构建学校机房100台机器的局域网

局域网组建论文 1 构建学校机房构建学校机房 100100 台机器的局域网台机器的局域网 一 前言 二十一世纪是知识经济时代 随着现代科学技术的飞速发展 全球信息化浪潮势不 可挡 已经迅速延伸至国防 科研 经济等各个领域 也不可避免地改变着传统教育模 式 信息和教育相结合毫无疑问成为当今世界教育改革和发展中极其重要的部分 而当 前蓬勃发展的以计算机和网络为主导的现代信息技术则是教育现代化必不可少的技术基 础 二 项目内容 1 校园网的建设思路 校园作为一个特殊的网络应用环境 它的建设与使用都有其自身的特点 在选择局域 网的网络技术时要体现开放式 分布式 安全可靠 维护简单的原则 校园网的建设主 要应用局域网技术以及多媒体技术为主的各种网络应用技术 2 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 3 校园网的建设规划 校园网建设作为一项复杂的系统工程 与任何一项工程建设一样 在开始建设前都要 根据工程的特点事先进行详细的工程规化与技术需求分析 它的成功与否都直接影响到 工程的建设质量以及今后网络能否可靠运行都有直接的关系 因此要特别认真地进行系 统规划 对于校园网来说 必须对技术和教育的发展前景有着清醒的认识 只有这样 才能从很好地为校园网进行合理的规划 三 需求分析 1 选择常用网络设备 网络设备主要是指硬件系统 各种网络设备之间是有着相互关联而不是相互独立的 每一部分在网络中有着不同的作用 缺一不可 只有把这些设备通过一定的形式连起来 才能组成一个完整的网络系统 组建计算机网络 最关键的是选择采用什么样的传输介 质和网络连接设备 这些选择不仅关系到计算机网络的性能 而且关系到组建网络的成 本 网络设备主要包括网卡 集线器 交换机 路由器 传输介质等 2 选择服务器 服务器是网络的核心 一般分为文件服务器 打印服务器 Web 服务器 数据库服 务器 电子邮件服务器等 局域网组建论文 2 3 选择接入设备 传输介质连接设备 如连接双绞线的 RJ 45头和 RJ 45接口 网络适配器 俗称网 卡 中继器 集线器 路由器 交换机 网桥 网关等等 选择网络接入设备时要充分考虑用户数据的流量 工作站点与服务器的距离等 3 1 网卡 网卡 简称 NIC 也网络适配卡或网络接口卡 网卡作为计算机与网络连接的接口 是不可缺少的网络设备之一 无论是双绞线网络 同轴电缆网络还是光缆网络 都必须 借助于相应类型的网卡才能实现与计算机的连接 是计算机与局域网相互连接的惟一接 口 每块网卡上都有一个世界惟一的 ID 号 也就是 MAC Media Access Control 地址 计算机在连入网络之后 就是依靠这个 ID 号才能实现在不同计算机之间的通信和信息 交换 网卡有很多种 不同类型的网络需要使用不同种类的网卡 不同速度的网络需求 也要使用不同的网卡 如根据带宽来分的话 有10Mbit s 网卡 10 100Mit s 自适应网卡 和1000Mbit s 网卡 如按总线分 有 ISA 总线 PCI 总线 PCMCIA 总线网卡等 从目 前校园网建设的实际情况来看 工作站网卡选择 PCI 总线的10M 100Mbit s 自适应网卡 最适合 3 2 交换机 交换机 也称交换式集线器 是专门设计的 使各计算机能够相互高速通信的独享带 宽的网络设备 作为高性能的集线设备 随着价格的不断降低 交换机已逐步取代了集 线器而成为集线设备的首选 由交换机构建的交换式网络系统不仅拥有高速的传输速率 而且交换延时很小 使得信息的传输效率大大提高 适合于大数据量并且使用非常频繁 的网络通信 被广泛应用于各种类型的多媒体和数据传输网络 交换机具有很强的网络 管理功能 它能自动根据网络通信的使用情况来动态管理网络 因为交换机采用了独享 网络带宽的设计 选购选择交换机时 可根据如下指标进行选择 1 吞吐量 2 背板能力 3 丢包率 4 转发时延 5 路由表容量 6 路由器所支持的路由协议 7 可靠性 左图所示的是一组相对功能较强的局域网交换机 组建局域网使用的主要设 备的实物照片 局域网组建论文 3 3 3 路由器 路由器除了有连接不同的网络物理分支和不同的通信媒介 过滤和隔离网络数据流及 建立路由表 还有控制和管理复杂的路径 控制流量 分组分段 防止网络风暴及在网 络分支之间提供安全屏障层等到功能 根据路由设备的组成可以分为软路由和硬路由 根据路由表的设置方式可以将路由器分为静态的和动态的 路由器工作在网络层 因此 它可以在网络层交换和路由数据帧 访问的是对方的网络地址 当数据帧到达路由器后 路由器查看数据帧的目标地址 并在路由表查看到达目标地址的路径 根据路径的代价 选择一条最佳的路径 然后把数据帧沿这条路径发送给目标地址 4 选择服务器 校园网中的服务器主有数据库服务器和代理服务器 数据服务器与代理服务器主要是 面向校园网内部用户的服务 对来自 Internet 的用户服务也很多 主要是对校园网内部 用户进行 Internet 代理服务 目前 绝大多数校园网都要求内部服务用户通过代理访问 Internet 这样内部用户就不能直接访问 Internet 同时代理服务器保存着内部用户访问 Internet 的日志 以作为记费的依据 由于用户数量非常大 也非常集口中 所以在选 型代理服务器时 主要考虑的是要有较大的容量 较高的处理速度和较高的稳定性 一 般来说都选用大型服务器作为代理服务器 5 网络技术 学校建设校园网有许多需要考虑的问题 如网络技术的选择 网络拓扑结构的选择 网络产品的选择 网络服务器的选择以及操作系统 网络应用服务 网络管理及网络安 全等方面 下面根据前面介绍过的各种网络技术来进行校园网组建技术的选择 1 网络技术类型 当前达到或超过100Mbps 的高速网络技术主要有 快速以太网 FDDI 千兆以太网 ATM 交换网 FDDI 是几年前十分流行的高速网络技术 虽然技术十分成熟 但网络管 理复杂且成本较高 现已被逐渐淘汰 ATM 是比较先进的网络技术 它采用信元交换 方式 以很高的速率在任意两点间建立直接的虚拟通信链路 有较强的传输质量控制能 组建局域网使用的主要设备的图标 局域网组建论文 4 力 特别适合于多媒体信息的传输 但在实际使用事因端口价格过高 难以大规模采用 以太网是种成熟的 质优价廉的网络技术 其标准已制定完备 经过多年发展 形成了 完善的10Mbps 100Mbps 和千兆以太网技术 同时还由共享式的网络发展成为交换式 的以太网 具备与 FDDI ATM 网络融合的多种方法与规范 2 网络拓扑的选择 计算机网络拓扑结构有很多种 主要有总线型拓扑 环型拓扑和星型拓扑 总线型拓扑 结构中所有的电脑用介质将整个网络从头串到尾 这是所有的网络拓扑结构中最简单的 一种 环型拓扑结构 就是指所有站点被绕成一圈的电缆所连接起来 整个结构看起来 象是一个圆圈 当前在各种网络系统的建设中使用最多的是星型拓扑结构 虽然星型拓 扑结构的网络在布线和网络设备的花费多一些 不过目前各种硬件设备已经非常便宜了 这种花费是可以承受的 因而它的优点也是十分突出的 主要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 这使得网络从总体上可以提供高度的可靠性和沉佘性 这个性能十分适合校园网这种应用环境 也是校园网的建设中必须要求做到的 6 网络操作系统 网络操作系统 NOS Network Operating System 是在计算机操作系统的基础上 加上 一些具有实现网络访问和控制功能的模块以及相关的数据通信协议 是使网络上各计算 机能够方便有效地共享网络资源 为网络用户提供所需的各种服务软件和规程的集合 目前主要的网络操作系统有 NetWare Unix Linix 和 Windows NT 2000 在校园网中 一般情况下都用 Windows 2000网络操作系统 因为它是图形化的操作界面 使用简单 安全可靠 以及和普及率很高 Windows 系列单机操作系统的兼容性很好 7 Internet 接入技术 校园网和 Internet 的连接技术就显得十分重要了 它关系到校园网与外部网络能能否 进行可靠的连接 用户计算机接入 Internet 主要有两种方式 通过局域网或通过电话线 网 不过 我们一般采取局域网接入方式 但不管使用哪种接入方式 首先都要连接到 ISP 的主机 从用户角度看 ISP 位于 Internet 的边缘 用户通过某种通信线路连接到 ISP 再通过 ISP 的连接通道接入 Internet 通过局域网接入 Internet 是指用户局域网使 用路由器 通过数据通信网与 ISP 相连接 再通过 ISP 的连接通道接入 Internet 选择 哪种数据通信网络与租用多大的带宽 通常取决于用户的信息流量与能够承担的费用等 多种因素 局域网用户可根据需求选择拨号连接和专线连接这两种 Internet 接入方式 不管最终使用哪种接入方式 在实际连接 Internet 时还得考虑具体的接入方法 局域网组建论文 5 四 详细设计方案四 详细设计方案 1 服务器构建 1 硬件要求因服务器的网络数据吞吐量大且频繁 所以服务器除了 CPU 内存 硬盘的性能要要比一般客户端计算机卓越 还要配备专业网卡 一般网卡在使用中可能 出现数据传输延缓或中断 严重的还会导致服务器死机 2 FTP FTP 作为服务器的基本服务 其搭建需要考虑文件夹目录 及每个目录的 读写权限 3 VOD 搭建 VOD 服务器要考虑用户的点击率 对于点击率高的媒体文件建议将其 多复制几份并发放地址 否则多个访问同时集中在一个媒体文件上时 将出现特别严重 的访问延时 4 杀毒软件及防火墙有条件使用网络版杀毒软件和防火墙不需要设置病毒库更新 使用单机版的杀毒软件和防火墙应该及时更新病毒库 5 链接服务对于考务 竞答 在线书库 网络检索以及其他服务器提供的一切有链 接地址的服务 频繁使用的链接可以做成快捷方式放在客户端的桌面 对于偶尔使用的 链接可以使用数据同步的方法 将新链接地址的快捷方式发送到客户端的桌面 2 防火墙构建 防火墙是一种特殊的设备 在两个网络之间执行访问控制 通常一个路由器 也可 以是一台运行防火墙软件的 PC 机 防火墙有选择地过滤或阻塞网络间的流量 它通常 在 Intranet 和 Internet 的交接处 也可以在两个 Intranet 之间设立防火墙 防火墙一般是 基于源地址和目的地址以及每个 IP 包的端口来作出禁止或允许判断 3 网络技术的选择 局域网常用网络技术有以太网其中包括以太网 10Mbps 快速以太网 100Mbps 千 兆以太网 1000Mbps 令牌环网 FDDI 等 其中令牌环网 重负载时 效率公平 局域网组建论文 6 轻负载时 效率低 token 空转 以太网 重负载时 拥挤 可能有些站点饥饿 轻负 载时 效率高 无须等待 不须负荷 token 并且快速以太网最大程度的减少冲突 最 大程度的提高网络速度和使用效率 以太网传输机制所固有的对网络半径 冗余拓扑和 负载平衡能力的限制以及网络的附加服务能力薄弱等 是以太网络的不足之处 但以太 网以成熟的技术 广泛的用户基础和较高的性能价格比 仍是传统数据传输网络应用中 较为优秀的解决方案 综上所述我们了选择以太网 4 4 网络拓扑结构的确定 网络拓扑结构的确定 网络拓扑结构是指用传输媒体互联各种设备的物理布局 根据其几何形状可分为星 型 总线型 环型等几种 1 星型拓扑结构 星型拓扑结构 星型拓扑结构是指网络中所有结点都连接在一个中央集线设备上 所有数据的 传送以 及 信息的交换和管理都通过中央集线设备来实现 星型拓扑结构的优点 星型拓扑结构的优点 1 结构简单 连接方便 管理和维护都相对容易 而且扩展性强 2 网络延迟时间较小 传输误差低 3 在同一网段内支持多种传输介质 除非中心结点故障 否则网络不会轻易瘫 痪 星型拓扑结构的缺点如 星型拓扑结构的缺点如 1 安装和维护的费用较高 2 共享资源的能力较差 3 通信线路利用率不高 4 对中心结点要求相当高 一旦中心结点出现故障 则整个网络将瘫痪 星型拓扑结构如图所示 2 总线型拓扑结构 总线型拓扑结构 总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质 所有的站点都通过相应的硬件接口 局域网组建论文 7 直接连接到传输介质上 即总线 任何一个站点发送的信号都可以沿着介质传播 而且 能被其他所有站点接受 在总线型拓扑结构网络中 如果接入的计算机数量较多 那么网络速度会明显下降 它的优缺点如下 总线型拓扑结构的优点总线型拓扑结构的优点 1 结构简单 组网容易 网络扩展方便 2 线缆长度短 易于布线和维护 3 传输速率高 可达1 100Mbps 4 多个结点共用一条传输信道 信道利用率高 总线型拓扑结构的缺点总线型拓扑结构的缺点 1 故障检测需要在网络中的各个站点上进行 2 在扩展总线的干线长度时 需重新配置中继器 剪裁线缆 调整终端器等 3 一个结点故障可能导致整个网络不通 因此可靠性不高 3 环型拓扑结构 环型拓扑结构 环型拓扑结构是由连接成封闭回路的网络结点组成的 每一个结点与它左右相邻的 结点连接 环型拓扑结构的优点环型拓扑结构的优点 1 线缆长度短 节约费用 2 数据流在网络中是沿着固定方向流动的 两个结点之间仅有唯一的通道 大大简 化了路径选择的控制 3 环型网络中的每个结点都拥有相同的访问权 所以在整个网络中数据不会出现 冲突 环型拓扑结构的缺点环型拓扑结构的缺点 1 由于环路是封闭的 因此要扩充网络比较困难 会影响网络的正常运行 2 如果网络中任一点出现故障 则整个网络会瘫痪 影响整个网络的正常运行 3 由于信息是串行穿过各个结点的环路接口 当结点过多时 影响传输效率 使网络的响应时间变长 综上所述根据各种拓扑结构的优缺点及校园计算机网络系统的建设要求和系统设计 原则 以及结构化综合布线系统的设计总则 我们学校是采用星型结构的 但是我们选 择学院采用总线型结构 因为总线型结构简单灵活 可靠性高 共享性强 适合于一点 发送 多点接收的场合等等 因此我们学院选择采用总线型型拓扑网络结构 五 综合布线五 综合布线 局域网组建论文 8 局域网的安装是从传输介质开始的 传输介质就是网线 是网络的基础部分 其 本身的质量以及安装质量都直接影响到网络能否正常运行 目前 局域网中使用最多的 是双绞线 布线时不仅要使机房美观 而且要便于平时的管理和维护 更要有益于机房的使用 寿命 在实施过程要注意以下几点 1 将交换机集中摆放在教师机旁边 并放置在一个专门的机柜中 从其前端面板的 指示灯上 能迅速了解每个交换机的工作状态 这样就大大方便了管理 同时也降低了 网络故障率 2 在刚开始布设网线时 首先对整个机房中的电脑统一编号 每布设一根网线 就 在专门的不干胶卡片上填写上对应的机器编号 牢牢粘贴在这根网线的两端 这样 如 果以后某台工作站网络不通或网线出现故障 就可以通过这个编号迅速找到连接在交换 机上的相应端口 快速排除故障 3 在估计连接到每台工作站的网线长度时 不可太短 也不要太长 在连接电脑的那 一端最好要多留1 5米左右的长度