南靖县第四中学校园网络设计

1、 毕业论文南靖县第四中学校园网络设计 现 学生姓名： 学号： 函授站点： 专 业： 指导教师： 摘 要 随着当代网络技术的飞速发展，数字化校园的建设已经成为高校信息化建设的首要任务和高校实现现代化的标志。如何有效地发挥现有网络设备的功能，提高网络的利用率，建设高水平、高性能的计算机网络系统，满足高校数字化校园建设的需求，成为我们面前的一个重要的研究课题。本文分析了我国现阶段校园网络建设现状，着重针对我校校园网络现在技术条件及现存主要问题进行了阐述。作者研究了Internet、校园网、计算机防火墙的产生、发展与基本概念，研究背景等；在数学意义上讨论了访问控制理论的实现机制等，着重对其意

2、义与策略进行了综合描述。根据校园网的性质和特征，结合我校现实状况，分析讨论了我校校园网建设的建设背景、设计原则、需求分析及总体规划，明确了我校校园网络规划需求。基于确定后的工程需求，作者进一步针对校园网络建设架构进行了深入研究，提出了校园网总体设计策略，进行了校园网分层设计、接口设计、网络协议选择、网络拓扑结构设计等核心技术设计；制定了详细的校园网IP及路由设计方案；提出了有针对性的网络安全设计思路。关键词： 校园网，防火墙，访问控制理论，虚拟局域网，IP地址1目 录摘 要II1 绪 论22 相关概述22.1技术知识概述22.2 南靖四中概述23 校园网建设需求分析与研究33.1 校园网建设背

3、景33.2 校园网设计原则43.3 校园网需求分析44如何建设校园网架构及核心设计64.1 校园网总体设计策略64.2 校园网核心技术设计64.2.1 校园网分层设计64.2.2 网络协议平台定制64.2.3 网络拓扑结构设计74.3 采用划分子网的VLAN技术74.3.1 VLAN的概念74.3.2 VLAN划分策略74.4 采用校园网IP及路由设计8结论与展望8参考文献IX致 谢IX1 绪 论校园网是计算机局域中发展最快的网络，是现代信息技术与教育思想的全面融合，是现代教育发展的方向，校园网络是我们实施教育手段信息化的有效载体。加强校园网络建设，提供电脑辅助教学的网络模式，在校园内部实现教

4、育资源的高度共享，是实施信息化教育手段的有效途径。校园网的建设和发展已经成为学校发展的重要基础设施，是提高学校教学水平不可缺少的支撑环境，也是衡量学校管理工作水平的重要标志，因此，校园网的建设是南靖县第四中发展中十分迫切的任务。通过建设和提高校园网质量，可以实现资源共享，提高学校管理水平。通过校园网，教师、学生和管理部门可共享计算机网络系统资源。可及时获得校园的最新信息，加快信息传播速度，能把各方面信息及时准确传递到决策层和各基层组织，大大加强学校办公自动化。此外，校园网的建设可以为改革教学方法、教学手段、教学工具、将计算机引入教学各个环节提供网络环境，为学校管理工作现代化和服务电子化以及通信

5、现代化提供重要的技术支撑平台。通过校园网络的建设，可使教师、学生和科研人员通过校园网综合利用全国和全球范围内的计算机网络资源进行学习和开展研究工作，便于获取最新学术信息，提高教学质量和科研水平，为培养高层次人才创造良好条件。校园网工程建设中主要应用了网络技术中的重要分支局域网技术，因此本课题将主要以校园局域网建设过程中可能用到的各种技术及实施方案为重点，并根据我校的基本情况为其设计一套高效、安全、可靠的网络系统集成方案。2 相关概述2.1技术知识概述本课题主要研究对象是我校校园网规划设计与安全策略，研究了Internet的产生、发展与基本概念，研究背景等；分析探讨了校园网这一典型局域网的概念、

6、结构及其原理、思路与应用应用等；针对计算机系统防火墙技术进行了研究，对计算机防火墙的概念、类型、特性、架构等因素，进行了详细分析；在数学意义上讨论了访问控制理论的实现机制等，着重对其意义与策略进行了综合描述。2.2 南靖四中概述XI中北大学成人教育学院××××届毕业论文3 校园网建设需求分析与研究在着手设计校园网或者计算机局域网时，其主要依据就是学校的网络需求及将要建设的网络系统的特点。通过对实际需要进行细致的分析，才能确定系统的总体目标和近期目标。需求分析是如何设计、建设和应用校园网的关键。在完成校园网的需求分析之后，就要对整个校园进行物理结构和逻辑结

7、构的设计，因此需求分析是具体设计校园网时首先要完成的工作 1 网络员必备宝典网络基础，王文寿 王珂 编著，清华大学出版社，2006.8。3.1 校园网建设背景为加快学校新校区的信息化建设，满足我校信息化需求，保证高质量、高效率地为学校师生及科研人员提供办公自动化、计算机管理、多媒体计算机辅助教学、科学计算、学术交流、资源共享及信息交流等全方位的服务，通过网络实现校园内外和国内外的教学、信息资源共享，学校及时启动了校园网建设改造工程。校园网的设计目标就是将各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园区内部的信息系统，对外通过路由设备接入广域网。具体而言这样的设计目标应该是：l

8、 建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托、技术先进、扩展性强、覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连；l 在网上宣传和获取教育资源；l 在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软、硬件环境；l 开发各类信息库和应用系统，为学校各类人员提供充分的网络信息服务；l 系统总体设计本着总体规划、分布实施的原则，充分体现系统的技术先进性、高度的安全可靠性、良好的开放性、可扩展性，以及建设经济性。从网络环境看，学校2000年只有机房拥有一个简单的局域网。2001年增加了ISDN专线，实现了机

9、房内学员可以上网。但由于带宽的限制，上网速度极其慢，只能供学员了解上网，学习一些简单的上网知识，办公机器全部是单机，上网只是通过modem拨号上网。2003年学校网站开通，对外宣传学校的办学项目，对内提供一些上课资料供学员下载。在2004年，利用财政资金的支持，为教师及招生培训部门配备了笔记本电脑，对员工开始有计划的进行计算机及网络的使用培训。2005年，学校开始建立校园网络，全校进行网络改造，重新布线，建立校园网，并在此基础上开通智能办公网络，开始尝试网上办公。2008年对校园网进行了部分升级，增加了硬件，实现了10m带宽的光纤接入。3.2 校园网设计原则为了建设好校园网，需要统筹规划、分布

10、实施，在校园网建设的初期一定要做好校园网的需求分析，设计好校园网的网络结构，作好设备选型。u 统一规划，分步实施，充分考虑未来需求，合理利用资金一方面学校资金并不很充足，不可能一步到位。另一方面，学校基础比较差，老师有可能意识不到计算机网络的用处，应用水平较低，即使安装了某些系统也利用不起来，因此需要分步实施。分步实施一定要在统一规划的前提下进行，如果缺乏统一规划，系统将会陷入相互不兼容或者前期投资浪费的情况。在这里还应特别注意系统实施的顺序：先调查用户需求，确定应用系统，再确定系统软件，最后根据需要选择合适的硬件，而不是先买来一堆设备再考虑怎么用。u 注重应用系统建设计算机网络要想发挥出它的

11、作用，必须有建立在它之上的应用系统。一个非常形象的比喻：网络就像路，而应用系统就像车，只修路但没车跑，路也不能发挥它的作用。因此学校必须根据自己的实际情况，选择恰当的应用系统。u 强调培训教职员工是校园网的使用者，员工的计算机应用水平直接决定了校园网使用情况的好坏。因此，学校在建设校园网的同时还要加强对员工的分级培训。u 保证可管理性校园网投入使用后，应具有良好的管理功能，并且管理工作量相对较小，权限级别清晰、安全。u 保证可靠性和易用性由于学校的计算机网络的应用水平并不是非常专业，故整套系统应从使用者角度出发，应结构清晰、简单易用、性能稳定。3.3 校园网需求分析根据建网原则和需求分析，我校

12、校园网建设工程主要涉及以下几个方面：（1）校园网的整体规划，将整栋楼内所有信息点的网络连通。（2）建设与Internet的接入平台，实现校园网与市教育培训部门、Internet/Intranet的连接，从而为资源获取与共享，校际互连，远程教育打下基础。（3）建设学校内部的教育资源库，为今后的教学应用打下基础。（4）建设电子备课室，为教师提供上机实习、课件制作、培训学习的环境。（5）建设基于校园网基础环境下的教学应用环境，如：多媒体网络教室、多功能教室以及教学视频点播系统，实现在普通教室环境下的多媒体网络教学。（6）建设实用的网络化学校管理应用平台，实现诸如教师档案管理、教务管理、学生学籍管理、

13、成绩与考试分析、考务管理、教师考核评价管理等常用管理工作。4如何建设校园网架构及核心设计本章从校园网设计策略、网络核心技术设计及其安全设计思路等方面对我校校园网如何合理科学规划与设计进行了研究，旨在探索提高我校校园网便捷性及利用率的有效途径和方法。网络员必备宝典Windows Server 2003网络管理，王文寿 王珂 编著，清华大学出版社，2006.84.1 校园网总体设计策略校园网络的设计，我们需要从以下几个方面考虑：该网络系统的稳定性，可扩展性、维护成本、应用系统和网络系统的配合度，与Internet的连接，可接受的建设费用。以下为建议的设计原则。（1）选择高带宽的网络设计校园网络应用

14、的具体要求，决定了利用高带宽网络的必然性。多媒体教学包含声音，图像和动画的大量信息，需要网络通信带宽的支持。因此，校园网应尽可能采用最新的高带宽的网络技术。（2）选择可扩展的网络架构校园网络的用户数量，网络计算机的数量逐步增加，网络技术正在迅速改变，新科技产品不断涌现。在资金相对紧张的前提下，建议校园网尽可能采用当今最新的网络技术，并且要一步一步地实施，在校园网建设应该是一个渐进的过程。（3）充分共享网络资源互联网的核心目的是共享计算机资源。不仅可以实现网络的文件、数据共享，而且可以对一些外围设备实现网络共享，如打印机共享，互联网接入，共享，存储测试设备共享。4.2 校园网核心技术设计4.2.

15、1 校园网分层设计在局域网的传统设计中，是将基本网络职能和服务放在网络的中心，并将共享带宽放在用户级。随着网络技术的迅速发展和网上应用量的增长，分布式的网络服务和交换已经移至用户级，由此形成了一个高速大型网络的分层设计模型。这种分级方法被称为“多层设计”。4.2.2 网络协议平台定制目前网络操作系统有Unix、Windows 2003、Netware等几种。Unix/Linux系统是一种在国际Internet网络上及大、中、小型机上广泛采用的系统。具有安全、稳定、高效、开放、不易受病毒感染的优点，是大型网络的理想操作系统；但对维护及开发人员的要求较高。Windows2003操作系统是近年来迅速

16、发展、并已成熟的网络操作系统，全面支持Internet，具有大量的第三方应用软件，而且目前主流版本都具有与Windows相同的图形界面，对系统的管理和维护非常方便和直观，非常适合于中小型网络。Netware最初以IPX为基本协议，后来支持IP协议，特别是Intranet Ware版本已全面支持Internet，但最终的发展情况尚不明朗。因此，操作系统采用Windows Server 2003操作系统。Web服务器选用Tomcat 6.0；校园网的后台关系数据库选用Oracle 10g。计算机网络（第4版），Andrew S.Tanenbanum 著，潘爱民译，徐明伟审，清华大学出版社，2005

17、.7在网络协议方面，现在流行的有TCP/IP、IPX/SPX、NETBEUI、AppleTalk等，现在大、中型网络以及Internet网络上，基本都使用TCP/IP网络互连协议。因此，从标准化、开放性以及发展的需要考虑，我们采用TCP/IP协议。4.2.3 网络拓扑结构设计根据校园局域网建设的基本要求和北京市电子工业干部学校具体情况设计的性能价格比最优的方案，为节约学校资金的前提下，在网络性能和可靠性上提供足够的保证。网络采用星形拓扑结构，网络中心设置一台骨干交换机，各楼层边缘交换机用光缆接到骨干交换机。为便于网络管理和划分VLAN。网络交换设备可采用目前市场广泛使用的美国CISCO公司的产

18、品。校园网拓扑图4.3 采用划分子网的VLAN技术4.3.1 VLAN的概念虚拟局域网暨VLAN（Virtual LocalArea Network），是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中，但主流应用还是在交换机之中。李波,杨红.Red Hat Enterprise Linux 服务器配置与应用.人民邮电出版社,20064.3.2 VLAN划分策略l 按业务种类划分VLAN在VLAN规划前，将全校各部门的专业实验室、计算机房、多媒体教室、语音室、工作室、校级服务器、部门服务器等的现实情况和发展规划调查清楚。通常

19、，所有专业实验室划在同一个VLAN，一个实验室的所有计算机同一个VLAN，一个办公区的所有电脑同一个VLAN等等。l 按部门划分VLAN同一个办公区的电脑划在同一VLAN上，这里不包括专业实验室、计算机房、多媒体教室、语音室、工作室等场所的电脑。各系部门置在自用场所而非托管的服务器(群)，不为其另外配置一个VLAN。l 建筑物边界与VLAN边界重合将一栋建筑物换分成一个VLAN段，并根据楼栋内用户数量将给各虚拟子网配置lP地址，如一栋楼内用户数量较多可考虑一栋楼内划分多个VLAN，如一栋楼内用户数量较少可根据实际情况考虑多栋楼公用一个VLAN。表1 VLAN 配置表位置VLAN ID网络地址子

20、网掩码VLAN接口地址宿舍楼VLAN 1010.2.8.0255.255.255.010.2.8.1图书馆VLAN 2010.4.0.0255.255.0.010.4.0.1办公大楼VLAN 3010.3.0.0255.255.0.010.3.0.1家属楼VLAN 4010.6.0.0255.255.0.010.6.0.1教学楼VLAN 5010.7.0.0255.255.0.010.7.0.14.4 采用校园网IP及路由设计在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，下文就网络规划中IP地址方案设计进行一些讨论，并给出一个IP地址的设计事例。在因特网上，每个主机系统必须有地址，才能进行通信的定位。所谓IP地址，是指分配给连