校园网络需求分析

1、西安科技大学校园网设计方案计算机科学与技术学院 信息与计算科学1101彭 佳 玲1108060101 2013年5月23日校园网络需求分析1.1 实施背景西安科技大学为了加快校园信息化建设，需要建设一个高性能的、安全可靠的校园网络，校园网建成后，要求能够实现校园内部各种信息服务功能，实现与教育网的无阻碍连通，同时提供宽带接入功能，以备主连接失效情况下的被用连接要求，能够实现校园办公自动化需求。1.2 网络应用需求 这方面的需求不同学校有着明显不同，大体都可以分为，教学、办公、服务这四方面应用。如对教学、科研方面的网络设计应考虑稳定、扩展、安全等问题；办公、服务等带宽是要着重考虑的方面，所以学校

2、应该根据自己的实际情况来考虑网络的结构，及安全问题。校园网在信息服务与应用方面应满足以下几个方面的需求：1. 学校主页。学校应建立独立的WWW服务器，在网上提高学校主页等服务，包括校情简介、学校新闻、校报（电子报）、招生信息以及校内电话号码和电子邮件地址查询等。2. 文件传输服务。考虑到师生之间共享软件，校园网应提供文件传输服务（ftp）。文件传输服务器上存放各种各样自由软件和驱动程序，师生可以根据自己需要随时下载并把它们安装在本机上。3. 校园网站建设（WWW、FTP、E-mail、DNS、PROXY代理、拨入访问、流量计费等）；4. 多媒体辅助点播教学兼远程教学：校园网要求具有数据、图像、

3、语音等多媒体实时通讯能力；并在主干网上提供足够的带宽和可保证的服务质量，满足大量用户对带宽的基本需要，并保留一定的余量供突发的数据传输使用，最大可能地降低网络传输的延迟。5. 校园办公管理；6. 学校教务管理；7. 校园通卡应用；8. 网络安全FIREWALL；9. 图书管理、电子阅览室；10. 系统应提供基本的Web开发和信息制作的平台。1.3 网络性能需求性能需求：有服务效率、服务质量、网络吞吐率、网络响应时间、数据传输速度、资源利用率、可靠性、性能/价格比等；根据本工程的特殊性，语音点和数据点使用相同的传输介质，即统一使用超5类4对双绞电缆，以实现语音、数据相互备份的需要；对于网络主干，

4、数据通信介质全部使用光纤，语音通信主干使用大对数电缆；光缆和大对数电缆均留有余量；对于其他系统数据传输，可采用超5类双绞线或专用线缆。校园网络系统设计原则系统设计原则采用先进成熟的技术和设计思想，运用先进的集成技术路线，以先进、实用、开放、安全、使用方便和易于操作为原则，突出系统功能的实用性，尽快投入使用，发挥较好的效能。本系统在软件配置和硬件设备，整个系统设计上依照以下原则确定。 先进性世界上计算机技术的发展十分迅速，更新换代周期越来越短。所以，选购设备要充分注意先进性，选择硬件要预测到未来发展方向，选择软件要考虑开放性，工具性和软件集成优势。网络设计要考虑通信发展要求，因此，主要、关键设备

5、以进口为主，但国内能满足要求的，尽量采用国产设备。超前性和先进性是每一个校园网建设期望达到的目标，但是随着计算机及网络技术的发展，先进的、新的网络技术面临着技术和产品上不十分成熟的问题，而原有的成熟的网络技术和产品又势必被新的技术所取代。网络设计的超前性是将校园网看成一个系统工程，不但要设计到它的产生还要设计它的发展和未来，将着眼点放在目前的应用系统及现有的技术并考虑以最小的代价来适应网络技术的不断的发展，使现有系统能够与业务需求同步增长，在系统规模急骤扩张中亦不需要重新进行系统规划与设计，并能够顺利、平稳地向更新的技术过渡。 实用性系统的设计既要在相当长的时间内保证其先进性，还应本着实用的原

6、则，在实用的基础上追求先进性，使系统便于联网，实现信息资源共享。易于维护管理，具有广泛兼容性，同时适应我国实际情况。 安全性目前，计算机网络都与外部网络互连互通日益增加，都直接或间接与国际互连网连接。因此，在系统方案设计需考虑到系统的可靠性、信息安全性和保密性的要求。 可扩充性系统规模及档次要易于扩展，可以方便地进行设备扩充和适应工程的变化，以及灵活地进行软件版本的更新和升级，保护用户的资料。目前，网络向多平台、多协议、异种机、异构型网络共存方向发展，其目标是将不同机器、不同操作系统、不同的网络类型连成一个可协同工作的一个整体。所以所选网络的通迅协议要符合国际标准，为将来系统的升级、扩展打下良

7、好的基础。 灵活性采用结构化、模块化的设计形式，满足系统及用户各种不同的应用要求，适应业务调整变化。 规范性采用的技术标准按照国际标准和国家标准与规范，保证系统的延续性和可靠性。 系统性项目开发必须按照系统工程的管理方法，有计划做实施。 综合性满足系统目标与功能目标，总体方案设计合理，满足用户的应用要求，便于系统维护，以及系统二次开发与移植。系统需求分析设计一个网络，首先要确定用户对网络的真正需求，其中包括分析原有网络现在面临的主要问题，并找出新的用户需求和未来的发展可能，在此基础上设计选择合适的网络结构和网络技术，建设满足需求的网络 随着银河网校教学及管理水平的不断提高，网络会发挥越来越重要

8、的作用，此外，未来的一些新的应用也对网络提出了支持多点广播的要求。为确保银河校园网建设和应用的成功，对网络方案的设计大致可归纳出以下的需求： l 高带宽为了支持数据、话音、视像多媒体的传输能力，在技术上要到达当前的国际先进水平。要采用比较先进的网络技术，以适应大量数据和多媒体信息的传输，既要满足目前的业务需求，又要充分考虑未来的发展。为此应选用高带宽的先进技术。l 高可靠性网络系统应具有高可靠性、高安全性，具体到本项目中，要求采用可靠性较高的产品和网络架构，在物理层、数据链路层和网络层等多个层次都有相应的技术，以最大程度的保证网络的正常运转。l 易管理、易维护由于银河网校的网络系统规模庞大，需

9、要网络系统具有良好的可管理性，网管系统具有监测、故障诊断、故障隔离、过滤设置等功能，以便于系统的管理和维护。同时应尽可能选取集成度高、模块可通用的产品，以便于管理和维护l 安全性网络系统应具有良好的安全性，要充分的保证网络的安全性，应该根据相应的管理制度和网络策略制定一套完善的安全政策，基于此安全政策，采用合适的技术手段，以达成目标，保证系统的安全性。l 可扩展性和可升级性系统要有可扩展性和可升级性，随着业务的增长和应用水平的提高，网络中的数据和信息流将按指数增长，需要网络有很好的可扩展性，并能随着技术的发展不断升级。l 高容错性在设计一个实用的容错网络时,有一些基本的原则。其中最重要的原则就

10、是将整个网络中所有重要的部分设计成全冗余的方式,使网络在其个别部件失效状态下仍然具有持续工作的能力。具体实施时可以采用错误恢复部件来将部件失效的可能性降到最小;网络节点采用矩阵拓扑结构使其具有强壮的恢复能力;避免出现单点失效的连接;坚持所选用的网络部件符合工业标准以满足保护投资和设备之间具有互操作性与可管理性的需求。l 符合国际标准选用符合国际标准的系统和产品，可以保证系统具有较长的生命力和扩展能力，满足将来系统升级的要求。IP Multicast网上培训和视频点播将越来越成为网络中重要的应用，并占用越来越多的带宽。由于这些应用往往是带宽需求较大的，所以在本项目中，网络系统应能支持IPMult

11、icast，可以减少网络中不必要的广播，节省主干的带宽。系统设计总述可扩充性和易维护性网络建设是一个连续的过程，要有良好的可扩充性和易维护性。为满足学校规模的不断发展、网上应用需求的日益增多，系统除预留的较充裕的性能余量外，还要拥有简单易行的扩充升级能力，满足未来的应用需要。系统可扩充性包括硬件系统的可扩充性和应用软件系统的可扩充性两个部分：硬件系统的可扩充性可以保证系统将来可以连接更多的计算机用户，为全校师生提供更多的网上服务，以及保证将来学校规模和应用量显著增加时，设备能平滑地适应系统操作要求，或能够通过设备升级方式保证系统的正常运行。软件可扩充性是指应用软件系统可以适应将来的系统的扩展和

12、信息量的扩大（如历史数据的累加、学校数据资料的增多等）。l 开放性选用开放的硬件和软件平台，以满足与其它系统互联、目前和今后学校规模扩大的需求：支持多种传输介质： 校园网络系统应能够适应诸如屏蔽双绞线(STP)、非屏蔽双绞线(UTP)、光缆等多种传输介质。支持多种主机互连： 由于系统互连全部采用国际标准的网络层通讯协议TCP/IP，所以具有很好的开放性，因为所有的主机系统生产厂商都努力使自己的产品遵循TCP/IP标准，所以可以很方便地实现多种主机的互连。l 采用Intranet技术根据当前计算机技术的发展潮流，结合一般校园网的设计要求，系统将采用Intranet设计技术。所谓Intranet技

13、术，即利用WWW技术的HTTP（超文本传输协议）输出基于页面浏览的信息。所有的程序界面、文字材料、图片、动画、声音甚至活动影象都可以存在于一幅超文本页面中。所有的程序（包括数据库和应用程序）都安装在服务器上，客户端只须启动浏览器（如 Microsoft 的IE 或Netscape的Navigator）访问服务器的主页，验证口令登录后，即可在浏览器的界面里进行相应的操作。Intranet技术的好处是：所有的数据和应用都安装在服务器上，系统受损的可能性降低，系统维护升级的工作量大大减少；系统修改升级后可以马上在客户端得到反映，不用修改客户端程序；可以更方便地与外部网络连接；图形化的用户界面，减轻了

14、用户的培训和操作量。网络总体设计网络三层结构设计校园网网络整体分为三个层次：核心层、汇聚层、接入层。为实现校区内的高速互联，核心层由1个核心节点组成，包括教学区区域、服务器群；汇聚层设在每栋楼上，每栋楼设置一个汇聚节点，汇聚层为高性能“小核心”型交换机，根据各个楼的配线间的数量不同，可以分别采用1台或是2台汇聚层交换机进行汇聚，为了保证数据传输和交换的效率，现在各个楼内设置三层楼内汇聚层，楼内汇聚层设备不但分担了核心设备的部分压力，同时提高了网络的安全性；接入层为每个楼的接入交换机，是直接与用户相连的设备。本实施方案从网络运行的稳定性、安全性及易于维护性出发进行设计，以满足客户需求。1.核心交

15、换机设备选型：NETGEAR GSM7224通常将网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供油画，可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应拥有更高的可靠性，性能和吞吐量。 ETGEAR公司的GSM7224交换机具有24个10/100/1000兆RJ-45自适应端口，4个Mini-GBIC SFP插槽，用户可通过四个SFP插槽方便地实现光纤连接。GSM7224具有48Gbps的交换能力，并可提供高达35.7Mpps的包转发。2. 汇聚层设备选型通常将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层，汇聚层交换层是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信

16、量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。整个校园共用4台汇聚层交换机，使用千兆光纤与核心交换机相连。3.接入层设备选型通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。4.防火墙选型：见表中的相关统计资料5.服务器选型：见表中的相关统计资料物理/链路层配置原则物理/链路层配置遵循下面的原则：1. 网络设备互连的物理端口都应该绑定端口的速率和全双工模式；2. 建议所有的Vlan都不要穿透核心层，所有的Vlan都将在汇聚层交换机上终结；3. 本

17、实施方案建议不要启用STP生成树协议，由于所有的Vlan都已在汇聚层交换机终结，在二层上并没有环路存在，故无必要启用；如果开启基于每个Vlan的生成树协议，广播报文将会很多，影响核心交换机性能和网络收敛时间；4. 所有核心层和汇聚层交换机之间的互连端口均设置为Trunk模式，但目前只容许互连Vlan通过，以应付将来有Vlan穿越核心层这种情况；5. 汇聚层交换机和接入交换机之间的互连端口设置为Trunk模式。 综合布线设计 标准化系统平台、网络协议、网络技术和网管标准均都遵循国际标准、国家标准或行业推荐标准. 结构模块化综合布线系统的接插元件，如配线架、终端模块等采用积木式结构，可以方便地进行

18、更换、插拨，使管理、扩展和使用变得十分简单、容易。 开放性综合布线系统采用开放式体系结构，符合多种国际上现行的标准，它几乎对所有著名厂商的产品都是开放的，并支持所有的通信协议。这种开放性的特点使得设备的更换或网络结构的变化都不会导致综合布线系统的重新敖设，只需进行简单的挑线管理即可。 可扩展性综合布线系统（包括材料、部件、通信设备等设施）严格遵循国际和国内标准，具有很好的可扩展性。无论计算机设备、通信设备、控制设备随技术如何发展，将来都可以很方便地讲这些设备连接到系统中去。综合布线系统灵活的配置为应用的扩展提供了较高的兼容性。 可靠性综合布线系统采用高品质的标准材料和组合压接的方式构成一套高标

19、准的信息传输网络。每条信道都采用专用仪器校核信道衰减、串扰、信噪比，以保证其电气性能。综合布线系统的星形拓扑结构使得任何一条线路故障均不影响其他线路的正常运行，同时为线路的运行维护及故障检修提供了极大的方便，从而保障了系统的可靠运行。 经济性综合布线系统与传统专属布线方式相比，是一种既具有良好的初期投资特性，又具有较高性能价格比的高科技技术。布线产品均符合ISO/IEC 1180和ANSI/TIA/EIA 568 A/B标准，可为用户提供安全可靠的优质服务。从功能上看，综合布线系统包括工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统，建筑群子系统。l 工作区子系统工作区指从由

20、水平系统而来的用户信息插座延伸至数据终端设备的连接线缆和适配器组成。工作区的UTP/FTP跳线为软线（Patch Cable）材料，即双绞线的芯线为多股细铜丝，最大长度不能超过5M。l 水平子系统水平子系统指从楼层配线间至工作区用户信息插座。由用户信息插座、水平电缆、配线设备等组成。综合布线中水平子系统是计算机网络信息传输的重要组成部分。采用星型拓扑结构，每个信息点均需连接到管理子系统。由UTP线缆构成。最大水平距离：90m（295ft）。指从管理间子系统中的 配线架的JACK端口至工作区的信息插座的电缆长度。工作区的patch cord、连接设备的patch cord、cross-conne

21、ction线的总长度不能超过10M。水平布线系统施工是综合布线系统中最大量的工作，在建筑物施工完成后，不易变更。因此要施工严格， 保证链路性能。布线系统的构成综合布线的水平线缆可采用五类、超五类双绞线、也可采用6类双绞线。甚至可以采用光纤到桌面。l 管理子系统在综合布线系统中对管理子系统的理解定义上各标准、厂商有所差异，单单从布线的角度上看，称之为楼层配线间或电信间是合理的，而且也形象化；但从综合布线系统最终应用-数据、语音网络的角度去理解，称之为管理子系统更合理。它是综合布线系统区别与传统布线系统的一个重要方面，更是综合布线系统灵活性、可管理性的集中体现。因此在综合布线系统中称之为管理子系统

22、。管理子系统设置在楼层配线房间、是水平系统电缆端接的场所，也是主干系统电缆端接的场所；由大楼主配线架、楼层分配线架、跳线、转换插座等组成。用户可以在管理子系统中更改、增加、交接、扩展线缆。用于改变线缆路由。建议采用合适的线缆路由和调整件组成管理子系统。管理子系统提供了与其他子系统连接的手段，使整个布线系统与其连接的设备和器件构成一个有机的整体。调整管理子系统的交接则可安排或重新安排线路路由、因而传输线路能够延伸到建筑物内部各个工作区。是综合布线系统灵活性的集中体现。管理子系统三种应用：水平/干线连接；主干线系统互相连接；入楼设备的连接。线路的色标标记管理可在管理子系统中实现。l 垂直干线子系统

23、垂直干线子系统由连接主设备间至各楼层配线间之间的线缆构成。其功能主要是把各分层配线架与主配线架相连。用主干电缆提供楼层之间通信的通道，使整个布线系统组成一个有机的整体。垂直干线子系统Topology结构采用分层星型拓扑结构，每个楼层配线间均需采用垂直主干线缆连接到大楼主设备间。垂直主干采用25对大对数线缆时，每条25对大对数线缆对于某个楼层而言是不可再分的单位。垂直主干线缆和水平系统线缆之间的连接需要通过楼层管理间的跳线来实现。垂直主干线缆安装原则：从大楼主设备间主配线架上至楼层分配线间各个管理分配线架的铜线缆安装路径要避开高EMI电磁干扰源区域（如马达、变压器），并符合ANSI TIA/EI

24、A-569安装规定。电缆安装性能原则：保证整个使用周期中电缆设施的初始性能和连续性能。大楼垂直主干线缆长度小于90M时，建议按设计等级标准来计算主干电缆数量；但每个楼层采用光纤作为主干网。大楼垂直主干线缆长度大于90M，则每个楼层配线间至少配置一条室内六芯多模光纤做主干。主配线架在现场中心附近、保持路由最短原则。l 设备间子系统设备间子系统是一个集中化设备区，连接系统公共设备，如PBX、局域网(LAN)、主机、建筑自动化和保安系统，及通过垂直干线子系统连接至管理子系统。设备间子系统是大楼中数据、语音垂直主干线缆终接的场所；也是建筑群来的线缆进入建筑物终接的场所；更是各种数据语音主机设备及保护设

25、施的安装场所。建议设备间子系统设在建筑物中部或在建筑物的一、二层，位置不应远离电梯，而且为以后的扩展留有余地，不建议在顶层或地下室。建议建筑群来的线缆进入建筑物时应有相应的过流、过压保护设施。设备间子系统空间要按ANSI/TIA/EIA-569要求设计。设备间子系统空间用于安装电信设备、连接硬件、接头套管等。为接地和连接设施、保护装置提供控制环境；是系统进行管理、控制、维护的场所。设备间子系统所在的空间还有对门窗、天花板、电源、照明、接地的要求。系统软件平台选型操作系统操作系统是计算机系统的一种系统软件，它用于管理计算机系统的资源和控制程序的执行，以提高资源利用率，并为用户提供强有力的使用功能

26、和方便的使用环境。操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从而起到连接计算机和用户的接口作用.选择一个合适的操作系统，既省钱、省力，又能大大地提高系统的效率，而盲目地上一个操作系统，往往会事倍功半，甚至会破坏原有的数据库和文件等。选择操作系统的准则网络操作系统对网络的性能有着至关重要的影响。选择了一个合适的网络操作系统,既省钱、省力,又能大大地提高系统的效率,而盲目地上一个网络操作系统,往往会事倍功半,甚至会破坏原有的数据库和文件等。 一、选择网络操作系统的准则 选择网络操作系统的准则,随着市场、技术及生产厂商

27、的变化而变化。在对原系统进行分析后,再考察网络操作系统的状况,主要考察点有: (1) 该网络操作系统的主要功能、优势及配置,看看能否与用户需求达成基本一致。 (2) 该网络操作系统的生命周期。谁都希望少花钱,多办事,因而希望网络操作系统正常发挥作用的周期越长越好,这就需要了解一下其技术主流、技术支持及服务等方面的情况。 (3) 分析该网络操作系统能否顺应网络计算的潮流。当前的潮流是分布式计算环境,因此,选择网络操作系统,当然最好考察这个方向。 (4) 对市场进行客观地分析。也就是说,对当前市场流行的网络操作系统平台的性能和品质,如速度、可靠性、安装与配置的难易程度等方面,进行列表分析,综合比较

28、,以期选择性能价格比最优者。 技术与服务 本公司长期以来一直致力于提供高质量、完善的支持服务，以确保用户的成功，其目的是通过公司提供的完备的支持服务，使得用户可以集中力量投入到自己的业务应用中去。1. 服务内容公司提供全面周到的服务，包括：系统设计安装调试客户培训售后服务支持设备保修 公司提供通常的网络设计、安装、维护支持外，还提供更高层的咨询服务等，以帮助用户排忧解难。2. 设计服务我们将提供全套设计方案，包括布线、网络结构拓扑设计、系统产品介绍、系统方案报价、技术咨询等。可根据用户需求随时进行项目的修改。我们的计算机网络布线集成设计将为您分析网络需求及发展方向，帮助用户设计出具有最佳性能价

29、格比的网络系统方案。主要包括以下方面：用户主机需求分析用户网络需求分析网络系统设计方案产品报价技术咨询3.场地检查 系统安装之前，将派人进行用户现场检查，对电源、地线、散热、温度和湿度及静电、防尘等设备和环境进行测试、勘察，以确认使否满足设备工作条件要求。4.系统安装调试在确认布线系统通过、网络安装条件成熟时，本公司工程师将进入现场安装调试系统设备。主要包括：提供机房的电源与环境指标要求检查用户机房是否符合主机网络系统的安装调试计算机系统现场安装调试中央交换机安装、配置、调试路由器安装、配置、调试网上节点的通讯测试异种机之间的网络连接和测试完整的网络文件档案和技术文档5.测试和验收 严格按照有

30、关技术标准和规范，以合同为依据，公司将配合和接受用户组织的全面100%严格测试，在系统正常工作后三个月内全力配合用户完成系统的考核与工程验收。在系统保修期内每季度执行一次系统例行检验。6.系统后期维护和支持针对已签合同，公司将根据用户具体问题提供详细而周密的技术服务，以确保用户的问题得到及时有效的解决，技术服务形式如下：电话咨询广电应确信免费提供每周5天/每天8小时不间断的电话支持服务，解答用户在系统使用、维护过程中遇到的问题，及时提出解决问题的建议和操作方法；远程在线诊断和故障排除在保修期内，对于电话咨询无法解决的问题，工程师经用户授权可通过电话线或Internet远程登录到用户网络系统进行

31、免费的故障诊断和排除；现场响应在保修期内，自收到用户书面的服务请求起48小时内，若以上两种服务形式仍不能解决问题，可派工程师赴现场进行免费的故障处理。和约服务若用户需要以上三种服务承诺之外的其他服务，可根据用户具体要求经双方协商签订服务和约，工程师将按照约定向客户提供服务；预防性维护服务就是一种典型的和约服务，即由用户委托本公司定期地进行现场视察，了解系统运行状况，及时防止系统运行的隐患，并使系统保持高效、合理的运行状态，从而保证用户能够安全、可靠地使用系统。原厂商服务用户可通过本公司或直接向原厂商购买收费服务。由于在技术资料、手段和备件供应方面的优势，原厂商可以向用户提供更加可靠的服务保障。

32、7.客户技术培训为了使客户具备基本的网络后期维护的专业知识，从而在对计算机系统的投资中获得最大效益，本公司负责想用户提供网络维护培训，由具有高度专业技术知识的网络工程师进行讲授。培训内容包括：网络管理软件调试配置及软件调试系统操作安装维护8.设备保修与软件升级 本公司将以合同为依据，以原厂商规定的服务承诺为基础，对所售出的产品和承担的工程承诺相应的免费保修。保修期内，公司负责维修和备件的免费更换。保修期外，将继续承诺收费服务。在系统软件保证期内及保证期后两年内，将免费为系统软件进行升级修正。 西安科技大学校园网设计工程预算工作区子系统工程材料清单（元）序号设备名称规格型号数量单位单价金额备注1六类信息模块MGS400BH-318160个426720CommScope2双孔斜口面板90个8720工作区子系统金额小计：7440元干线，配线子系统工程材料清单（元）序号设备名称规格型号数量单位单价金额备注16芯室内多模光纤5200 006A MRSL60米231380CommScope2六类四对非屏蔽双绞线1271004ASL8箱148011840CommScope3线缆保护管道50mm72支2115123m/支干线，配线子系统金额小计：26710元