xx大学校园网规划设计方案.docx
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xx大学校园网规划设计方案
通信2011级《通信网规划与设计》课程结业考核
XX大学校园网系统方案设计
姓名：
冉春球
学号：
631106040302
老师：
蒲树祯
2014年5月
摘要
近几年来，全国的校园网迅速发展，用校园网来进行教学、办公，不仅有利于提高教学，办公的效率，还可以从互连网上取得大量的相关资料，节省大量的时间和精力。
本文主要针对XX大学校园网建设需求提供网络规划设计方案，在该方案中主要对校园网的各项需求进行仔细分析，并且详细对设计目标、系统设计原则、设计标准、系统选型、总体系统设计方案和综合布线等内容进行说明。
通过此方案可以建设一个高性能、低成本的校园网，提高学校教学与科研的综合实力，同时也为广大师生提供优质的网络。
关键词：
校园网；网络规划；综合布线
目录
摘要I
一、网络现状及需求分析1
1.1网络现状1
1.2校园网建设目标1
1.3校园网设计要求1
二、网络规划方案设计4
2.1总体设计原则4
2.2组网技术分析4
2.3主干网技术的选择4
2.4服务器平台选择5
2.5网络拓扑结构5
2.6设备配置描述6
2.7网管中心机房技术要求6
三、综合布线系统8
3.1布线系统方案设计8
3.2采用标准8
3.3布线系统总体结构设计8
3.4布线方案9
一、网络现状及需求分析
1.1网络现状
目前学校的各类基础设施和专业实验室配备齐全，有众多的教学、科研、办公和服务用的PC机单机用户和少量的局域网，但缺少一个纵横校园的计算机网络，校园内的信息交流单一且极为不方便。
特别是互联网的兴起，其丰富的信息资源不能被校内的师生所分享。
为了进一步提高学校的科研水平和办学质量，急需建立一个服务于本校且能与互联网互连的高性能校园网。
1.2校园网建设目标
通过对目前校园网络的需求分析，校园网建设的主要目标有以下几个方面：
①实现Internet的接入，实现与外界的资源共享和信息共享，为全校师生提供WWW、Email、FTP等Internet服务；
②完成主干网、网络管理中心建设，实现各教学楼、图书馆、各计算机房、宿舍区各楼宇之间的综合布线；
③完成Intranet开发、运行环境的建设，为学校信息化建设打下基础；
④建立一套高速多媒体校园网教学系统采用国际先进的视频流技术，使每个教室都成为多媒体网络教室，具有视频广播、视频点播等功能。
⑤能够与原有的单机使用的计算机和独立的小型局域网平滑连接，保护原有的投资；
⑥具有完善的网络安全机制。
1.3校园网设计要求
通过对本校校园网需求的分析研究，我们认为校园网主干应具备以下特性才能够满足需求，并保证建成后的网络在一个较长的时间内具有较强的可用性和一定的先进性。
（1）高性能与技术先进性
校园网网络系统要求具有较高的数据通信能力和较大的带宽；并在主干网上提供较强的可扩展性。
为了及时、迅速地处理网络上传送的数据，网络应有较高的网络主干速度。
网络设备必须具备高速处理能力，提供高速数据链路，保证网络高吞吐能力，满足各种应用对网络带宽的需求；在各部门的工作组中采用交换技术，以保证在工作中网络的快速响应速度，用于提供较高的工作效率。
（2）高可靠性
网络要求具有高可靠性，高稳定性和足够的冗余，提供拓扑结构及设备的冗余和备份，为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，要避免网络出现单点失效。
在网络骨干上要提供备份链路，提供冗余路由。
在网络设备上要提供冗余配置，设备在发生故障时能以热插拔的方式在最短时间内进行恢复，把故障对网络系统的影响减少到最小，避免由于网络故障造成用户损失。
（3）VLAN划分
根据校园网的实际需求，属于同一部门的工作人员可能在不同的建筑物中，但需要在一个逻辑子网内。
网络站点的增减，人员的变动，无论从网络管理，还是用户的角度来讲，都需要虚拟网技术的支持。
虚拟网可以建立不受物理区域限制的，覆盖整个校园的相互具有一定独立性的逻辑子网，各逻辑子网间广播报文相互隔离并通过第三层的访问控制设置实现可管理的子网间的互相访问。
（4）可管理性
强有力的网管软件是有效地进行网络管理的助手，网管软件应能够支持对网络进行设备级和系统级的管理，并能支持通用浏览器进行网络设备的管理及配置。
（5）可扩充性
随着用户应用规模的不断扩大，要求网络可以方便地扩充容量，支持更多的用户及应用；随着网络技术的不断发展，网络必须能够平滑地过渡到新的技术和设备，保证用户现有的投资。
（6）安全性
校园网网络作为一个支持众多用户、同时和INTERNET/CERNET存在连接的网络，网络安全性在整个网络中是个很重要的问题，我们应该采用一定手段控制网络的安全性，以保证网络正常运行。
网络中应采取多种技术从内部和外部同时控制用户对网络资源的访问。
可以用身份认验证、VLAN划分等技术有效地控制内部用户的行为，同时也能够利用防火墙控制外部人员对网络的访问；网络系统还应具备高度的数据安全性和保密性，能够防止非法侵入和信息泄漏。
（7）多层交换技术
通过三层交换技术，特别是基于硬件的第三层交换，可以避免不同的网段或VLAN之间访问时，由于路由效率的影响而产生的传输效率影响。
同时，由于三层交换技术的引进，大大减轻了中心路由设备的工作压力，使之不再需要将大量的CPU处理能力花在重复性的数据转发工作上，从而可以承担更为复杂且重要的工作。
（8）对多媒体应用的支持
校园网要求具有数据、图像、话音等多媒体实时通讯能力，并在主干网上提供足够的带宽和可保证的服务质量，满足大量用户对带宽的基本需要，并保留一定的余量供突发的数据传输使用，最大可能地降低网络传输的延迟。
计算机网络在当今的信息时代扮演着越来越重要的角色，高可靠性的计算机网络为企业的计算机管理提供了稳定的平台，极大的提高了企业的经济效益。
我们决定组建一小型的大学校园网。
校园网必须具备教学、管理和通讯三大功能。
教师可以方便地浏览和查询网上资源，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。
（一）服务器
1、网管服务器：
对校园网网络设备进行综合管理。
网络管理是校园网必须考虑的关键技术，这里的网络管理主要指网络设备及其系统的管理，它包括配置、性能、安全、故障管理等，网络管理设计需要在配置每个网络设备时，都选择具有网络管理代理的、驻留有网络管理协议的设备。
网络管理设计的另一方面，是配置一个网络管理中心，配置网络管理平台，在平台上运行管理每个网络设备的应用软件。
网管软件应能够支持对网络进行设备级和系统级的管理，并能支持通用浏览器进行网络设备的管理及配置。
2、WEB服务器：
提供WEB网站服务。
3、DNS、目录服务器：
提供域名解析以及目录服务。
建立Intranet，其中一个必不可少的组成部分就是DNS（域名系统）。
IP地址和机器名称的统一管理由DNS来完成的。
4、多媒体服务器：
提供各种多媒体播放、点播服务。
使得教师在上课的时候可以随时播放视频，提高教学效果和增强学生的学习新趣。
（二）教学楼
教学楼多媒体设备由多媒体计算机、液晶投影机、中央控制系统、投影屏幕、音响设备等多种现代教学设备组成。
1、课堂演示教学
教师在课堂中利用多媒体系统将教学内容直接投影在大屏幕上，并对教学内容进行讲解。
运用这种方法传递信息比较直观、明了，可以从视听方面刺激学生的感官，提高学生学习兴趣，增强学生观察问题、理解问题和分析问题的能力，从而提高教学质量和教学效率。
2、模拟教学
多媒体技术可以把声音、图像、动画等有机结合起来，模拟宏观世界的现实场景和微观世界的事物运动，以帮助学生学习和理解一些抽象的原理和概念。
随着计算机技术的发展，出现了"虚拟现实"技术，它是通过计算机产生一种仿真的环境，在这个环境中，学生可以作为一个实际操作者进行各种学习和操作，计算机可做出反应和判断。
模拟教学的设备系统主要有计算机、服务器和网络设备。
是整个多媒体演示教室中最重要的也是最昂贵的设备，它连接着计算机系统、所有视频输出系统及数字视频展示台，把视频、数字信号输出显现在大屏幕上
（三）机房
机房就是为学生提供上网的地方,里面有一些数据库,为学生查资料提供查找资料的场所，还有就是学生上机课的场所，还有有一些国外的数据库。
设置三个机房，每个阅览室有一百二十台电脑。
（四）办公楼
办公楼共三十个办公室，每个办公室四台电脑，总共120台电脑。
（五）学生寝室
学生寝室以其功能的多样性需要中央控制技术来综合管理不同功能的A/V设备使其相互协调的工作。
（六）远程访问
远程访问服务是校园网络必须提供的服务之一。
它可以家庭办公用户和出差在外的员工提供远程、移动接入服务。
远程访问有三种可选的服务类型：
专线连接、电路交换和包交换。
三、网络规划方案设计
2.1总体设计原则
在校园网建设过程中，将严格遵守如下设计原则：
经济性、先进性、可靠性、开放性、可扩充性、可管理性、安全性、易用性、投资保护。
2.2组网技术分析
常用的网络拓扑结构有总线型、环型和星型结构。
为了便于网络管理和网络扩展，在本方案中针对自身学校的实际情况，决定本校园网网络逻辑拓扑图和光缆布线图采用主干星型拓扑结构。
2.3主干网技术的选择
目前常用的主干网组网技术有100Mbps的快速以太网，100Mbps的FDDI和155/622Mbps的ATM网络，千兆以太网等。
在充分考虑建设原则，满足应用需要和适应网络技术发展趋势三个方面的问题后，我们选择了千兆位以太网GigabitEthernet，理由是：
以低廉的价格提供高带宽。
本系统对骨干网的带宽要求十分严格，而千兆位以太网提供10倍于快速以太网的性能而价格远远低于其10倍，与ATM相比，其价格则远远低于622MbpsATM。
良好的兼容性和管理的简单性。
千兆位以太网保留802.3以太网帧格式以及802.3的对象规格，从而能够从原有设施（如WindowsNT和Novell局域网等）平滑地升级至千兆性能，现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理策略与工具都得以保留。
相反，ATM必须使用局域网仿真才能与现有的网络设施兼容，与其使用仿真的以太网，不如使用真正的以太网。
在网络系统管理的技术要求上，千兆以太网比ATM要简单得多。
支持千兆以太网的第3/4层交换机的出现。
这大大地增强了千兆以太网在园区的地位，原来认为的以太网的一些不足，如对多媒体应用的支持、灵活的网络拓扑结构和多链路负载分享、基于标准的虚拟网等，已被新的技术和标准所解决。
考虑到校园网应用的特殊性，随着应用的发展，普通数据的传输量将会大量增加；视频的应用将会迅速发展，如采用VOD方式的视频教学、交互式的视频会议等。
综上所述，本方案主要选择千兆以太网技术来构建用户的需求，对二层结点和桌面微机的接入也采用快速以太网，建立一个基于多层、全交换的虚拟园区网。
2.4服务器平台选择
服务器的选型首先应是操作系统的选择，服务器操作系统主要有UNIX、NETWARE、WINDOWSNT、OS/2。
随着客户/服务器模式的兴起，WindowsNT经过一段缓慢的发展之后，已逐步成为应用服务器上的主流网络操作系统，带给计算机界许多新的技术，具有安装简单、图形界面、强大外围支持、极好稳定性等优势。
WindowsNT是一种开放式体系，它支持网络驱动程序接口规范（NDIS），也支持传输驱动程序接口（TDI），这就为WindowsNT和其它网络产品通信创造了良好的条件。
在用户界面方面WindowsNT替最终用户的考虑较为细致和全面。
它综合了应用程序服务器、文件和打印服务器、通信服务器和Internet/Intranet服务器的最佳特征，其设计目的是简化管理和使用，并且具有灵活的扩展性。
WindowsNT与UNIX系统相比，在功能、可靠性、伸缩性等上稍有差距，但它是发展相当迅速的操作系统。
WindowsNT平台上的软件相当丰富，并为广大用户所接受，易学易用：
相同的应用软件，在WindwsNT平台上，其价格比UNIX系统平台低，开发应用软件灵活，费用低，适用于部门级的操作系统。
2.5网络拓扑结构
校园主干网采用一台CISCO千兆网多层交换机----Catalyst6509三层交换机作为中心交换机，考虑其地位重要性，建议各配置一台三层交换机4006，相近楼宇通过4006接入校园网，选用Catalyst3500作为二级交换机；在网络中心配置多台PCSERVER工作站，一台网管工作站，连入INTERNET的路由器（在路由器上配置拨号访问模块供拨号用户访问校园网）。
二级交换机通过千兆光纤上连到主干交换机Catalyst6509/4006上，构成星形的拓扑结构，使得主干网具有较好的可扩展性和可管理性。
下属站点采用百兆接入方式，可以实现100M到桌面。
图1
2.6设备配置描述
（1）网络中心
网络设备配置描述如下：
Catalyst6509交换机一台，Catalyst4006交换机二台，Cisco3640路由器一台
（2）其它节点
Catalyst3500系列交换机支持堆叠，很容易扩展接入端口，方案中选用它作为二级交换机。
具体的设备配置描述如下：
Catalyst3524交换机九台，Catalyst2924交换机七台，Catalyst3512交换机二台。
2.7网管中心机房技术要求
（1）机房环境部分
为确保校园网能安全、高效地运行，“网管中心”主机房建设应考虑以下几个方面的技术要求：
主机房要有充足的操作及维修空间，最小使用面积不小于20平方米。
空调机机房面积应按每台（架）约4.5─5.5平方米计算。
主机房设计要切合实际，确保电力、水源充足、自然环境清洁、运输方便。
机房内部自然环境和电磁环境应保持良好，远离振动源和强噪声源，避开强电磁场的干扰。
要安装保安设施，确保机器设备的物理安全。
机房温度要求：
15─30度，尽量控制在20─22度左右，变化率每小时小于5度。
机房湿度要求：
45─65%，尽量控制在50%左右，变化率每小时小于6%。
空气的流量和质量要适当（灰尘太多会对计算机安全构成威胁）。
（2）主机房装修部份
机房地板必须有足够的强度，以承受整个系统活动和静止的负荷。
应使用防静电活动地板，其金属支撑结构应保持良好的地接触。
活动地板应是不易燃或非燃材料，同时耐油、耐腐蚀、柔光、不起尘。
支持脚柱应能不变形的承受2300公斤的重量，最小高度为30厘米，脚柱与活动地板必须牢牢拴住，防止任何侧向移动。
活动地板表面至天花板最小高度2.5米。
室内墙壁贴光面淡色墙纸或覆以非粉性泥浆。
不能使用布质窗帘。
与主机房紧邻的窗户应以透明玻璃胶密封缝隙，与操作间用铝合金材料予以隔离。
（3）机房电力部份
机房用电需符合下列规格：
电压：
220V单相，变化小于-15%--+10%
频率：
50HZ，变化小于+1%
电源波形：
正弦波，畸形不大于3%
设备电源应从大楼总配电盘直接引入（独立专用电源），决不能和动力、照明器材或终端设备、复印机等事务机器共用。
电力系统必须配有交流调整装置或不间断电源来滤除突发干扰。
电脑用总电源线路应配有电磁开关和无熔丝开关，以防止瞬间停电、低压或过流等故障状况损坏主机设备。
电脑设备需要独立并且确实的接地系统。
电源应有一定裕量。
电缆的载流量应有50%的裕量。
（4）不间断电源设计
网络中的UPS电源系统设计也是网络系统设计的重要组成部分，它能在外界断电的情况下提供内部电源支持，使系统能持续运行，继续保持工作，因此，UPS是网络系统安全可靠的重要保证。
机房电源设计是计算机环境建设中必不可少的内容，特别是采用大型主机系统对不间断电源的要求更高。
三、综合布线系统
3.1布线系统方案设计
在设计我院校园网布线方案时，我们将严格按照国际标准实施，使布线系统能够满足各种网络的需求，设计方案既要满足近期的使用，同时也能满足长远的打算，因此，我们采取“总体规划，网络逐步升级，布线一次到位”的设计原则。
3.2采用标准
在设计布线方案过程中采用的标准主要有下列标准：
*ANSI/TIA/EIA-568与TSB-36共同建立的UTP线缆标准；
*UL，CSA产品检验标准；
*ANSI/EIA/TIA-568国际商用建筑电讯电缆布线标准；
*《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》。
3.3布线系统总体结构设计
（1）各种网络技术对光纤和UTP线缆的要求
单模光纤是指纤芯的横向尺寸与波长相比仅能通过单一模式的光波，其折射率分布属于突变型，能够提供极宽的带宽，适用于作为大容量远距离传输信号的介质。
多模光纤纤芯较粗，光纤中可存在多个传输模式，其折射率既可以是突变型的又可以是渐变型的。
ATM网络主干结构中，ATM交换机模块提供端口速率155Mbps、622Mbps单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）接口。
实用单模光纤纤芯直径9μm，传输光波波长1300nm，接口光源采用激光二极管，因而155Mbps单模光纤传输距离最远可达到20km，622Mbps单模光纤最远传输距离可达15km。
实用多模光纤纤芯直径62.5μm，传输光波波长1300nm，接口光源采用雪崩二极管。
由于本身的传光特性，其传输距离较单模的短。
155Mbps多模光纤最远传输距离2km，622Mbps多模光纤最远传输距离500m。
千兆以太网主干网中，采用ATM网络结构，利用光纤连接覆盖区域比以太网覆盖区域更大。
多模光纤（1000Base-SX或1000Base-LX）。
SX在850nm下工作，LX在1330nm下工作。
使用62.5微米内核SX可传300米，而LX可传500米；使用50微米内核SX和LX均可传550米。
光纤基本不受电信号的干扰，因此它可以在高干扰的环境下工作。
因为许多组织在建筑始建时就植入了多模光纤，同时千兆以太网的最主要应用就是构建主干网，因此多模光纤将可能占主要地位。
单模光纤（1000Base-LX）。
它的最长传输距离为3000米。
它比多模光纤传输距离远主要是由于线路低的散射。
校园网布线工程中，桌面网络系统采用星型拓扑结构，不论今后网络方案如何变化，使用星型拓扑结构对提高网络系统的性能和可靠性方面都会有较大的好处。
我们采用钢带铠装光缆连接网络中心和其它建筑物。
在布线系统总体结构设计中，除了到桌面的网络布线系统拓扑结构采用星型拓扑外，从分设备间到网络中心的干线拓扑结构也采用星型结构，使整个校园网布线系统拓扑结构成为一个层次的星型或树型结构。
3.4布线方案
（1）光缆布线系统的设计
校园网光缆系统以办公大楼为中心节点，分别引出多根光缆至校园内的各建筑物。
由于各建筑物与网络中心之间距离较短，光缆选用多模光缆，校区内的光缆采用地埋方式。
光缆在起止地点的终结设备采用19”标准光配线架或光终端合，进户后的光缆经过与尾纤熔结，终结在光配线架或终端合上的ST－ST耦合器上，对外提供ST接口，再通过尾纤与网络设备连接。
由于用户将来网络站点可能增加较多，因而对带宽要求较高，特别是在校园网改造后，大工作量、多媒体（如视频会议）和基于浏览器结构的应用将会持续增长，更加剧了对带宽的需求。
传统的大群站点共享对一个公共传输媒体的访问，因共享固定大小的带宽，网络系统的效率会随站点的增加和应用的深入而大大减低。
网络交换机的出现改善了局域网的性能，它能够显著增加已经超负荷的传统局域网的带宽。
因此，在布线方案中，我们充分考虑到这一需求，当用户希望增加网络带宽时，只要将原有的节点网络硬件集线器共享HUB更换为交换HUB或节点交换机即可。
此外，在节点交换机与中心交换机之间的连接线缆采用光缆。
实际上附件一就已经反映出这种情况，节点中心设备就是交换机，节点交换机与中心交换机之间用光缆连接。
（2）布线子系统的设计
一栋建筑物内的结构化布线系统可划分为五个子系统：
工作区子系统，水平子系统，管理子系统，垂直子系统，设备间子系统。
下面将分别讲述在方案中这五个子系统的构成。
工作区子系统是最终用户的办公区域，包括信息插座和终端设备连线。
根据用户要求，在办公室或教研室里安装成对的信息插座，插座选用双孔的RJ45插座，插座采用西蒙模块。
信息插座一般均安装于墙上，插座底边与地板之间距离为30cm。
信息插座应靠近电源插座，并和电源插座水平相距20cm。
在安装时，信息插座具体位置还要参照现有计算机的位置及听取用户意见。
水平子系统是将干线线缆延伸到用户工作区。
在方案中，水平子系统线缆采用四对超五类UTP，即按照全五类的原则加以设计。
由于从节点中心到最远的信息点之间的距离不超过100米，原则上可以只在网络中心设置一个设备间，采用集中管理式的布线方式，即楼内各信息点的双绞线均由节点中心布放出去，这样用户到桌面带宽可为100M。
在本方案中，不单独设计垂直子系统和管理子系统。
在本方案中，设备间子系统由设备间中的电缆、联结器和相关支撑硬件组成，它实现对水平子系统中双绞线的终结、收容、管理等，是连接水平子系统的中枢。
在本方案中我们采用五类24端口配线架来汇集双绞线，配线架安装于设备间内的机柜或墙柜内。
数据点和网络设备的连接通过配线架上的两端带RJ-45水晶头的跳线进行连接。
双绞线在布放时，要加VXC阻止：
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