内基于 Web 的免费电子 邮件服务的普及 最终可能导致学生几乎全部拥有自己的免费电子信箱 而不必 依赖于学校提供的电子信箱 4 学校除了专业的计算机教师及管理人员 其他部门的教职工和学生大多 数缺乏足够的网络应用经验 在网络设计和建设上要充分考虑提供给大多数人使 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 10 页 共 36 页 用网络和发布共享信息的简便易用性 提高学校的整体应用水平 5 随着图书信息电子化进程的加快 图书馆丰富的资源将促使图书馆网络 成为校内最大的网络信息提供者 同时也能促进校园网的健康发展 1 4 目前校园网普遍存在的问题 1 1 应用软件的建设问题 应用软件的建设问题 缺少好的应用软件和教学资源 校园网优势无法体现 这是国内专家学者公 认的问题 没有软件的网络是资源浪费 在实际应用中 我们在众多厂商的大力 鼓吹下往往会发现校园网建设后还没有见到应用需求分析的影子 校园网应用系 统将包括办公自动化系统 虚拟实验室及协同工作系统等 然而 让网络走向大 众并不是一件容易的事情 只有运行起来的网才是好网 目前 我国的网络问题 并不在于技术 而是只搭网 建网而不用网 而且信息资源在网络上运行的太少 了 2 2 网络管理和硬件建设的投资方向问题 网络管理和硬件建设的投资方向问题 大多数校园网的投入集中在建设阶段 而且主要以硬件投资为主 可真正运 行起来 能形成知识积累 加快知识更新的共享的却少之又少 现在我们就缺乏 足够的意识 没有意识到我们已经不仅仅是在管理网络设备 而是在管理网上的 信息流 在管理知识 在管理网络社会 一个校园网设计和建设的成败 取决于 2 分技术 3 分素质和 5 分管理 校园网遇到的典型问题是如何有效管理 IP 地址 我们必须通过合理的 IP 地址分配 严格的规章制度和相应的网管监控软 件来综合地保证网络的有序使用 部署功能强大的校园网计费管理系统 合 理地管理网络使用 平衡网络流量 并通过对数据的统计分析来预测规划校园网 的使用发展状况 是校园网建设的必由之路 如何快速定位和隔离故障是网 络投入运行后管理维护人员最关心的问题 3 3 开放性和安全性的管理问题 开放性和安全性的管理问题 开放有多种含义 一是资源开放 让有限的资源在越来越短的技术生命周期 中得到充分利用 二是采用开放系统 使众多的师生容易通过现有技术连入网络 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 11 页 共 36 页 共享信息 三是信息平台的开放 使师生可以通过网络交换信息 安全有以下几 方面内容 一是必须建立网络访问控制系统 认定校园网基本的规则 有效防止 外来黑客的入侵 同时网络安全跟踪审计系统对所有网络访问进行记录 有助于 随时检查网络的使用状况以发现不安全因素 二是有效地管理校内用户的 Intermet 访问 必须安装计费软件 计费软件应该提供目前校园网普遍缺乏按用 户名管理的功能 以解决长期存在的 IP 地址盗用问题 三是应充分利用交换机 的 VLAN 和三层交换功能来配备网管软件 对整个校园网进行有效的地址监控和 管理 4 4 缺乏专业性师资力量的问题 缺乏专业性师资力量的问题 由于校园网建设是一种新技术的应用 学校相关的师资严重缺乏 虽然目前 学校已经对教师进行了培训 但远远不能满足对系统维护及对相关信息建设要求 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 12 页 共 36 页 第二章第二章 校园网建设的原则校园网建设的原则 2 1 总体规划 分步实施 一个校园网系统应该是 总体规划 分步实施 的 分步实施包括功能的分 步实施和规模的分步实施 这主要有两个原因决定 一是受资金的限制 往往资 金不会一步到位 这就要求根据资金分批投入情况 按实现校园网功能的轻重缓 急来分步实施 二是受技术发展的影响 计算机技术及通信技术 网络技术都是 飞速发展的 已建成的校园网要不断满足新的需求就必须进行后期工程的建设 但分步实施一定要在总体规划的前提下进行 如果缺乏了总体规划 系统将会陷 入相互不兼容和前期投资的极大浪费 此外 应特别注意系统实施的顺序 先调 查用户需求 确定应用系统 再确定系统软件 最后根据上面两者的需要选择适 合硬件 2 2 要把网络系统当前的先进性 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 因而建议采用当前成熟 先进的技术和设备 而这些设备应有良好的扩张性 目前校园网采用的比较成熟 的网络技术是 千兆主干 百兆交换到桌面 2 3 符合国际和国内标准 校园网是一个满足数字 语音 图形图象等多媒体信息 以及综合科研信息 传输和处理需要的综合数字网 校园网要能够符合多种网络协议 体系结构要符 合国际标准或事实上的国际工业标准 TCP IP 协议 同时能兼容已有的网络环 境 所心 校园网应该具有如下特性 1 先进性 技术上的先进性将保证处理数据的高效率 系统工作的灵活性 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 13 页 共 36 页 网络的可靠性 技术上的先进性也使系统的扩充和维护变得十分简单 2 可靠性 网络骨干线路的冗余备份 网络核心设备的冗余备份和电源冗余 备份等方面保证校园网的可靠性 3 开放性和可扩充性 主干网络设备的选型及其模块 插槽个数 管理软件 和网络整体结构 以及技术的开放性和对相关协议的支持等方面 来保证网络系 统的开放性和扩充性 4 可管理性 网络管理基于 SNMP 利用图形化的管理界面和简洁的操作方 式 合理的网络规划策略 提供强大的网络管理功能 一体化的网络管理使网络 日常的维护和操作变得直观 便捷和高效 5 安全性 内部网络之间 内部网络与外部公共网之间的互联 利用 VLAN ELAN 防火墙等对访问进行控制 确保网络的安全 6 实用性 网络系统的设计在性能价格比方面充分体现系统的实用性 既要 采用先进的技术 又能在经费允许的条件下实现建网目标 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 14 页 共 36 页 第三章第三章 校园网建设需求分析校园网建设需求分析 3 1 网络主干的需求分析 校园网的多媒体应用目前已成为大家的共识 特别是在校园网内实现 VOD 点 播 大量的视频数据流对带宽要求很高 而且农校教学楼 煤校教学楼 职大综 合实验楼 教师家属楼信息点都相对密集 相互之间的距离都比较远 所以主干 需采用千兆光缆技术 在未来一段时间内满足最多 500 用户对校园网主干的流量 要求 3 2 网络系统的需求分析 1 在保证技术成熟的前提下 尽可能采用先进的技术 2 必须符合相应的国际 国内标准 3 提供足够的带宽 保障用户通畅的网上信息交流 4 网络具有良好的扩展性 考虑到未来一段时间内用户数量的增加 5 要考虑网络系统的可管理性及安全性 6 支持 VLAN 7 遵循教育系统的定位 注重性能价格比 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 15 页 共 36 页 3 3 服务器的需求分析 校园网服务器承担着整个校园内各种网络服务 用户账号管理 共享资料的 存储 服务器端教学管理软件的运行 安全管理 代理服务等应用 因而服务器 应满足以下要求 1 高可靠性 能够适应我校平均每周不少于 5 天的不间断工作 2 高性能 能够提供最大用户量的常用服务请求 3 高冗余性 服务器出现故障时 仍能保证系统的安全性和数据的安全性 4 容易升级 提供更好的性能 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 16 页 共 36 页 第四章第四章 校园网建设的结构设计校园网建设的结构设计 4 1 网络物理结构设计 4 11 网络技术选择 在校园网第一期工程建设中 信息点在农校教学楼 煤校教学楼 职大综合 实验楼 教师家属楼的分布密度基本相当 一 我们遵循 千兆主干 百兆交换到桌面 的设计思路 采用成熟的千兆以太网 快速以太网技术 实现中心三层交换 千兆光缆主干 百兆交换到桌面 采用分层星型拓扑结构 校园网服务器放置在网络中心 与中心交换机实现千兆铜缆连接 1000BASE T 对全校师生提供应用服务 中心交换机与各楼的二级交换机实现千兆连接 形成校园网千兆主干 并 且根据各楼到网络中心的距离选择千兆铜缆 1000BASE T 或千兆光缆 1000BASE SX 1000BASE LX 连接 接入层交换机与二级交换机实现百兆铜缆连接 100BASE TX 实现百兆 交换到桌面 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 17 页 共 36 页 中心交换机采用带三层路由功能的模块化交换机 二级交换机采用带上连 千兆模块的可网管交换机 接入层交换机采用普通的非网管快速以太网交换机 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 18 页 共 36 页 校园网络拓扑结构图 见附图 1 INTERNET 煤校教学 楼 DCS 3426 教室 DCS 1024 农校教学楼 DCS 3426 DCS 1024 多媒体电脑室 DCS 1024多媒体教室多媒体电脑室 网管工作 站 DCRS 6512 DCS 1024 网络中心 多媒体教室 数据库服务 器 应用服务 器 代理服务 器 职大综合实验 楼 教师家属 楼 DCS 1024DCS 1024 DCS 3426 DCS 1024 一单元 二单元三单元 四单元 DCS 3652 1000M 光缆 1000M 铜缆 100M UTP 附图一 校园网网络拓扑结构图 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 19 页 共 36 页 二 本方案所涉及的网络技术二 本方案所涉及的网络技术 1 交换以太网技术 交换以太网是新近发展起来的先进网络技术 它在保证与以太网协议兼容的 前提下 提高络利用率 减少网络资源争夺造成的冲突 使网络性能大幅度提高 以满足各类数据信息传输的要求 交换以太网在技术上分为两种 静态交换和动态交换 静态交换 将网络划分为多个网段 网络管理员可以通过网管平台分配各个 网段的负载 即网络管理员可以只利用鼠标就可将工作站从资源争夺紧张的网段 移到其它冲突较少的网段上 静态交换使得网络管理员不必到现场接插线路 而 是在网管平台面前轻松地改变网络配置 以调整各网段间的负载 静态交换需要 网络管理员的监测才能进行被动地调整 而且每个网段上 网段之间的介质访问 机制没有改变 网络性能没有根本地提高 动态交换 动态交换是在高速总线上支持多对传输的同时进行 它不需人工 干预实时地将独占带宽分配给一对节点 而其它节点间也可同时进行数据传输 动态交换在总线内部改变了以太网的介质访问机制 使得网上的数据传输以独占 的 10Mbps 进行 就好象在两个有数据传输的节点之间有独立的传输电缆 一 样 使网络效率大大提高 动态交换分为端口交换和网段交换两种 端口交换适用于高速节点如服务器 多媒体工作站的连接 它连接节点个数不多 每个节点都有很高的传输速率 网 段交换适用于没有特别速率要求的工作站网段 交换的高性能体现在网段之间 网段与服务器之间的数据传输上 由此可知 动态交换代表了当今交换技术发展的方向 交换以太网已广泛应 用到了桌面 2 快速以太网技术 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 20 页 共 36 页 快速以太网实际上是 10Mbps 以太网的 100Mbps 版本 所以它的运行速度要比 10Mbps 以太网快十倍 在用户已经很熟悉传统以太网的情况下 快速以太网相对 其他高速网络技术更容易被掌握和接受 它可以应用在共享式和主干环境下 提 供带宽的共享式网络或主干连接 同时也可以应用在交换式环境下 提供优异的 服务质量 QOS 快速以太网与传统的以太网技术相似 毋庸赘言 此外 它还 具备以下优点 快速以太网和普通以太网同样遵循 CSMA CD 协议 现有的 10BaseT 网络设备 可以相当简便地升级到快速以太网 保护用户原有的投资 与其它新型网络技术 相比 更方便地使现有的 10Mbps LAN 无缝连接到 100MbpsLAN 上 100BaseT 集线器和网络接口卡 只需要比 10BaseT 同样的设备多花少量费用 就可提供比普通以太网高 10 倍的性能 因此 100BaseT 具备较高的性能价格比 快速以太网 100Base T 已得到 IEEE 推荐标准为 802 3u 并得到了所有的主流网 络厂商的支持 3 千兆以太网技术 千兆以太网实际上是 10Mbps 以太网的 1000Mbps 版本 是 100M bps 以太网速 度的进一步提高 所以它的运行速度要比 100Mbps 以太网快十倍 但它仍与以太 网采用同样的桢结构 在用户已经很熟悉传统以太网的情况下 千兆以太网相对 其他高速网络技术更容易被掌握和接受 它可以应用在共享式和主干环境下 提 供带宽的共享式网络或主干连接 同时也可以应用在交换式环境下 提供优异的 服务质量 QOS 千兆以太网与传统的以太网技术相似 同样遵循 CSMA CD 协议 现有的以太 网 快速以太网设备可以相当简便地升级到快速以太网 保护用户原有的投资 与其它新型网络技术相比 更方便地使现有的 10M 100M LAN 无缝连接到 1000MbpsLAN 上 千兆以太网技术是与 ATM 技术一样 极具竞争力的高速网络技 术 极有可能成为下一代高速网络的首选技术 具备较高的性能价格比 4 VLAN 虚拟局域网 技术 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 21 页 共 36 页 用最简单的方式来说 从网络管理的角度 VLAN 是一组可以互换单一播送和 广播数据包的局域网交换机上的端口 当一个数据包从一个属于某一 VLAN 的端 口进行广播时 交换机收到数据包然后拷贝到这一 VLAN 所包括的所有端口上 目 前国际上已对 VLAN 标记进行了标准化的定义 即 IEEE802 1Q p 使不同厂商的 支持标准 VLAN 标记的端口可以实现跨越到多台交换机进行 VLAN 划分 网络系统的安装中都需用 VLAN 的原因 许多现存的网络依赖第三层转发功能 如传统的路由器 来提供一定程度的安 全性和存取控制 即使一个多层交换机的第三层转发模块具有能提供完好的安全 性和存取控制 如果不采用 VLAN 技术 对一个用户来说 很容易通过重构他 她 的 工作站的 IP 地址从而对与他 她 的子网内的网络资源进行利用或破坏 因为在 这种情况下用户是能够由第二层交换核心实现数据交换而不是通过第三层交换模 块 所以无法进行安全性检查 如果不定义 VLAN 一个基于多层交换技术的局域网将是一个单独的 庞大的 广播域 局域网中站点的数量及采用的协议类型会造成巨大的广播风暴 一些局 域网交换机采用智能广播控制技术来解决这个问题 但如果没有这类设计 就必 须采用 VLAN 把网络划分成一定数量的广播域来控制广播风暴 现在让我们看一下实践中是如何将多层次交换技术与 VLAN 技术相结合的 为 简便起见 我们假设每一个 IP 子网都可以拥有自己的 VLAN 但每一个 VLAN 只能 有一个 IP 子网 我们要做的就是决定哪一个多层交换机上的哪一个端口属于哪一个 IP 子网 对一个传统的以路由器为中心的局域网来说 这一点很容易实现 因为每一个与 路由器相连的局域网网段已拥有自己的子网标识 当我们连接一个局域网网段到 一个多层交换机上时 主要目的是想通过把网段分成若干个更小的网段来提高性 能 那么就会有一定数量的属于同一子网的端口连接在的同一个多层交换机上 我们只需简单地将在每一组属于同一子网的端口定义为一个 VLAN 然后将这个 VLAN 连接 到一个在多层交换机中的第三层转发模块中的逻辑 路由器端口 上 所有这些工作只需要经过网络管理控制平台的操作即可 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 22 页 共 36 页 采用这种方式来定义 VLAN 意味着我们解决了安全性的问题 因为用户不通过 第三层交换设备 就不可能访问与它们不在同一个 VLAN 上的资源 同时也涉及 到了广播问题 这是由于划分后的广播域要小于我们采用传统路由器连接共享 的网段所形成的广播域 5 第三层及多层交换技术 随着 LAN 的作用已超越了简单的的主机连接 文件和打印服务阶段 而转向 围绕着客户 服务机 大工作流量的应用 Intranet Web 访问 服务器和实时音像 通讯 所以 LAN 技术需要不断地更新 日益强大的计算机系统促使网络技术以更 快的速度发展 而日益庞大及增长的数据目标体又产生了持续增长的网络拥塞负 荷 同时 由于基于工作组或部门的服务器的解决方案被企业服务器所替代 促 使空前水平的拥塞通过网络主干 网络的拥塞模式也不断地发生变化 为了适应网络运行中的这些增长 网络技术在两维空间进行发展 速度和网 段 速度简单说来就是提供更高的带宽 以太网已增至 1Gbps 10Gbps 也 已在 讨论之中 ATM 和 FDDI 给用户带来了提高网络速度的更多选 择 而网段 使得 带宽能够被更多地提供给个人用户或主机 网络技术已由局域网桥技术通 过主 干路由技术过渡到局域网交换技术 由于交换技术使专用的带宽被经济合理的分 配给每一个用户 它就毫无疑问地成为高性能 LAN 发展未来的依靠 然而 今天的网络交换技术并没为大规模的局域网的建设提供一个完整的 普遍的解决方案 这主要是由于传统的 LAN 交换技术不是完全可以扩充的 在现 今大部分的实际运行的网络中 局域网交换机必须与路由器的相结合 实际上 将交换机及路由器结合在一起所构成的局域网结构对一些领域具有重要影响 因此如下 从网络用户的角度看 LAN 通讯被分成两种等级的性能 数据包直接通过交 换机进行传递时 享受着高速公路快速的 稳定的传递性能 但是那些被迫经过 路由器的数据包只能使用慢速通路 当流量负荷严重时 会受到更严重的延迟困 扰 交换机和路由器是网络设备中不同的部分 需分别购买 设置和管理 完成 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 23 页 共 36 页 这样一个基于多元素的解决方案的花费必然要多于一个基于集成化的单一完整的 解决方案 LAN 中路由器的使用需要额外的监控管理手段来处理网络的移动和变化 例 如 如果一台 PC 由一个 LAN 中的一个路由器端口的网段移至另一 LAN 中连接模 块另一路由器端口的网段 通常需要给该 PC 机一个新的 IP 地址 并且在 PC 机 软件中进行重新设置 多层交换技术正是交换技术和路由技术智能化的组合 它为各种结构的局域网提供一个完整的 集成的解决方案以有效地解决上述问题 这就是越来越多的网络设计者将会把视线转到 LAN 中的多层交换技术的原因 4 12 INTERNET 接入方案 目前校园网接入 Internet 的方式主要有 光纤接入 DDN ISDN ADSL 等 直接从 ISP 光纤接入 Internet 的方式 适用于对带宽要求较高的大型校园网 当然它的技术要求和资金投入也是最高的 DDN 是目前校园网接入 Internet 的主要方式 速度最高为 2Mbps 性能稳定 成本适中 比较适合中型校园网 对于终端较少的小型校园网 可选用 ISDN 接入方式 其标准带宽为 64Kbps 并且可以在上网的同时打电话或进行其它应用 ADSL 是 Internet 接入方式的后起之秀 是 Asymmetric Digital Subscriber Line 的缩写 中文意思为非对称数字用户线路 下行和上行最快速 度分别为 8Mbps 和 1Mbps ADSL 上网也是通过电话线路 使用和维护费用远远低 于 DDN 而速度却高于 DDN 是校园网接入 Internet 的理想选择 所以我们在本方案中采用接入 2M ADSL 接入方式 通过代理服务器为整个校 园网络提供 Internet 接入服务 4 2 网络逻辑设计 网络的逻辑设计主要考虑校园网 IP 子网网段的划分 透过实际的网络物理连 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 24 页 共 36 页 接 依据实际需求实现 VLAN 的设置 4 2 1 子网划分和 IP 地址分配 从整个网络的安全性和 IP 地址的可管理性的角度考虑 将整个校园网络划分 成若干个子网并对其 IP 地址资源进行有效的管理都是十分必要的 学校 IP 网络 将分成内网和外网 内部安全子网可自由指定因特网上的私有地址 一 子网网段划分一般依据以下几条原则进行 一 子网网段划分一般依据以下几条原则进行 1 将需要对校外开放的服务器划分到同网段 并分配给合法的 IP 地址 2 将各网络设备划分到专有的网段 其地址对外隐蔽 3 将不对外开放的服务器划分到专有的网段 其地址对外隐蔽 4 尽将分属于不同部门的机器划分到不同网段中 5 子网的划分应使 IP 地址管理较为简单 使用可变长子网掩码 合理分配 IP 地址 二 根据以上原则 学校子网划分及二 根据以上原则 学校子网划分及 IPIP 地址分配情况如下 地址分配情况如下 1 目前校园网终端设备主要集中在四幢建筑物之内 分别为农校教学楼 煤 校教学楼 职大综合实验楼和教师家属楼 我们以建筑物划分为四个子网 用私 网 IP 地址 分别指定 IP 地址为 192 168 0 192 168 1 192 168 2 192 168 3 192 168 4 2 将所有服务器和网络设备划分为一个网段 指定为私网 IP 地址 192 168 0 在初期规划中仅有代理服务器与外网连接 在代理服务器中安装 双网卡 一个申请合法的 IP 地址 与 ISP 连接 另一个网卡使用内网 IP 地址 与内网连接 三 工作站机器及工作组命名规则三 工作站机器及工作组命名规则 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 25 页 共 36 页 工作站机器名全部采用英文 命名规则基于三种方式 1 人名汉语拼音简写 适用于专属个人使用的机器 如校领导使用的机器 2 办公室拼音简写 适用于办公室公用机器 3 按编号命名 如计算机机房机器 工作组命名全部采用中文 主要分为校领导 校机关 图书馆各专业机房等 基本按 VLAN 的划分设置 四 交换机四 交换机 IPIP 地址命名地址命名 二级交换机需指定管理地址 为便于管理 IP 地址可与中心服务器同属一个 网段 另外 每个网段的第一个地址 1 留做主干交换机上 VLAN 地址 做路 由网关 4 2 2 VLAN 虚拟局域网 的设置 由于 TCP IP 协议中有大量的服务是通过发送网络广播包来提供的 这些局域 网中广播包的存在 会大大降低交换机的效率 这时可以利用划分 VLAN 来微分 网段 把广播包限制在一定范围内 从而减轻网络主干的通信压力 全校网络可 按网段划分为若干个 VLAN 在中心交换机以 IP 划分 在二级交换机以端口划分 利用骨干交换机的路由功能 实现校园网络的互连 这样可以有效防止广播风暴 的发生 充分利用网络资源 另外 由于 VLAN 之间不能直接通信 必须通过路 由引擎转发 这也为高级的安全控制提供了可能 虚拟网实现有有三种方法 静 态端口分配 动态虚拟网和多虚拟网端口配置 一 一 VLANVLAN 的具体划分规则可采用以下几种方式 的具体划分规则可采用以下几种方式 按功能划分 如教学子网 办公子网 教师备课子网 多媒体教室子网 各属一个 VLAN 按部门划分 如校领导 校机关 各系及图书馆等 各属于一个 VLAN 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 26 页 共 36 页 按专业机房划分 如网管中心 各计算机中心 电子阅览室 CAD 中心 计算机专业机房等 各属于一个 VLAN 4 3 系统平台的设计 4 3 1 网络操作系统选择 网络操作系统的选用应该能够满足计算机网络系统的功能要求 性能要求 一般要做到网络维护简单 具有高级容错功能 容易扩充 性能可靠 具有广泛 的第三方软件产品支持 保密性好等特点 此外还要求费用较低 本方案采用 Windows 2000 Server 操作系统 4 3 2 终端桌面平台选择 教职工办公电脑从运行稳定的角度出发 选用 Windows 2000 专业版 学生 电脑从易于管理的角度出发 选用 Windows 98 操作系统 4 3 3 数据库软件选择 数据库选择包括两方面的内容 即选用什么数据库系统和据此而建立什么样 的本单位数据库 数据库是信息系统的心脏 是信息资源开发和利用的基础 数 据库有多种 从经验上考虑 微软的 SQL Server 与自己的 Windows 操作系统是 一种比较完美的结合 因而我们选择 SQL Server 2000 作为我们的数据库软件 4 3 4 防火墙软件选择 防火墙具有过滤不安全服务和非法用户 控制对特殊站点访问 监视 INTERNET 等功能 它分为硬件防火墙和软件防火墙两种 在校园网的第一期工程 中 由于资金的问题 我们先考虑软件防火墙 硬件防火墙在后期工程中再进行 添加 我们选用 NORTON 的产品 4 3 5 网络管理系统选择 网络设备我们选用了神州数码的产品 针对自己的产品 神州数码还推出了 专用网络管理软件 LinkManager3 0 它基于全中文的管理系统平台 具有强劲 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 27 页 共 36 页 的网络拓扑识别能力和全面的性能管理能力 机智的事件管理策略 可靠的平台 安全机制 友好的图形用户界面 为神州数码的可网管设备提供了统一的监控 配置和管理功能 而且它采用插件式设计 可随时添加新型设备 在本方案中我 们选用它对我们的中心和二级网络设备进行管理 4 4 应用系统设计 根据产品再进行详细设计 4 4 1 校园信息化管理系统 校园信息化管理包括无纸化办公 学生档案和学籍管理 教职工档案管理 学校新闻发布 校产管理 工资管理 师生自主学习 网上教学和答疑等功能 在去年长治市实施 校校通 工程时 我校购买了腾图的 A 类产品 其中 腾图 网络化校园通用信息系统 包括了上述的全部功能 但其稳定性和对用户的支持 数有限 所以还应选择其它的相应产品 如浙大网络软件 4 4 2 多媒体网络教室 应用腾图产品中包括的 腾图多媒体电子教室 控制系统 4 4 3 视频点播系统 另购专业 VOD 视频点播软件 4 4 44 4 4 网络多媒体制作系统网络多媒体制作系统 多媒体制作系统主要是对部分视频素材进行采集和编辑 需配置一台运行速 度比较快 功能比较强大的计算机 安装视频采集卡 电视卡 配备编辑设备 并配以相应的软件系统 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 28 页 共 36 页 第五章 校园网建设的实施方案 5 1 综合布线 综合布线方案设计是网络布线的重中之重 没有好的设计 就不可能有好的 布线系统 在方案设计前 应当先进行需求分析 在方案设计时 则必须遵循那 些已久经考验的准则 只有紧紧地把握信这些关键问题 才能成功铺就信息调整 公路 本方案综合布线设计严格遵守 ANSI TIA EIA 568B 国际标准和 建筑与 建筑群综合布线工程系统设计规范 GBT T 50311 2000 国家标准 采用 AVAYA 全套超五类和光缆布线系统 主要涉及农校教学楼综合布线 煤校教学楼 综合布线 职大综合实验楼综合布线 教工家属楼综合布线 建筑群间光缆布线 五部分 5 1 1 综合布线需求分析 1 1 拓扑结构需求分析 拓扑结构需求分析 在进行网络的总体设计前 应首先清楚那些建筑物需要布线 每座建筑物中 的那些房间需要布线 每个房间的哪个位置需要预留信息插座 建筑物之间的距 离 建筑物的垂直高度和水平长度等等 在本方案中 我们采用分层星型拓扑结 构 2 2 数据传输需求分析 数据传输需求分析 用户对数据传输量的需求决定了网络应当采用何种网络连接设备和布线产品 就目前情况来看 多媒体已经成为校园网网络所必须支持的功能之一 基于这种 大传输量的需求 以 1000M 光纤作为主干和垂直布线 以超 5 类双绞线作为水平 布线 从而实现 100M 交换到桌面的网络 是本方案的要求 3 3 发展需求分析 发展需求分析 作为网络设计者 不仅要容纳网络中当前的用户 而且还应当为网络保留至 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 29 页 共 36 页 少 3 5 年的可扩展能力 从而使得在用户增加时网络依然能够基本满足增长的 需要 这一点非常重要 因为布线工程一旦完工 就很难再进行扩充性施工 所 以 在布设线缆和信息插座时 一定要有足够的余量 网络连接设备则可在需要 时随时购置 从学校发展的角度来看 我们需要在网络中心交换设备和布线系统 中增加 30 的线路和端口冗余量 为今后几年内的扩展作好准备 4 4 性能需求分析 性能需求分析 不同厂家及至同一厂家的不同型号的硬件产品在性能和功能上都有较大的差 异 因此 应慎重考察和分析网络对性能的根本需求 以便于选择相应品牌和型 号的硬件产品 本方案中我们选 AVAYA 的超五类布线系统 采购时要保证产品的 型号和类型相配 2 2 布线系统性能 布线系统性能 实用性实用性 布线系统要能够充分适应现代和未来技术发展 实现话音 高速数据通信 高显像度图片传输 支持各种网络设备 通讯协议和包括管理信息系统 多媒体 系统在内的广泛应用 布线系统还要能够支持其它一些非数据的通讯应用 如电 话系统等 先进性先进性 布线系统作为校园网的基础设施 要采用先进技术 着眼于未来 保证系统 具有一定的超前性 使布线系统能够支持未来的网络技术和应用 灵活性灵活性 布线系统对其服务的设备有一定的独立性 能够满足多种应用的要求 每个 信息点可以联接不同的设备 如数据终端 模拟式或数字式电话机 个人计算机 工作站 打印机 多媒体计算机和主机等 布线系统可以连接成包括星型 环型 总线型等各种不同的拓扑结构 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 30 页 共 36 页 模块化模块化 布线系统中除去固定于建筑物内的水平线缆外 其余所有的设备都应当是可 任意更换插拔的标准组件 以方便使用 管理和扩充 扩充性扩充性 布线系统应当是可扩充的 以便于系统需要发展时 可以有充分的余地将设 备扩展进去 标准性标准性 布线系统要采用和支持各种相关技术的国际标准 国家标准及工业标准 这 样可以使得作为基础设施的布线系统不仅能支持现在的各种应用 还能适应未来 的技术发展 5 1 2 综合布线设计准则 1 1 光纤优先 光纤优先 如果资金允许 网络主干和垂直布线系统应当首先选择采用光纤作为通信介 质 原因很简单 光纤不仅能够非常好地支持各种不同类型的网络 而且还能够 非常好地支持 1000M 数据传输速率 而这一数据传输速率几年内不会被淘汰 光纤按芯数分为 4 芯 6 芯 8 芯三种 按铺设方式分为架空 直埋 根据 支持的距离 可以选用多模 2km 以内 光纤或单模 2M 到几十千米 光纤 2 2 适当冗余 适当冗余 正如计算机的发展一日千里一样 网络用户也会像今天的计算机用户一样 伴随着网络应用的日益广泛而迅速增加 但布线却不可能像计算机那样随时添加 或撤除 布线是网络建设最基础的部分 一旦施工完成便很难再行扩充和改建 因此 建议在费用预算内 对网络线路部分应一次性充分铺足 至于网络设备部 分 以后可随着业务的发展和用户数量增加 再分期技入逐步扩容 预留至少 30 的 冗余线路是明智的 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 31 页 共 36 页 3 3 遵循规范遵循规范 在架设通信线路时 必须遵循最长距离限制的规范 而且在可能的情况下 线缆要尽量地短 这样 一方面可以节约原料费用 另一方面也有利于信号顺利 地传输 这些规则决不是儿戏 违反了它很可能会导致网络连接失败 5 1 3 综合布线系统的具体实施 1 1 农校教学楼综合布线 农校教学楼综合布线 农校教学楼共计 8 个大办公室 20 个小办公室 两个语音室 一个电脑室及 侍新建的两个多媒体教室需进行综合布线 教室暂不考虑 每个大办公室 2 个信 息点 每个小办公室 1 个信息 点 电脑室 2 个信息点 两个 语音室及两个多媒体教室各一 个信息点 共计 42 个信息点 农校教学楼共四层 办公室集 中在东区和北区 采用集中式 网络管理 整个楼内布线采用 AVAYA 超五类非屏蔽双绞线 在 东区和北区二楼中间 202 和 206 室各设一台 24 口配线架 并以 此为中心辐射为两个星型拓扑 结构 中间用双绞线进行连接 布线时要充分考虑到两个区接 口的合理安排 农校教学楼网络拓扑图 见附图 农校教学楼 DCS 3426 DCS 1024 多媒体电脑室 DCS 1024多媒体教室 农校教学楼网络拓扑图 长治职业技术学院信息工程系毕业设计 第 32 页 共 36 页 2 2 煤校教学楼 煤校教学楼 综合布线综合布线 煤校教学楼共 计 6 个大办公室 30 个小办公室 一 个阶梯教室需进行 综合布线 教室暂 不考虑 每个大办 公室 2 个信息点 每个小办公室 1 个信息点 阶梯教室 4 个信息点 共计 46 个信息点 煤校教学 楼共四层 办公室集中在东区和西区 两区之间相距约 60 米 采用集中式网络 管理 整个楼内布线采用 AVAYA 超五类非屏蔽双绞线 煤校教学楼网络拓扑图 见附图 3 3 教