湖南大学北校区电教楼网络系统设计方案书

1 湖南大学北校区电教楼湖南大学北校区电教楼 网络系统网络系统 设设 计计 方方 案案 书书 2010 年 11 月 目目 录录 第 1 章 需求分析 2 1 1 用户组网需求 2 1 2 硬件和结构要求 3 2 1 3 软件要求 3 第 2 章 本方案主要网络技术介绍 3 2 1 交换技术 3 2 2 VLAN 技术 3 2 3 第 3 层交换 4 2 4 广域网接入方式 4 第 3 章 本方案系统设计 4 3 1 网络拓扑结构 4 3 2 系统结构和特点介绍 5 第 4 章 主要产品简介 7 4 1 第 3 层交换机 7 4 2 二级交换机 7 4 3 接入设备 7 4 4 服务器 7 第 5 章 设备清单 7 第 6 章 售后服务 7 第第 1 章章 需求分析需求分析 1 1 用户组网需求用户组网需求 目前电教楼的信息点由四层楼组成 其中第一层 133 个信息点 第二 四层 231 个信 息点 第三层 179 个信息点 建网用户要求 建网用户要求 1 网络节点数为 774 个 其中第一层 133 个信息点 第二 四层 231 个信息点 第三 层 179 个信息点 2 要求建立安全 可靠 高效 稳定 可扩展的计算机网络系统 3 要求实现网络系统内部的信息发布 查询 浏览 4 提供教学 科研信息数据库支持 5 要求能与 Internet 连接 6 要求各教室之间互不影响 不在同一个广播域 网络设计指标 网络设计指标 1 每个信息点要求 10M 100M 自适应 通过百兆网卡和线路连接到二级交换机 通过交换机的相关配置 如 VLAN 的设置和端口的优化 形成千兆主干 百兆交换到桌 面架构 2 主干交换机要求速度为 1000M 3 使用二层交换机控制网络分段及 VLAN 的灵活划分 4 具有网管特性 5 通过 ADSL 宽带接入 可连入 Internet 6 可接收零散客户拨号入网 3 1 2 硬件和结构要求硬件和结构要求 本网络设计需要 VLAN 技术 通过使用 VLAN 技术将各楼层的客户机划分成不同的 广播域 从而减少广播信息量 避免出现当整个网络处于同一个广播域中 当大量用户发 送广播信息时容易形成广播风暴 使得整个网络瘫痪 将需要划入同一个广播域的客户机 接入同一个二层交换机 这样便完成了 VLAN 的划分 当不同的 VLAN 之间需要传送信息时 我们就需要使用第 3 层交换机 这样客户机便 可以通过三层交换机连接到另外一个 VLAN 的二层交换机进行通信 1 3 软件要求软件要求 第第 2 章章 本方案主要网络技术介绍本方案主要网络技术介绍 2 1 交换技术交换技术 集线器是中继器的一种形式 他的作用是对弱信号再生放大 并将再生信号发送到网 络的其他分支上 以实现较长距离的传输 中继器不具备检查错误和纠正错误的功能 还 会引入延时 另外中继器一般与所连的网络以相同的传输速度工作 而交换机不仅具有中 继器的放大功能 也能匹配不同端口的速度 对帧具有检测和过滤的作用 2 2 VLAN 技术技术 在传统的共享局域网或交换局域网环境中 整个网络处于同一个广播域中 这样当大 量用户发送广播信息时容易形成广播风暴 使得整个网络瘫痪 虚拟网技术把传统的广播 域按需要分割成各个独立的广播域 由于广播域的缩小 网络中广播包消耗带宽所带的比 例大大降低 网络的性能得到显著的提高 另外 在传统的网络技术中 同一物理网段中 的用户在网络层上很难实施安全措施 而在虚拟网络环境中 我们可以通过划分不同的虚 拟网络来控制处于同一物理网段中的用户之间的通信 也就是说 虽然在一个局域网中所有的计算机在物理线路上是连通的 但通过 VLAN 的划分 可以做到一个 VLAN 中的计算机不能访问另一个 VLAN 中的计算机 这样就可 以使得两组计算机之间进行有效地隔离 2 3 第第 3 层交换层交换 第 3 层交换机是实现路由功能的基于硬件的设备 它能够根据网络层信息 对包含有网络 目的地址和信息类型的数据进行更好的转发 还可选择优先权工作 交换 MAC 地址 从 而解决网络瓶颈问题 第 3 层交换机的运行速度通常要比路由器快得多 它还可以运行像 RIP 这类传统的路由协议 第 3 层交换技术还能提供比传统路由器更加可靠的服务保障体 系 因为当使用传统路由器时 一旦处理机变得繁忙 交通速度就会减慢 4 2 4 广域网接入方式广域网接入方式 ADSL 宽带入网 ADSL 即不对称数字线路技术 是一种不对称数字用户线实现宽带接入互联网的技术 其 作为一种传输层的技术 利用铜线资源 在一对双绞线上提供上行 640kbps 下行 8Mbps 的宽带 从而实现了真正意义上的宽带接入 ADSL 宽带入网特点 与拨号上网或 ISDN 相比 减轻了电话交换机的负载 不需要拨号 属于专线上网 不需另交电话费 第第 3 章章 本方案系统设计本方案系统设计 3 1 网络拓扑结构网络拓扑结构 第二层交换机 5 台 第二层交换机 8 台 第二层交换机 7 台 第二层交换机 8 台 一楼 PC 二楼 PC 三楼 PC 四楼 PC 100 Mb s 1000 Mb s 核心交换机 服务器 防火墙 Internet 5 3 2 系统结构和特点介绍系统结构和特点介绍 本方案采用了千兆位以太网网络作为网络的主干 理由如下 本方案采用了千兆位以太网网络作为网络的主干 理由如下 千兆位以太网是最为普及的网络体系结构 千兆位以太网在利用用户熟悉 性的同时 由于其与以太网的匹配性 使之能保留在管理员专业技能方面和支 持培训方面的投资 而没有必要购买新的协议或投资新的中继设备 正如 100M 提供的低价位 逐步从 10M 以太网升级一样 千兆位以太网将使网络自然地升 级到 1000M 的带宽 千兆以太网宽的带宽还帮助改善了 QoS 规范化迟滞时间来把视频抖动和 音频迟滞降到最低 以前 ATM 是唯一一种能实现任何种类 QoS 的可靠途径 但是现在 千兆位以太网迅速根除了这个差距 并且具有多得多的经济性 向 上兼容性和与其它技术的协调性 主干设计思想 主干设计思想 上图是我们学校电教楼的网络拓扑图 采用了二级网络结构 主干核心交 换机采用三层千兆交换机 该交换机配置一块 8 端口千兆模块 与四台二层交 换机连接 二级交换机为 32 口百兆交换机 二级交换机通过千兆模块和线路上 联到主干交换机 服务器也通过千兆网卡和线路连接到主干交换机 电教里的 客户机通过百兆网卡和线路连接到二级交换机 通过交换机的相关配置 如 VLAN 的设置和端口的优化 形成千兆主干 百兆交换到桌面架构 在电教网络与 Internet 网络之间部署一台防火墙 防止来自 Internet 上 的网络攻击 由于防火墙是一种逻辑隔离 为了充分保障电教网络的安全性 同时又能保证电教网络能够上 Internet 由于主干交换机为模块化的交换机 将来因业务发展而需要扩充时 只需 6 在上面添加或更换相应的模块即可 也可以根据具体情况增加新的二级交换机 组 将新的交换机组连到现有的交换机上 以扩充信息点的数量 并根据工作的 实际需求增加中心机房的设备 如新增服务器 因此 本系统具有高扩充性 本方案具有如下特点 本方案具有如下特点 一 基于真正的 开放的客户机 服务器 Client Server 和浏览器 服 务器 Browser Server 模式 完全支持标准的 TCP IP 协议和其他协议 二 系统具有优秀的实时响应能力 三 具备可扩展的高性能 四 系统具备高安全性 提供完整的 灵活的安全管理机制 主干采用千兆以太网络技术 Gigabit Ethernet 为网络的主服务器提供 1000M 的联网带宽 充分保障了在多媒体的工作环境中由于声音 图形 三维 立体以及动画对网络服务器高带宽的需求 千兆以太网络技术具有投资少 易 于维护使用 与 10M 100M 以太网络兼容等特点 已经成为园区网络首选的网 络主干技术 100Mbps 交换到桌面通过 100M 快速以太网络交换机 为每一台联网的计算 机提供 100M 交换带宽 意味着每台计算机均可独占 100M 的网络带宽 这对于 有大量数据传输需求的园区网络来说是必要的 目前流行的 MPEG 2 标准视频服 务就需要 4 10M 的网络带宽 在加上其它诸如网络广播 电视会议系统 图像 传输以及数据库等应用 对台式机的联网带宽提出了更高的要求 配合交换机先进的网络交换和虚拟局域网 VLAN 技术 整个网络可以通 过软件快速简便地将用户或用户组从一个网络转移到另一个网络 而无需任何 硬件的改变 同时也可以通过用户及用户组的改变来平衡网络的流量 以提高 网络的性能 本方案采用的交换机产品提供了完备的虚拟工作组解决方案 在各楼层中 可以根据实际需求 将客户机连接到同一台二层交换机 这样就将一个大的广 播域划分成了几个较小的广播域 虚拟工作组的建立可以使同组成员屏蔽掉其 他工作组成员发送到网络的广播信息 建立 隔离墙 使得定义与位置无关的 工作组成为可能 从而免于因为广播信息过多而产生的 广播风暴 如果各楼 层之间也需要互相传发信息 我们也可以通过二层交换机与三层交换机的连接 来和另一个 VLAN