某市政府办公网络集成方案的设计2李后浪

编 号： 学 号： 4课 程 设 计教 学 院计算机学院课程名称计算机网络课程设计题 目某市政府办公网络集成方案的设计专 业网络工程班 级2012网络工程2班姓 名李后浪同组人员丁兵武、梅锟、刘小虎指导教师陆垂伟2014年6月27日课程设计任务书20132014学年 第 2学期学生姓名： 李后浪 专业班级： 2012网工二班 指导教师： 陆垂伟 工作部门： 计算机学院 一、课程设计题目某市政府办公网络集成方案的设计二、课程设计内容（含技术指标）1.以一个地级市政府的办公网络为需求案例，一个政府部门自动办公网络，以及政府信息发布与反馈平台。2.设计各个部门的内网，Vlan划分，IP地址分配，汇聚层接入，主干网络设计，核心路由交换，internet接入，VPN接入3.设计完整的信息安全审计与管理，用户权限设置与日志记录，数据备份与灾难恢复。三、进度安排12014年6月16日，指导教师讲课，学生根据题目准备资料；22014年6月17日，设计小组进行总体方案设计和任务分工；3. 2014年6月18日2014年6月25日，具体实施42014年6月26日2014年6月27日，验收、撰写报告，完成论文，总结并答辩四、基本要求1要求网络系统强大、完整且具有扩充性，能满足市政府各部门的日常办公活动。2能根据部门职能划分Vlan和数据访问权限，合理配置VPN系统和Web发布平台3. 绘制详细的网络拓扑结构图，以及网络布线图 4要求网络具有良好的安全与管理性能，防止黑客入侵、病毒攻击或内部人员非法使用。并能实现关键数据备份与恢复 目录一、政府办公网络概述51.1 政府办公网络概述51.2 政府办公网络的功能51.2.1 信息交流功能51.2.2 功能构架61.2.3 功能特点6二、政府办公网络应用特点及需求分析72.1 项目背景72.2 系统建设目标7三、政府办公网络建设任务与需求分析93.1 网络层次分析93.1.1 核心层需求分析93.1.2 接入层需求分析93.1.3 IP及路由需求分析93.1.4 网络安全分析93.2 政府办公网络规划11四、网络通信124.1 具体分析124.1.1 总体情况124.1.2 网络管理124.2 网络功能124.2.1 良好的开放性和可扩展性134.2.2 高度的安全性和可靠性134.2.3 经济实用性13五、政府办公网络总体方案设计145.1 主干网设计145.2 办公楼子网设计145.3 物理设计155.3.1、路由器选择原则155.3.2、物理设备清单：155.4、IP设计165.4.1、IP地址分配165.5、路由设计165.5.1 核心层设备选用15.5.2 汇聚层设备选用15.5.3 接入层设备选用35.6 设备列表45.7信息安全审计与管理5设计总结7参考文献8一、政府办公网络概述1.1 政府办公网络概述信息化正对人类社会发展产生越来越巨大而深远的影响,网络正逐步深入到社会生活的各个方面。政府部门承担着社会经济管理职能,政府部门信息化是社会信息化的重要基础。实施政府上网工程旨在推动各级政府部门为社会服务的公众信息资源汇集和应用上网,实现信息资源共享,这对于全面推进国民经济信息化具有重要意义。 目前,随着我国金桥信息网业务的顺利开展,国家经贸委、广电部、水利部、交通部、林业部等政府部门都已上网,同时省级政府部门也将先后在网上建立自己的网站提供信息。随着电子商务的发展,更加需要电子政府的出现,实现网上交互式信息交流和电子命令的传递。 在政府机构办公及管理信息化进程中，政府机构如何发挥自身作用，怎样利用Internet/Intranet技术带来的机遇和挑战，来提高工作效率和管理科学水平，是亟待解决的问题。 这两年来，红塔区政府的科室微机大部分职能还是报表处理、单机作业为主。区政府与市政府、区政府与下属机构的通信也是简单地文件传送，甚至还停留在手工报表，人工递送阶段，显然越来越不能满足现代化管理的需要。1.2 政府办公网络的功能要求网络系统具有高性能和可靠性，能满足多栋宿舍楼的上网需求。并且要求能够根据大楼或楼层做Vlan划分和IP地址分配，以方便管理维护，提高网络的扩展性和安全性等。1.2.1 信息交流功能政府办公网络的建设突出以应用为核心，而应用必须综合考虑政府工作人员的计算机应用水平和应用软件支持，因此我们认为规划政府办公网络时必须切合实际，政府部门可通过集中控制、 分散管理的模式利用政府办公网络进行资源建设、管理与应用。1.2.2 功能构架为政府工作人员提供计算机多媒体辅助办公的网络环境，以适应在以网络为特征的信息时代办公快速化、高效化的变革需求。1.2.3 功能特点以集中控制，实名认证，分散管理模式建设资源，充分调动政府工作人员的积极性参与资源建设过程，实现人人参与的局面。二、政府办公网络应用特点及需求分析2.1 项目背景随着我国经济的高速发展，信息化正对人类社会发展产生越来越巨大而深远的影响,网络正逐步深入到社会生活的各个方面。政府部门承担着社会经济管理职能,政府部门信息化是社会信息化的重要基础。实施政府上网工程旨在推动各级政府部门为社会服务的公众信息资源汇集和应用上网,实现信息资源共享,这对于全面推进国民经济信息化具有重要意义。 目前,随着我国金桥信息网业务的顺利开展,国家经贸委、广电部、水利部、交通部、林业部等政府部门都已上网,同时省级政府部门也将先后在网上建立自己的网站提供信息。随着电子商务的发展,更加需要电子政府的出现,实现网上交互式信息交流和电子命令的传递。 在政府机构办公及管理信息化进程中，政府机构如何发挥自身作用，怎样利用Internet/Intranet技术带来的机遇和挑战，来提高工作效率和管理科学水平，是亟待解决的问题。 这两年来，红塔区政府的科室微机大部分职能还是报表处理、单机作业为主。区政府与市政府、区政府与下属机构的通信也是简单地文件传送，甚至还停留在手工报表，人工递送阶段，显然越来越不能满足现代化管理的需要。2.2 系统建设目标利用有限的投资，将该市级政府部门内的计算机资源(硬件、软件、资料)使用当今最新的组网技术连接起来，建成一个流畅、合理，可满足)目前乃至将来可能发生的网络业务需求的政府办公网络，为该市级政府部门带来极为便捷的网络传输及丰富的网络资源。建立政府部门自身的资源共享与信息高速传递的信息管理系统，实现如政府人员管理、政府会议安排、人事考勤等管理功能，提高政府办公效率；通过建立能满足政府办公、开会和管理工作需要的软硬件环境，开发基于Web的各类信息库和应用系统，为政府工作人员提供各种网络信息服务。与外界实现资源共享和信息交换，并达到宣传自己的目的。该政府办公网络建成后除了能通过省政府城域网与全省各市级政府进行更方便的交流与合作外，还能联入互联网，从互联网上获取海量的资源及各种实时的信息，得到各种各样的信息服务，同时也通过互联网宣传该政府的工作，最终建成一个以实现办公自动化、融入政府办公、方便百姓监督，以现代网络技术为依托，技术先进、扩展性强、结构合理、覆盖整个市级政府部门的政府办公网络。在为政府工作人员提供方便的同时也需要纪检委能对政府官员上网做出时间和内容上的限制。要求采用认证上网的模式，使每个政府工作人员的上网行为可监控，可跟踪，可调查。 三、政府办公网络建设任务与需求分析3.1 网络层次分析 根据该政府部门网络的实际情况，网络应包括核心和接入二个层次，其中核心层由大容量高性能路由以太网交换机组成，接入层由快速智能网管型交换设备组成。3.1.1 核心层需求分析核心设备担负着连接汇聚设备和部分接入的工作，是整个网络的核心，同时通过核心设备与省政府网、Internet进行互联。由于核心层设备担负着整个网络的流量，核心设备和链路的稳定性将直接影响整个网络的可靠运行。3.1.2 接入层需求分析接入层在处在整个网络的边缘，政府工作人员通过接入设备接入校园网络。根据目前的业务需求，安全和高效是必需的要求，需要交换机支持访问控制、传输质量控制、数据过滤、网络病毒防护等功能，即作为接入网络的入口设备，智能识别是一项十分重要的功能。3.1.3 IP及路由需求分析在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还可以为以后的网络扩展打下良好的基础。在该政府部门网络的IP地址分配上要体现可扩展性、连续性、可管理性、简化路由。 根据网络现有结构，设计比较适合的路由协议。能够实现优化的网络路径选择，在网络结构发生变化时路由能够快速收敛，保证网络的畅通。在IP地址的规划时要考虑到路由汇聚，以便可以汇聚成较少条数的路由信息向其他区域传送。3.1.4 网络安全分析为进一步提高政府办公网络及服务器的安全性，为政府工作人员提供更好的服务，主要采取一下的安全措施。（1）建立政府办公网络实名认证技系统 根据政府办公网络管理中提出的要求，政府办公网络除了保证高性能和高可靠性外，还提出了实名认证的要求。要求设计方案要能做到身份信息、IP、以及硬件地址的绑定。以实现对政府工作人员上网行为可调查和可追踪。（2）政府办公网络子网划分随着政府办公网络规模的扩大，接入计算机的增多，全交换网络方案暴露出一些缺点：当计算机数量较多和信息流量较大时，容易形成广播风暴，严重时，影响网络运行速度，甚至容易造成网络瘫痪；网络的整体安全性差，网络的管理较复杂。为解决这些问题，最好的办法就是在政府办公网络中引入虚拟子网的技术。（3） 安装网络版杀毒软件随着互联网的发展，计算机病毒传播越来越快，计算机病毒造成的危害也越来越大。政府办公网络计算机连入互联网的不断增多，各用户计算机为了防毒，安装了不同的杀病毒软件，有些计算机安装了多个杀病毒软件，造成杀病毒软件的升级更新较麻烦，一些计算机的杀病毒软件没有得到及时的升级，导致计算机被病毒感染，给工作带来不便。（4） 数据的冗余与容错目前，各项业务的开展都依赖于计算机网络的正常工作，各系统服务器中数据的安全性显得特别的重要，如果服务器中数据的丢失，将给政府部门造成巨大的损失。（5） 加强服务器系统的安全操纵系统的安全是服务器系统的安全的基础，政府部门服务器的使用的操作系统主要的是普遍使用的Windows2000Server 网络操作系统。由于系统时常出现新漏洞及系统配置不当，非常容易受到黑客及病毒的攻击。为了提高服务器系统的安全，我们主要采取一下措施：正确安装及配置操作系统，删除不使用的协议及服务，定期安装系统补丁，严格用户权限的分配，保障用户的口令安全，加强服务器的监控等。3.2 政府办公网络规划根据政府部门的实际情况分析，网络设计应满足以下几点需求： 1 一个主干网和多个子网组成政府部门局域网。每一栋政府办公楼一个子网。2 主干网接入全球互联信息网外接（Internet），各子网再接入主干通信网。3 主干网通过光纤直接接到电信在本地区的机房。4 主干为千兆线路，其它线路为超五类双绞线。每个楼中都有局域网，终端PC机都能接入主干网，通过楼内的交换机接入。网络中心和各楼层都用光纤连接。5 INTERNET服务器选用专业服务器产品，均存放在网络中心机房，网管工作站使用专业的工作站来进行管理。6 各应用平台的建设均可接入骨干网，构成子网应用平台。 四、网络通信4.1 具体分析4.1.1 总体情况该政府部门由20台主机用于数据处理、10台在环保大厅用于查询和统计数据，10台用于化验室数据更新，10台由管理层使用，其余在远程监测站进行数据处理。能够进行在线数据查询，支持电子邮件，有网络安全的措施。现准备采用三层通信体系架构，每层楼设相应的接入层交换机，每栋楼设立一个汇聚交换机，汇聚交换机应当具备光纤传输接口，以满足整栋楼的网络流量需求。每栋楼层的汇聚交换机通过光纤连接到校园网网络管理中心。管理中心设立一个大型核心层交换机，并设立相应的服务器，以方便对政府办公网络的各种管理，各种管理可以上网认证的软件来实现。4.1.2 网络管理网络管理平台包括：上网身份验证，配置管理、安全管理、性能管理、故障管理、计费管理等内容。考虑到经费问题，网络组建前期主要侧重网络的安全管理和计费管理。4.2 网络功能建网原则该政府部门局域网最终必须是一个集计算机网络技术、多项信息管理、办公自动化和信息发布等功能于一体的综合信息平台，并能够有效促进现有的管理体制和管理方法，提高政府工作人员办公质量和效率。该政府部门局域网的总体设计原则是：开放性：采用开放性的网络体系，以方便网络的升级、扩展和互联；同时在选择服务器、网络产品时，强调产品支持的网络协议的国际标准化；可扩充性：从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，来保证网络系统的可扩充性；可管理性：利用图形化的管理界面和简洁的操作方式，合理地网络规划策略，提供强大的网络管理功能；使日常的维护和操作变得直观，便捷和高效；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；投资保护：选用性能价格比高的网络设备和服务器；采用的网络架构和设备充分考虑到易升级换代，并且在升级时可以最大限度地保护原有的硬件设备和软件投资；易用性：应用软件系统必须强调易用性，用户界友好，带有帮助和查询功能，用户可以通过Web查询。4.2.1 良好的开放性和可扩展性政府办公网络应具有的开放性，这种开放性依靠标准化实现，使符合标准的计算机系统很容易进行网络的互连。因此在网络建设中，网络体系结构和通信协议应选择广泛使用的国际标准，使得政府办公网络成为一个完全开放式的网络环境。在政府办公网络平台建设中，尽量采取成熟先进的网络技术，统一的网络标准和主流的网络设备，使得网络结构更易于扩展、升级和维护。4.2.2 政府办公网络软件平台的针对性政府办公网络的应用和服务的对象是政府部门的教师、学生。这就要求校园网软件平台的建设应以办公为核心，建立起一个在技术上具有先进性，在办公过程的各阶段应用上具有灵活性、多样性和针对性的政府办公网络。4.2.2 高度的安全性和可靠性对于网络系统，应确保系统运行可靠，对关键部位提供容错能力，同时建立完善的安全管理体系。4.2.3 经济实用性盲目地追求技术，会建成一个不稳定、不成熟产品的实验台。单纯高性能，只会带来难以承受的高额投资。所以，网络系统建设应采用成熟、适用、实用、好用的技术，力争以最小的投资得到最大的满足。 五、政府办公网络总体方案设计5.1 主干网设计政府部门局域网计算机网络系统应便于将来网络系统的扩充，网络的硬件和软件应具有相对的独立性；充分考虑网络系统的开放性；充分考虑硬件的适应性，硬件应具有高度的可连接性和兼容性；网络系统应具有高度的开放性，能与不同的计算机系统，通讯系统，自动控制系统连接，能连接不同协议的网络系统；实现多种操作系统平台，多种网络操作系统，多种网络协议互操作。 图5-1 主干网拓扑图5.2 办公楼子网设计 图5-2 楼栋交换机分布情况5.3 物理设计5.3.1、路由器选择原则根据部门局域网的拓扑结构特点、应用及面临的安全隐患，我们将通过路由器、杀毒软件，实现网络安全隔离、网络监控措施、网络病毒的防范等安全需求，为部门局域网构建统一、安全的网络。A、通过一台路由器隔开外网（Internet）与部门局域网，路由器中我们设置了防御外部的第一道屏障。 屏蔽路由器对进出内部网络的所有信息进行分析，并按照一定的安全策略（信息过滤规则）对进出内部网络的信息进行限制。它能根据IP地址、UDP和TCP端口来筛选数据。B、汇聚层的三台路由器中设置扩展访问控制列表，对内网中的VLAN访问进行设置，使某些VLAN能访问哪些资源，某些VLAN不能访问哪些资源。5.3.2、物理设备清单：设备名称设备型号路由器Router-PT路由器Router-PT三层路由交换机3560-24PS二层交换机2920T-24二层交换机2920T-24二层交换机2920T-245.4、IP设计5.4.1、IP地址分配端口IP子网掩码路由器Router01/0172.16.4.2255.255.255.00/0172.16.2.1255.255.255.0路由器Router11/0172.16.3.2255.255.255.00/0172.16.2.2255.255.255.0交换机switch0VlanPCIP1（默认） PC2172.16.5.11（默认）PC3172.16.5.1交换机switch140PC4172.16.6.120PC5172.16.4.3交换机switch240PC6172.16.6.4交换机 Multilayer switch010PC1172.16.1.220172.16.4.130172.16.5.340172.16.6.35.5、路由设计在路由器上使用RIP动态路由协议，宣告直连网段，以及配置静态路由到达三层交换机上的非直连网段和配置到外网和部门局域网的静态路由。课程设计（论文）5.5 网络通信平台设备配置5.5.1 核心层设备选用图5-6 锐捷RG-7610交换机主要参数 传输速率: 10Mbps/100Mbps/1000Mbps/10000Mbps尺寸(mm) 480*440*496背板带宽: 2400Gbps交换方式: 存储-转发网络标准 IEEE802.3,IEEE802.3u,IEEE 802.3z,IEEE 802.3ab,IEEE 802.3ae,IEEE 802.3ak,IEEE 802.3an,IEEE 802.3x,IEEE 802.3ad,IEEE 802.1p,IEEE 802.1x,IEEE 802.1Q,IEEEE802.1D,IEEEE802.1w,IEEEE 802.1s交换机类型: 骨干级交换机传输模式: 全双工/半双工自适应VLAN支持:支持模块化插槽数: 10电源: 100VAC240VAC,50Hz60Hz环境标准 工作温度:040;工作湿 度:10%90%无凝结;存储温度:-4070;存储湿度:5%95%无凝结5.5.2 汇聚层设备选用图5-7 锐捷 RG-S2724交换机锐捷RG-S2724G网络参数网络标准IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3z、IEEE802.3ab、IEEE802.3x、 IEEE802.3ad、IEEE802.1p、IEEE802.1Q(GVRP)、IEEE802.1d、IEEE802.1w、 IEEE802.1x、IGMP Snooping v1/v2/v3网络协议IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3z, IEEE 802.3ab, IEEE 802.3x, IEEE 802.3ad, IEEE 802.1p, IEEE 802.1Q (GVRP), IEEE 802.1d, IEEE 802.1w, IEEE 802.1x, IGMP Snooping v1/v2/v3网管功能SNMP v1/v2C/v3, Web (JAVA), CLI (Telnet/ Console), RMON (1,2,3,9, SSH, Syslog堆叠功能不可堆叠锐捷RG-S2724G端口参数接口数量24个接口类型10/100/1000M电口, 复用的SFP千兆光纤接口锐捷RG-S2724G电气规格电源电压AC 176240额定功率40W锐捷RG-S2724G外观参数尺寸44026044 mm重量6kg5.5.3 接入层设备选用图5-8 锐捷RG-S192+交换机锐捷RG-S1926S+基本参数交换机类型增强型智能管理以太网交换机交换方式存储-转发背板带宽9.6Gbps包转发率线速端口结构固定端口MAC地址表8KVLAN功能最大256个, 支持4K VLAN透传锐捷RG-S1926S+网络参数网络标准IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x、IEEE802.3ad、IEEE802.1p、 IEEE802.1x、IEEE802.1Q、IEEEE802.1d网络协议IEEE802.3, IEEE802.3u, IEEE802.3x, IEEE802.3ad, IEEE802.1p, IEEE802.1x, IEEE802.1Q, IEEE802.1d网管功能Telnet, Console, Web堆叠功能不可堆叠锐捷RG-S1926S+端口参数接口数量24个接口类型10Base-T/100Base-TX RJ45端口锐捷RG-S1926S+电气规格电源电压160-240V额定功率15W锐捷RG-S1926S+外观参数尺寸44044240 mm5.6 设备列表表5-1 设备列表分类设备类型设备名称数量说明 互联设备核心层设备锐捷RG-76101核心设备具备路由功能防火墙锐捷 RG-WALL 1000对网络起保护作用汇聚层设备锐捷 RG-S272412每栋宿舍楼一台支持千兆网络接入层设备锐捷RG-S192+360每台交换机附加1个千兆模块当做向上级联口 服务器Web服务器戴尔PowerEdge T4101存放学校网站下载服务器1存放相关资料邮件服务器1为师生提供邮件服务数据库服务器1SAM系统认证提供数据支持SAM自助服务器1SAM提供服务SAM认证计费服务器1对学生上网进行认证和计费5.7信息安全审计与管理在网络上运行的软件需要通过网络收发数据，要确保数据安全就必须采用一些安全保障方式。5.71用户权限通过口令来实现目前，绝大多数应用仍采用口令来确保安全，口令需要通过网络传输，并且作为数据存储在计算机硬盘中。如果用户口令仍以原码的形式存储和传输，一旦被读取或窃听，入侵者将能以合法的身份进行非法操作，绝大多数的安全防范措施将会失效。所以用户口令需要采取加密方式存储和传输。5.7.2日志记录和分析完整的日志不仅要包括用户的各项操作，而且还要包括网络中数据接收的正确性、有效性及合法性的检查结果，为日后网络安全分析提供依据。对日志的分析还可用于预防入侵，提高网络安全。例如，如果分析结果表明某用户某日失败注册次数高达20次，就可能是入侵者正在尝试该用户的口令。5.7.3信息备份 信息备份方式：电脑部负责根据数据的重要性及保存期限等情况，为各类数据设定适当的备份方式。备份方式有：服务器备份、在线备份、光盘备份。信息备份频率：凡是采用日备份的，应采用循环覆盖方法，以节约存储设备；但每月要保存一份月末的完整数据。具体规定如下：序号备份内容备份部门备份频率备份地点备注1信息系统数据库备份电脑部每天1次；公司服务器对新增内容进行备份2各部门电脑上的重要文档数据电脑部每天1次公司服务器3邮件数据电脑部每天1次万网服务器4其它重要数据各部门按需按需为了加大数据备份的相对安全电脑部应定期（每年至少1次）通过光盘或其他存储设施做永久性备份。不同时期的各备份介质作好相应的编号及相关说明，并移交公司档案室存档。数据备份的保存：备份数据应妥善保存在安全可靠的地方，保存地点应能防火、防盗、防潮。数据备份的检查：电脑部应定期（每年至少1次）检查各类备份资料的情况，及时更新或销毁过期的资料，并作好检查记录；对损毁的备份资料，要及时与使用部门联系，共同研究补救措施和方法；对于到达资料保存期限的备份资料，应在得到经营负责人批准后及时销毁。5.7.4 灾害恢复计划1）硬件的灾害恢复：该政府部门应保存公司所有计算机、服务器及其辅助设备清单，具体可参见固定资产编号及台账管理制度。该政府部门应保留所有硬件的供应商目录及详细资料，一旦发生灾害，供应商在接到公司的通知后应在一定的时间内将设备配备到位。在与信息系统供应商签定的采购合同中，必须有相关备份与灾害恢复与技术支持条款，并要求供应商出具安全保密承诺书。计算机系统硬件受到破坏，使得系统无法正常工作时，各部门应及时将情况反馈给电脑部，并协助电脑部做好原因调查工作，属于设备供应商问题的，应追究设备供应商的赔偿责任。同时，该政府部门及时提出所需设备的采购申请，并将这些设备安装到公司事先指定备用办公地点或依据当时情况指定临时地点，以便尽快恢复正常业务。2