校园网设计与规划.docx

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校园网设计与规划

校园网设计与规划

农村中学校园网设计与规划

2007-9-614:

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校园网络的规划设计是一项系统工程，不同的规划设计方案，可使网络存在较大的性能差异，它不仅体现在网络本身具备的技术特性和应用特点上，也体现了不同用户的各种需求，而校园网的建设必将对学校的信息化建设和教学素质的提高起到强大的推动作用，同时提供简单、有效、便捷的理想办公、教学环境。

本文通过对响水县运河中学校园网建设的研究，着重从校园网现状及须求分析、系统设计原则和实现目标、系统建设方案、VLAN划分及子网配置等四个方面进行了初步的探讨。

【关键字】校园网、现状、规划

21世纪是一个以数字化、网络化与信息化为核心的信息时代。

信息技术的高速发展，使得计算机网络发展的非常迅速，已经成为信息科学的一个新的分支。

随着计算机网络的发展，校园网已经成为学校走向信息化时代的必然发展趋势，使我国教育管理向智能化发展。

校园网以信息资源为根本，硬件网络系统为物质基础，同时以网络软件系统实现系统的管理与使用，是一个具有宽带通路和交互功能的专业性局域网，应具有教学（科研）、管理和通讯三大功能。

学校教师的教学、科研工作和学生的学习生活对一个高速的、资源丰富的和应用多方面的校园网的需求是迫切的。

一、现状及需求分析。

1、计算机网络系统现状。

中小学校园网的建设不同于高等院校的校园网络，它的结构相对简单，主要集中在校园主干网和综合办公子网、教学子网的建设方面。

当然一些规模较大的高中也会涉及到图书馆、实验室等应用子网的建设。

　　综合办公子网，主要用来完成学校的各项管理功能，为校领导和各个部门提供可靠的数据，实现办公自动化。

　　教学子网，主要实现多媒体教学，普及计算机网络基础知识。

　　建立网络管理中心，各应用子网设立分中心；建立功能齐备的网络管理系统，保证网络高效可靠地运行，同时提供丰富的网络应用资源和便利的资源访问手段。

将网络中心与CERNET相连，并由此进入Internet。

校园网逐步为广大教师、学生、科研人员提供丰富的网络应用资源，包括电子邮件服务、网络目录服务、文件访问和共享服务、图书科技情报查询服务、电子新闻服务、远程高速信息服务和计算服务、远程计算机教育、远程计算机协同工作以及教育和科研管理服务等等。

2、校园网系统需求分析。

响水县运河中学是响水县，乃至盐城市一所历史悠久的完全中学，学校以优秀的师资力量、良好的教学质量享誉全县。

随着网络技术的不断发展，新兴的教学手段在世界各地被广泛地采用，在中国也被各方所接受认可。

网络为教师、学生带来了更多的信息、素材，也带来了新的教学沟通方法。

随着江苏省“校校通”学校网络工程的推进。

响水县运河中学作为响水地区的一所非常有影响力的中学，构建校园网络系统已经成为必然的趋势。

二、系统设计原则和实现目标。

1、网络系统设计原则。

（1）中小学校园网主要为服务于教育、教学，实现学校的信息化教育。

所以在校园网设计的初期就要充分考虑到教育教学的需要与实际经济承受能力的紧密结合，本着高效、适用、实用的原则，有计划、有重点，分层次，积极稳妥地推进校园网信息化建设。

严格规范校园网信息化建设及相应的软件平台的开发标准，以确保校园网的整体建设规划和管理要求的一致性，才能真正为学校的教育、教学添砖加瓦。

（2）在建设校园网的时候还要应做到培训在先、建网建库同行、重在应用三个关键点。

切实做好学校教师、技术、管理与行政人员的不同层次的培训，形成一支能使校园网充分发挥使用效益的应用队伍、教学软件开发队伍和能保证校园网正常持续运行的软、硬件管理队伍。

只有这样，才可以使老师积极开发、推广、使用教育教学软件，自愿自主的建设校园网信息资源库，充分发挥校园网0在当今教育普及中的重要作用，是我们的教育信息化建设真正落到实处。

（3）对原有资源进行升级改造，要充分利用现有的设备，并充分考虑到原有设备和新建网络的融合和互通，使资源可以得到充分的利用，实现资源的优化配置和合理应用，这也是对于资金比较困难的学校在建设校园网一种解决途径。

2、系统建设目标。

在满足校园网络需求的基础上结合当前网络的发展趋势及学校的经济状况来确定校园网设计：

（1）统一规划，分步实施。

网络技术快速发展的特点以及学校经济承受能力决定了很多学校校园网建设无法一步到位，为了使有限的资金能够发挥最大的作用,避免重复投资造成浪费，网络设计必须分布实施。

（2）采用先进的成熟的技术。

采用通用的、成熟的技术方案可以降低建设成本、减小设计、施工和使用难度、缩短建设周期。

有利于保护投资，并且有利于校园网的维护和升级。

（3）坚持开放性和标准化，统一网络协议。

校园网的实现要求通讯协议、网络平台等应具有世界性的开放性和标准化的特点，并且应采用统一的网络体系结构。

（4）坚持规范布线，考虑长远发展。

布线系统使网络的重要基础，布线系统的好坏是衡量一个网络好坏的非常重要的标志。

布线系统不合理将降低网络的可靠性，使网络难以管理和维护，所以必须采用标准的综合布线系统。

（5）建立完善的网络管理体系。

必须建立健全的规章制度，采用集中统一管理的方法，以便于网络的维护和管理。

（6）易于使用和管理。

校园网的各种软件应用项目必须易于使用，对最终用户的起点要求不能太高，一般以熟练使用操作系统、办公软件系统、浏览器和电子邮件系统为宜；系统的日常管理和维护工作要方便、简易。

网络拓扑结构一经配置确定，不应轻易更改。

（7）有良好的分层设计，强调应用和服务。

三、系统建设方案。

1、网络拓扑结构设计。

（1）网络的拓扑结构包括物理结构和逻辑规划两方面。

物理结构容易受到重视，而通讯协议规划不合理、软件设置不当是引起网络故障、降低网络性能最常见的原因。

因此，网络拓扑结构设计时必须进行物理和逻辑两方面的规划，在拓扑结构图中示明IP地址、子网、网关和路由等逻辑规划信息。

（2）在设计网络拓扑结构时，必须当考虑到未来3～5年内学校的发展和布局结构的调整。

物理网段布局要充分考虑网络的成长性。

对本地通信负荷大的局域网（如多媒体教室、软件实现的电子教室等），要采取分段的方法进行隔离。

同一网段中的计算机数量要有一定限制。

对一个应用较为完善的校园网，必须划分子网以保障网络干线负载均衡。

要做到即使有客户机的IP地址与某台服务器重复，其他网段甚至该客户机所在网段的其余工作站仍能正常通信。

（3）从学校的实际情况出发,实现各个部分的智能化操作。

网络采要分为主干网和部门网两个层次。

以放射状的形式连到宿舍以及机房和教职工宿舍。

网络结构具有先进性、实用性、可靠性，又充分的保证学校的投资在相当时间内具有保值性。

同时系统具有可扩充性和可升级性的特点，以方便学校进行网络扩充和升级改造。

2、网络选型。

校园网络系统可分为校园网络中心、教学子网、办公子网、图书馆子网、宿舍子网及后勤子网等。

（1）校园网络中心的设计

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。

①主干网络的设计

主干网络采用联想新推出的LS－5608G智能型8联机箱式千兆以太网交换机作为校园网的中心交换机，它提供8个插槽，可选插8联的10/100Base－TX、2联的100Base－FX或1联的千兆以太网模块。

适用于大型主干网络和高速率、高端口密度、多端口类型的复杂网络。

同时可以选择MS－5103千兆位以太网模块（SX/MM/850nm,0－350m）或MS－5104千兆以太网模块（LX/SM/1310nm,0－6km）与下面的各个子网通过千兆位的链路相连。

②校园网与Internet的互连：

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（Relay），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。

本方案选用联想的LR－2501路由器，具有1个局域网（LAN），2个广域网（WAN）和1个控制台。

支持帧中继（－Relay）、X.25、PPP、HDLC协议。

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，通过1至4个调制解调器（或ISDTA）和1至4根电话线，即可为远程访问人员提供拨号上网服务，远程用户只需拥有1个调制解调器和1根电话线，通过拨接LA－220或LA－240上所连接的电话号码，就可以登录访问。

（2）教学子网的设计

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。

根据教学子网对速度要求较高的特点，可以采用了联想LS－5625智能型24＋1和10/100M自适应以太网交换机，它提供24个10/100M交换式端口和一个扩展插槽，可选插1个8联的10/100Base－TX、1个2联的100Base－FX或1个1联的千兆以太网模块。

但实际上大量用户（指超过60个流）的视频传输的瓶颈在于存储介质的外部传输速率，因此可选用多通道的磁盘阵列接多台主机的方式提高访问的总线带宽。

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。

（3）办公子网的设计

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。

鉴于此，办公子网采用了联想LH－262724＋3的10/100M自适应集线器或LH－261312＋1的10/100M自适应集线器，这两款集线器除具备普通双速集线器功能外，还专门提供了交换式端口，能够为连接在该端口上的设备提供独享的10/100M带宽，极大地提高数据传输速率，解决服务器瓶颈问题。

采用联想LP－1363联10/100M以太网打印服务器，来完成共享打印功能。

该服务器具有3个标准并联，可同时连接三台任意标准并联打印机。

办公子网对应的软件有科利华等公司研制开发的办公软件等。

（4）图书馆子网的设计

图书馆是一个相对独立的系统，我们采用联想LS－301616的10/100M自适应以太网交换机，它提供了优良的每端口性能价格比，并支持基于端口的VLAN划分。

图书馆管理系统的应用软件产品较多而且相对成熟。

（5）宿舍区子网及后勤子网等的设计

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。

由于宿舍区子网及后勤子网对带宽的要求并不高，因此我们选用联想LH－201616的10/100M自适应集线器，提供16个双速集线器端口，能够自动适应所接设备的速度（10/100Mbps），每台LH－2016背面都有2个堆叠口、利用这两个堆叠口最多可堆叠6台集线器，最大可用端口数为96个。

四、VLAN划分及子网配置。

1、IP地址分配。

2、传输及布线设计。

布线系统设计原则：

（1）灵活性：

布线系统只通过跳线，而无需对线路，插座做任何改动，便可以在任何一间办公室，机房，教室，信息点为用户提供终端，局域网工作站等不同性质的应用。

（2）先进性：

用户对该布线系统不用做任何修改，只需引入新的网络设备，便可用该布线系统支持更先进的应用。

（3）可靠性：

该布线系统应能保证使用寿命与性能可靠，并有一定的冗余接口以备应用增加或不可预期损坏时使用。

（4）标准化：

各种设计规范，技术指标及产品均符合国际和国家的各类工业标准，并提供多厂商产品的支持能力。

（5）可扩充性：

布线系统具有很长使用寿命，而信息技术的发展又特别快，因此在设计布线系统使，应考虑具有充分的扩展能力。

根据以上原则：

网络中心综合布线需要采用集中式的网络配置方案，因为它具有以下的优点：

易于管理维护，安全性好，网络易于调整，扩展性好。

3、网络管理系统设计

（1）网络管理的目的在于保证网络正常、稳定地运行，随着网络管理的作用日益上升，网络管理也担负了整合网络资源、协调网络运行的重任。

网络管理基本上提供了保障网络系统正常运行的基本功能，它担当着网络的维护重任，负责排除网络故障等；更重要的是，它在提高网络性能上的作用日益突出，因为网络动态性能的提高是通过网管系统来解决的。

网管系统是整个网络工作状态的名副其实的调度中心。

（2）校园网作为学校日常工作的重要信息化平台，对教学资源共享、人力资源管理、办公支持、内部交流、远程教育、培训招生、对外合作等几乎所有的学校业务提供服务，因此，对校园网建设提出了可运营和多业务支持的要求。

（3）根据学校的应用特点和各项要求，

①在网络中心，配置了1台DES-6300机箱式路由交换机。

该交换机可以提供最大96个10/100M快速以太网端口或者12个千兆位端口或者组合使用，且包括了1000BASE-SX、1000BASE-LX、GBIC等多种介质端口。

方案中，DES-6300的2个带2端口1000Base-LX的模块，被用来连接分中心DES-6000以及距离较远的大礼堂，同时实现与教育信息网的千兆连接；3个2端口1000Base-SX接口模块分别连接多台服务器以及其它建筑物；1个16口10/100Base-TX接口模块连接主楼的办公区、教室和网管工作站等。

因每个模块都已内置了三层交换功能，所以不需要另配三层交换模块。

另外为了实现电源冗余备份，还需另外配置1个电源模块DES-6310。

②分中心交换机采用DES-6000可网管机箱式千兆以太网交换机，它通过2口单模千兆模块DES-6007，与DES-6300之间采用2条1000Base-LX聚合链路形成全双工4Gbps的骨干；通过若干2口多模千兆模块DES-6006连接各建筑物。

如果宿舍楼对带宽需求不高，也可通过1个12口100Base-FX百兆光纤模块连接。

③教学楼等办公区楼宇接入交换机采用千兆通DES-3226S系列可堆叠交换机。

接入信息点较少的楼宇采用EDS-2626或DES-3226。

依据距离的长短分别采用单模或多模千兆光纤连接DES-6300或DES-6000。

④学生和教工宿舍区的楼宇接入交换机采用EDS-2626，EDS-2626是D-Link专为教育行业设计的交换机，能够提供24个10/100M接口加1个扩展插槽；EDS-2626的最大特色在于它采用D-Link自主研发的网管协议实现无IP的集群管理，并且支持基于端口的上下行的限速，同时还支持802.1qVLAN、802.1x等多种认证协议，使校园网可以实现安全的用户隔离和对学生认证管理。

4、设备以及配置的选型

（1）服务器

选用专业的高性能服务器作为网络服务器，其中有一台作为主服务器，另一台作为备份服务器，选用高性能的网络操作系统如（Unix、Linux、Windows2000Server等）。

（2）路由器

网络连接的关键设备是路由器（Router），无论是Internet接入，异地网络连接还是大型网络广播域的划分，都离不开路由器，因此，路由器的性能较为重要，选择Cisco公司和3Com公司的产品，就能体现出极高的性能。

（3）交换机

主服务器是整个网络的核心部分,是存储的中心,因此选用可靠性安全性较好的100兆路由交换机,而二级的网络设备由一般的交换机，但交换机应选用性能稳定的交换机。

（4）连接介质

连接介质的选择分两部分，第一部分为各交换机（switch）之间（楼与楼之间，楼层之间）及网络出口干线选择光纤；第二部分为从访问层的交换机到用户的PC桌面选择超五类双绞线。

（5）网卡

工作站网卡选择10/100自适应网卡。

服务器可以更换为百兆网卡，以提高性能。

（6）数据存储设备

除选择大容量硬盘外，还可选磁带机、磁盘阵列、光盘阵列，这些外存设备，均可用于储存海量网络数据，如图书资料，多媒体素材及课件学生学籍和成绩管理等。

五、总结

建设一个以办公自动化、计算机辅助教学为核心，以现代网络技术为依托，技术先进、扩展性强、能覆盖学校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种终端设备和局域网连接，并与市教育城域网相连，形成结构合理、内外沟通的校园网络。

在此基础上建立能满足教学、教研和管理工作需要的软硬件环境，开发教育教学资源库、信息库，为学校各类人员提供充分的网络信息服务。

校园网的建设必将对学校的信息化建设和教学素质的提高起到强大的推动作用，同时提供简单、有效、便捷的理想办公、教学环境。

校园网一方面缩短了学校与外界的距离；另一方面，构建了以INTRANET为基础的科学管理体系，必将推动学校信息化建设的极大发展。