20105683-孙立伟网络工程需求分析.doc

大连理工大学校园网络工程项目需求分析报告学号：20105683姓名：孙立伟日期：2013年 5 月 日目 录1前言22用户业务需求分析321用户业务类型需求分析322网络功能需求分析4221信息交流功能4222教学服务功能4223学生学习功能5224学校管理功能53网络性能需求分析631网络结构需求分析6311.拓扑结构需求分析6拓扑结构图：7312. 网络节点需求分析8313.网络链路需求分析832网络扩展性需求分析8321用户业务的扩展性8322网络性能的扩展性9323网络结构的扩展性9324网络软件的扩展性1033.网络性能需求分析1034.网络安全需求分析10341系统软件和硬件的安全需求10341数据安全需求：11342用户认证需求：1135.网络可靠性需求分析1236.网络管理需求分析1237.网络投资约束条件分析：131前言大连理工大学创立于1949年4月，是中华人民共和国创立的一所正规高等院校。现址与中国辽宁省大连市高新区和西岗区，盘锦校区位于辽宁省盘锦市，软件学院位于大连市经济技术开发区，是中华人民共和国教育部直属大学，是中国211工程及985工程重点建设大学。校园网是利用网络设备、通信介质和适宜的网络技术与协议以及各类系统管理软件和应用软件，将校园内计算机和各种终端设备有机地集成在一起，并用于教学、科研、学校管理、信息资源共享和远程教育等方面工作的计算机局域网络系统。大连理工大学作为一所重点学校，建立校园网络已经成为学校的一项基础建设工作，它直接关系到学校的教学和科研工作的质量水平，关系到学生在人才市场上的受欢迎程度，关系到学校的生存与发展。2用户业务需求分析21用户业务类型需求分析 根据我对贵校基本情况的了解，用户信息点在7000个以上，地理分布范围在一个很大区域内,分有三个校区主要用于学校内部网络通信，也会利用因特网进行外部业务活动，但是，网络流量主要集中于学校内部，今年校园外网络访问量也在逐年增加。随着用户增加，多媒体通信及应用复杂化，是网络流量飞速提升。在多用户冰法、大流量传输的需求下，校园网核心设备要考虑均衡和主干网宽带传输能力。因此对网络交换能力要求较高，为了抑制广播风波，提高信息传输性能，均衡网络数据流量，需要采用网络虚拟技术。此外校园网上网会有网络公告、多媒体教学，视频点播等多种带宽应用。22网络功能需求分析 221信息交流功能信息交流功能主要有两个方面的服务功能：互联网信息服务和校内信息服务。互联网信息服务可以使任何一个办公室的计算机都能实现网上浏览、查询信息的功能，使教师能够拓宽视野，充分利用互联网上的资源辅助教学，提升教学理念，提高教师的教学能力、教学水平和科研能力。作为学校的主要网页，内容涵盖面广，栏目布局合理，内容充实。包括了学校所有的工作内容和学生学习及参与的一些情况可以充分利用互联网资源来宣传学校，展示学校的办学能力与办学水平，展示教师的教学能力与科研能力，提升学校的办学形象。校内信息服务主要为我们了解校园最新动态，并通过交互方式实现共同参与，及时将校内最新的人和事反应出来，并用于学校简介和学校组织结构情况等的介绍。222教学服务功能构建校园网的主要目的就是提高教学质量，为学校的教育教学服务。校园网将主要从以下几个方面为教学服务。（1）建立课件（基件）、教学信息资源库，实现课件点播和辅助教学。将教学资源库建设成为包括各科的教材、教案、试题、录像、图片等对教师备课有参考价值的多媒体素材库。（2）利用网络技术，实现多媒体信息交换、视频点播、远程教育、网上无纸办公的第一步等功能。（3）建立电子备课室、光盘阅览室。电子备课室为教师提供优越的电脑制作条件，配备各种先进的备课设备，方便教师备课使用；光盘阅览室提供大量的电子读物，发挥电子媒体容量大、体积小、成本低、检索快、易于保存和复制、图文并茂等优点，使教师能够用最短的时间获取最多的信息，位广大教师员工和他人提供资源的共享。（4）兼容（集成）校内有线电视广播网，拓展网络功能。223学生学习功能利用网络自主学习，可以提高学生的学习能力。学生可以利用校园网查阅资料，扩展视野；可以利用网络相互交流、相互学习；可以在网络上建立主页，宣传自己，宣传班级；可以利用网络与教师交流，实现无纸化作业等。学生正处于各种生理和心理变化大，平时表现如果不正确的引导和教育，就有可能不利于学生身心的发展。结合学校德育处开展德育工作的一些经验与体会及学校医务室的精心指导，现已经运行正常，受到学生的喜爱224学校管理功能校园网使学校建立完善及时的信息发布体系，在此基础上可以实现学校管理的透明化、公平公正化。学校管理功能主要有以下几个方面。（1）网上办公系统。（2）教务管理系统。 （3）学生管理系统。（4）行政办公系统。（5）财务管理系统。（6）后勤管理系统。（7）图书管理系统。（8）校园网一卡通（9）无线网（10）IPv4、IPv6网络接入（11）电力监控（12）智能楼控（13）食堂管理系统3网络性能需求分析由于计算机技术与网络技术发展迅速，加之学校的办学资金比较紧张，计算机网络的建设不可能一步到位，否则不利于校园网的发展，也将限制学校的发展，根据学校的要求确定了计算机网络规划的原则：依据需求、总体规划、适当超前、分步实施、技术成熟、安全可靠。依据此原则确定校园网建设的近期目标如下。31网络结构需求分析 311.拓扑结构需求分析网络采用接入层，汇聚层，核心层。根据对贵校校园网功能需求分析得出采用3层结构才能满足用户的需求，采用树型结构加网状结构的网络拓扑。由于采用大型交换机技术，为了避免广播风暴带来不必要的带宽影响，因此要采用VLAN进行工作组的划分。 示意图 大连理工大学网络拓扑结构图 312. 网络节点需求分析网络接入层，汇聚层，核心层节点位置的地理分布情况是，网络接入层节点设置在用户建筑物内，因为接入层终端设备（PC）较多，所以将汇聚层节点设置在接入层一起。因为接入用户较多，且是内部交换网络，因此网络节点设备交换机要采用高性能，具备大型交换能力的设备。同时对服务器的处理能力要求也比较高。同时考虑到内网用户数据的安全性要求不高并加大网络建设和管理成本，但是为了改善主干链路数据流量的压力，增强网络性能，所以采用将服务器主机安排在汇聚层。大连理工大学校园网采用扁平化二层结构，即高速互联的大容量骨干核心路由器构成的核心层，由高性能楼内汇聚交换机和接入交换机构成的接入层，为校园信息化应用提供多业务的职称网。目前通过大连理工大学校园网多业务干网，已经提供了IPv4、IPv6网络接入服务。313.网络链路需求分析 网络主干链路采用光纤传输介质。 网络主干链路无交通要道，多重障碍物。 网络主干链路采用架空走线的方式。 网络主干链路最大实际连接距离为2千米满足网络需求。 由于整个主干链路都在校园内，且距离不远，因此维护管理方便。32网络扩展性需求分析321用户业务的扩展性考虑到学校的教学规模将不断地扩大，对网络的提高扩展性要求比较高，根据贵校提供的增长数据量增长2000用户，年增长速度为400，年网络端口的需求量为300。322网络性能的扩展性 网络带宽增长速率对网络性能的影响相对较大，相对目前的网络规模2000用户，将要增加一倍。主要网络设备的处理性能预留最少为30%。323网络结构的扩展性 大连理工大学校园网主校区已全线开通高速IPv4、IPv6接入，今后新建楼宇也将全部IPv4/IPv6双栈接入。大连理工大学校园网还开展了小规模的纯IPv6接入实验，在今后级数条件成熟时，将进一步扩大纯IPv6接入的规模。基于校园规模将要扩大，将会增加部分建筑物，和校园绿化，由于是空中架线，所以建筑物经过处必定会对架线有影响，但相对地下埋线来说，还是小多了。但架线时还是尽量选取空旷，将来不会用于建筑的线路，避免不必要的改造。荐于用户增加数量之多，占用带宽将增加不少，所以扩展网点端口采用堆叠方式；用户以后增加的SAN（存储区域网络），对现有网络的影响不大。由于对校园网服务器的性能要求比较高采用刀片式服务器。网络交换机不能采用固定式交换机因为网络用户在不断增加。网络设备扩展时设备电源功率和外部电源功率UPS基本能满足要求。在网卡升级中有存在兼容的性的问题所以这类设备尽量选取兼容性较强的设备。（3） 。网络设备的扩展性： 由于对校园网服务器的性能要求比较高，所以采用刀片式服务器。网络交换机不能采用固定式交换机，因为网络用户在不断增加。网络设备扩展时，设备电源功率和外部电源功率UPS基本能满足要求。在网卡升级中有存在兼容的性的问题，所以这类设备，尽量选取兼容性较强的设备。324网络软件的扩展性 普通类用户占大多数，在系统软件性能要求不高，所以这方面能够满足要求。购买目前主流产品，所以系统软件升级对服务器主机性能几乎存在影响，同时对操作系统的兼容性也很好。33.网络性能需求分析 对当前技术条件下，256kbit/s的最低带宽只能满足基本网络业务的需求，但是应当看到：一是随着网络技术如（10GE。DWDM）的发展，网络带宽会不断的增加；二是随着编码技术如（H。323）的发展，传输业务信息的带宽越来越小。对于一些P2P文件下载业务，由于文件大，或使用一些工具后，将会无限制的抢占带宽资源，直至将网络带宽资源耗尽。因此对这类业务必须进行带宽控制。对于用户流量控制方面，可以采取分级别的划分，因为学生，教师是网络收费的主体，所以给学生和教师应有一定的级别，不然很难维持一个稳定的校园环境。对教室，政务办公室，因为目的在教学，所以对带宽的占用率不高，所以较低级别的带宽，对于机房，电子阅览室，给予最低级别的划分。34.网络安全需求分析341系统软件和硬件的安全需求 网络系统应具有良好的安全性，由于网络链接园区内部所有用户，安全管理十分重要。网络具有防止及便于不杀病毒功能。应支持VLAN的划分，并能在VLAN之间进行第三层交换时进行有效的安全控制，以保证系统的安全性。校区网络与校园网相恋后具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客入侵网络系统，可对接入因特网的各网络用户进行权限控制。 341数据安全需求：安全性是网络设计要考虑的最重要的因素之一：设计中充分考虑了网络的安全性具体体现在以下几个方面 (1)通过VLAN的划分限制了不同VLAN之间的互访从而保证了不同网络之间不会发生未经授权的非法访问。 (2)在核心节点可提供基于地址的Access-list以控制用户对于关键资源的访问。通过在汇聚和核心交换机上设置VLAN路由以及访问过滤保证了在VLAN之间只有被允许的访问才能发生而未经授权的访问都会被禁止。 (3)通过对上网的安全教育提高安全意识，特别是增强计算机操作人员的密码管理意识以防止由于操作员密码有意无意泄露给他人而造成的损失。 (4)制定严格的安全制度包括人员审查制度、岗位定职定责制度、使用计算机的权限制度以及防病毒制度从制度上保证网络安全性得以实现。 (5)可以对所有的重要事件进行Log，这样方便网络管理员进行故障查找 (6)可以对所有的Telnet以及SNMP的访问进行限制从而最大程度地保证汇聚层系统地安全。 (7)可以在接入层中通过限制MAC地址的访问提高网络安全。网络数据数据为的安全运行十分关键，必须保证这些系统不会遭到来自网络的非法访问和恶意破坏。网络安全系统应当保证内网机密信息在存储与传输时的保密。允许外部用户访问公共WEB或FTP服务器上的数据，但是不允许访问内部数据，如教务网等一些敏感性的数据。342用户认证需求： 用户认证采用，锐揵拨号软件认证机制，使用个人学号作为帐户名，并对IP与MAC进行绑定，防止帐号盗用情况。并且一个帐号只能登陆一次。在帐户信息传递过程中，采用MD5数据加密认证方式。（3） 。入侵防护安全需求分析： 配备IDS（入侵检测系统），对透过防火墙的攻击进行检测并做出相应反应（如记录，报警，阻断）。采用入侵检测系统和防火墙的配合使用，可以实现网络多重防护系统。安全隔离系统必须保证内部网络的有效运行。在技术方面还应注意来自内网的入侵和攻击。35.网络可靠性需求分析 在一个大型网络系统中，系统每个时刻都要采集大量的数据并进行处理。因此，网络系统的故障有可能给用户带来不可估量的损失，这就要求系统具有高度的可靠性。提高系统可靠的方法有如下一些方面： 部分用户网络系统采用RAID 进行数据自动备份；部分用户网络系统进行数据远程异地备份：部分网络系统要采用系统备份恢复功能；对重要服务器采用双机热备功能；主要网络设需要考虑可离线应急操作，相同设备之间应当可相互替代；进行网络可靠性设计时，关键在于网络不能因出现单点故障而引起全网瘫痪，所以要重点考虑到设备，软件，链路的冗余备份。36.网络管理需求分析 校园网大部分用户是学生机和教学用的服务设备，这些都不需要进行远程管理。对性能管理要求比较高，因为目前的情况下，用户上网的总带宽是有限制的，如果不加管理，就会造成大部分用户上不了网，不能做最基本的网络任务。同时为了满足全部用户的上网需求，对网络故障处理也要一套很完善的机制来解决。 网络管理基于SNMP，支持RMON和RMON2以及标准的MIB。能够利用图形化的管理界面和简洁的操作方式，合理地进行网络规划，并提供强大的网络管理功能。一体化的网络管理功能将使网络的日常维护和操作变得直观、便捷和高效。37.网络投资约束条件分析： 任何资本的投入都期望得到回报，网络工程投资也一样，需要进行经济效益分析。根据专家估计，在网络系统生命周期中，前期网络工程费用大概占25%左右，大部分费用发生在网络运行管理维护中。网络系统投资成本如表： 网络系统成本投资成本一览表费用类型网络费用项