校园网组建方案.doc

学校课题综合设计报告书 班级： 学号： 姓名：2014年10月30日目录1、网络设计背景与目标31.1设计背景31.2设计目标32、总体方案设计原则33、需求分析43.1网络需求分析43.1.1主干网类型43.1.2主干网交换机53.1.3软、硬件需求53.1.4资源需求53.2应用需求分析53.2.1信息流分析53.2.2 应用业务分析63.2.3用户需求分析63.3功能需求74、总体设计84.1校园网组网图84.2 布线施工方案84.3传输介质的选择84.4网络架构分层设置94.5 网络接入设置94.6服务器分配与设置（选型）104.6.1 服务器选型原则104.6.2 具体服务器类型推荐104.6.3 E-Mail服务器114.6.4 FTP服务器114.6.5 WEB服务器114.6.6 价格一览表115、设备配置125.1 路由器的配置125.2 虚拟局域网（VLAN）路由136、小结171、网络设计背景与目标1.1设计背景随着计算机网络及多媒体技术的广泛应用，校园网已经成为学校办学的基础设施和必备条件，网络使得教育的功能和目标、教学的方法和模式都发生了深刻的变化。为了尽快地改变原来所采用的传统教学方式和模式，利用网络技术建设校园网络，满足现代教育的要求。1.2设计目标本设计针对某大学（后简称大学）前期已经建设了园区网，主要用于连接各实验室和教研室，通过中国教育网与Internet连接，改善原有校园网在宽带、稳定性、覆盖率、管理及业务提供上暴露出一系列不足。实现全面支持网上教学、多媒体教学、VOD课程点播、电子图书馆、教务教学管理等应用，为学院信息化建设奠定坚实的基础。2、总体方案设计原则基于学校的实际情况，最大程度地考虑采用可靠、符合发展趋势的新技术；缜密、周详地对整个校园网络进行规划；对整个项目由高素质的项目管理员进行管理和指派高素质的技术工程师实施；充分利用集成商和设备厂商的鼎力支持，是学校计算机网络系统设计的基本原则。学校计算机网络系统方案设计必须在考虑到满足学院当前需要的同时，充分考虑到二期工程以至将来整个网络的投资保护和长期需要。学校计算机网络设计、实施应充分遵循以下原则：（1） 所选用的网络设备必须采用成熟的技术。在保证成熟的前提下，尽可能采用先进的技术。所采用的标准统一，支持目前业界最新的网络协议，网络的标准必须符合国际标准，或者“事实”上的国际标准。拥有广泛的支持商。（2） 所选用的网络设备必须具有高可靠性和高可用性。特别是对于网络核心交换机的选择，中心交换机所有模块均支持热插拔，背板交换等关键模块和电源应支持冗余。（3） 所选用的网络设备必须提供足够的带宽。所有的网络设备都应该有足够的吞吐量，以满足各种数据信息的及时传输。中心交换机应提供高无源背板，支持虚拟网络和第三层交换功能。（4） 所选用的网络设备具有高扩展性。特别是用户数量的扩展应对网络没有任何影响。中心交换机应该是插槽式的，考虑到未来发展的需求，要求供应商提供的交换机应有足够的插槽，应支持以太网、快速以太网和百兆以太网等接口标准。（5） 所选用的网络设备应考虑网络将来的可升级性。因为目前的网络方案是基于满足当前需求的前提下，为了保护用户的投资，网络设备在将来网络升级或者再投资的情况下，应当保有使用价值，也就是指能够把替换下来的网络设备应用到分支或者边缘网络上。网络设计应充分考虑到将来网络升级的平稳链接，保证网络通信介质、网络基本设计核心的向后兼容性。（6） 所选用的网络设备的管理性。网络上的所有设备均可以用适当的网络管理软件进行监控，而且可以通过网管来管理和设置。提供全面、灵活的网络管理解决方案，以全局的角度考虑网管，从而避免用户在网络安装后的管理成为负担。方便的监控、相关的网管界面、完备的系统记录，都能够使系统维护人员轻松自如地进行日常的管理维护工作。3、需求分析3.1网络需求分析为提高网络可靠性及安全性，需要在主干网采用光纤布线。校园网应实现虚拟局域网（VLAN）的功能，以保证全网的良好性能及网络安全性。主干网交换机应具有很高的包交换速度，整个网络应具有高速的三层交换功能。主干网络应该采用成熟的、可靠的快速以太网和千兆位以太网技术作为校园网主干。校园网应选用先进的网管软件，建立完善的网络管理体系。在设备方面，应选择有校园网成功案例的网络厂商的设备，同时为Internet、拨号用户和移动用户提供接口，网络还应具有良好的扩展性。-根据校园网的实际需求及用户的投资承受力，对校园网网络系统的需求分析如下：3.1.1主干网类型从目前校园网应用的情况来看，校园网主要的性能受到交换机包交换能力的影响；从网络传输性能来看，ATM应用还不够成熟，而快速以太网和千兆位以太网因其具有性能可靠、符合国际标准、可支持设备多、易扩充等特点，因此采用100/1000Mbps以太网作为校园网光纤主干是性能/价格比最高的选择。-为了充分发挥校园网主服务器群的作用，采用高速线路与服务器连接（千兆位以太网），从而保证了服务器具有足够的带宽为网络上的用户提供良好的服务性能。3.1.2主干网交换机由于校园网的主干网承担了整个学校的网络包交换、子网划分、网络管理等重要任务，因此应采用具有三层路由功能、包交换性能高的交换机作为主干网的节点机，它们分别分布在计算中心、网络管理中心、第二理科楼，图书馆和教学楼。主交换机需采用数据吞吐能力不低于7Gbps的交换机，以便使网络系统的中心交换能力有可靠保证。3.1.3软、硬件需求 硬件是架构校园网的基础,选择硬件产品时，需要选择兼容性好、扩展性强的设备，并且在选择过程中综合设备的性能价格等多方面的因素，而且该设备厂家必须能够提供良好的售前及售后服务，解除用户的后顾之忧。比如对中心设备一定要采用性能稳定、功能强大、安全的网络设备，服务器等存储设备也要采用高性能设备；还有在特定区域，如象图书馆等可能有大文件、图片等数据需要传输的地方也要应用性能较好的设备。 软件包括系统和管理两种，学校应根据自身考虑来选择适合自己的软件。3.1.4资源需求校园网资源建设是校园网最重要的组成部分，它的类型与功能是校园网区别于其他企业网的重要特征，对校园资源的分析是我们建设校园网的出发点，也是一个校园真正的需求所在，应用策略也要根据这方面的需求来选择。比如vlan的划分需要根据内部资源来定，安全问题则是外部资源需求要重点考虑的问题。3.2应用需求分析3.2.1信息流分析在校园网中发生的信息流主要包括三个部分：教学过程信息流和管理过程信息流和Internet信息流。 教学过程数据流大多为多媒体数据，包括高质量的图像、图形、数据、实时话音和视频流传输等。 管理过程信息流包括：教学教务管理信息流和行政办公信息流。 教学教务管理信息流通过在校园网上运行的综合信息管理系统，学校的教学管理和日常的管理实现办公自动化，如学生学籍管理、课程安排、人事管理、财务管理、固定资产管理等，同时可在网上进行信息发布。 Internet信息流主要建立在宽带、结构简化、综合业务应用齐全的IP基础网上或区域教育城域网上，提供教育城域网或广域网资源信息的传递和共享。此类数据流为载有语音、数据和视频信息的IP流。3.2.2 应用业务分析中小学校园网络作为一种在中小学应用的局域网，有其特定含义和应用范畴，概括起来有四个方面的典型应用： 校园网是为学生学习活动服务的，是一种学习工具。校园网不但是学生与他人之间的交流工具，同时也是学习资源（教学资源库）的提供者，有利于学生进行探索式学习和协作学习。 校园网是为教师的教学、科研活动和培训服务的，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，如辅助学校的教学教务管理、学生学籍管理、人事档案管理、财产管理等。 校园网是沟通学校与外界的窗口，利用校园网既可以从校外获取各种教育信息，也可以向外发布各种教育信息。网络应用统计表应用名称应用类型是否为新应用重要性备注Internet Explorer网络浏览是重要OA办公办公自动化是重要收发邮件电子邮件是重要传真Internet传真是重要数据共享数据访问更新是重要文件共享文件传输访问是重要学生考勤 人力资源管理是非常重要远程教学教育是非常重要3.2.3用户需求分析应用范围广：应用的广度和深度空前广泛和深刻应用方便：当代网络的设计集中体现了人性化的设计，外形美观大方，操作简单，管理有效，使用灵活方便。易于扩展：当代网络应用的方式和规模呈现出一种跳跃性扩展，网络拓扑结构和网络策略方案设计必须是模块和设计，提供易于扩展的功能。多媒体校园网已超出了传统局域网能覆盖的范围，涉及到局域网互连技术，网络层次较多。职能不同的部门分布在不同的地理位置上，需进行子网划分，以便于管理。多媒体校园网采用星型拓扑结构。核心是主干网，周围是各个子网，子网向下连接工作组网，工作组网向下再接基层网段。计算机根据功能和配置的情况，可以连接到不同的网络层次。主干网必须有大的带宽和很强的 中心交换处理能力。子网相对独立，在主干网会接处形成字网边界。支持远程访问。多媒体校园网络的整体功能模块包括：多媒体教室，多功能演播厅，电子阅览室，电子备课系统( 可选)，VOD点播系统(可选)，多媒体校园网管理办公系统。在已建成的多媒体校园网络上，师生们可以畅游互联网，获取源源不断的教学资源，进行信息交流 ，学生可以进入丰富的多媒体课堂；还可以实现本校的教学管理；利用多媒体校园网平台上共享的各种资源进行多媒体电子备课等教学服务。某中学信息点分布与应用：建筑物归属部门信息点主要应用教学楼电子阅览室60电子查阅，internet服务电脑机房100资料查阅，internet服务，资源共享多媒体教室40internet服务，资源共享办公楼教职所80资源共享，internet服务，OA 办公教务处50人力资源管理，internet服务，OA办公行政处20资源共享，internet服务科研楼研发部20软件应用与开发，OA 办公，资源共享，internet服务学生宿舍学生部100资源共享、internet服务 等食堂后勤处20internet服务3.3功能需求资源共享功能：网络的各个桌面用户可共享数据库、共享打印机，实现办公自动化系统中的各功能。通信服务功能：最终用户通过广域网连接可以收发电子邮件、实现Web应用、接入互联网、进行安全的广域网访问。多媒体功能：支持多媒体组播，具有卓越的服务质量保证功能。远程VPN拨入访问功能：4、总体设计4.1校园网组网图4.2 布线施工方案布线系统的管线要求如下：信息插座安装在墙面上；水平线缆走PVC线管到信息插座；所有电线管、桥架和底盒全部都要求电连接并接地，以尽量减少电磁辐射的干扰；所有缆线尽量避开强电线路（防干扰）及上下水管道（防潮）；所有缆线需一次铺设完毕，避免今后二次施工时影响原有线缆的质量和连接状态；所有的电线安装在管道及线管中：导管的管径（或线管的尺寸）及铺设应符合国家有关建筑标准。以上仅是一般情况下的布线系统的管线要求。针对校园的实际情况，所有预埋管道都能够承受震动棒的考验，所以在这里选择的是台湾南塑优质管。水平子系统布线和工作区布线，根据不同的要求并综合考虑网络以外系统集成布线要求选择20和25的线管。各个水平主干布线使用的是50的排水管，质量比线管更加符合学校土建施工质量要求。在布线过程中，充分考虑学校现在实施的每个系统和将来计划实施的系统的布线要求，应预留一定空间进行将来的布线。在所有设备中心管理机房，我们应预留足够的管道70，实现学校模拟监控布线全部进入监控中心管道，同时保证其他系统光缆和大多数电话电缆进入中心机房，闭路电视进入电视机房的要求。施工应坚决按照国家或者行业标准执行。4.3传输介质的选择结构化综合布线系统中常用的传输介质有以下几种：CAT.3（3类）非屏蔽双绞线；5类（超5类）非屏蔽双绞线（或屏蔽双绞线）；（Gigabit SPEED）千兆比特（6类）4对非屏蔽双绞线；光缆。根据学校具体情况及用户所提出的要求，本方案设计中数据主干传输采用6芯室外多模光缆，建筑物内的水平子系统在性能上可采用3类、5类和6类线缆。3类线缆一般使用其作为语音和低速设备的传输介质，5类线缆能支持最高622M的高速网络，技术成熟，在各行各业得到了广泛的应用；6类线缆性能指标在5类的基础上有所提高，但成本相对昂贵，且对产品的兼容性及施工技术要求严格。因此，确定水平子系统的传输介质选用IBDN公司的超5类非屏蔽双绞线，完全满足其数据、语音、图像传输及抗干扰的要求。4.4网络架构分层设置校园网解决方案在网络建设中，将整个网络分为三个层次：核心交换层、汇聚层、接入层。从核心交换机到教学楼/办公/实验/科技楼、教工/学生宿舍楼、图书馆、多媒体教室/视频会议室等的汇聚层交换机，以及Web/Mail/FTP/DNS服务器的连接均采用1000M光纤或100M快速以太网连接；从汇聚层、接入层交换机到PC机的连接提供10M/100M的带宽。 校园网通过核心交换机接入CERNET教育网，再通过CERNET与国内外其他网络相连接。网络中心路由器选择BDCOM 3660模块化路由器，负责校园网Internet接入以及分校区或者其他研究单位的专线接入。4.5 网络接入设置4.5.1Internet接入分别实施在校园网解决方案中，校园网通过CERNET接入Internet。众所周知，CERNET唯一的出口在清华大学，所以网络显得非常拥挤，访问数据的速度较慢。为了解决上网速度问题，可以向电信租用一条ADSL或2M E1或DDN专线作为学校内部访问Internet的一个出口，专门提供学校师生上网服务。为此在本校园解决方案中利用BDCOM3660、2600、1700系列模块化路由器接入Internet。这样，有了丰富的模块化路由器，就可以进行各种线路连接，以支持10/100BASE-TX、100BASE-FX以太网模块，接入10/100M宽带光纤线路，支持PPPoE接入ADSL专线、E1G.703接口接入2M E1、支持高速串口接入DDN专线。同时，模块化路由器还可以支持静态路由NAT、动态NAT、端口PAT，满足所有的Internet访问需求。这样，校内网访问Internet，由端口PAT、动态NAT来实现；内部网对外提供www等服务，由静态NAT来实现。4.5.2网络安全分口把关在网络安全方面，校园内部网与CERNET、Internet之间的安全性问题，是通过校园网络中心与各分校区通过公网连接的安全性和校园内部网各研究院、系之间的安全性来解决的。所以，为了确保校园内部网与CERNET、Internet外部网络之间的安全性，解决方案在核心交换机与CERNET以及BDCOM 3660 Internet接入路由器之间，放置了专用防火墙。除此之外，BDCOM 3660路由器采用NAT技术，也具有很高的安全性。它采用NAT网络地址翻译，隐藏了内部网络，使外部网无从访问内部网。而校园网络中心与各分校区之间通过Internet连接的安全性，则通过路由器对IPSec、GRE的支持，来保证网络中心局域网与各分校区局域网之间相互访问的安全性。对于校园内部网各研究、系之间的安全性，在校园网解决方案中，博达路由器支持IEEE 802.1Q VLAN技术，在路由器、以太网交换机上划分多个VLAN。不同VLAN之间的相互访问，必须通过路由器或三层交换机来进行，然后在路由器或三层交换机上，设置访问列表禁止或允许部分VLAN之间的访问。因此，VLAN的划分与路由器、交换机访问列表一起，为安全性提供了保障。对于PSTN、ISDN拨号用户访问校园网络的安全性，在解决方案中的校园网络中心，BDCOM 3660路由器可以对PSTN、ISDN拨号上来的用户进行PAP、CHAP身份验证，只有授权的用户才能够访问校园内部网络。4.6服务器分配与设置（选型）4.6.1 服务器选型原则 先进、标准。采用先进、主流的设计思想、技术与产品。 易用、好用。从操作系统到应用软件，都选用功能强大且易用、好用的产品，在很短的 时间内即可上手，有效提高工作效率。 安全稳定，符合保密部门有关规定。从服务器的硬件平台到操作系统平台，都选用安全 稳定的产品。 灵活、扩展性强。服务器选用配置灵活且扩展性强的产品，保证服务器的可升级性，实 现投资保护。 整体规划，分部实施。科学合理的整体规划，可以节约大量的资源，随着发展，对系统 进行不断的完善。4.6.2 具体服务器类型推荐不同的应用会对应不同的工作负荷，而且不同的应用也有不同的重要性，因而对服务器硬件 平台的要求也不一样，这些要求主要包括性能、可靠性、可用性等方面，其中性能要求主要 包括CPU处理能力、内存容量、磁盘I/O性能及网络和外设I/O带宽等。4.6.3 E-Mail服务器1.允许设置多个邮件处理规则，根据邮件主题、发件人等信息将邮件直接存放到指定文件夹中等多种方式的自动处理2.配合用户邮件过滤功能，提供邮件自动回复、拒收或分检服务3.修改用户的个性化设置，如个人签名档、个人资料、界面显示风格等修改邮箱的配置参数：每页显示的邮件数、是否将原信加入到回复的信件中、自动转发后是否在本地保存副本、设定邮件最大字节数、设定邮件显示的排序方式4.POP邮件功能，允许设置多个电子邮件POP 帐号，将邮件采集到本系统中用户可以将一些常用的地址加入到地址簿，方便管理，将地址按照指定的规律进行分组，实现邮件的群发；同时可以自行添加、修改、删除个人、团体地址本中的记录，也可以在阅读邮件时由系统自动加入到地址簿。系统支持虚拟域名、多域名。可以在同一邮件系统内包含多个域的地址。轻松地容纳多种地址格式和/或主持多个域 需求的系统。4.6.4 FTP服务器集成了Internet/Intranet服务器软件Microsoft Internet Information Server（IIS）2.0。IIS包含了一个高性能的HTTP引擎，它构成Web服务器的核心；IIS还包含Internet标准的FTP服务器。4.6.5 WEB服务器WEB服务器也称为WWW(WORLD WIDE WEB)服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务。采用的是客户/服务器结构，其作用是整理和储存各种WWW资源，并响应客户端软件的请求，把客户所需的资源传送到 Windows 2003 Server、WindowsXP、Windows NT、UNIX 或 Linux 等平台上。4.6.6 价格一览表序号名称数量单价金额1交换机4300001200002服务器：联想万全T168 G3212000240003打印机3220066004Pc 机1003000300005投影仪204000800006交换机120000200007网线500米1.5/米75010AMP 5类双绞线10箱1000/箱1000011AMP RJ45类水晶头 200个5/个100012光纤100米25/米1000013线管,线槽一批5000500018系统集成、工程费用2000019税金（5%）1090020总 计3382505、设备配置5.1 路由器的配置要使各个单位能相互通信和能外互联网相连就需要路由器在中间起作用。1. 总机路由器ip nat pool c2501 10_15 netmask interface Ethernet 0ip address ip nat inside!interface Serial 0ip address 202.167. 10.103 52ip nat outside!ip route Serial 0access-list 2 permit 55! Dynamic NAT!ip nat inside source list 2 pool c2501 overloadline console 0exec-timeout 0 0!line vty 0 4end2.每个路由器之间的互连设置ROA的IP:f0/0: -PCA:f0/1: -PCB:s0/0: s0/1: -设置ROB的IP: s0/0: f0/0: f0/1: 设置ROC的IP: s0/0: PCC:f0/1: -PCD:设置从PCA到PCC的静态路由ROA(config)#ip routingROA(config)#ip route ROA#show ip route ROB(config)#ip route ROB#show ip route rootPCA root#ping （通）其他的同此相同5.2 虚拟局域网（VLAN）路由1. 设置如下：（1）激活vlan路由Switch1#config tSwitch1(config)#ip routing（2）创建四个VLANSwitch1#Switch1#vlan databaseSwitch1(vlan)#vlan 2Switch1(vlan)#vlan 3Switch1(vlan)#vlan 4Switch1(vlan)#vlan 5Switch1(vlan)#exit（3）给VLAN分配IPSwitch1#config tSwitch1(config)#config vlan2Switch1(config-if)#ip address Switch1(config-if)#no shutdownSwitch1#config tSwitch1(config)#config vlan3Switch1(config-if)#ip address 202.167. 10.103 Switch1(config-if)#no shutdownSwitch1#config tSwitch1(config)#config vlan 4Switch1(config-if)#ip address 202.167.10. 144 Switch1(config)#config vlan 5Switch1(config-if)#ip address 202.167.10. 195 Switch1(config-if)#no shutdown（4）配VTPSwitch1#Switch1#config tSwitch1(config)#vtp domain china_mobileSwitch1(config)#vtp mode serverSwitch1(config)#end（5）配TrunkVLAN内互访，VLAN间禁访通过三层交换机实现VLAN间互访2. 配置步骤：实现VLAN内互访VLAN间禁访配置过程SwitchA相关配置：创建（进入）VLAN2，将E0/1加入到VLAN2SwitchAvlan 2SwitchA-vlan2port Ethernet 0/1创建（进入）VLAN3，将E0/2加入到VLAN3SwitchAvlan 3SwitchA-vlan3 port Ethernet 0/2将端口G1/1配置为Trunk端口，并允许VLAN2和VLAN3通过SwitchAinterface GigabitEthernet 1/1SwitchA-GigabitEthernet1/1port link-type trunkSwitchA-GigabitEthernet1/1port trunk permit vlan 2 3SwitchB相关配置：创建（进入）VLAN2，将E0/2加入到VLAN2SwitchBvlan 2SwitchB-vlan2port Ethernet 0/10创建（进入）VLAN3，将E0/20加入到VLAN3SwitchBvlan 3SwitchB-vlan3port Ethernet 0/20将端口G1/1配置为Trunk端口，并允许VLAN2和VLAN3通过SwitchBinterface GigabitEthernet 1/1SwitchB-GigabitEthernet1/1port link-type trunkSwitchB-GigabitEthernet1/1port trunk permit vlan2 3通过三层交换机实现VLAN间互访的配置SwitchA相关配置：创建（进入）VLAN2，将E0/1加入到VLAN2SwitchAvlan 2SwitchA-vlan2port Ethernet 0/1创建（进入）VLAN3，将E0/2加入到VLAN3SwitchAvlan 3SwitchA-vlan3port Ethernet 0/2将端口G1/1配置为Trunk端口，并允许VLAN2和VLAN3通过SwitchAinterface GigabitEthernet 1/1SwitchA-GigabitEthernet1/1port link-type trunkSwitchA-GigabitEthernet1/1port trunk perm