XXX中学网络系统方案.docx

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XXX中学网络系统方案

XXX中学

网络系统设计方案

联想网络有限公司

2004-5

第一部分联想网络公司介绍

一、联想网络介绍

联想网络成立于2001年，是一家以研究、开发、生产和销售自有品牌的网络通信设备以及相关产品为主，在信息产业领域内多元化发展的网络设备提供商。

目前员工200余人，其中100％具有大学本科以上的学历。

80％具有硕士以上的学历，具有很强的新产品研究和开发能力；公司在广东省拥有世界先进水平的生产基地，占地面积30000平方米以上，有着12年的计算机及附件生产管理经验。

广东的生产基地共有七条自动化生产流水线，采用两台高速贴片机加一台多功能贴片机的2+1的组合模式。

全线实行了免清洗工艺，板卡月产量50万片，整机30万台。

生产的一流的管理和控制确保稳定可靠的产品质量。

公司秉承科技创新、求实进取之经营理念，业务得以顺利地开展。

迄今已成为中国最有发展潜力的网络设备提供商之一。

在公司发展初期，公司始终以技术创新，品质优异之良好形象成为业界的后起之秀。

公司的研究开发、商务营运中心位于深圳市高新技术产业园区，而制造合作伙伴则分部于深圳的周边地区，该布局可以利用深圳良好的商业、资讯环境，以及合作伙伴的大规模制造能力和具竞争力的人力资源，使公司达至永续经营。

联想网络以高科技网络通訊产品為研发方向，著重在发展世界级的通信產品，产品覆盖局域网（LAN）、广域网（WAN）、无线（Wireless）、宽带（Broadband）以及Internet应用解决方案等领域，产品线包括网卡、以太网交换机、路由器、无线局域网设备、宽带接入产品以及光纤转化器、网管和网络安全产品，为客户定制从网络设备提供、网络构建规划一直到网络应用安全的一整套全方位解决方案，深获广大使用者赞赏与信赖。

目前正致力于发展企业网和城域网的交换机和路由器系列高品质的中高端产品以服务广大的顾客群。

联想网络公司的系列网络产品采用国外最新的芯片，通过标准的Smartbit测试，质量已经通过了ISO9001的2000版认证，使得产品具有更高的可靠性稳定性和兼容性。

联想网络拥有一支精诚合作、团结进取的优秀团队和资深的管理人员，凭借雄厚非凡的技术实力、精益求精的研发队伍和不断创新的工作态度以及对于千变万化的市场的敏锐洞察力和快速反应适应能力，确立了联想网络在业界的地位，联想网络将不断的想用户提供性能卓越的网络设备，并以强大的技术力量、完善的售后服务为客户的最大利益提供保障。

联想网络一贯秉承"让用户享受科技"的理念，始终致力于为中国用户提供最新最好的科技产品，推动中国信息产业的发展。

面向未来，作为宽带IP网络的技术与服务的提供者，联想网络将以因特网为核心，全面服务行业客户导向为原则，满足电信、金融、教育、政府、中小企业以及宽带驻地网运营商等行业客户的不同需求，为其提供针对性的产品组合和网络解决方案和服务。

二、联想网络合作伙伴——ExtremeNetworks介绍

联想网络的合作伙伴ExtremeNetworks公司成立于1996年，专注于专业、高效的解决方案，并迅速发展壮大，为各大服务供应商、应用服务商及企业提供结构简单、快速高性能、扩展能力的第三层交换网络及带Qos功能的宽带IP解决方案。

ExtremeNetworks是第三代交换技术的先行者，通过提供具有智能化带宽控制技术的交换产品来满足不断壮大的城域宽带骨干及接入网、数据中心、企业内部网的需要。

在以太网中，从边缘到主干，ExtremeNetworks均有相对应的高品质、无阻塞、支持第三层交换、线速路由及基于策略QoS的千兆以太网产品。

1998、1999、2000和2001年ExtremeNetworks的千兆产品市场份额连续保持全球销量第一，同时率先成为全球第三层交换机累计端口出货数量超过100万的厂商，从而领导千兆以太网产品市场。

在国外。

Extreme的交换机已在美国五角大楼、Microsoft、Compaq、Dell、Siemens、Sun、Ford、Shell、日立等公司的大型网络系统中使用。

ExtremeNetworks于2000年3月20日成功收购3Com生产千兆交换机的部门CoreBuilder，接管其全线产品、业务及销售和技术人员。

2000年5月，ExtremeNetworks进入中国，在北京、上海、成都等地建立办事处，并与清华大学、北京邮电大学、中国教育科研网、中国电信等建立了业务合作关系，迅速为广大的电信和企业用户接受。

在中国国内，Extreme的产品已在电信、广电、银行、证券、和院校等行业的数百家单位投入使用，Extreme成功的进入了中国电信11个省市的电信城域网，五省市的广电城域网、网通的12个城市的城域网以及中国移动17个省市的移动互联网，在运营级网络成为cisco强有力的竞争对手。

2003年7月，和联想网络正式建立战略合作联盟，在各个网络通信领域的研究和开发开展广泛的合作，同时推出联合品牌的Lenovo-Extreme核心交换机，共同推进万兆以太网和IPv6在中国大陆的应用。

ExtremeNetworks是千兆以太网和万兆以太网的领先者，下图是权威机构统计的万兆以太网市场的全球市场占有率：

下图是2002年第四季度全球的10/100/1000M端口占用率

三、联想网络的教育行业成功案例介绍

国内著名高校：

☞中国教育科研网，北京IPv6试验网

☞上海交大校际宽带IP城域网

☞北京航空航天大学

☞中国农业大学

☞中国国家会计学院

☞河北省农业大学

☞清华大学紫荆园区

☞吉林大学珠海分校

☞珠海校校通工程

国外著名高校：

☞美国oklahoma州立大学

☞美国suffolk大学

☞美国加利福尼亚ohlone大学

☞日本osaka大学

第二部分项目概述

一、项目背景

/学校情况介绍/

二、总体目标

建设XXX中学计算机网络系统，不但可以推进整个学校的网络系统的互连互通，实现信息的快速传递和充分利用，为广大师生的工作和生活提供准确、及时、有效的信息服务，还能实现与本部校园网的网络互联。

通过校园网络的建设，可以促进网络建设规范化，加速XXX中学信息化的发展，优化XXX中学的信息结构和提高教育教学管理水平。

经过对校园网的深入分析及对XXX中学现有信息基础设施和应用系统的调研，我公司认为，XXX中学校园计算机网络建设的总体目标是：

1建成一个覆盖整个XXX中学校园的、技术先进的、运行稳定的、实用的、统一的信息网络增值平台系统。

1建立完善的应用信息系统，包括WWW、Mail等Internet应用信息系统和学校行政管理和办公自动化、现代化通信、教学研究、图书情报检索及计算机辅助教学等在内的综合校园计算机网络系统，为提高学校的教学水平、教研水平、管理水平创造一个良好的环境。

1采用千兆以太网技术，以光纤为主干，提供实时宽带多媒体信息服务

1为校园网所特有的大量多媒体视频应用提供高速的传输平台

1XXX中学校园计算机网络可通过电信运营商的线路和XX教育城域网实现互连互通；同时通过各种不同的线路方式实现与CHINANET（中国公用计算机互联网）等网络运营商的连通，同时获得国外网站访问的出口。

三、总体设计原则

计算机网络系统的建设既要立足于现在又要着眼于未来。

它所采用的技术不仅要成熟稳定可靠，而且要具有相当的先进性和独到的优点。

在对网络系统进行设计时，采用先进的网络技术和指导思想，建设一个开放的网络系统。

根据建设目标，XXX中学的计算机网络系统总体设计原则如下：

1以XXX中学计算机网络需求及信息流量、流向为依据，并紧密结合本部校园网的特点。

1兼顾XXX中学教学管理和行政管理两大体系。

1采用成熟、先进的网络技术、网络设备、主机系统及应用系统，兼顾网络的实用性和可持续发展性。

1网络系统应具备开放性、先进性、多协议间的互联性，兼顾现有系统资源的利用。

1应用系统先进、成熟，紧密结合网络平台性能。

1确保网络的安全性和可靠性。

注意避免出现“瓶颈”效应，保证网络7x24小时可靠运行。

1采用TCP/IP网络协议，UNIX或WindowsNT操作系统和Client/Server、Intranet体系结构。

1注意通信保密和数据安全，建立完善的网络管理系统。

为达到上述要求，结合联想网络多年的网络设计、建设和运行维护经验，以及XXX中学校园计算机网络的建网需求特点，在XXX中学校园计算机网络系统设计中，我公司将依据如下系统设计原则进行系统设计：

⌦开放性原则

系统具有开放性，意味着要遵循一个大多数计算机系统所共同遵循的标准，这是实现网络互联的最根本的保证。

随着开放互联标准的制定，只有开放的、符合国际标准的网络系统才能实现多厂家产品的互联。

目前已经成型的国际标准包括：

以太网、FDDI网、快速以太网、千兆以太网、ATM等，这些网络系统不仅在世界范围内，即使在国内也被广泛采用。

针对XXX中学的计算机网络工程，联想网络采用开放的标准、技术、结构、系统组件和用户接口。

网络设计支持有关国际和国家标准，支持不同介质和异构网络互联与集成，提供异种机型及设备的直接接入及接口，易于网络的扩展与升级，在兼顾信息网内外多层次的安全性的基础上，保证其应用的开放性，以满足教学、行政办公、管理、信息交流等多方面的应用需求

⌦先进性原则和实用性原则

把握先进性原则的中心思想就是设计思想先进，网络结构先进，开发工具先进，采用先进的和成熟的网络技术和产品。

实用性原则就是采用的技术路线、产品应经过实践检验，被证明是成熟可靠的，设计结果能满足客户的需求并且行之有效。

先进性和实用性是相辅相成的，网络技术和产品的先进性保证了系统的高性能，实用性保证了网络的高效率和真正发挥作用。

采用的技术路线、产品应经过实践检验，被证明是成熟可靠的，设计结果能满足客户的需求并且行之有效。

XXX中学校园计算机网络的先进性将通过网络构架的先进性、硬件设备的先进性、传输速率和协议选择、信息系统的先进性来体现。

⌦可靠性原则

XXX中学的计算机网络系统必须具有一定的容错能力，保障在意外情况下不中断用户的正常工作。

可靠性也是通过设备可靠性和技术措施两个层次来解决。

XXX中学校园计算机网络的可靠性将通过选择能可靠运行的网络结构、选择可靠的网络和计算机硬件设备，以及选择可靠的网络操作系统和信息应用系统来体现。

通过一定的技术措施来保证网络的可靠性。

如采用双交换机技术，采用部件及链路冗余技术等。

通过这些措施使得网络即使出现某些故障仍能正常运行。

针对XXX中学的网络系统，我公司的设计方案、产品的性能技术指标、综合布线、设备选型以及网络结构等方面均遵守国际和国家相应的标准指标和要求，并满足学校的教学、科研和管理的需求。

设计结果稳定可靠，具有高MTBF（平均无故障时间）和低MTBR（平均故障率）

⌦安全性原则

网络安全就是保障网络设备的正常运行和传输信息的保密性、完整性。

随着网络应用的日益广泛和网络技术的不断普及，以及黑客技术的快速发展，网络面临的威胁也在不断增加。

如何实施全面有效的安全措施，保证网络的安全运行已成为网络应用首先需要解决的问题。

网络安全的实施涉及到网络设计、网络维护的各方面，并且是一个动态的、不断完善的过程。

安全措施有效可信，就能在网络运行、硬件平台和系统管理等多个层次上实现安全控制。

在XXX中学的网络设计中，我们通过加强内部访问控制和外部访问控制两方面来保证网络和信息安全。

⌦可管理性原则

网络设计在日后的维护中，能够满足统一、集中管理的需求，使系统处于有效的监控之下，以最少的人力资源保证网络的日常维护。

网络管理员能够在不中断系统运行的情况下对网络进行修改，不管网络设备的物理位置在何处，网络都是可以控制的。

管理人员能够通过单一的网络平台监测和控制所有的网络设备及端口。

网络设备集中放置，以满足管理及外界条件的要求。

网管功能包括：

失效管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理。

网络系统应该支持SNMP和RMONⅡ，以便于计算机管理人员通过网络管理软件随时监测网络的运行情况，一旦出现故障，可以报告出错位置和出错原因，使管理人员可以迅速发现故障并及时维护。

网络的可管理性对整个系统具有至关重要的意义，网络系统的可管理性体现在：

网络状态是可观的；网络发生的变化是有据可查的；网络性能是可测量的；以及网络是可以通过网络中心配置的。

⌦可扩充性原则

网络系统要能够灵活地扩充，一是能够适应网络规模的扩充，再者是能够适应网络应用及其他应用的提升对网络系统性能的更高要求。

具有良好扩充性的网络系统能够使用户以较小的代价，扩充现有网络设备的功能，为以后的发展提供系统的可扩展能力，避免用户的投资浪费。

⌦选择占主导地位的厂家，保护用户的投资

网络是用户计算机系统的中枢神经。

随着XXX中学的发展，网络的规模也要不断扩展，不断升级。

占主导地位的网络产品厂家的优势在于首先为产品市场占有率高，有广泛的用户群可以支持厂家的良好经营和不断发展；其次为拥有先进的技术，使其产品不断升级，通过产品升级一方面使其用户得到最先进的技术，另一方面可以保护用户以前的设备投资。

⌦性价比

在技术性能和价格的平衡中，技术性能优先，并兼顾价格。

保证信息网络建设具有较高的性能价格比，保证所采用的设备和技术属主流产品，在相应的应用领域占有较大的用户市场。

第三部分应用技术分析

在近几年中，计算机网络技术经历了巨大的发展变化。

网络性能大幅度提高，网络设备更新日新月异，网络技术不断创新并得到利用。

网络速度的提高不仅表现在网络带宽和相应传输速率的增长，同时交换技术的使用也使网络的实际性能大大提高。

关于网络的一系列标准则为网络的广泛互联带来了可能。

结构化的网络（StructuredNetwork）指网络与结构化布线系统的结合以及多种网络设备的使用。

结构化布线不仅利于网络的集中化管理，而且得到“即插即用”的联网灵活性；此外也为网络在相当长时间内的持续使用提供了保障。

集线器、交换机、路由器等网络设备的互联使用，通过布线系统、采用灵活的连接方式，就构成了结构化的网络。

进入九十年代后，网络逐渐从原来单一的“提供资源共享”的作用，发展到如今，在计算机应用中提供着基本环境的重要作用。

一、网络骨干层技术的发展

随着网络技术的发展，针对网络骨干层的技术也越来越多，目前比较流行的有以下几种方式：

1、万兆以太网技术

万兆以太网是基于IEEE和IETF的标准，提高了带宽，同时保持了可行的成本结构。

由于万兆以太网已经成为一种标准，可以用同一种介质令OSI结构第2层的局域网、城域网和广域网成为一体。

标准的以太网带宽从十兆和百兆，到千兆以太网（GbE），而目前达到万兆以太网（10GbE）。

由于有了802.1q或802.1p等IEEE标准的支持，现在的以太网更加稳健，更具弹性。

例如，网络管理员可以采用802.1q创建拥有独立广播域的网络"拟用网"。

这种部署方式使网络管理员能够根据组织和业务领域很轻松地描绘他们的网络。

同样，提供城域服务的运营商已经采用802.1q来分离每个客户，同时802.1p提供了一种运行低延迟VLAN服务（例如语音）的方法。

此外，由于万兆以太网技术采用802.1w或快速生成树（RSTP）协议，提高了网络弹性和从网络故障中快速恢复的能力。

在光纤被割断时，其网络恢复时间可以达到毫秒级。

联想通过提供线速输入数据速率限制和输出数据速率限制增加了以太网的可用带宽，即在10/100BaseTx端口上的带宽细化可至125Kbps而千兆以太网端口上带宽细化可至1Mbps。

由于支持各种介质和带宽细化，增加了部署不同类型以太网服务的灵活性。

同时网络产品的端口对端口延迟低于10微秒，因而整体网络延迟低于212微秒。

基于这一点，电信公司就可以有能力推出对延迟很敏感的IP语音（VoIP）服务，以及诸如多点到多点等其它网络服务。

由于万兆以太网目前已经在国际上形成标准，各打著名厂商的万兆以太网产品技术已经开始与国际标准保持一致，应此万兆以太网的兼容性与扩展能力将像千兆以太网和快速以太网技术一样，形成一个国际上广泛应用与各厂家相互兼容的局面

2、千兆以太网技术

千兆以太网提供1000Mbps的原始带宽，并与现在广泛使用的10/100Mbps以太网标准兼容，在提供10倍于快速以太网的性能的同时价格却并不高，显著提高了系统的性能价格比。

千兆以太网产品已经支持了Qos/Cos，并且提供了很大的带宽，拥有传输声音、图象、多媒体数据等的潜能。

尤其是千兆以太网同样采用以太网的冲突检测机制，延续了TCP/IP等网络协议在以太网上的成熟应用，使得网络的升级和维护简单，保护了用户的投资。

千兆以太网目前已有成熟的、统一的传输介质标准，可以保障各厂商间的产品互操作性。

与快速以太网相比较，千兆以太网建设成本较高，主要采用光纤做为传输媒介。

3、ATM

异步转移模式ATM是新一代网络交换技术，它选择固定长度的短信元作为信息传输的单位（53字节），因而缩短了信元的处理时间，有利于高速传输。

同时，ATM按先到先服务的规则分配信道，不同类型的服务都可复用在一起，从而提高了网络带宽的有效使用率。

ATM的所有信息在最低层是以面向连接的方式传送的，适合于传送实时性数据，同时ATM又可工作于统计方式，支持突发型数据。

因此，ATM特别适合于有多种不同类型数据同时高速传输的场合，适合于大型网络的建设。

但ATM网络的建设费用和维护费用都非常高，ATM协议较为复杂，建立在ATM上的应用难以发展，而无论是目前的MPOA（MultiProtocolOverATM）或LANE（局域网仿真）都无法使TCP/IP及其他网络协议体现ATM的QoS特性，同时由于ATM为信元传输，IP包在ATM上的损耗也很高，通常为22%。

因此，ATM网络系统的优点在目前的计算机数据传输中难以体现，不建议用户采用ATM。

二、网络接入层技术的发展

当前，针对局域网接入技术，国际标准组织和主要设备厂商广泛支持了各类以太网技术（包括快速以太网和千兆以太网）和ATM（异步传输模式）技术。

1、以太网技术

以太网具有价格低、可靠性高、可扩展性好、易于管理等优点。

以太网络交换是在传统的共享以太网上发展起来的，因此具有成熟的技术基础。

以太交换的核心是以太网交换机，利用它的高速数据交换传输的能力，解决了共享环境中由于数据传输冲突而导致的阻塞。

2、速以太网

快速以太网是1995年推出的，它几乎完全继承了以太网的技术，使用与之相同的CSMA／CD协议，且帧格式及帧大小也完全与以太网相同，为以太网提供了平滑、无需中断的升级方法，使以太网成为可伸缩的网络。

快速以太网在传输类型上是一种基于冲突检测机制的网络，快速以太网提供100M带宽，端口到端口的100M交换，完全可以满足事务性数据处理和基本的多媒体业务。

快速以太网技术成熟，产品丰富，被众多厂家支持，可采用双绞线、多模和单模光纤作为其传输介质，是目前应用范围最广的网络类型，具有投资少、适用范围广等优点，特别适合于用作大型网络的接入链路。

目前，用于客户端的网络接入还是以太交换和快速以太交换技术为主。

在大型网络中，通常采用主干交换机带接入交换机的星型拓扑结构，用于网络骨干的技术主要为千兆、ATM以太交换和快速以太交换。

第四部分总体网络设计方案

一、网络体系结构设计

网络系统的体系结构包括功能的分层及各层功能通信所遵守的协议。

网络系统的体系结构也称为“层次与协议的集合”。

网络系统设计的第一步就是选择网络体系结构，核心内容是决策应当采用的协议集合。

选择目前应用范围最为广泛，并且是事实上工业标准的Internet/Intranet体系结构作为XXX中学的体系结构，即选用标准的通信协议TCP/IP作为网络的核心通信协议，TCP/IP作为国际互联网上的核心协议已随着国际互联网的迅猛发展得到了最广泛的应用，TCP/IP及在其之上的应用协议已成为网络建设中无可争议的必用协议群。

同时，由于XXX中学将同Internet互联，采用TCP/IP协议是必须的。

因此，我们本着开放性、实用性等方面的考虑选择TCP/IP作为XXX中学的核心协议，并建立以TCP/IP为基础协议的Internet应用（WWW、MAIL、DNS等），从而建立属于XXX中学中自己的Intranet，并同Internet（国际互联网）相联。

二、XXX中学网络拓扑结构设计

星型树状的网络拓扑结构是一般局域网、园区网、广域网建设的最佳选择。

星型网络拓扑结构简单，管理集中于网络中心，可以保证网络的安全性和易维护性，有效地降低网络的建设和管理成本。

当前广泛采用的设计模式是：

三个设计层次、星形连接、树状结构。

示意图：

整体网络方案拓扑图：

三、方案设计

3．1核心层~汇聚层设计：

XXX中学属于中等规模的校园网络系统，为了节省学校的投资，我们采用塌陷式骨干设计方式，即核心层与汇聚层结合在一起，统一由核心交换机提供数据交换及交换策略的部署。

核心层选用一台联想核心交换机iSpirit4808，安装1块16口1000BASE-X的miniGBIC千兆模块，通过配置不同的GBIC模块为学校提供灵活的光纤接口，可根据光纤距离选用光纤模块，为用户提供了一个快速、安全、良好性价比的核心网络架构；安装两块4口千兆电模块，为学校六台高速服务器提供千兆接口。

同时可为信息中心内的接入交换机提供千兆上联的电口，节省学校投资。

在核心交换机上安装一块32端口10/100M交换模块，可以在此模块上部署网络中心工作站及防火墙的连接。

具体设备介绍见第六节

3．2接入层设计:

在教学楼、试验楼、食堂中我们采用联想高性能智能千兆上联交换机iSpirit2948G/2924G作为接入层交换机，以千兆光纤链路级联到核心交换机，同时在端口较多的两个分配线间采用两台iSpirit2948G/2924G堆叠方式设计，提供高密度端口的同时减少设备占用空间，可提供比极连更加优异的性能，同时大大提升的管理性能。

3．3互联网接入设计:

随着互联网的发展及普及，接入方式及带宽都得到了很大的发展，有PSTN、DDN、帧中继、宽带接入等等。

目前互联网接入大部分采用宽带接入的方式以获得较高的带宽。

本方案互联网接入采用边缘路由器作为网关，选用联想R2621作为边缘路由器。

可以适应宽带接入的各种方式，包括xDSL、FTTX、CableModem等。

Lenovo®R2621系列路由器是联想网络（深圳）有限公司推出的面向企业级网络的产品,硬件采用模块化结构，提供丰富的可选配模块，支持哑终端接入服务器功能,支持SNA/DLSw、VoIP特性、IP组播协议，并提供丰富的QoS特性及基于备份中心技术和VRRP协议的备份方案。

为中小型企业提供高性价比的三网合一解决方案，同时Lenovo®R2621系列路由器的各功能模块和接口符合各类网络标准，保证了其与其它厂家产品在各个层面上的互通可最大程度保护用户的已有投资。

产品特点

丰富的安全特性

提供了丰富的网络安全特性，如防火墙、包过滤、NAT、AAARADIUS、Callback等。

VPN网络

IntranetVPN通过公用网络互连企业各个分布点作为传统专线网络或其它企业网的扩展及替代形式AccessVPN为SOHO等小型用户搭建通过PSTN/ISDN网络访问公司总部资源的安全通路ExtranetVPN将企业网络延伸至合作伙伴与客户处使不同企业间通过公网进行安全私有的通讯Lenovo®R2621系列路由器既可用于接入侧也可用于服务器侧。

按需拨号功能

支持标准DDR与灵活DDR两种拨号方式，还支持PPP等链路层协议IP和IPX等网络层协议并提供了在拨号接口上运行多种动态