校园网规划与设计毕业论文.docx

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校园网规划与设计毕业论文

新乡学院

毕

业

论

文

论文题目

校园网规划与设计

院（系）名称

专业名称

班级

学生姓名

学号

指导教师姓名

内容摘要…………………………………………………………………………………3

关键词……………………………………………………………………………………3

Abstract…………………………………………………………………………………3

Keywords………………………………………………………………………………4

一校园网络应用需求…………………………………………………………………5

1．1存在问题分析……………………………………………………………5

1．2校园网主要解决的问题…………………………………………………5

1．3建设目标分析……………………………………………………………5

1．4需求分析…………………………………………………………………6

1．5本章小结…………………………………………………………………7

二校园网络系统设计…………………………………………………………………7

2．1网络拓朴图………………………………………………………………7

2．2设计思想与原则…………………………………………………………8

2．2．1设计思想…………………………………………………………8

2．2．2设计原则…………………………………………………………9

2．3网络系统设计的技术分析与要求………………………………………10

2．3．1网络系统设计的技术分析………………………………………10

2．3．2网络系统设计的技术要求………………………………………11

2．4设备选型…………………………………………………………………11

2.4.1核心层设备选择………………………………………………………11

2.4.2网络汇聚层与接入层设备的选择……………………………………12

2.4.3服务器的选取………………………………………………………14

2.4.4边界型路由器的选择………………………………………………15

2.4.5无线接入设备的选择…………………………………………………15

2．5本章小结…………………………………………………………………17

三网络地址规划与VLAN应用…………………………………………………………18

3.1网络地址规划原则…………………………………………………………18

3.1.1校园网IP地址分配总原则……………………………………………18

3.1.2校园网内部私网IP地址的分配………………………………………18

3.1.3中心交换支持…………………………………………………………18

3.1.4固定IP地址用户………………………………………………………18

3.1.5认证计费………………………………………………………………18

3.2地址方案实施………………………………………………………………19

3.3VLAN技术应用………………………………………………………………19

3.3.1划分VLAN的意义………………………………………………………20

3.3.2VLAN技术的实现………………………………………………………20

3.4本章小结……………………………………………………………………21

四校园网络管理与安全维护…………………………………………………………22

4.1网络管理的重要性…………………………………………………………22

4.2网络管理设计………………………………………………………………22

4.2.1校园网的功能域管理…………………………………………………23

4.2.2校园网的管理策略……………………………………………………23

4.3网络安全管理………………………………………………………………25

4.3.1网络安全的潜在威胁分析……………………………………………25

4.3.2网络安全防范…………………………………………………………26

4.5本章小结……………………………………………………………………28

五设计总结…………………………………………………………………………29

参考文献…………………………………………………………………………………31

致谢………………………………………………………………………………………32

内容摘要

自1995年中国教育教研网（CERNET）建成后，校园网的建设已经进入到一个蓬勃发展的阶段。

校园网的建成和使用，对于提高教学和科研的质量、改善教学和科研条件、加快学校的信息化进程，开展多媒体教学与研究以与使教学多出人才、科研多出成果有着十分重要而深远的意义。

其主要包括各种局域网的技术思想、网络设计方案、网络拓扑结构、布线系统、Intranet/Internet的应用、网络安全，网络系统的维护等内容。

各高校与其中小学都在筹备建设校园网，希望通过校园网的建设，改善办学条件，提高教学、科研和管理水平。

校园网的建设对于学校来说是一项大的工程，必须精心设计、精心施工，做到经济适用，技术先进、开放性能良好、投资强度合理、与国内外网络互联、能长期、稳定运行的高性能的校园网络。

关健词：

校园网，规划，设计，网络

Abstract

Since1995,ChinaEducationandResearchNetwork（CERNET）followingthecompletionofthecampusnetworkhasenteredaphaseofvigorousdevelopment.Andthecompletionofthecampusnetwork,toimprovethequalityofteachingandresearch,teachingandresearchtoimprovetheconditionsforschoolstospeeduptheprocessofcarryingoutmulti-mediateachingandresearch,andteachingsothatmorepeople,moreresearchresultshaveimportantandfar-reachingSignificance.Themainlocalareanetwork,includingavarietyoftechnicalideas,networkdesign,networktopology,cablingsystem,Intranet/Internetapplications,networksecurity,networkmaintenanceandsoon.Collegesanduniversitiesandprimaryandsecondaryschoolsinpreparationforbuildingthecampusnetwork,andhopesthatthecampusnetworktoimprovetheconditionsforrunningschools,improveteaching,researchandmanagement.Campusnetworkforschoolsisamajorprojectmustbecarefullydesignedandconstructionwork,soaffordable,technologicallyadvanced,opengoodstrengthandreasonableinvestment,domesticandinternationalnetworksandtheInternet,long-term,stableoperationHigh-performancecampusnetwork.

Keywords:

CampusNetwork,theplanning,design,networking

一校园网络应用需求

1.1存在问题分析

河南省周口市郸城县第三初级中学是郸城县直属中学，学校在校生2000余人。

学校占地50亩，校园覆盖了校综合办公楼1栋，图书馆1栋，教学楼3栋，男女宿舍各1栋，食堂一处，体育馆（操场处）。

学校目前仅图书馆有几十台计算机供图书管理之用，但是目前无网络连接。

学生宿舍、教学楼和办公室目前尚未开通校园网络。

根据以上对学校现状的分析并通过深入的了解，目前学校无法满足应用发展的需要，在教学、教育资源获取等方面的网络应用比较落后，校园的信息化相当闭塞。

为学校未来的发展和保持教学的现代化、信息化带来不便，经校方研究决定，现对学校实现校园网络的初步规划。

1.2校园网主要解决的问题

鉴于学校目前状况，校园网建设过程中，主要需要解决的问题如下：

⑴建立校园网的主干网络，实现千兆主干，百兆到桌面,通过以上实现整个校园全网覆盖；

⑵解决好综合办公楼、教学楼、学生宿舍上校园网的问题，将校园网应用推入基层，满足师生员工上网需求；

⑶实现校园网的基本应用服务，如WEB服务，DNS服务，VOD点播服务，FTP服务；

⑷完善和强化用户访问校内校外资源的权限和策略管理，并进行流量、带宽和日志管理，提高校园网的可管理性；

⑸强化校园网的安全策略，有效地提高校园网的安全性；

⑹实现无线上网功能，

1.3建设目标分析

根据对第三初级中学的网络覆盖现状分析，对拟建校园网系统建设目标分析如下：

⑴校园主干满足应用发展的需要：

考虑到学校校园网络开展视频点播、多媒体教学、远程教学等需要，我认为传输主干应采用的是1000M光纤；

⑵网络主机的处理能力强：

学校校园网络目前开展的网络应用对主机处理能力要求不高，比如WEB服务等是一些低带宽的应用服务，随着用户数量大幅度的增加，网络应用如VOD视频点播、多媒体教学等许多高带宽和需要高处理能力的主机系统。

因此，有必要提高网络主机的处理能力；

⑶学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，能够获取Internet网上的教育资源；

⑷容错能力和安全性强，通过技术手段提高网络设备的容错能力；安装硬件防火墙、IDS、服务器防病毒、工作站防病毒软件，实现网络安全；

⑸实现网络的易管理性，考虑到网络设备和主机数量的不断增加，方案规划应该能够实现校园网的可扩展性核对整个网络的监控能力。

1.4需求分析

学校的整个网络系统以千兆主干、百兆到桌面为总体需求原则。

在总体设计方面，带宽为100M的节点的介质传输采用超五类线，音频采用五类线，视频采用同轴电缆。

整个校园以计算机网络中心为核心，通过光纤，通过多星级辐射至各个主楼，从而构成整个校园网主干，各信息点的网络带宽将视其应用的性质，进行合理地分配，分为100M以与1000M等量级，也需要能够通过光纤或DDN专线与CERNET连接，以开通全部的Internet网络应用服务。

从内部校园网到外部Internet的访问都要有安全审查和流量管理功能；

在功能方面，结合学校的总体发展趋势，拟建立多媒体多功能教学室，图书馆计算机管理系统和电子阅览系统利用网络技术，实现多媒体信息交换、视频点播、网络会议、远程教育，兼容校内有线电视网、广播网、监控等网络系统。

实现校园全部范围内的无线上网，全网展开WEB，服务；

在学校设备需求方面，第三初级中学按信息点覆盖情况主要设备需求参数如下：

综合办公楼

1台汇聚层交换机；4台接入层交换机；无线AP一台

图书馆（网络中心）

1核心层交换机；1汇聚层交换机；3接入层交换机；服务器4台；路由器1台

教学楼1

1汇聚层交换机；2台接入层交换机

教学楼2

1汇聚层交换机；2台接入层交换机

教学楼3

1汇聚层交换机；2台接入层交换机

男生宿舍楼

1汇聚层交换机；4台接入层交换机

女生宿舍楼

1汇聚层交换机；4台接入层交换机

体育场（操场）

无线AP一台

1.5本章小结

本小节以郸城县第三初级中学校园网络为基础，对网络设备，计算机设备的现状与现有网络的应用情况进行了简要介绍。

通过分析发现，学校目前存在多方面急需要解决的问题，包括：

主干网络的设计，网络的整体覆盖计划，应用功能的实现，用户对外界资源的安全性访问。

最后对建设目标和潜在需求做了进一步的分析说明。

二校园网系统设计

2.1网络拓扑图

如前所述，根据河南省郸城县第三初级中学网络现状与未来需求，就校园网网络系统进行如下规划：

郸城县第三初级中学校园网设计方案初步规划图

2.2设计思想与原则

2.2.1设计思想

校园网设计方案将从学院的实际应用出发，结合现代信息技术的发展，遵循实用，可靠，先进，安全的设计原则。

对于学校，应能够满足日常的学习和教育资源的获取；并能够融合当前的网络的主干技术，使网络能够具备充分的可扩展性，同时满足校园网的易于维护性和安全性的特点。

校园网示意图：

2.2.2设计原则

网络设备具有国际标准性与开放性，实现网络的易用性和实用性相结合，具有先进性、可扩充性和可升级性，易管理，易维护等功能特点。

一：

系统的先进性

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。

设备选型要是先进和系列化的，系统应是可扩充的，便于进行升级换代。

二：

系统的实用性

网络系统能否成功，实用性非常重要。

系统建设必须从实用出发，使之达到使用方便且能发挥效益的目的，而不是盲目追求新技术。

三：

系统的可靠性

系统的可靠性具体表现在以下几个方面：

1、网络系统的可靠性和稳定性；

2、网络应用系统的可靠性和稳定性；

3、系统信息资源的安全性；

4、故障排除和系统恢复能力。

四：

系统的开放性

计算机技术发展日新月异，新技术层出不穷，因此我们所构建的系统、所使用的技术，其开放性和标准性就显得格外重要。

只有采用开放的系统，使用开放的技术，才能保证系统有较长的生命周期。

五：

系统的扩充性

由于计算机技术的飞速发展和计算机网络技术的日新月异，网络系统扩充能力的大小已变得非常重要，因此考虑网络系统的可扩充性是相当重要的。

六：

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，以获得最大的效益。

七：

系统的安全性

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。

2．3网络系统设计的技术分析与要求

2.3.1网络系统设计的技术分析

在校园设计中，以太网技术支持10M、100M至1000M的各种通信速率，并有向更高带宽（10G与以上）发展的趋势。

当今正在发展的IP交换技术也是基于以太网的，结合第三层交换机的路由功能，构造几个乃至几十、几百个G带宽的网络。

另外，由于主要业务系统是建立在IP平台上的，以太网技术是IP网络最好的通信技术之一。

采用IEEE802.1q标准，以太网可以实现VLAN，而VLAN在很大程度上是保证网络高效和安全的重要手段。

根据以上比较，在选择校园网络技术时应该考虑如下：

1、长远来看如何保护现有投资：

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。

从目前的趋势来看，采用千兆以太网技术是最适宜的。

2、性能价格比：

以太网、快速以太网、千兆以太网和ATM网三者性能状况由低到高，但是价格也是由低到高的。

鉴于我院的实际资金状况，在建设校园网时要充分考虑到学院的经济实力，选择“好用、够用、适用”的网络技术是关键。

基于对本校目前网络应用和对网络流量的需求的了解与认识，选择千兆以太网技术。

为主干网技术，终端用户接入采用10/100M以太网。

信息中心设在北院计算机网络中心内。

终端用户接入采用10/100Mbps速率的理由：

在主干网为1000Mbps吞吐能力的前提下，桌面计算机如果也选用1000Mbps速率，要么造成网络负载过重或引起主干网和服务器的瓶颈效应，要么1000Mbps接入带宽利用不足从而造成不必要的浪费，故目前各校园网网络系统工程设计接入点选用10/100Mbps速率（综合布线以100米为标准）。

2.3.2网络系统设计的技术要求

根据上述总体要求，在技术上必须提供相应的支持和保证。

整个网络在技术上定位为千兆以太网主干网络，以1000M多模光纤和100/1000M双绞线为主要传输介质，因而对网络协议透明，但可以配置成以IP协议为主的高速IP网络。

网络至少包括如下几个要素：

1、网络结构的优化：

网络体系结构要体现在网络层的层次化体系结构，可以减少对传统传输体系的依赖。

2、包转发的优化：

适合大型、高速宽带网络的特征，提供高速包转发机制。

3、带宽优化：

在合理的QoS控制下，最大限度的利用带宽。

4、稳定性优化：

最大限度的利用故障恢复方面快速切换的能力，快速恢复网络连接，提供符合高速宽带网络要求的可靠性和稳定性。

5、可扩展性：

要求网络能适应网络技术的不断发展，使网络系统能够顺利、平滑地向更新的网络技术过渡。

6、通信协议的支持：

可以支持TCP/IP、IPX、DECNET等协议。

以TCP/IP为主要通信协议。

支持RIP，OSPF，BGP4，IGMP等多种国际标准的路由协议。

2．4设备选型

2.4.1核心层设备选型：

（32000元）

校园网的建设中，核心层的设备的运行的效率直接影响着网络的正常运行。

网络中心设备，承担着整个网络性能好坏的关键，我建议选用比较高档的中心设备，既能保证满足服务的需要，不会出现广播风暴或通信瓶颈问题；又能保证几年之内设备不会过时；选择品牌时考虑比较多的是：

生产厂商的可靠性和稳定性、技术领先性和成熟性、设备的完整系列性、设备的可升级性、是否具备完善的售后服务体系来支持用户的应用、是否为主流产品（这将决定用户接收产品熟悉产品的成本和产品的通用性）、其安全性是否适合用户的要求。

在本方案中，第三初级中学采用H3C的H3CS5800-32C作为核心层设备，符合主流设备选取原则，同时具备万兆可扩展链路，并能够向IPV6平滑过渡。

其有24个10/100/1000Base-T以太网端口，4个1/10GSFP+端口，H3CS5800-32C系统为局域网、广域网提供了灵活的、经济有效的连接方案。

H3CS5800-32C交换机代表3Com的最新一代可堆叠交换技术，H3C5800-32C交换机的主要性能参数如下：

传输速率

10/100/1000/10000Mbps

交换方式

存储-转发

备办带宽

400Gbps

端口结构

模块化

包转发率

156Mpps

堆叠功能

可堆叠

网管支持

可网管型

模块化槽数

1个

电源电压

100-240V

传输模式

全、半双工

安全性

支持用户分级管理和口令保护；支持AAA认证、RADIUS认证；支持MAC地址认证、802.1x认证；支持SSH2.0；支持IP+MAC+端口绑定；支持IPSourceGuard

支持HTTPs、SSL

支持协议

支持静态路由、RIP,OSPFv2,BGP,ISIS等价路由,路由策略,VRRP,策略路由

实现加载升级

2.4.2汇聚层与接入层设备的选取

（H3CS5100-24P-SI5700元×7≈40000元）

主交换机设备选用高端千兆三层中心交换机；网络中心下连的其它子系统，配置的边缘100M交换机边缘交换机与主中心交换机的连接速率为1000M；我们将把全校的所有网络设备和计算机设备（其中包括服务器、工作站、外设等）有机地连接在一起，使其发挥相应的作用，形成一个综合性的、统一的一体化现代园区高速网络系统。

这样就组建了目前技术先进的千兆以太网1000BASE-TX，速度1000M，各科室为快速以太网，速度为100M/200M。

各楼层之间网络连接的主干线采用千兆线路，主要考虑网络的速度、将来网络的扩容以与与有关网络连接，其它分支采用100M双绞线。

中心交换机使用千兆机；连接边缘高速百兆交换机；整个网络以一级千兆为中心，组成一个星型网络；这样就组建了目前先进、流行的千兆以太网和以太网（Ethernet）、快速以太网（FastEthernet）网络的组合,主干是1000M网络。

其它分支为快速以太网100BASE-TX，速度100M/200Mbps。

本着网络设计原则，现在对汇聚层与接入层交换机设备选取和分析如下：

汇聚层采用H3CS5100-24P-SI交换机

H3CS5100-24P-SI主要性能参数如下：

传输速率

10/100/1000Mbps

交换方式

存储-转发

备办带宽

48Gbps

端口结构

固定端口

包转发率

36Mpps

堆叠功能

不可堆叠

网管支持

可网管型

模块化槽数

4个

电源电压

100-240v

传输模式

全、半双工

VLAN功能

支持

支持协议

IEEE802.3,802.3u,802.3z,802.3ae,802.3ab

接入层设备的选取（H3CLS-2126-EI-ENT-AC-H31600元×19≈31000元左右）

接入层设备采用H3CLS-2126-EI-ENT-AC-H3，对H3CLS-2126-EI-ENT-AC-H3设备性能分析如下：

传输速率

10/100Mbps

交换方式

存储-转发

备办带宽

5.2Gbps

端口结构

固定端口

包转发率

3.72Mpps

接口数量

26

接口类型

10/100Base-TX,Combo

网络标准

IEEE802.1Q,IEEE802.1D,IEEE802.1X

电源电压

100-240v

传输模式

全、半双工

VLAN功能

支持

网管功能

支持命令行接口（CLI）配置,支持Telnet远程配置,支持通过Console口配置,支持SNMP,支持WEB网管

2.4.3服务器的选取（9000元）

这里所涉与的主机服务器指的是网络中心的重要服务器，服务器是整个网络应用的中心设备，它的性能决定了系统应用的性能，同时也需考虑到系统的可靠性与健壮性，所以网络服务器需要为总线、磁盘等I/O吞吐量大，CPU处理速度快，支持内存量大，关键设备具有系统冗余。

服务器操作系统也是决定系统应用性能的主要因素之一，服务器操作系统应具有多线程、多进程的功能，应具有用较低的系统开销获得较高的网络响应能力，支持超大内存操作，支持系统容错，整个系统健壮。

通常情况下，如果应用不复杂，例如没有大型的数据库需要管理，那么采用工作组级服务器就可以满足要求。

目前，国产服务器的质量已与国外著名品牌相差无几，特别是在中低端产品上，国产品牌的性价比具有更大的优势，中小校园网可以考虑选择一些国内品牌的产品。

本校园网的设计过程中，将采用联想万全T168G6S34302G/500S服务器，

万全T168G6S34302G/5