校园网的规划与设计论文.docx

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校园网的规划与设计论文

郑州工业应用技术学院

课程设计

题目：

某校园网规划与设计

指导教师：

职称：

无

学生姓名：

学号：

专业：

院（系）：

2017年5月9日

摘要

自上世纪90年代以来，互联网在我国取得了飞速发展联网的计算机、上网用户和网站的数目逐年倍增。

各大专院校相继建立了自己的校园网。

Internet技术和现代教育的快速发展以及越来越紧密的结合使得校园网成为学校教育、教学和科研的重要平台。

校园网已成为各学校必备的重要信息基础设施，其规模和应用水平已成为衡量学校教学与科研综合实力的一个重要标志。

在某学院校园网目前的实际情况在充分调研的基础上，结合目前技术的发展方向和用户的实际需求，制订了学院校园校园网建设的整体设计方案。

通过校园网的设计与建设，实现真正意义上的宽带多媒体网络，为师生提供教学、科研和综合信息服务

目前,全球已进入信息化时代,实现校园信息化对一所学校的成功发展有着重要作用。

校园网建设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Intranet系统,对外通过路由设备接入广域网。

关键词：

校园网；协议；设备；无限局域网

第一章校园网络需求分析

1.1用户需求

按需求，实现校园内部资源共享。

通过建立学校主页、电子邮箱、FTP资源、办公系统以及视频点播等服务器，发布有关新闻、教学信息、建立学校、教师和学生之间的交流平台

（1）教室：

每个教室需要计算机接入网络，有利于教室上课的需要。

主要用于2#（教学楼）

（2）学生：

实现学生在寝室内上网的需求，上网下载，查看网页等的服务。

主要有男生5#，6#，7#，8#，9#女生2#，3#，4#。

（3）图书馆：

电子图书数据库及其查阅，管理系统，图书馆信息管理系统，电子阅览室，提供全校学生通过局域网进行图书的查阅。

（4）办公：

提供个院系办公的需求。

各院系办公室。

供学校管理校内的财务、人事和学生教师的信息等，行政楼。

（5）其他：

体育馆等。

1.2通信量需求分析

（1）宽带：

从网络中心到各个楼宇均铺设了多模光纤，带宽可以达到千兆每秒，各楼层到桌面采用的是超五类双绞线，带宽在百兆左右.

（2）吞吐量：

在网络高峰期，比如中午12：

00左右和晚上9：

00左右，上网人数比较多，发生冲突的可能性达到10%，这样吞吐量=90%*G（网络负载），其它时间的吞吐量几乎等于G

（3）主干网的流量负载

由电力学院教学楼2#到各宿舍为主，流量的统计分析：

学生寝室的网络流量比较大，由于学生大部分时间在寝室内上网，因此网络在11点之前的流量是比较大的，由于，学生在11点休息之后，由于只有部分学生的笔记本能提供上网服务，因此网络流量骤降。

而教室的流量只有当上课的有流量，可是流量远远小于寝室的流量。

1.3网络功能需求分析

（1）校园主干采用具有第三层交换功能的千兆位以太网，

（2）以满足广大用户的各种要求；支持IP多播（Multicast）与服务质量（QoS）或服务类型（CoS），

（3）满足远程教育的需求；支持虚拟网络（VLAN）。

1.4技术需求分析

（1）Vlan技术：

即虚拟局域网（VirtualLAN，VLAN），VLAN将广播域限制在单个VLAN内部，减小了各VLAN间主机的广播通信对其他VLAN的影响。

在VLAN间需要通信的时候，可以利用VLAN间路由技术来实现。

当网络管理人员需要管理的交换机数量众多时，可以使用VLAN中继协议（VlanTrunkingProtocol，VTP）简化管理，它只需在单独一台交换机上定义所有VLAN。

然后通过VTP协议将VLAN定义传播到本管理域中的所有交换机上。

这样，大大减轻了网络管理人员的工作负担和工作强度

（2）远程访问技术：

远程访问也是校园网络必须提供的服务之一。

它可以为教学办公用户和学生远程访问学校网站获取信息服务。

远程访问有三种可选的服务类型：

专线连接、电路交换和包交换。

在本工程案例设计中，采用专线连接（到因特网）和电路交换（到校园网）两种方式实现远程访问需求。

3防火墙技术与DMZ：

学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高，如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等可以通过分布式、集中式相集合的方法进行管理。

。

。

。

防火墙作为网络的第一道防线，应放置在外网和需要保护的校园内网之间。

这样，所有流入校园网络的数据流量都将通过防火墙，使校园内的所有客户机及服务器都处于防火墙的保护

1.5网络设计原则

（1）先进性：

以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音、视频等多媒体应用，用基于交换的技术替代传统的基于路由的技术。

（2）标准化和开放性：

网络协议符合ISO或IEEE、ITUT、ANSI等制定的标准，并采用符合国际和国家标准的网络设备。

（3）可靠性和可用性：

选用高可靠的产品和技术，充分考虑系统运行时的应变能力和容错能力，确保整个系统的安全与可靠。

（4）灵活性和兼容性：

选用符合国际发展潮流的标准软件技术，保证系统具备较强的可靠性、可扩展性和可升级性，确保系统能够与现有各厂商的网络设备、小型机、工作站、服务器和微机等设备的互连。

（5）实用性和经济性：

兼顾网络的实用性和经济性，着眼于学校的近期目标和长远发展规划，利用有限的投资构造性能价格比最高的网络系统。

（6）安全性和保密性：

接入Internet时，保证网上信息和各种应用系统的安全。

（7）扩展性和升级能力：

支持多种网络协议、多种高层协议和多媒体应用。

网络的构造设计应具有良好的可扩展性和升级能力，以备将来进行网络升级和扩展时，能保护现有的投资。

（8）网络的灵活性：

配合交换机与路由器支持的最先进的虚拟网络技术，整个网络可以通过系统配置，快速简便地将用户或用户组从一个网络转移到另一个网络，而无需任何硬件的改变，从而适应学校机构的变化。

同时能够通过平衡网络流量，提高网络的性能。

（9）可管理性：

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。

第二章网络拓扑结构设计

正阳职业技术学院现有网络采用ATM主干，其传输速率为155Mbps。

随着校园网用户数目与新的应用需求不断增加，特别是网上多媒体及远程教育应用的展开，对校园网主干带宽提出了新的更高的要求。

2.1主干网设计

（1）校园主干采用具有第三层交换功能的千兆位以太网（GigabitEthernet）以满足广大用户的各种要求。

（2）主干建设应能保护校园网的已有投资，要求与原有ATM校园网实施最佳连接，并提供新校园网的管理方案与管理策略

（3）支持IP多目广播（Multicast）与服务质量（Qos）或服务类型（CoS），满足远程教育的需要

（4）支持虚拟网络（VLAN）。

（5）网管软件应具备对接入层交换设备进行远程可操作的能力。

2.2.拓扑结构设计

在局域网中明确一点讲就是文件服务器、工作站和电缆等的连接形式。

现在最主要的拓扑结构有总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑以及它们的混合型。

总线型其实就是将文件服务器和工作站都连在称为总线的一条公共电缆上，且总线两端必须有终结器；星型拓扑则是以一台设备作为中央连接点，各工作站都与它直接相连形成星型；而环型拓扑就是将所有站点彼此串行连接，像链子一样构成一个环形回路；把这三种最基本的拓扑结构混合起来运用自然就是混合型了

2.3分层化设计

为了简化交换网络设计、提高交换网络的可扩展性，在校园网内部数据交换的部署是分层进行的。

校园网数据交换设备可以划分为三个层次：

接入层、汇集层、核心层。

在本工程案例设计中，也将采用这三层进行分开设计、配置。

考虑到地理位置和服务点等因素考虑到地理位置和服务点等因素考虑到地理位置和服务点等因素考虑到地理位置和服务点等因素，将网络中心设在综合实训楼楼，以实验楼为中心，用光纤连接到其它建筑物，构成长沙电力职业技术学院网光纤主干。

网络结构分成三层：

核心层、汇聚层、接入层。

考虑传输高速率和扩展的需求考虑传输高速率和扩展的需求考虑传输高速率和扩展的需求考虑传输高速率和扩展的需求，校园网整体采用光线传输。

网络主干采用6芯多模光纤。

网络中心到主建筑物结点采用六芯多模光纤连接，在全双工条件下传输距离可达两公里。

光纤布线采用星形拓扑结构，这样当过渡到ATM时，不需要重新布线可使整个网络保持原有的拓扑结构本校园网网络系统的设计采用层次化的设计方法，即核心层、汇聚层和接入层。

核心层：

将各分布层交换机互连起来进行穿越校园网骨干的高速数据交换。

实现数据包高速交换。

汇集层：

汇集层主要功能是汇聚网络流量，链路聚合、路由聚合，信号中继，负责将访问层交换机进行汇集，还为整个交换网络提供VLAN间的路由选择功能

接入层：

接入层利用VLAN划分等技术隔离网络广播风暴，提高网络效率，为所有的终端用户提供一个接入点

图2.3：

网络设计层次图

第三章无线局域网

3.1无限局域网的优点

（1）灵活性和移动性。

在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。

无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。

（2）安装便捷。

无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。

（3）易于进行网络规划和调整。

对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。

重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

（4）故障定位容易。

有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。

无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。

（5）易于扩展。

无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。

3.2无限局域网的不足

无线局域网虽然解决了有线局域网无法克服的困难，拥有很多优势，但与有线局域网相比，仍然有不足之处。

无线局域网速率较慢，一般容易受到干扰，功率受限。

现在用户最好只能是11mbps的速度发送和接受信息，移动能力较强的完全分布型无线局域网更是结构复杂、成本高并存在多路径干扰。

而且，由于无线网络的传输介质脆弱和WEP存在不足，导致了它除了具有有线网络的不安全因素外，还容易遭受窃听和干扰、冒充、欺骗等形式的攻击，安全性问题一直是无线局域网迫切需要解决的问题。

目前无线网络还不能完全脱离有线网络，无线网络与有线网络只是互补的关系。

尽管如此，我们也应该看到，无线局域网发展十分迅速，已经能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务，在医院、商店、工厂和学校等场合都得到广泛应用。

相信在未来，无线局域网将以它方便传输和灵活使用等优点取代有线局域网，成为网络技术中的“新领主”

3.3无限局域网的技术介绍

3.3.1扩频技术

扩展频谱通信（SpreadSpectrumCommunication）简称扩频通信，其特点是传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽。

扩频通信技术在发端以扩频编码进行扩频调制，在收端以相关解调技术收信，这一过程使其具有诸多优良特性：

抗干扰性能好：

它具有极强的抗人为宽带干扰、窄带瞄准式干扰、中继转发式干扰的能力，有利于电子反对抗。

如果再采用自适应对消、自适应天线、自适应滤波，可以使多径干扰消除，这对军用和民用移动通信是很有利的。

隐蔽性强、干扰小：

因信号在很宽的频带上被