西建大草堂小区的组网方案设计.docx

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西建大草堂小区的组网方案设计

摘要

随着网络的逐步普及，校园网的建设是学校向信息化发展的必要选择，校园网网络系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化教学、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供各种应用服务，使信息能及时、准确地传送给全校园。

计算机及其网络在教学、管理等方面为全校教师、科研人员、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境，引入教学、科研、管理和学习等各个领域。

校园网是把学校的教学楼、行政楼、图书馆、实验楼、宿舍楼、食堂等连接起来组成一个相互连接可以资源共享的网络。

真正实现校园一体化，共享化，便捷化，资源化。

期间也要注意网络安全性和成熟性，连接时还要使连接利于以后的功能扩充和技术升级

关键字：

校园网、网络系统、资源共享、信息化

目录

1绪论1

1.1设计简介1

1.2设计目的1

1.3设计内容1

2网络规划3

2.1需求分析3

2.2地理布局4

2.3用户设备情况5

3网络设计7

3.1网络组网方案的设计7

3.2网络拓扑结构的选择8

3.3网络传输介质的选择9

3.4网络组网设备的选择10

3.5网络操作系统的选择11

3.6校园网管理系统网络设计12

4网路实施13

4.1网络布线13

4.2设备选择14

4.3组网设备的连接方法及安装步骤14

4.4网络软件15

4.5子网划分16

4.6VLAN对IP地址的设置17

5网络的测试维护及网络的安全管理18

5.1网络安全分析18

5.2校园网安全的隐患18

5.3解决策略19

6可行性分析21

6.1技术可行性分析21

6.2经济可行性分析22

总结及收获23

参考文献24

1绪论

1.1设计简介

Internet技术和现代教育理念的紧密结合使校园网在高校中发挥着越来越重要的作用。

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；在网上宣传和获取教育资源；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；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；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。

1.2设计目的

通过对校园网的组网设计，能更好地巩固和加深对计算机网络的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

培养独立思考，深入研究，分析问题、解决问题的能力。

通过实际分析设计、调试，掌握计算机局域网的基本规程，以及协议的利用方法。

通过课程设计，培养学生严谨的科学态度，严肃认真的工作作风，和团队协作精神。

1.3设计内容

校园网的建设是一项非常复杂的系统工程，校园作为一个特殊的网络应用环境，它的建设与使用都有其自身的特点。

在选择局域网的网络技术时要体现开放式、分布式、安全可靠，维护简单的原则。

校园网是使用了局域网技术以及各种多媒体应用技术，并结合Internet应用等其它的技术来建设。

使得校园网能满足现代教学对信息处理的要求，使计算机的应用能对教学管理现代化起重要的促进作用，能实现信息查寻、教务管理，并与外部网络系统进行交流等多种需要。

其目的在于加深对OSI七层模型、TCP/IP模型的各层功能和设计思想的理解，掌握组建计算机网络的基本技术，特别是网络规划、路由器的基本配置，提高学生的应用能力和动手实践能力

2网络规划

2.1需求分析

校园网网络建设重点是利用结构化布线系统的先进的网络技术构筑学校公共信息网络平台。

包括基于Internet应用服务的信息发布、信息交换和查询、学校宣传、远程教育、电子图书、教学管理办公自动化，以及基于多媒体解决方案的多媒体交互式教学、视频点播等的应用需求。

校园网建设应包含网络中心、教学网的设计、办公网的设计、图书馆子网的设计、宿舍区子网及后勤子网等的设计、食堂子网的设计等基础网络设计。

网络系统总体设计目标是最大限度的满足应用系统的需求，与计算机及网络技术发展水平相适应。

由于网络系统对工作的运作与发展具有非常重要的作用，因此网络改造系统的先进性、可靠性、安全性、易维护、易升级等方面均有一定的要求，网络系统对先进性的要求是在计算机技术突飞猛进的今天，提供达几年甚至更长时间的可用性。

网络中心设计主要包括主干网络的设计、校园网与Internet的互连、远程访问服务等。

校园网建网的目的之一，是利用网络实现多媒体教学，如：

交互式多媒体课堂、电子阅览室、教师培训等。

多媒体教学的难点在于实现视频信号的传送（如VOD视频点播）。

目前在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟，但传送压缩后的视频数据确是可行的。

办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，能够实现对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作，同时，应该能够满足支持视频传送的要求。

图书馆子网的设计利用网络技术实现校园图书馆的管理是校园网建设的重要内容。

在学校的图书馆管理中充分利用网络技术主要用于实现以下功能：

图书查询和管理；通过IC卡可以对学校阅览室进行有效的管理。

宿舍区子网即在学生宿舍内部连网，用以直接浏览学校发布的信息及查阅一些电子文档资料；后勤子网覆盖范围较大，主要用途有食堂IC卡计费系统等。

综上所述，通过上述产品即可构建一个完整、先进、可靠的校园网络硬件平台，从而有利于校园网信息系统的使用、维护、扩充、升级，并能有效利用投资。

2.2地理布局

网络中心设在学府楼13栋，以学府楼为中心，选择星形拓扑结构，网络主干最好选用光纤，以便采用链路聚合技术及备份线路。

光纤布线采用星型结构，即由学府楼网络中心向其它建筑辐射。

建筑内部布线采用5类双绞线进行垂直和水平布线，如建筑物规模较大，也可部分采用室内多模光纤。

双绞线的接法采用EIA/TIA568B标准。

设计时要依据EIA/TIA568工业标准及国商务布线标准。

（1）主干网汇接各子网，形成中心交换

（2）子网通过交换机连接到主干网。

（3）网络中心的网络构成一个单独的子网，汇接到主干网。

（4）在网络中心进行集中控制和管理。

（5）每个子网按部门划分成多个工作组网。

（6）每个工作网划分成多个基层网段。

（7）在关键子网设立防火墙，防止来自内部或外部的恶意攻击。

（8）在完善的网络基础之上，提供基本的Internet服务。

垂直布线方式，垂直干线在电缆桥加上加以固定，五类双干线电缆走专门的弱电桥架，与专门的强电电缆分开。

水平布线采用五类双绞线，用于水平数据通信。

从管理间到学府楼部分的布线方式采用电缆桥架走吊顶，布线路由及进房间后信息插座具体位置视具体布局确定。

主设备间设在网络中心，是整个信息系统的中心，它是安放由许多用户共用的通信设备的空间，是整个楼群的主要布线区域所在地。

它包括网络接口、电话局电缆和用户建筑物布线系统交汇点网络系统的干线网络互联设备放置在此，外来的电话中继线延伸至主设备间。

其它各楼的设备间在各楼的顶层。

主设备间对环境的要求较高，所以要注意环境的选择与调节。

2.3用户设备情况

交换机：

可以认为是一种高性能的HUB，在选用硬件方面，由于交换机十分强调端口交换能力，内置交换模块，性能比集线器高出许多，采用交换机可以提高整个网络的性能；所以这里可以使用10/100Mb/s以太网和快速以太网自适应双速交换机。

它能自由地工作在10/100Mb/s速率下，不需要配置特殊的管理软件。

另一方面现在低端桌面交换机价格比较便宜，与集线器相比价格已经贵不了多少，所以可以采用桌面交换机。

因为在设计网络的时候采用了桌面交换机，所以网络传输速度比较快，能适应高速网络的发展，并且升级容易。

交换机通常还带有路由功能。

硬件，应配置有安全、稳定、可靠的专用服务器。

容量、I/O吞吐量应根据需要确定。

这里我们选择思科的交换机和路由器。

软件，全系统至少要配置下列功能的软件：

数据库服务；Web服务器；Vedio服务器；E-mail服务器；网管服务器。

根据实际情况和需求，选择WINDOWS2000作为文件服务器操作系统平台，采用随PC机自带的WIN98操作系统作为客户端软件。

Microsoft公司的WINDOWS2000操作平台是在PC和LAN（局域网）的基础上发展起来的32位操作系统，由于功能强大且易于使用，市场占有份额不断上升，这一产品与传统的Office办公系统如Word、Excel和PowerPoint一起，为信息发布，综合信息查询，信息交流提供了一个完整的解决方案。

通过上述产品即可构建一个完整、先进、可靠的校园网络硬件平台，从而有利于校园网信息系统的使用、维护、扩充、升级，并能有效利用投资。

3网络设计

3.1网络组网方案的设计

校园网系统应具有高可靠性，高稳定性，可扩展性，可维护性等特点。

本方案中选择使用千兆位以太网技术，主干为千兆网，实现各部门相连，100Mbps到部门，10Mbps到桌面，支持终端的移动。

网络主干由主干交换机和分布在各建筑中的主干节点及它们之间的光纤组成。

需要选择适当的高速交换机作为网络的主干核心，这关系到网络的整体性能和系统的灵活性。

主干网的选择要考虑带宽、可靠性、先进性等特点，要以当前及未来网络技术的发展和业务量的发展为基础，同时兼顾资金的承受能力。

以太网机制的即插即用使网络扩充容易，而且扩充成本较低；星形拓扑结构使主干具有良好的可靠性；线路交换的高带宽低延迟更符合现代计算机技术的发展对网络主干的要求，为容量的扩充留有充分的余地。

网络系统的设计采用层次化的设计方法，首先对整个网络的功能进行明确的划分，然后采用分层的思想将整个网络划分为若干层次，每个层次只承担一个或几个特定的网络功能。

由于每一层只完成少量的特定功能，从面使各层的设计变得相对简单，如网络设备功能或性能的定位、设备的选型更具针对性，同时也增加了网络的可扩展性。

层次化网络设计通常分为三层结构，即核心层、分布层（汇聚层）和接入层。

核心层主要为相互通信的节点提供高速优化的带宽传输，为提高核心层的传输速率，通常不在该层实施基于策略的包操作，也极少在该层布置主机，但常常为核心层提供必要的链路备份。

接入层也称访问层，主要功能为用户或工作组访问网络提供接入，在该层存在大量的局域网，设置和划分虚拟局域网，并可运用访问控制列表等技术来控制用户的数据传输。

分布层介于在核心层和接入层之间，通过提供基于策略的连接管理，实现接入层对核心层的可控制的访问。

分布层还可提供VLAN间路由、地址或路由汇聚功能，支持安全策略和广播/组播的定义。

3.2网络拓扑结构的选择

因校园网具有统一管理的要求，故局部拓扑结构为星状，整个网络成树状结构，网络中心是网络树的树干，网络出口相当于树根。

教学区、宿舍区、网络中心的汇聚交换机为树干。

整体设计遵照网络的三层结构：

核心主干网：

对整个校园网进行控制管理，以及控制与外网的连接。

为网络的核心。

部门级网段：

此网络方案中，包括教学区、宿舍区、网络中心、行政办公区和图书馆，通过千兆多模光纤与核心交换机进行连接，受核心交换机的管理，同时此网段对自己的区域具有独自管理控制权。

根据自己负责区域的需求，为基层网段提供相关服务和管理。

基层网段：

采用星型结构，以达到网络结构简单，建网容易，配置灵活，易于扩展的要求。

同时，各站点只和中央节点相连接，便于集中控制和管理，易于汇集各终端的信息和进行用户间的信息交换。

其基本拓扑结构如图3—1：

图3—1

3.3网络传输介质的选择

网络要求把各个独立的计算机连接起来的，这样就必然要求有一种介质将计算机连接起来，这就是传输介质，局域网的传输介质可分为有线介质和无线介质两种，一般情况下都是用有线介质的，因为它的稳定性高，连接可靠，无线介质只是在特殊环境下才使用的传输方式。

本方案采用双绞线和光钎，因为双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。

双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。

把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。

光纤是一种直接为50~100um的柔软的、能传导光波的介质，一般由玻璃制造。

光纤分为：

单模光纤（SingleModeFiber）和多模光纤（MultiModeFiber）。

单模光纤的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。

多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤，与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差。

3.4网络组网设备的选择

（1）主干网络采用华为LS-5624P千兆以太网交换机作为校园网的中心交换机，QuidwayS5624P-PWR以太网交换机,24个10/100/1000Base-T,4个comboSFP,自带两个堆叠口,1个模块插槽,全千兆智能弹性交换机是华为公司为设计和构建高弹性和高智能网络需求而推出的新一代以太网交换机产品。

（2）校园网与Internet的互连一般要求采用宽带接入网关路由器来实现校园网与Internet的安全互连。

但还是推荐采用局域网专线接入方式，此方式需要配备路由器等设备，租用专线DDN或帧中继（FrameRelay），也可申请ISDN专线并向CERNET管理部门申请IP地址及注册域名，以专线方式连入Internet，并提供防火墙、计费管理等功能。

本方案选用华为QuidwayR2509E路由器，它有2个同异步，1个8异步固定广域网接口，固定局域网接口适合10/100Base-T/TX，支持多种网络标准及协议（WAN，Ethernet，ISDN，FrameRelay，X.25）而且内置防火墙。

（3）远程访问服务采用联想LA－220和LA－240访问服务器，安装在本地局域网中。

（4）根据教学子网对速度要求较高的特点，可以采用F-engineS2216F全光百兆以太网交换机，它是全线速的二层交换，提供15.2Gbps的交换带宽、5.36Mpps的包转发率，为交换机所有的端口提供二层线速交换能力。

具有高可靠性httcom，完备的安全智能控制策略，完备的安全智能控制策略等功能。

在教学子网的软件方面，可选用的种类较多，如：

联想传奇（ParaSago）、电子教室、海航的电子阅览室、中教的课件制作系统等。

（5）办公子网采用华为2024C以太网交换机，它具有24口10/100M以太网电口,1个Console端口和2个百兆模块扩展槽。

（6）图书馆是一个相对独立的系统，我们采用华为16口的S1016以太网交换机，它提供了优良的每端口性能价格比，10/100Base-TX的接口类型，传输速率达10M/100Mbps。

（7）宿舍区子网及后勤子网对带宽的要求并不高，因此我们选用24口的华为S1024以太网交换机，10/100Base-TX的接口类型，传输速率达10M/100Mbps。

（8）食堂的工作相对比较简单，主要用于实现刷卡用餐、与后勤部联网操作等，因此可采用24口的SuperStackIISwitch3300交换机来连接。

综上所述，通过上述产品即可构建一个完整、先进、可靠的校园网络硬件平台，从而有利于校园网信息系统的使用、维护、扩充、升级，并能有效利用投资。

3.5网络操作系统的选择

校园网是使用了局域网技术以及各种多媒体应用技术，并结合Internet应用等其它的技术来建设。

使得校园网能满足现代教学对信息处理的要求，使计算机的应用能对教学管理现代化起重要的促进作用，能实现信息查寻、教务管理，并与外部网络系统进行交流等多种需要。

一个完整的校园网建设在实施过程中可以分成两个环节：

网络集成方案设计和信息系统集成。

其中信息系统集成是目的，网络集成是手段。

网络集成方案主要包括两个方面：

结构化布线与设备选择、网络技术及设备选型。

它的设计思想有两个，一个是网络方案采用模块化的设计，各个模块完成各自的功能。

在实施的过程中，可以根据需要将相应的模块添加到网络中，也可以不使用某些模块，在需要时候再添加。

同时，模块化设计容易维护，某个模块出现故障，不会影响到整个网络的安全。

另一个设计思想是采用层次体系，整个网络通过主干网连接起来，各个子网通过接口与主干网连接，实现各自的功能，在子网内部及与主干网进行数据通信。

本方案采用层次体系，整个网络通过主干网连接起来，各个子网通过接口与主干网连接，实现各自的功能，在子网内部及与主干网进行数据通信。

3.6校园网管理系统网络设计

校园网管理系统一般来说都具有以下功能：

系统登录——系统用户登录本系统必须进行身份校验，不同身份的网络用户对本系统具有不同权限的信息操作权，对系统的信息流程，学校可根据自身实际的业务流程自行设置。

成绩管理——包括与每次考试相关的成绩信息录入、修改、浏览、查询等功能，具有成绩管理功能操作权限的用户可输入、输出与成绩相关的信息，如可打印输出学籍卡片、单科成绩、学期成绩，也可以按指定条件（如学号、名次）进行排序后打印输出。

不同权限的网络用户只能对系统分配功能权限进行操作，若网络用户是学生，按照系统默认的权限设置只能浏览成绩信息，而不能对信息作出修改。

学籍管理：

包括新生信息管理、新生分班、学生信息管理等。

班级管理：

主要对学校班级信息进行管理，为跨学年提供进行自动升级操作，系统也可对部分学生作留级处理。

4网路实施

4.1网络布线

综合布线系统是建筑物或建筑群内的传输网络，它既能使话音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此连接，也能使这些设备与外部通信网络相互连接，包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连线点，与工作区的话音或数据终端之间的所有电缆，以及相关联的布线部件。

一个良好的综合布线系统对其服务的设备有一定的独立性，并能互连许多不同的通信设备如数据终端、模拟式或数字式电话、PC和主机以及公共系统装置。

楼群间子系统采用光缆连接，可提供千兆位的带宽，有充分的扩展余地。

垂直子系统则位于高层建筑物的竖井内，可采用多模光缆或大对数双绞线。

把管理区子系统并入设备间子系统，集中管理。

对于多幢楼宇，可采用多设备间的方法。

分为中心设备间和楼栋设备间部分，中心设备间是整个局域网的控制中心，内设有对外（Internet）对内通信的各种网络设备（交换机、路由器、视频服务器等），中心交换机通过光缆（地下直埋）与楼栋设备间的交换设备相连，以保证数据的高速传输。

在此设备间放置布线的线架和网络设备，端接楼内来自在各层的主干线缆，并端接连接网络中心的光纤。

楼内布线包括水平布线和主干布线。

水平系统采用超五类双绞线，楼宇采用暗装墙内的方式。

要想实现校园网络，则需要一个网络控制中心，而这个网络控制中心需要在学校的中心，因此把网络中心设在学府楼，以学府楼为中心，选择星形拓扑结构，网络主干最好选用光纤，以便采用链路聚合技术及备份线路。

光纤布线采用星型结构，即由学府楼的网络中心向其它建筑辐射。

建筑内部布线采用5类双绞线进行垂直和水平布线，如建筑物规模较大，也可部分采用室内多模光纤。

双绞线的接法采用EIA/TIA568B标准。

设计时要依据EIA/TIA568工业标准及国商务布线标准

4.2设备选择

根据网络设计方案完成设备的选择，各种设备的选择，首先应能满足网络方案中对设备的性能、配置要求，保证网络的正常运行，同时，设备的选择还应选用技术先进成熟的主流厂商的设备，保证设备的可靠运行，并可持续运行一般时间，同时可以获得良好的售后服务。

当然设备的选型必须在用户的经济能力可承受的范围内，注意经济性和实用性。

设备的选择还要注意到管理与维护的要求，设备所遵从的标准与协议，保证可与其它设备之间的配合和兼容。

设备选型尤其要谨慎选择主要网络设备，如主要交换机要注意端口数、背板速率、传输接口、各类引擎和扩展模块，交换机所支持的各种标准与协议、管理方式等。

只有完成设备选型，整个网络的预算方案才能确定。

校园网络由多种完成不同功能的网络设备组成，包括路由器、交换机、Internet接入设备、防火墙等以及各种服务器。

校园内部网络采用共享或交换式以太网，通过DDN、ASDL、ISDN／PSTN等方式，选择中国科研教育网接入到Internet，校际之间通过国际互联网的方式互相联接。

同时采取相应的措施，确保通讯数据的安全、保密，系统运行要安全、可靠、故障小。

4.3组网设备的连接方法及安装步骤

网卡：

由于局域网对服务器的要求是分高，所以服务器的网卡要能满足校园网中的所有需求，鉴于此可选用IntelEXPI9402PF型的千兆网卡用作服务器。

这是一款十分优秀的网卡，PCI-E的总线类型，支持IEEE802.3z网络标准，传输速率达到1000Mbps。

对于各办公室，实验室等的计算机网卡用百兆型的即可，比如使用IntelPILA8460M。

网线的选择:

对接入Internet使用光纤，学校的主干网用超5类UTP，其余用5类UTP即可。

各楼层交换机或集线器：

对于宿舍楼和教师楼可用智能集线器或者交换机，但目前市场上集线器已经较少，所以可以使用一般的交换机，比如可选用H3CS1526型号的10Mbps/100Mbps/1000Mbps自适应交换机。

4.4网络软件

（1）服务器操作系统：

由于美国Microsoft公司推出的网络操作系统WindowsNT具有与有着广泛应用基础的WINDOWS98\2000个人计算机操作系统相似的操作方法，易学易用，已拥有了越来越多的用户群。

大量的软硬件生产商为WindowsNT开发了许许多多的软硬件产品，也使得WindowsNT有着比较广阔的发展前景。

在目前情况下建议采用MicrosoftWindows2000以上版本。

（2）数据库软件:

建议采用SQLSERVER2003以上版本（建议用SQLSERVER2005或2008）。

（3）电子邮件系统：

可采用Microsoft公司的ExchangeServer,为简便使用也可采用一些共享软件如Sharemail、Imail等，这些软件都是基于标准SMTP/POP3/IMAP4/LDAP协议的邮件服务器软件，用户界面简单直观，非常易于管理。

（4）工作站其它应用软件：

文字处理、数据表格、图形处理、浏览器、电子邮件等都是经常使的软件。

（5）网页维护制作软件：

Macrosoft公司的FrontPage2000、Macromedia公司的Dreamweaver、Flash都是很好选择。

（6）多媒体课件制作软件：

Macromedia公司的Authorware、Director，洪图多媒体著作工作等都有着非常友好的界面，使用方便，拥有着大量的用户，推荐使用。

（7）校园办公管理用软件：

选用省教委统一推荐使用的“共创校园办公管理信息系统”网络版。

4.5子网划分

根据分析子网大概分为教学子网、办公子网、图书馆子网、宿舍区子网、后勤子网、食堂子网等。

教学子网对速度要求较高的特点，可以采用F-engineS2216F全光百兆以太网交换机，它是全线速的二层交换，提供15.2Gbps的交换带宽、5.36Mpps的包转发率，为交换机所有的端口提供二层线速交换能力。

具有高可靠性，完备的安全智能控制策略，完备的安全智能控制策略等功能。

办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，能够实现对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作，同时，应该能够满足支持视频传送的要求。

利用网络技术实现校园图书馆的管理是校园网建设的重要