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09011407王森

毕业论文（设计）

题目：

学校园区网络设计方案

学生姓名王森学号09011407

班级090114

专业计算机网络技术

分院信息分院

指导教师李璐璐

2011年4月2日

摘要

随着信息技术的迅猛发展，校园现代化和信息化的建设，已经成为培养二十一世纪全面发展的综合人才的必备条件。

作为高新技术试验基地和人才培养摇篮的学校，更是掀起了一股校园网建设的热潮。

中小学校园网的建设就是建立在校园内的一个模拟的Internet环境及建立在网上的多媒体网络应用，现就结合本地实际，充分利用现有资源，建设校园骨干网络谈谈我的一些实施方案。

关键字：

校园网络、设备选型、网络技术、综合布线

Abstract

Withtherapiddevelopmentofinformationtechnology,thecampusmodernizationandtheconstructionoftheinformatization,hasbecomethetrainingtotheoveralldevelopmentofthe21stcenturythenecessaryconditionsofthecomprehensivetalents.Asahighandnewtechnologytestbaseandtalenttrainingcradleschool,moreopenawaveofcampusnetworkconstructionboom.MiddleandprimaryschoolistosetuptheconstructionofnetworkinthecampusofasimulatedInternetenvironmentandtheestablishmentoftheonlinemultimedianetworkapplicationiscombinedwithlocalactual,makefulluseofthepresentresources,theconstructionofcampusbackbonenetworktalkaboutsomeofmyplan.

Keywords:

Campusnetwork,equipmentselection,networktechnology,integratedwiring

摘要

Abstract

绪论1

第一章项目概述2

一、建设目标2

二、项目建设原则2

三、方案设计原则2

第二章用户需求分析5

一、基本需求描述5

二、信息点分类统计5

（一）、信息点分类统计5

四、技术实现分析7

（一）、综合布线设计要点7

（二）、计算机网络平台设计要点7

第三章综合布线系统设计9

一、综合布线概述9

（一）、工作区子系统9

（二）、水平布线子系统10

（三）、管理子系统10

（四）、干线子系统10

（五）、建筑群子系统11

（六）、设备间子系统11

二、结构化综合布线总体设计11

第四章网络平台设计13

一、信息流分析13

二、网络技术选择13

（一）、主要的高速网络技术13

（二）、千兆以太网络13

三、交换机选型与配置14

（一）、核心交换机14

（二）、汇聚层交换机15

（三）、二级交换机15

四、服务器选型与配置16

（一）、WEB服务器16

（二）、FTP/Mail服务器17

（三）、数据库服务器17

（四）、VOD/AOD服务器17

（五）、课件服务器17

五、系统供电、地线及接地安全18

六、网络拓扑结构18

七、IP地址规划19

（一）、IP地址规划原则19

（二）、IP地址规划方案20

八、VLAN规划21

（一）、VLAN划分策略21

（二）、VLAN划分方案21

九、校园网络平台功能22

（一）、网络安全概念22

（二）、安全系统设计原则23

（三）、安全风险与防范23

（四）、安全管理的原则性建议24

第五章设备配置清单26

总结28

参考文献29

绪论

本设计方案不仅在技术上体现出符合校园网发展方向的先进性，更重要的是突出体现了面向应用、以应用为核心的设计理念。

建设校园网的核心目标就是应用。

中小学校园网应用的关键就是多媒体技术在基础网上的应用。

因此本文以一套非常先进的多媒体综合校园网系统，该网络首先是建立一个高速、先进的以太网平台，将多媒体教学网、智能有线广播网、数字化电子监考系统等多网合为一体，很好地解决了校园网在教学、备课、课件制作、资源共享等应用问题。

系统采用模块化的结构设计，各子系统结构相对独立、功能充分互补。

系统建设既可全面上马、一步到位，亦可根据学校的资金及需求情况分阶段建设或选建部分子系统。

无论是一步到位还是分步实施，整个系统都能有机配合、功能互补，协调一致。

不会造成重复建设或系统冲突，非常适用于从全局出发、从长远规划角度出发进行校园信息化建设的学校用户。

本方案以“建网、建库、建队、建制”为主导思想，吸取了普教行业多所重点中小学成功校园网的优点，提供了一个整体的校园网规划和解决方案，我对每一部分都做了特别设计，最大限度地贴近学校日常的应用需求，虽然我尽量考虑了其中的每一个细节，但疏漏之处仍会在所难免，敬请有关领导和专家审阅，并提出宝贵意见和建议。

第一章项目概述

一、建设目标

在统筹规划的基础上，根据校园的楼宇（层）分布情况和各种信息点的布局安排，设计和建设好综合布线系统；构建一个先进实用的计算机校园网络平台；建设一个多网合一、全数字多媒体教学综合应用系统。

通过校园网与CERNET、Internet联网，实现学校的对外信息交流。

将现代教育技术综合应用于学校的教学和管理；加快学校信息化建设的步伐和北大附中远程教育技术的应用力度；实现学校跨越式发展，全面实施素质教育，提高学校的教育质量。

二、项目建设原则

学校的信息化建设是学校一项长期的、根本性的、战略性的建设，一般都包含多个系统。

大多数学校都难以一次投资全部完成。

各个系统（含子系统）又互相有联系、或可以公用线路、设备。

如果各自独立设计、建设，没有整体规划，就很有可能造成重复投资、浪费设备。

本方案所设计的系统（含子系统）都是相对独立的系统，可以一次全部上马，也可以根据学校投资能力，分期分批实施。

（综合布线系统最好先上马，且一次布线完毕。

）

因此，关于学校的信息化建设，我们建议采用以下建设原则：

全面规划、统一设计、一次布线、分期实施、注重应用、速见效益。

三、方案设计原则

（1）先进性与实用性原则

采用的技术应是业界先进的，选用的设备和软件应是国内外著名厂商的主流的、先进的产品，但又不盲目追求高、洋、全。

适应学校投资能力，既先进有实用。

能满足性能要求，易于操作、管理和维护。

易于学习、掌握和应用。

人机界面友好。

应用环境良好。

（2）标准化与开放性原则

选用的设备、软件和通讯协议符合国际标准或工业标准。

由于学校的与信息化建设有关的楼栋早已经建成，不能完全采用结构化综合布线标准，但应尽量靠近标准。

要使网络硬件环境、软件环境、通讯环境、操作平台与高层应用系统之间的相互依赖性减至最小，便于发挥各自的优势。

（3）开放性体现在以下方面

·能适应计算机硬、软件技术的迅速发展。

·硬件上简便的重新组合能够支撑新环境要求和适应新技术的发展。

·底层应用系统支撑软件的版本升级对高层应用系统的影响应局限在可控制的范围内或无影响。

·能适应学校管理体制和组织结构的变化。

·能采用VLAN（虚拟网络）技术划分网络。

·应用系统能适应用户发展的新要求，易于修改和扩展新功能。

（4）可靠性与安全性原则

采用最新的各种容错技术，使网络系统有较高的可靠性。

系统对各级网络有监测和管理能力。

采用划分虚拟网段、子网隔离、“防火墙”等安全控制措施。

主设备能进行在线修复、更换和扩充。

主设备专线UPS供电。

楼内供电线路有良好的地线。

网络通讯线路在楼外一律采用光缆。

电力线路应有防雷电措施。

（5）经济性与可扩充性原则

在达到总设计目标的前提下，争取高的性能/价格比，力争少花钱，多办事。

校园网应有良好的可扩充性，随着网络技术的不断发展和增加新的任务、扩充新的能力，系统应能方便升级且能最大的限度保护现有的投资。

（6）方案设计依据标准

网络设计和网络设备符合以下标准：

·IEEE802.310Base-T网络标准

·IEEE802.3100Base-T快速以太网标准（包括三种传输介质指标100BaseTX、100BaseT4、100BaseFX）

·IEEE802.3x1000Base-T千兆以太网标准

·LANEmulationV1.0局域网仿真标准

·MPOA标准

·CCITTISDN综合业务数据网络标准

（7）通讯协议标准

网络层和传输层TCP/IP协议并兼容IPX、X.25等协议，支持PPP和SLIP协议。

（8）布线和电气安装标准

方案设计中靠近以下标准：

·中国电气设计规范

·工业电气设计规范

·GB/T50311－2000建筑与建筑群综合布线工程设计规范

·ANSIEIA/TIA607民用建筑通讯接地标准

·ANSIEIA/TIA-568A商务建筑布线标准

·ANSIEIA/TIA-569A商务建筑通道标准

·ANSIEIA/TIA-606商务建筑布线系统文档建立标准

·EIA/TIATSB-67商务建筑布线系统测试标准

（9）网络管理标准

符合IETFSNMP简单网络管理协议。

第二章用户需求分析

一、基本需求描述

综合考虑校园近期规划和长远发展，建议本设计方案应认真满足以下基本的功能需求。

（1）校园综合布线系统。

对该系统应统筹规划，能容纳校园当前和今后信息化建设的各种应用，全面实施该系统，由于成都市方联高级中学大部分楼宇属于新建，且校园绿化和路面硬化工程还未完全实施，所以为了保持学校整体布局的美观，建议出楼光纤全部采用地埋方式。

（2）计算机网络平台建设。

能实现与CERNET、Internet联网，提供WWW、FTP、E-mail、BBS等各种网络服务。

网络平台应有足够的带宽和很高的速率，为视频、音频等多媒体的应用提供一个良好的网络环境。

二、信息点分类统计

（一）、信息点分类统计

本次设计共涉及20座楼宇：

4栋宿办楼、1栋综合办公楼、东西2栋辅助办公楼、1栋教工食堂、东西4栋主教学楼主教学楼、1号综合实验楼、2号综合实验楼、1栋图书馆、1栋学生食堂洗浴中心、4栋学生公寓楼。

所以，本次总计布线信息点为：

1196个。

各个楼的信息点统计及初步规划见以下各表。

信息点分布统计总表

场合或楼名

详细信息

信息点数量

配线间位置

教工宿办楼

1号宿办楼

该楼2楼

2号宿办楼

该楼2楼

3号宿办楼

该楼2楼

4号宿办楼

该楼2楼

共计：

151

办公楼宇

综合办公楼

103

该楼2楼

东辅助办公楼

东辅助办公楼2楼

东辅助办公接待中心

东辅助办公楼2楼

东辅助办公服务室

东辅助办公楼2楼

东辅助办公房间

东辅助办公楼2楼

教工食堂

东辅助办公楼2楼

网管4台,预留5个

西辅助办公3楼

校园监控系统

西辅助办公3楼

1台WEB服务器

西辅助办公3楼

西辅助办公楼

西辅助办公3楼

共计：

258

教学区楼宇

东主教学1号楼

该楼2楼

东主教学2号楼

该楼2楼

西主教学1号楼

该楼2楼

西主教学2号楼

该楼2楼

综合实验1号楼

该楼2楼

综合实验2号楼

该楼2楼

共计：

图书馆

图书馆主体楼

图书馆2楼

图书馆借阅台

图书馆2楼

图书信息查询

图书馆2楼

图书馆还书台

图书馆2楼

图书馆多媒体查询

图书馆2楼

图书馆导向查询

图书馆2楼

电子图书阅览室

图书馆2楼

共计：

78（图书馆10个预留）

学生生活区

学生公寓楼1-4号楼

600

每栋学生公寓2楼

学生食堂、洗浴中心

该楼2楼

共计：

620

总计：

1196

四、技术实现分析

针对以上用户需求，我们从几个方面考虑方案设计的要点：

（1）在技术上要合理、准确、全面、完整实现校园网络的需求

（2）充分考虑校园网络将来的发展，预留扩展空间

（3）兼顾学校的现实情况，尽可能学校利用已有的资源

（4）设备选型恰当、价格合理

（一）、综合布线设计要点

设计一个完整的布线方案，一次将所有需要的线统一设计。

考虑目前的技术发展现状与应用需求情况，设计中遵照信息传输以千兆为主干，百兆到桌面的原则。

凡是楼宇之间有需要连接的数字数据网信息点或多媒体教学信息点，楼宇之间应以光纤连接，距离小于500米应该用多模光纤，距离大于500米而小于5000米应该用单模光纤（超过5000米属于广域连接）。

出楼就用光纤连接，可以有效的防止雷电破坏设备和干扰，并且保证千兆主干容量。

由于用户的楼内信息点之间的距离一般均小于100米，应采用超5类双绞线，不仅能满足当前的需求，也能满足今后的需求。

（二）、计算机网络平台设计要点

根据校园楼宇的分布情况、信息点的需求、用户对网络功能的需求，需构建一个高速的计算机网络平台，以使数据信息、视频信息、音频信息都能无障碍的传输和处理。

选择网络主干为千兆光纤以太网，百兆以太网到用户桌面。

为了提供网络管理和基本的网络应用系统，如WWW、FTP、E-mail、BBS等各种网络服务，需要配置相应的服务器。

为了能实现与CERNET、Internet联网，必须配置相应的路由器。

第三章综合布线系统设计

由于综合布线属于学校信息化建设的一项基础内容之一，所以在网络环境构建中属于首要考虑的项目，和学校的楼宇建设一样，综合布线和网络平台建设都属于网络建设中的基础建设，所以在本次项目建设中是整体性解决方案的一个重点环节。

一、综合布线概述

智能化建筑通常具有四大主要特征，即楼宇自动化（BuildingAutomation,缩写BA）、通讯自动化（CommunicationAutomation,缩写CA）、办公自动化（OfficeAutomation,OA）、布线综合化。

结构化综合布线系统（StructuredCablingSystems,缩写SCS）采用模块化设计和分层星型拓扑结构。

它能适应任何大楼或建筑物的布线系统。

其代表产品是建筑与建筑群综合布线系统（PDS）。

PDS一般采用模块化设计和物理分层星型拓扑结构，传输语音、数据、图像以及各控制信号。

综合布线系统是一个组合压接方式、模块化结构、星形布线并且具有开放特征的布线系统。

它包括工作区子系统、水平布线子系统、管理子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间子系统、如图所示。

（一）、工作区子系统

工作区子系统又可称为服务区子系统（Coveragearea），它由RJ-45插座和其所连接的设备（终端或工作站）组成。

综合多媒体的工作区子系统包括用户跳线与信息出口：

（1）对于所有直接做到信息终端的数据和语音信息点，我们选择了超五类信息模块，安装方便简单，这对维护保养极其重要。

（2）该模块的端接点具有并接功能，可进行在线测试和电话串接。

（3）信息插座面板具有标识，以色标和编号表示插座类型以及所在区。

（二）、水平布线子系统

水平布线子系统也称为水平子系统（Horizontal）。

水平布线子系统是整个布线系统的一部分，它由RJ-45插座开始到管理子系统的配线架,结构一般为星形。

它与干线子系统的区别在于水平布线子系统总是在一个楼层上，并与信息插座连接。

在综合布线系统中，水平子系统由4对UTP（非屏蔽双绞线）组成，能支持大多数现代化通信设备。

如果需要某些宽带应用，可以采用光缆。

对于水平子系统，综合布线的设计必须具有全面介质设施方面的知识，能够向用户或用户的决策者完善而又经济的设计。

（三）、管理子系统

管理子系统（Administration）由交连和I/O组成。

管理点为连接其他子系统提供手段。

它是连接干线子系统和水平子系统的设备，其主要设备是配线架。

交连和互连允许将通信线路定位或重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信线路。

I/O位于用户工作区和其他房间或办公室,使在移动终端设备时能够方便地进行插拔。

（四）、干线子系统

干线子系统提供建筑物干线电缆的路由，它通常是在两个单元之间，特别是在位于中央点的公共系统设备处提供多个线路设施。

该子系统由所有的布线电缆组成，或由导线和光纤以及将此光纤连到其他地方的相关支撑硬件组合而成。

传输介质可包括一幢多层建筑物楼层之间垂直布线的内部电缆或从主要单元（如计算机房或设备间）和其他干线接线间来的电缆。

为了与建筑群的其他建筑物进行通信，干线子系统将中继线交叉连接点和网络接口（由电话局提供的网络设施的一部分）连接起来。

网络接口通常放在设备相邻的房间。

（五）、建筑群子系统

建筑群子系统也可称校园（CampusBackbone）子系统，它是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置，通常也是由光缆和相应设备组成。

建筑群子系统是综合布线系统的一部分，它支持楼宇之间通信所需的硬件，其中包括导线电缆、光缆以及防止电缆上的脉冲电压进入建筑物的电气保护装置。

在建筑群子系统中，会遇到室外敷设电缆问题，一般有三种情况：

架空电缆、直埋电缆、地下管道电缆，或者是这三种的任何组合。

具体情况应根据现场的环境来决定。

（六）、设备间子系统

设备间子系统也称设备（Equipment）子系统。

设备间子系统由电缆、连接器和相关支撑硬件组成，它把各种不同设备互连起来，包括邮电部门的光缆、同轴电缆、程控交换机等。

二、结构化综合布线总体设计

根据校园的基本需求和校园内各个信息点的分布情况，本方案设计综合布线系统采用二级星型结构。

全网主干采用多模光纤连接，由于用户点数量和建筑的规模不大，每栋建筑设置一个配线间，直接连接到工作区。

从图中可以看出，网络中心设立在西辅助办公大楼，通过6芯多模光纤连接到学生公寓一号楼，在由学生公寓一号楼通过三根6芯多模光纤分别连接，2号楼、3号楼、4号楼。

东区教学区各栋建筑分别通过4芯多模光纤连接到网络中心，其中综合实验楼2号楼通过双绞线从1号实验楼进行跳接。

西区教学区通过多根4芯多模光纤分别连接到个建筑物配线架。

铺设方式是在预埋的管道中进行引导布放。

第四章网络平台设计

一、信息流分析

由于视音频的数据流量是负担最大的网络信号，为了保障校园网络的畅通无阻，我们以视频流为例来分析一下本方案中对网络平台设计的基本要求，采用多网合一的技术实现形式，在计算机网络中，需要同时传输计算机数据、数字化的音频编码信息和视频编码信息、语音信息等多中信号。

二、网络技术选择

（一）、主要的高速网络技术

在网络设计中，只要投资允许，并充分考虑技术的成熟性与以后的生命周期，建议采用100M/1000Mbps高速网络技术构建局域网。

当前高速网络技术主要有：

·快速以太网（FastEthernet）

·光纤分布式接口（FDDI）

·异步传送模式（ATM）

·千兆位以太网（GbpsEthernet）

·交换技术（Switching技术）

此外，第三层和三层以上交换、VPN、宽带网络等新技术不断出现和发展，计算机网络领域中新技术、新产品层出不穷。

建设网络的关键还是网络的实际效益，网络的实用性。

下面就千兆以太网本身的技术特点作一些分析，以确定网络技术的选择。

（二）、千兆以太网络

千兆以太网继承了10兆、100兆以太网的特征,并具有以下优点：

（1）与现有大多数网络设施的兼容性。

权威统计表明大多数网络都是以太网，因此千兆以太网与现有网络具有天然的兼容性。

千兆以太网在与10兆、100兆以太网通信时不存在需要损失性能的转换操作。

（2）简便的网络升级操作。

千兆以太网由于完全与以前的10兆、100兆以太网兼容。

（3）技术的成熟性和稳定性。

以太网技术是十分成熟的技术，它所组成系统的可靠性已经接近一般的电话通信系统。

千兆以太网仍然是以太网，意味着千兆以太网是可以信赖的技术。

（4）总体开销较低。

总体性的开销是评价网络技术的重要的因素。

总体开销不仅包括购买设备的开销，还应包括培训、维护和纠错的开销。

千兆以太网产品能提供较好的性能价格比。

。

（5）灵活的网络互联和网络设计。

千兆以太网可以支持多种交换、路由和共享式方式。

所有当今的网络互联技术，包括第三、四层交换技术和千兆以太网都是兼容的。

（6）千兆以太网性能很好。

千兆以太网能以千兆线速运行。

由于多数千兆以太网使用无冲突的交换式、全双工的结构，应当认为此时的吞吐率将可以接近全双工的理论上的2Gb/s的最大吞吐量。

（7）千兆以太网的距离。

千兆以太网标准定义了传输距离的三个目标：

最大距离为550米的多模光纤；最大距离为5千米的单模光纤；距离不小于25米、理想为100米的铜线。

目前在局域网络上应用最广泛的技术有以太网、快速以太网、FDDI、TokenRing以及最新崛起的ATM（异步传输模式）、千兆以太网等。

在这些技术中，千兆以太网以其在局域网领域中支持高带宽、多传输介质、多种服务、保证QoS等特点正逐渐占据主流位置。

三、交换机选型与配置

由于校园网建设中网络平台的设计是一次性投资的基础建设之一，从长远发展角度考虑，应该选择一款不仅能够满足目前需求，而且能够满足以后网络扩充需要的路由交换机；其性能要求应该比目前需求适当超前，但从投资角度考虑，其性能价格比非常重要，而国内比较知名的神州数码系列交换机，其性能稳定，功能完善，价格适中。

（一）、核心交换机

核心交换机是一个网络重要枢纽，它的性能、可靠性高低、直接影响到网络运行质量，因此我们推荐选用神州数码公司的DCRS－6808做为成都市方联高级中学整体网络核心交换机,图书馆选用一台DCRS-5950作为图书馆内部及学生生活区的核心，作为整体网络的一个会聚层交换机。

神州数码网络的千兆通DCRS-6800系列交换机是具有电信级容错能力的高性能的大型网络核心交换机，可为企业和运营商提供基于领先技术的卓越性能和可靠性。

DCRS-6800系列交换机专为发挥千兆以太网潜在的巨大交换能力而设计，其超大容量的交换背板来可以保证任何情况下每个端口均可轻松具备全带宽交换的能力，确保在巨大的通信量和网络负载下始终能够轻松实现线速的第二层和第三层交换。

针对于城域网、数据中心、智能大厦、企业网络，可作为理想的网络骨干核心交换机。

DCRS-6808有10个插槽，该系列交换机的所有管理模块、交换模块以及电源模块都可互换使用，而且管理模块、电源模块等还可实现冗余备份，温度传感器可以随时监控各个部件的工作温度，从而提供电信级的可靠性。

（二）、汇聚层交换机

DCRS-5950系列交换机是神州数码网络推出的盒式高性能硬件IPv6万兆路由交换机，该系列交换机采用硬件A

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