智慧校园网络建设方案.docx

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浙江道小学校园网升级

改造方案

2013年9月

目录

第1章. 现状及需求分析 3

1.1. 项目建设背景 3

1.2. 原有校园网分析 3

第2章. 校园网升级改造方案整体设计 4

2.1. 设计原则与思路 4

2.2. 整体解决方案 6

第3章. 校园网功能分区详细设计 9

3.1. 接入层设计 9

3.1.1. 接入层有线设备设计 9

3.1.2. 接入层无线设备设计 12

3.2. 核心层设计 13

3.2.1. 核心层网络设计 13

3.2.2. 核心层安全设计 14

3.3. 中心机房设计 18

3.4. 云数据中心设计 19

3.4.1. 项目方案规划 19

3.4.2. 逻辑结构图 21

3.4.3. 方案设计说明 22

3.4.4. 核心功能设计 28

3.4.5. 平台特性 32

3.4.6. 部署虚拟化的优势 35

第4章. 分布实施计划 39

第5章. 售后服务及培训 40

5.1. 售后服务 40

5.2. 培训 40

第1章.现状及需求分析

1.1.项目建设背景

浙江路小学是天津市实施素质教育“三A”学校，一直是塘沽区重点示范小学，其有两个校区，一是上海道校区、二是福州道校区。

这两个校区都有着浓厚的教学历史，教学水平一直处于塘沽区前列。

随着电子信息化的发展，浙江道小学也随之建设了不少高新科技的信息化电教设施。

两个学校的录播教室的建设一直在塘沽区也是首屈一指的。

随着信息化的不断深入，教育资源云平台、云书包也被学校提到建设日程里，但是这些项目都要有一个强大的校园网作为支撑，由于浙江路小学的校园网是2000年建设使用的，已经不能够承载现有云计算平台的高速数据传输功能了。

则要在教育资源云平台、云书包这些平台建设成立之前，必须把校园网进行升级改造，能够使这些平台发挥应有的作用。

1.2.原有校园网分析

浙江路小学现状：

目前使用核心路由器为锐捷NBR3000.核心交换机为锐捷5750

楼层交换机为一般性能100M交换机，学校网站服务器、办公服务器等网络和服务器设备已老化。

现有网络拓扑情况为福州道和上海道两个校区各有一条互联网接入，之间有一条数据专线，校区内为树形拓扑。

具体设备情况：

上海道小学：

核心路由器NBR3000，核心交换机5750，其他三个楼宇（二号楼1台，三号楼1台，一号楼6台）合计约8台楼层100M交换机。

福州道校区：

核心路由器NBR3000，核心交换机5750，一栋楼宇（四层）内（分前后楼）合计约8台楼层100M交换机。

原有校园网络拓扑如下：

第2章.校园网升级改造方案整体设计

2.1.设计原则与思路

浙江路小学的校园网的建设原则是能够高效、安全、绿色的支撑应用系统的使用，相比传统校园网建设，体现在几个层面的变化：

1、数据中心的形成

全面提升主要校区的网络平台，包括中心机房设施提升、核心网络设备的升级、应用系统服务器的安装购置，安全设备的安装购置。

2、上联链路的升级

为了提高云计算平台的适应性，以及云书包等应用的规划以动画、视频、互动等大流量应用为主，相比传统网络带宽要求提升10~20倍，应该提升主要校区的登陆Internet上联链路的带宽。

3、全面提升网络设备

原有校园网的网络设备老旧，并且不能适应新应用系统的数据传输要求，则要配备具有更高数据传输能力的网络设备。

所以在全新校园网的设计上需要遵循以下原则：

高性能——骨干网络性能是整个网络良好运行的基础，设计中必须保障网络及设备的高吞吐能力，保证各种信息（视频、动画）的高质量传输，才能使网络不成为业务开展的瓶颈。

高可靠性——网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证，在网络设计中选用高可靠性网络产品，设备充分考虑冗余、容错能力；合理设计网络架构，制订可靠的网络备份策略，保证网络具有故障自愈的能力，最大限度地支持系统的正常运行。

网络设备在出现故障时应便于诊断和排除，充分体现计算机网络的高可靠性。

安全性——制订统一的网络安全策略，整体考虑网络平台的安全性，保证师生能够安全、绿色的使用资源。

独立性——学校与教育局之间采用公网连接会导致一些应用系统的不可用（比如名师讲堂、双向教学等），而且公网连接也使得网络不安全、不可控等隐患，所以教育局与学校之间应该采用裸光纤或者VPN方式连接；

技术先进性和实用性——在保证满足校园业务、应用系统业务的同时，要体现出网络系统的先进性。

在网络设计中要把先进的技术与现有的成熟技术和标准结合起来，充分考虑网络应用的现状和未来发展趋势。

标准开放性——支持国际上通用的网络协议、路由协议等开放的协议标准，有利于保证与其它网络（如中国教育网、公共数据网、区教育网等其它网络）之间的平滑连接互通，以及将来网络的扩展。

灵活性及可扩展性——根据未来业务的增长和变化，网络可以平滑地扩充和升级，最大程度的减少对网络架构和现有设备的调整。

可管理性——对网络实行集中监测、分权管理，并统一分配带宽资源。

选用先进的网络管理平台，具有对设备、端口等的管理、流量统计分析，及可提供故障自动报警。

强QOS、强组播特性——新应用系统下的校园网因为对视频、音频等多媒体业务的需求较大，所以整个网络具有较完善的QOS特性对教育网而言就显得尤为重要。

能不能对关键业务进行带宽优先保证尤其是那些对时延敏感的业务进行保证是教育网必须考虑的一个重点，为实现区别服务，整网端到端的QOS特性机制是优质网络业务的保证。

另外组播特性对于有效的保证多媒体流传输性能和节省带宽也有非常重要的意义，基于组播的控制特性也会进一步保证组播流的控制、管理和安全，从而为实现教育城域网的多业务支持提供保障。

兼容性和经济性——兼容性，能够最大限度地保证学校现有各种计算机软、硬件资源的可用性和连续性，为不同的现存网络提供互联和升级的手段（如现有的双向教学系统），保证各种在用计算机系统（包括工作站、服务器和微机等设备）的互连入网，充分利用现有网络资源，发挥主干网的优势。

经济性，就是在充分利用现有资源的情况下，最大限度地降低网络系统的总体投资，有计划、有步骤地实施，在保证网络整体性能的前提下，充分利用现有设备或做必要的升级。

2.2.整体解决方案

浙江路小学校园网的整体网络拓扑如下图所示：

整个网络分为接入层、核心层、本地教育资源中心、远程教育资源平台和出口区共计5个模块。

接入层

在两个校区楼宇内部署全千兆交换机，通过万兆光纤连接该校区机房的核心交换设备。

并在电教室安装WLAN设备，满足对教室多用户的高密覆盖，并对整个教学区做到wifi信号的全覆盖。

为云书包系统提供无线终端接入。

核心层

在核心层采用华为S7706核心交换机，并安装双引擎、双电源等稳定系统，以保证网络核心的可靠性，同时成倍提升网络性能。

核心交换机上提供连接各功能区万兆以太网接口，出口部署网络安全设备，为整个校园网提供安全保障。

并在两个校区之间用一条100M的MSTP链路互联，保证福州道校区可以毫无阻碍的登陆总校的教育资源中心。

教育资源中心

在浙江路小学总校中心机房部署教育资源中心，把视频录播系统、云计算平台系统、以及教学管理系统部署在教育资源中心。

作为整个校园网的总指挥部，部署网络管理系统、安全管理系统、虚拟化管理平台等管理系统，以便于管理人员对整个校园网进行统一规划和管理。

远程教育资源区

利用当地运营商-天津移动的IDC机房内部署远程教育资源区，在云计算虚拟化区，通过虚拟化技术建立计算资源池和存储资源池，为教育资源平台动态分配硬件资源，从而提高硬件资源的可靠性和可扩展性。

资源服务区通过互联网与学校本地教育资源区进行互联，可以把一些数据系统进行全面镜像，保证了远程教育资源区与本地信息的高度一致。

同时，学生、教师、家长可以通过互联网登陆到远程教育资源区，实时进行资料查询、批改作业、师生互动等活动。

天津移动IDC的优势及相对学校自建IDC的成本节约点：

中国移动IDC业务优势

国际顶尖的机房标准：

1.专门为IDC而建设的机房楼（8级抗震标准）。

2.高强度的承重，满足电池，存储等设备的安装。

3.良好的布局，增强了客户体验。

完善的动力配套系统：

1.Tier4认证的电力设备，保障服务器运行安全可靠。

2.精密智能SDC空调，保障室内温湿度恒定。

3.国内最新的封闭冷通道技术，科学的降低运营成本为客户提供更优的资费。

数据中心级的网络资源配置：

1.快速的收敛时间（路由器收敛时间<50ms）。

2.汇聚层支持虚拟化技术，收敛速度远高于普通路由收敛。

万兆端口/12个千兆端口，缓存256兆。

3.良好的安全保证措施，对外防御手段齐全，对内纳入安全管控体系，保障服务器的绝对安全。

使用IDC托管业务的优势

随着校园对数据处理依赖程度的递增，对数据的安全要求也进一步提高。

数据中心的灾备恢复服务能力是校园应当关注的一个重点.要在自己室内存放服务器，就必须建立空调环境、标准设施（例如24小时运作的机房空调系统、不间断电源系统等等）以及管理服务器和网络业务作出庞大而长远的投资。

服务器管理服务尤其适用于下列况：

不愿购置额外硬件（例如：

路由器）以提升伺服器的连接速度；服务器受带宽所限无法提升网络连接速度。

服务器托管服务是最合乎成本效益的网上方案，无论在性能、安保、可靠性方面都达到最高水平，免除了校方在机房建设方面需投入的高昂成本。

自建机房需考虑成本因素：

1、土建与场地成本。

2、动力配电成本。

3、防雷接地、静电释放系统。

4、结构装饰成本。

5、UPS不间断电源。

6、气体消防灭火系统7。

、PDS综合布线成本。

8、空调、新风系统。

9、安防门禁视频监控成本。

10、环境集中监控。

11、网络带宽接入成本。

12、安保及专业网络维护人员成本。

13、高额的电费等等

出口区

整个校园网将拥有两个网络出口，出口部署华为USG2260出口安全网关。

负责整个校区的安全防御。

一个是总校高带宽的互联网出口、一个是分校原有互联网出口，这两个出口可以互为备份，并提供流量分流，负载均衡等工作。

认证计费区

整个校园部署华为esight网络管理软件，1.对网络设备进行有效管理，网络故障诊断，网络拓扑展示。

对无线设备进行管理、通过esight的安全策略组件可以提供用户接入网络认证，对上网用户进行监管和控制。

无线用户直接在本地认证，接入学校内网，不经过运营商线路，节省了很大一部分带宽费用。

第3章.校园网功能分区详细设计

3.1.接入层设计

3.1.1.接入层有线设备设计

浙江路校园原有校园网接入层设备是普通的100M交换机，不具有可管理性，并且无法实现千兆上联，特别是开通录播系统的实时转播工作时，没有组播协议的支撑，会造成整个校园网骨干数据传输缓慢甚至瘫痪。

在电教室内要安装高容量的无线AP作为云书包的终端接入系统，此教室数据传输量可谓巨大，所有接入交换机必须具备上联、下联端口保证千兆带宽。

则本方案建议使用华为的千兆交换机S5700-LI系列交换机作为校园网的接入设备。

华为S5700-LI系列交换机是华为公司自主开发的全千兆三层以太网交换机产品，具备丰富的业务特性，提供IPv6转发功能以及最多4个10GE扩展接口。

通过华为特有的CSS（智能弹性架构）功能，用户能够简化对网络的管理。

S5700-LI系列千兆以太网交换机定位为企业网千兆接入，同时还可以用于数据中心服务器群的连接。

其系统特性如下：

高扩展性保护投资

随着用户端速度不断提高，用户最终会使集群千兆链路达到饱和，而能够拥有多条10GE链路将是我们的未来发展方向。

S5700-LI系列交换机支持两个扩展槽位，每个槽位支持单端口或双端口的10GE扩展模块，在实现千兆汇聚或接入时保留