内蒙古乌海第一中学网络方案规划与设计08111102.docx
《内蒙古乌海第一中学网络方案规划与设计08111102.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内蒙古乌海第一中学网络方案规划与设计08111102.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
内蒙古乌海第一中学网络方案规划与设计08111102
内蒙古乌海第一中学网络方案规划与设计
第一章学院计算机使用现状………………………………………………………1
第二章校园网系统需求分析………………………………………………………1
（一）建设校园网的必要性…………………………………………………………2
（二）校园网应用特点………………………………………………………………3
（三）校园网需求分析………………………………………………………………4
第三章校园网系统设计目标与原则………………………………………………5
（一）校园网系统设计目标…………………………………………………………5
（二）校园网系统设计原则…………………………………………………………6
第四章校园网方案选型……………………………………………………………6
（一）常见网络技术比较……………………………………………………………7
（二）校园网联网技术选择…………………………………………………………8
（三）校园网的IP地址规划……………………………………………………9-10
（四）校园网的Internet接入带宽选择……………………………………10-12
（五）校园网网络流量计算方法………………………………………………12-17
第五章校园网总体方案设计………………………………………………………17
（一）校园网络拓扑结构示意图…………………………………………………17
（二）校园网总体规划……………………………………………………………18
（三）VLAN技术的应用与划分……………………………………………………19
第六章网络设备选择与网络布线系统的设计……………………………………19
（一）系统软件的选择及应用软件的设计………………………………………19
（二）网络系统管理………………………………………………………………23
（三）网络布线系统的设计………………………………………………………24
第七章校园网系统安全性分析…………………………………………………25
（一）满足因特网的分级管理需求………………………………………………25
（二）网络信息安全系统设计步骤………………………………………………26
（三）网络安全需求………………………………………………………………27
第八章校园网系统的软硬件需求………………………………………………27
（一）校园网络系统的软件系统清单……………………………………………29
（二）校园网络系统的硬件设备清单……………………………………………29
第九章参考文献……………………………………………………………………36
第一章学院计算机使用现状
正是因为看到网络与学校之间的密切关系，国家从1994年正式启动中国教育科研计算机网（CERNET）以来，已与国内几百所学校相连，为广大师生及科研人员提供了一个全新的网络环境。
1998年10月，中国教育科研网二期工程正式启动，工程到2000年二期工程完成，除达到连接1000所大学的目标外，对有条件的中小学也提供接入上网服务。
随着信息技术的飞速发展，中小学校园网的建设已经逐渐提到议事日程上来。
对比国外校园网的建设和使用情况，我国目前的大多数校园网的结构、规模和应用都不是很完整，网络设备、计算机设备的功能没有得到充分地挖掘和发挥。
怎样利用网络设备，进一步发挥各种设备的功能，实现学校各项业务系统的集成，提高应用水平将是学校校园网建设的下一个工作重点。
第二章校园网系统需求分析
（一）建设校园网的必要性
校园网建设势在必行。
信息时代的热潮扑面而来，计算机变的越来越强大，而应用软件使计算机变的越来越容易使用，它们正在迅速改变着人们的生活、学习、工作方式，人们能够明显感觉到这种变化，总之整个世界正进行着一次深刻的变革。
在这个变革的时代里，什么都在变，作为其它行业基础的教育当然也要变，而且应该变的更早变的更快。
在一个好的校园网里人们用计算机和网络进行工作、交流和学习，计算机改变了人的教学方式，同时也改变了人的学习方式。
这些只有校园网才能办到。
社会变的很快，我们必须跟上时代的步伐，因此在经济条件允许的情况下，尽快尽早的建设校园网好处将是显著的和长远的。
它们正在迅速改变着人们的生活、学习、工作方式，人们能够明显感觉到这种变化，总之整个世界正进行着一次深刻的变革。
在这个变革的时代里，什么都在变，作为其它行业基础的教育当然也要变，而且应该变的更早变的更快。
在一个好的校园网里人们用计算机和网络进行工作、交流和学习，计算机改变了人的教学方式，同时也改变了人的学习方式。
这些只有校园网才能办到。
社会变的很快，我们必须跟上时代的步伐，因此在经济条件允许的情况下，尽快尽早的建设校园网好处将是显著的和长远的。
园网里人们用计算机和网络进行工作、交流和学习，计算机改变了人的教学方式，同时也改变了人的学习方式。
这些只有校情二.校园网应用特点
（二）校园网特点
校园网特点就是把分布在校园不同地点的多台电脑连接，按照网络协议相互通信，以共享软件、硬件和数据资源为目标的网络系统。
提供丰富的教育教学信息和资源是校园网的生命力。
校园网络具有距离短、延时少、相对成本低和传输速率高等优点；它的低层协议较简单，控制选择等问题大大简化，因而又具有组网简单、易于实现的特点。
校园网的功能作用主要体现在以下四个方面。
1.信息传递
这是校园网络最基本的功能之一，用来实现电脑与电脑之间传递各种信息，使分散在校园内不同地点的电脑用户可以进行集中的控制管理。
在校务部门建立网络服务器，可以为整个校园网络提供各类教学资源，并对这些资源进行综合管理。
2.资源共享
（1.）信息资源共享
通过接入ddn或isdn，很容易将校园网连接到internet,这样，网络内的各电脑终端不但可以互通信息资源，而且可以享受网络服务器上的相关数据及internet网上取之不尽，用之不竭的巨大信息资源，校园网在教学活动中的作用也将成倍地增强。
（2.）硬件资源共享
网络中各台电脑可以彼此互为后备机，一旦某台电脑出现故障，它的任务就由网络中其他电脑代而为之，当网络中的某台电脑负担过重时，网络又可将新的任务转交给网络中较空闲的电脑完成。
（3.）方便教学
网络可以进行图、文、声并茂的多媒体教学，可以取代语言实验室进行更生动的语言教学，也可以利用大量现成的教学软件，提供一个良好的教学环境，这些都是以往任何教学手段所不能达到的。
校园网络不但可以在校内进行网络教学，还很容易同外界大型网络连结，形成更大范围的网络交互学习环境。
（三）校园网需求分析
目前，乌海一中已有部分楼宇内部单独组建了网络，但楼宇与楼宇之间并没有相互连接。
它们主要分布在：
（图1）
办公大楼（145个信息点）
教学楼（32个信息点）
图书馆（90个信息点）
实验楼电脑室（共两间，分别62个和64个点）。
另外，有部分楼宇需要建立网络，它们分别是
教师宿舍（70个信息点）
学生宿舍（两幢楼，共约384个信息点）
饭堂（5个信息点）
体育馆（10个信息点）
实验楼的三层实验室（15个信息点）
校园网信息点分布图
办公大楼
145个信息点
教学楼
32个信息点
图书馆
90个信息点
实验楼电脑室1
62个信息点
实验楼电脑室2
64个信息点
教师宿舍
70个信息点
学生宿舍（两栋楼）
384个信息点
饭堂
5个信息点
体育馆
10个信息点
实验楼的三层实验室
15个信息点
注：
此图为校园网信息点分布图，上图已表明信息点分布的区域以及数量。
上述计算机房主要是根据不同的配置情况用于办公、教学、实验之用。
虽然有些已单独组网，但仍相互独立没有互连。
图书馆资料信息未采用开放的服务方式，图书信息查询仍需到图书馆。
各科室基本上都以单机方式工作，计算机上网比率仍然较低。
目前配置的计算机也仅用作一般计算机教学之用。
综上所述，XX中学计算机应用水平和使用效率还有待于改进和提高。
随着计算机多媒体和网络技术的不断发展与普及，校园网信息系统的建设，是非常必要的，也是可行的主要表现在：
1．当前校园网信息系统已经发展到了与校际互联、国际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段，发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求。
2．教育信息量的不断增多,使各级各类学校、家庭和教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息服务的要求越来越强烈。
个人是否具有获得信息和处理信息的能力对于能否成功进入职业界和融入社会及文化环境都是个决定性的因素,因此学校应该培养所有学生具有驾驭和掌握这种技术的能力。
另一方面,信息技术在作为青少年教育工具的同时也向青少年提供了前所未有的机会。
新技术提供的机会以及它们在教学方面具有的优势都是很多的,特别是计算机和多媒体系统的使用有助于个人化的道路,每个学生在个人的学习道路上都可以按照自己的速度发展。
3．我国各级教育研究部门、软件开发单位、教学设备供应商和各级学校不断开发提供了各种在网络上运行的软件及多媒体系统，并且越来越形象化、实用化，迫切需要网络环境。
4．现代教育改革的需要。
在校园网中将计算机引入教学各个环节，从而引起了教学方法，教学手段，教学工具的重大革新。
对提高教学质量，推动我国教育现代化的发展起着不可估量的作用。
网络又为学校的管理者和老师提供了获取资源、协同工作的有效途径。
毫无疑问,校园网是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段,是解决信息时代教育问题的基本工具。
5．随着经济发展，我国各级学校对教育的投入不断加大；计算机技术的飞速发展，使相应产品价格不断下降；同时人们的认识水平和经济实力不断提高。
大量计算机进入学校和家庭，使得计算机用于教育信息管理和信息服务是完全可行的。
第三章校园网系统设计目标与原则
（一）校园网系统设计目标
在知识经济和数字化生存时代，校园网在资源共享、知识传播、育人管理等方面发挥越来越重要的作用，因此其设计建设要本着高起点而又经济实用的标准。
具体来说，应是一个以宽带IP网为目标建立数据、语音、视频三网合一的一体化网络；为提高网络可靠性及安全性,需要在主干网采用光纤布线，校园网应实现虚拟局域网（VLAN）的功能，以保证全网的良好性能及网络安全性；主干网交换机应具有很高的包交换速度，整个网络应具有高速的三层交换功能；主干网络应该采用成熟的、可靠的快速以太网和千兆位以太网技术作为校园网主干；校园网应选用先进的网管软件，建立完善的网络管理体系；在设备方面，应选择有校园网成功案例的网络厂商的设备，同时为Internet、拨号用户和移动用户提供接口；网络还应具有良好的扩展性。
（二）校园网系统设计原则
网上资源，进行教学和科研工作；学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；通过网上学习学会信息处理能力。
学校的管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享，因此，校园网的建设必须有明确的建设目标。
校园网的总体设计原则是：
开放性采用开放性的网络体系，以方便网络的升级、扩展和互联；同时在选择服务器、网络产品时，强调产品支持的网络协议的国际标准化；
可扩充性从主干网络设备的选型及其模块、插槽个数、管理软件和网络整体结构，以及技术的开放性和对相关协议的支持等方面，来保证网络系统的可扩充性；
可管理性利用图形化的管理界面和简洁的操作方式，合理地网络规划策略，提供强大的网络管理功能；使日常的维护和操作变得直观，便捷和高效；
安全性内部网络之间、内部网络与外部公共网之间的互联，利用VLAN/ELAN、防火墙等对访问进行控制，确保网络的安全；
投资保护选用性能价格比高的网络设备和服务器；采用的网络架构和设备充分考虑到易升级换代，并且在升级时可以最大限度地保护原有的硬件设备和软件投资；
易用性应用软件系统必须强调易用性，用户界友好，带有帮助和查询功能，用户可以通过Web查询。
1．实用性
应当从实际情况出发，使之达到使用方便且能发挥效益的目的。
内部网络之间、内部网络与外部公共网之间的互联，利用VLAN/ELAN、防火墙等对访问进行控制，确保网络的安全；
2．先进性
采用当前国际先进成熟的主流技术，采用业界相关国际标准。
3．安全性
采用各种有效的安全措施，保证网络系统和应用系统安全运行。
4．可扩充性
采用符合国际和国内工业标准的协议和接口，从而使校园网具有良好的开放性，实现与其他网络和信息资源的容易互联互通。
并可以在网络的不同层次上增加节点和子网。
一般包括开放标准、技术、结构、系统组件和用户接口等原则。
5．可管理性
设计网络时充分考虑网络日后的管理和维护工作，并选用易于操作和维护的网络操作系统，大大减轻网络运营时的管理和维护负担。
采用智能化网络管理，最大程度地降低网络的运行成本和维护。
6．高性能价格比
结合日益进步的科技新技术和校园的具体情况，制定合乎经济效益的解决方案，在满足需求的基础上，充分保障学校的经济效益。
坚持经济性原则，力争用最少的钱办更多的事，以获得最大的效益
第四章校园网方案选型
（一）常见网络技术比较
1.快速以太网
传统以太网用的是10Mb/s技术，现在出现了更快的版本，虽然10Mb/s以太网使用得最为广泛，100Mb/s以太网也正在快速崛起，并且千兆以太网标准已定，产品种类较多，为达到这个速度，你需要按100Base-T规格设计的网卡和集线器，这两种产品在供应商处都可以买到，它们仅比10Base-T的产品略贵一些，但在性能上就有了明显的区别。
在小型网络中实现100Base-T的费用是非常合理的，特别是对于无管理能力、无交换能力的集线器。
即使你仍然选择10Base-T集线器，也要考虑购买同时支持10Mb/s和100Mb/s的网卡。
100Mb/s的网卡只比10Mb/s的网卡略贵一点，但为将来的网络升级提供了很大的灵活性。
大多数100Mb/s的网卡能够自动检测所连接的端口是10Mb/s还是100Mb/s，并执行相应的操作。
为达到更高的性能，你还可以选择购买100Mb/s的交换式集线器，它可以提供更高的性能，但价格也相对较高。
2.千兆位以太网
千兆位以太网技术以简单的以太网技术为基础，为网络主干提供1Gb/s的带宽。
千兆位以太网技术以自然的方法来升级现有的以太网络、工作站、管理工具和管理人员的技能。
千兆位以太网与其他速度相当的高速网络技术相比，价格低，同时比较简单，例如保留以太网的帧格式、管理工具和对网络概念上的认识。
千兆位以太网是相当成功的10Mb/s以太网和100Mb/s快速以太网连接标准的扩展。
现在千兆位以太网成熟的标准为IEEE802.3z。
千兆位以太网的设计非常灵活，几乎对网络结构没有限制，可以是交换式、共享式的或基于路由器的。
现在正在应用的网络互连技术，例如，特定IP交换技术和第三层的交换技术，都与千兆位以太网完全兼容。
千兆位以太网可以通过价格便宜的共享集线器、交换机或路由器来实现。
千兆位以太网支持新的交换机之间或交换机与工作站之间全双工的连接模式，同时也支持半双工连接模式，以便与基于CSMA/CD存取方式的共享集线器连接。
千兆位以太网使用的传输介质有光纤、5类非屏蔽双绞线（UTP）或同轴电缆。
目前，千兆以太网支持单模光纤、多模光纤和同轴电缆，支持5类非屏蔽双绞线的标准正在制定中。
千兆位以太网的管理与以前使用和了解的以太网相同，使用千兆位以太网，主干和各网段及桌面已实现了无缝结合，网络管理变得容易了。
3.令牌网
令牌网使用一种标记数据作为令牌，它始终在环上传输，当无帧发送时，令牌为空闲状态，所有的站点都可以俘获令牌，只有当站点获得空闲令牌后，才将令牌设置成忙状态，并发送数据。
数据随令牌至目的站点后，目的站点将数据复制，令牌继续环行返回到发送站点，这时发送站点才将俘获的令牌释放，令牌重新成为空闲状态。
一般令牌网指令牌环网（TokenRing）和令牌总线网（TokenBus）。
基于IEEE802.4标准的TokenBus是一种物理上的总线结构，而其站点组成一个逻辑的环形结构，令牌则在逻辑环上运行，其运行原理与TokenRing基本一样。
目前TokenBus非常少用；TokenRing是基于IEEE802.5标准的网络结构，目前说的令牌环网络多是指IBM的令牌传递环形网络的实现，它有4Mb/s和16Mb/s两种传输速率。
令牌环网络传输的主要特点是可以保证每个节点设备在可以预定的时间间隔获得对网络的访问，适用于对实时性要求较高的应用。
由于这种网络设备的价格较高，不利于普及，另外缺乏对多种服务和QoS的支持，在国内应用的例子较少。
4.VLAN技术在校园网中的应用
在传统的局域网中，各站点共享传输信道所造成的信道冲突和广播风暴是影响网络性能的重要因素。
由于网络中的站点被束缚在所处的物理网络中，而不能根据需要将其划分至相应的逻辑子网，因此网络的机构缺乏灵活性。
为解决这一问题，从而引发了虚拟网VLAN的概念，所谓VLAN是指网络中的站点不拘泥于所处的物理位置，可以根据需要灵活地加入到不同的逻辑子网中的一种网络技术。
例如位于不同楼层的用户或者不同教室的用户可以根据需要加入不同的VLAN。
（二）校园网联网技术选择
保护现有投资的有效途径就是在将来网络技术升级时还能使用现有的网络技术和产品。
如同计算机的发展速度一样，网络技术的发展也是非常迅速的。
如果现有技术不能合理保证在将来网络升级后还能够使用，那么将会带来极大的资金浪费。
目前比较常见的主干网技术有FDDI、ATM、快速以太网和千兆以太网等。
其中具有交换功能的快速以太网，支持VLAN，并容易升级到千兆以太网和ATM，由于性能优越，价格适中，建议采用快速以太网作为校园网的主干技术。
（三）校园网的IP地址规划
图1：
VLAN号
IP网段
默认网关
说明
VLAN1
192.168.1.0/255
192.168.1.254
管理VLAN
VLAN2
192.168.2.0/255
192.168.2.254
办公大楼
VLAN3
192.168.3.0/255
192.168.3.254
教学楼机房
VLAN4
192.168.4.0/255
192.168.4.254
教学楼
VLAN5
192.168.5.0/255
192.168.5.254
实验楼机房
VLAN6
192.168.6.0/255
192.168.6.254
实验楼机房
VLAN7
192.168.7.0/255
192.168.7.254
教师宿舍
VLAN8
192.168.8.0/255
192.168.8.254
体育馆及学校餐厅
VLAN9
192.168.9.0/255
192.168.9.254
实验楼三层实验室
注：
此图为学校IP地址规划图，上图已表明各个地域的IP地址分配点。
1．校园网IP地址分配总则
IP地址规划根据所分配的公网IP地址和内部私网IP地址分配，地址可分为三大块，一块是Cernet分配多个C类公网IP地址，作为和国际互联网互连的地址，域名就解析在这片地址上，主要供网络中心和图书馆电脑部、部分实验室专用；校园网的普通用户,使用内部地址192.168.xxx.xxx，，不能和国际互联网直接发生联系，不能避开代理和计费系统；学校同时还可以申请一块ChinaNet的公网IP地址，作为接入电信公网和部分关键的服务器出口备份,关键服务器拥有两个公网IP，分别跨接在Cernet和ChinaNet上。
2.校园网内部私网IP地址的分配
内部地址的分配原则是按建筑物进行的，视用户的数量，1/4、1/2、整个C的划分。
对于相对固定不变的教学区采用静态分配IP地址，为防止地址盗用，采用IP地址与MAC地址绑定，对于流动性大、用户人数多、用户增长快的学生区采用动态分配IP地址，采用ByPort的Vlan，小范围地限制地址盗用问题。
对上网用户的管理，是基于用户名、密码的代理认证WEB认证过程进行，校园网内的网络资源不需认证就可访问，但访问校外的资源就必须经过认证,用户开机时，从DHCP服务器获得校园IP地址，并可以直接访问校园网和教育
3.中心交换机支持静态或动态的IP地址分配，并支持动态IP地址分配方式下DHCP-Relay功能，DHCPSERVER可安放在园区内部。
4.对于固定IP地址用户，需要针对标识符（MAC地址）设定保留IP地址。
5.如果使用华为公司的宽带接入设备MA5200E进行认证计费，可以使用MA5200E内置的DHCPServer或者网络集中DHCPServer实现地址的分配。
VLAN方式下每个VLAN可以只需要一个IP地址，采用ARPProxy方式，大大节约了地址空间。
（四）校园网的Internet接入带宽选择
选的接入方式
目前校园网接入Internet的方式主要有：
光纤、DDN、ISDN、ADSL等。
1、光纤
光纤是速度最快的Internet接入方式，适用于对带宽要求较高的大型校园网Internet接入，当然它的技术要求和成本也是最高的。
2、DDN
DDN是目前校园网接入Internet的主要方式，速度最高可达2Mbit/s。
它性能稳定，成本适中，比较适合中型校园网。
3、ISDN
对于终端较少的小型校园网，可选用ISDN接入Internet。
ISDN接入Internet的标准速度是64Kbit/s（1B+D）。
ISDN配置简单，虽然像Modem一样利用电话线路，但可以在上网的同时打电话。
4、ADSL
ADSL是Internet接入方式的后起之秀。
这正是笔者推荐和将要详细介绍的校园网Internet接入方案。
ADSL接入Internet
ADSL是AsymmetricDigitalSubscriberLine的缩写，中文意思是非对称数字用户线路，下行和上行最快速度分别是8Mbit/s和1Mbit/s。
ADSL上网也通过电话线路，但不需要拨号。
ADSL的使用费和维护费用远远低于DDN，而速度却高于DDN，是校园网接入Internet的理想选择。
ADSL设备和校园局域网连接如图所示，安装和设置过程如下。
在校园网中选择一台较高配置的PC作为接入Internet的代理服务器。
该PC安装两块快速以太网卡。
一块通过RJ-45直连网线与外置ADSLModem连接，另一块连接到校园网的交换设备。
外置ADSLModem和滤波器用RJ-11铜制电话线连接，滤波器通过电话外线连接到电信局。
滤波器用于将低频信号与ADSL高频信号分离，如果在滤波器上接入电话机，则上网和打电话两不误，为学校节约了一条电话线路。
采用G.Lite标准的ADSLModem由于降低了对输入信号的要求，就不需要安装滤波器了，这使得ADSLModem的安装更加简单。
ADSL设备和校园局域网连接示意图
国内电信局往往采用不同品牌的交换设备，这些局端设备与不同品牌的ADSLModem之间极有可能不兼容。
因此学校在选购ADSLModem时应先向当地电信部门咨询。
代理服务器安装Windows2000Server操作系统，其上运行MicrosoftISAServer3.0实现Inter
升级会员 