长郡中学校园网络建设方案.docx
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长郡中学校园网络建设方案
投标书
——网络部分
项目名称：
长郡中学新校区弱电工程及智能化系统方案设计
二○○七年十二月
第一章用户背景与需求
1.1长郡中学校园网概况
长郡中学是具有百年历史的国内著名高级中学，经市政府批准，将在岳麓区生态新城建设其河西新校区。
新校地处岳麓生态新城中心，位于市政府大院以北约1公里处，观沙路以西，金星路以东，茶山路以北。
学校规划60个高中班，规划学生人数3000人。
校园总建筑面积约7．7万平方米，校园总体布局借鉴岳麓书院的中轴对称，纵深多进的院落形式，主体建筑均集中于中轴线两侧，营造一种庄严、素雅的空间纵深感，校区设计网络节点2000个左右，万兆核心，全千兆骨干汇聚，百/千兆到桌面。
1.2长郡中学需求
根据学校统一规划，按照长郡中学的实际网络需求，在校区网络的建设中，应采用先进的技术和设备，建成一个高效、实用、可靠、安全，能够实现校内及与INTERNET之间的数据传输，具备虚网管理、高扩展性和完善网络管理功能的局域网。
长郡中学新校区将建设成为以办公管理自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托，技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇及公共设施的智能化数字校园网络。
网络系统将设计成为数字化校园建设的重要基础平台，除了为上层各类应用系统的数据传输提供高速通道之外，同时也是大多数弱电智能化系统（例如综合安保、多媒体教学、一卡通、电子公告等）的主要传输通道之一。
校园网平台不仅能够充分满足学校目前的应用需求，而且在未来相当一段时间范围内也能够实现硬件升级提升。
通过校园网络的设计和建设，长郡中学将建设成为一个高水平的智能化校园。
可以在长郡中学新校区建设一个以办公管理自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托，技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇及公共设施的智能化校园网络。
长郡中学园区计算机网络系统能实现全校建筑物的互联，为长郡中学各类人员提供各种不同的信息服务，满足长郡中学教学管理和科研的需要。
计算机网络的建立是学校实行现代化教学的重要途径之一，是适应下一世纪高信息化教学的一项基础性建设。
校园网的设计充分考虑为学校建立一个技术先进、可扩展的、覆盖全院区域的网络，将长郡中学的各种PC机、工作站、终端设备连接起来，提供一个统一的计算机通信平台。
1.3校园网其他建设目标
网络系统建设的总体目标是综合运用计算机技术、网络技术、通讯技术，建设一个集先进性、开放性、稳定性、实用性、扩展性为一体的千兆主干，百兆桌面的千兆以太网络系统，同时接入INTERNET和教育城域网，实现高质、高效的数据、语音、视频传输，为长郡中学的教育教学现代化、办公自动化、信息资源共享化，构造良好的网络平台。
校园网应能为全校师生提供一个先进开放、实用的计算机网络环境。
也就是说，为师生提供包括网上辅助教学、科研活动、图书情报资料检索、学校行政管理管理信息系统和现代化通信的网络服务。
校园网建成以后应能满足现代化教学及管理需要，实现教育现代化、、提高教学水平，通过计算机信息管理系统提高学校日常管理的效率，通过计算机网络加强学校之间的资源共享、学校与家长之间的沟通。
为此，校园网应达到以下目标：
1．实现教学管理网络化。
同时，实现学校各部门办公自动化，提高学校管理工作效率。
2．保证网络系统的开放性、可持续发展性，便于将来集成视频点播、远程教学等功能。
3．网络系统必须安全可靠，保证教学数据的安全运行，并能满足学校不断发展的需要。
4．校园网内的用户可以方便地接入INTERNET或CERNET，实现真正意义上的数据共享、信息共享。
1.3.1校区主干电缆布设
设立网络管理中心，建议采用超五类或六类电缆，以千兆带宽连接校园内各栋建筑。
1.3.2网络系统需求
校园网络对于设备的要求：
●系统稳定可靠，兼容性好，扩展性高，网络要求采用千兆主干，百兆到桌面；
●主干实现三层的交换功能，网络具有组播、QOS等功能；
●有相应的网管软件，对校园内网络设备，完成流量监控、设备配置、故障定位、QOS等管理功能；
●接入教育科研网或因特网，与现有校园网无缝连接；
第二章网络设计原则与设备选型
2.1设计原则
2.1.1高性能、可升级
在方案设计方面，充分满足现在校园网络的通信需求，结合学校未来三到五年的规划，选择可以满足未来需求的产品，或者指定严谨、可实施性强的升级方案，应能够根据需要大幅度提高网络互联带宽及网络核心的路由交换性能，避免因网络应用升级带来的网络瓶颈。
2.1.2基于应用层的QoS保证
在设计中可以通过QoS功能的实施，保证网络对服务质量的特殊需求。
通过为带宽敏感的应用，如视频应用，分配高优先级和QoS来确保关键应用可以获得所需的带宽和资源。
2.1.3高可靠性
包括网络的设备和拓扑结构，采用稳定可靠品牌和结构形式，以保证整个网络的高可靠性。
主要网络设备支持冗余容错手段比如交换机采用双引擎，双电源，具有热插拔功能，可在线维护，排除故障。
2.1.4先进性、性价比
在技术上要选择当前的国际主流的设备水平，以适应近期和未来一段时期大量数据和多媒体信息的传输，既要满足目前的业务需求，又要充分考虑未来的发展，但绝不应该追求不成熟的网络技术，综合选用性能价格比高的产品品牌。
2.1.5易管理、易维护
整个业务网必须具备良好的可管理性，网管系统应具有监测、故障诊断、故障隔离、过滤设置等功能，以便于系统的管理和维护。
同时应尽可能选取集成度高、模块化、可通用的产品，以便于管理和维护。
2.1.6互操作性
互操作性既代表着多厂家的网络产品与本主干网络连接的能力，同时也代表着本网络与其它服务提供商网络之间互联的能力，这两种情况将经常会遇到，所以非常重要。
2.1.7可扩展性
系统应以网络应以开放性为基础，具有广泛的适应性和可扩充性，尤其作为一个骨干网的核心，下面的一些新的应用将不断增加，系统的容量也将随之扩展，因此方案应具有良好的可扩充性适应系统不断增长的需求（如从主干网络设备的选型及模块、插槽个数和网络的整体构架多种方面来考虑）。
2.2校园网总体方案设计
根据校园网建设的基本要求和长郡中学的具体情况，我们为校园网设计了一个性能价格比最优的方案，为用户在节约资金的前提下，在网络性能和可靠性上提供足够的保证。
校园网总体方案的设计主要考虑网络主干类型和主干交换设备的选择。
网络主干由主干交换机和分布在各建筑中的主干节点以及之间的光纤组成。
需要选择适当的高速交换机作为网络的主干核心，这关系到网络的整体性能和系统的灵活性。
主干设计是本方案的重点之一，主干网的选择要考虑带宽、可靠性、先进性等特点，要以当前及未来网络技术的发展和业务量的发展为基础，同时兼顾资金的承受能力。
主干网络设计得好坏直接影响到本校园网设计的成败。
当前，各种新的应用及高速处理机和主机系统的发展，对网络吞吐率及带宽性能的要求越来越高。
多媒体应用的出现，更要求现代网络能适应高带宽、低时延的要求，同时由于WEB浏览器应用不断扩大，更要求IP网络的性能不断优化。
校园网的用户对网络的需求已经不再满足于对文件及打印的共享，而是对高速及更多带宽网络的需求，包括诸如：
☆分布式处理；
☆客户机服务器应用；
☆图形图像及动画应用；
☆混合数据、声音和图像的多媒体应用
●千兆以太网
因为当前大部分局域网均使用以太网方式，而且所有网络操作系统与上层协议均与以太网兼容，这就使以太网仍成为未来的主流。
在许多的高速网络中快速以太网占有极大的比率，因而从10BASE-T升级至100BASE-TX到1000甚至10G非常容易，而且可以做到完全无缝式的升级，所以在千兆以太网的标准已经基本制定的今天，千兆以太网已成为校园网主干的首选。
在校园网络建设中，除非有条件，有特殊需求和环境限制，一般在考虑要求较高的主干协议时恐怕千兆以太网应当首先考虑。
对于学校而言，选用千兆以太网更为实际一些。
●VLAN-虚拟网和第三层交换技术
（一）为何使用虚拟网
用第二层交换机使网络速度提升，可是在网络中使用过多的交换机，所有交换机所架构的网络可能会形成广播风暴，在大型网络中采用VLAN技术可以分隔网段，减少广播。
另外，从网络安全的角度考虑，将不同等级的用户放在不同的虚拟网内，也有助于网络的安全。
一个虚拟网定义了一个碰撞域，交换机在一个虚拟网内部进行广播，广播控制在一个虚拟网内。
不同虚拟网之间的通讯不能由第二层的交换实现，只能通过路由。
VLAN建立阶梯式网络结构的工具，在由集线器及路由器组成的网络中，以太网网段就相当于一个碰撞域，而一个碰撞域就是路由器的一个端口；而在TCP/IP网络中，一个VLAN相当于一个IP子网。
VLAN将是一个大型网络分隔成相对小的网络以隔离广播
VLAN并不是每个网络均需要，中小型网络可以均处于一个碰撞域
（二）虚拟网的分类
虚拟网主要分为三类：
基于端口，基于MAC地址，基于协议划分
基于端口的VLAN
此种VLAN的划分是基于每个交换器的端口
优势：
设置简单，设置最多的VLAN数等于交换机的端口数
缺点：
VLAN设置固定，不能根据用户而进行移动
基于MAC地址的VLAN
基于MAC地址的VLAN，是以连接于网络上的PC的MAC地址作为分隔VLAN的依据，一个VLAN就是一组MAC地址。
优势：
用户的VLAN不受端口及位置的限制，自动跟踪
缺点：
设置复杂
基于协议的VLAN
当前使用的基本上为基本于802。
1Q的VLAN划分方法，每个IP/IPX子网即为一个VLAN。
优势：
用户可以任意移动，设置简单
（三）VLAN之间的通信
在各个VLAN之间进行通信要通过路由器或使用具有第三层交换的交换机。
（四）第三层交换技术
顾名思义，第三层交换器就是将第二层的交换机与第三层的路由器合二为一，使路由器根据第二层的地址转发数据包以达到快速通讯，这就形成了第三层交换机。
第三层交换出现因于ATM与交换机的技术背景，因为传统的网络是由路由器作为中心的。
使用第二层交换机使用网络速度提升，可是在网络中使用过多的交换机，所有交换机所架构的网络可能会形成广播风暴，所以需要路由器来隔离可能会形成的广播风暴，为了使路由器不会形成网络的瓶颈，就形成了第三层交换。
VLAN将广播域进行分割，但透过VLAN进行通讯则必须通过路由器进行转发。
为了保证VLAN之间的通信需要选择路由器进行连接，但是由于路由器速度的问题，采用路由器的结构会造成网络的延迟增大，这就需要使用第三层交换的交换机以减少网络延迟。
基于以上分析，在大型网络中采用VLAN技术可以分隔网段，减少广播，但是，当前的信息量并不只是停留在同一个VLAN之内，为了保证VLAN之间的通信需要选择路由器进行连接。
因路由器速度的问题，采用路由器的结构会造成网络的延迟加大，这就需要使用第三层交换的交换器以减少网络延迟。
对校园网建设来说，由于网络流量较大，且网络应用分散，各个子网间的网络流量相对较小，但网络的安全比较重要，故最好采用三层以太网交换机作网络主干，以便建立跨网络主干的VLAN。
千兆以太网技术与虚拟网和第三层路由交换技术结合以后，使得基于第三层交换的千兆以太网的功能更加强大。
通过对当前先进的和成熟的网络技术的分析和比较，校园网主干采用基于第三层交换的千兆以太网。
2.3校园网设备选型
2.3.1校园网核心设备选择
核心设备必须具有较高的可靠性，并且在性能、扩展性方面满足未来网络扩展的要求，但又不必一味地追求核心设备的高性能、高扩展性。
核心设备必须具有较高的三层包转发能力，支持IEEE802.1p协议，对音频、视频等服务的Qos要求提供有力保证。
支持IGMP、DVMRP、MSDP、PIMDM/SM等组播协议，保证学校实施VOD、网络电视和多媒体课件等应用；
较高的可靠性，减少网络管理人员的维护工作量，减少设备宕机给学校带来的损失。
设备应支持中文图形化的管理软件，便于及时定位、排除网络异常。
根据我们的使用经验，结合我们对长郡中学系统需求的分析，我们推荐选用神州数码DCS－6808核心路由交换机作为核心设备。
2.3.2校园网汇聚设备选择
汇聚层是接入层和核心层的分界点，并且用来分辨和区别骨干。
提供基于策略的连接，在长沙高等师范校园网内，汇聚层主要作为办公楼、教学楼、各学生公寓、图书馆等的汇聚点。
我们建议采用万兆路由交换机DCRS-5950-28T。
2.3.3校园网接入设备选择
根据神州数码交换机在国内多所学校的应用经验，我们认为校园内各个建筑的接入交换机应当具有良好的性能价格比，高可靠性，同时应选用可网管的交换机，降低维护工作的工作量，结合核心设备的选型，我们建议接入交换机选用神州数码DCS-3950系列安全接入交换机。
根据各个建筑内布线系统管理间所管理的布线节点数量的不同，分别配置不同数量的神州数码DCS-3950系列交换机。
2.3.4校园网安全设备选择
从目前网络现状来看，整个网络都处于一种很不安全的状态。
各种病毒，以及网络攻击层出不穷。
防火墙可以在内部网络与外部网络之间形成一道安全保护屏障，防止非法用户访问内部网络上的资源和非法向外传递内部信息，同时也防止这类非法和恶意的网络行为破坏内部网络。
防火墙是实现网络边界隔离的首选设备，它可以让用户在一个安全屏障后接入互联网，还可以把单位的公共网络服务器和企业内部网络隔开，同时也可以通过防火墙将网络中的服务器与网络逻辑分离，进行重点防护。
部署防火墙的目的就是保护一个网络不受来自另外网络的攻击。
所以，建议在出口处放置一台DCFW-1800E-G千兆运营级防火墙。
2.4网络的拓扑结构
根据我们对用户需求的理解，结合我们对校园网的建设经验，提出如下的网络拓扑：
第三章网络管理系统设计
校园网就是一个网络化、数字化、智能化有机结合的新型教育和学习的校园平台。
而高度发达的计算机网络是信息化校园的核心技术支撑。
具体的形式就是在校园内组建计算机网络，它将行政管理、教学服务、研究开发等各类系统连接起来并与互联网连接，实现系统间的信息交换和信息服务，校园的教学、科研资源与社会知识资源的高度整合，使信息化校园成为完全开放、超越时空的校园平台和知识枢纽。
所以网络管理就显得十分重要。
3.1网络管理的目标
根据用户需求，网络管理要达到以下目标：
1、网络监控：
能监视网络的运行状态，控制网络路由和流量，分析运行记录和报警信息。
2、性能控制：
能根据网络应用状态、负荷状态、网络利用率，合理调整网络性能。
3、故障管理：
为确保网络系统的高稳定性，在网络出现问题时，必须能及时觉察问题的所在。
4、效率管理：
能有效评估网络系统的运行、统计网络资源的运用及各种通讯协议的传输量等状态。
5、网络安全管理：
提供用户身份认证，实现访问控制，能对用户权限以及用户帐户进行管理和维护；提供加密和密匙管理功能；能监控网络的运行状态。
6、运行管理：
必须符合网络运行的技术标准，提供可靠性、安全性和运行制度。
3.2网络管理的功能
随着网络规模的日益扩大，结构的日益复杂，网络管理和维护的难度也越来越大，网络管理已成为系统管理中最基本和最重要的组成部分。
由于长郡中学校园网规模大，设备多，构成复杂，所以校园网的网管系统应能实现以下功能：
1、权限与认证管理：
网管系统应能提供全面的权限与认证管理功能，具有统一的安全单点登录机制，通过认证体系确认用户身份，并以此控制用户对全网各种信息资源的访问权限，实现基于角色的非自主授权访问控制和多级安全控制。
一方面，网络管理系统提供网管系统自身的安全管理功能，如：
系统管理用户权限设置、用户口令设置等，并通过建立权限与认证管理机制，可以及时报告工作站系统用户使用状态；另一方面，网络管理系统实现了保存所有非法用户对网络入侵记录的功能，对非法用户尝试超级用户口令及登录超级用户进行报警与记录；而网络系统设备和网管系统的配合则建立授权检查程序以保护网管应用和网络设备不受非授权用户的访问。
2、控制与配置管理：
网管系统应能提供远程控制功能，允许管理员控制和接管安装了管理代理的远端系统，监视远端设备运行。
可以方便地向单一远程系统发送按键和鼠标命令，在管理控制台上显示该远程系统的图形用户界面，并能进行包括故障处理在内的各种维护工作。
除了更精确高效的故障排除功能之外，远程控制功能还可以实现在线辅助功能。
网络管理系统作为整个网络系统的管理中心，可以实现网络拓扑结构的识别、显示和管理；集中管理网络上硬件、软件及系统的配置文件；网络节点的配置和管理，可以通过局域网及广域网利用系统预定义及系统管理员定义的应用查询网上的配置信息，系统管理员可以使用一些非常直观的工具而不是复杂的查询指令。
同时，系统管理员还可以对网络上的设备进行在线修改配置，实现网络资源的动态分配，有利于网络系统的正常高效运行。
3、备份与恢复管理：
为了保证整个网络信息的可靠性，并提供完善的灾难恢复工具，网络管理应具有统一的管理策略，建立对计算机系统安全和备份的管理制度，将迅速增大的日常数据安全管理与灾难恢复系统的建设结合起来，在数据管理上做到实时、在线、高速的自动化备份，实现无忧化管理，并能实现对核心系统及应用的灾难恢复备份功能。
4、设备与性能管理：
网络管理系统应能提供两种逻辑操作：
资源信息收集和资源信息查看。
资源信息收集是一种自动任务，在管理服务器发现一个新的被管理对象时执行。
发现新对象时，系统就会选择和执行适当的资源定位方法，收集硬件和软件资源信息。
然后将这些信息存储到资源信息数据库中。
由此可以定制每个被管理对象的资源信息收集频率。
收集资源信息并输入数据库之后，资源信息查看任务就随之出现。
其中包含一组即时可用的资源信息列表。
资源信息列表可以应用于单一被管理对象或一组对象。
为确保网络正常运行，通过网络管理系统应该可以预测问题、发现问题和解决问题。
网管系统可以通过图形方式显示网络的拓扑结构，所有网络节点的工作状态，同时可以以图形、图表方式实时显示网络节点的工作性能，而且可以对网络上的数据流量进行统计并以图形化的曲线、柱型图显示。
这样，网络管理员可以通过网管系统实时监控网络的运行情况，并通过网管系统进行性能调试和负载平衡，实现网络流量控制和动态系统资源分配。
网管系统不但可以监控网络的运行，同时还可以将网络设备的运行情况，网络故障等多种信息存储在文件或数据库中，这些资料可以被网络管理员直接存取，以便于网络管理员对整个网络的情况有清晰的了解，从而能够及时调整网络的资源分配，并以此作为网络扩展的有利依据。
另外，网管系统可以对网络设备端口流量和设备资源占用率进行统计，根据统计数据可以了解网络性能，调整资源的分配，提高资源的利用率。
网络管理系统应该能够支持标准的MIB-II管理信息及主要厂家的MIB管理信息。
对于各种智能型网络设备，如：
集线器，网桥等，只要它支持SNMP管理协议，并采用MIB－II管理信息集，网络管理系统都可以对他进行管理和信息查询。
而SNMP和MIB－II都已成为业界标准，绝大多数网络设备厂家都支持这一标准。
利用这些软件可以在网络管理平台上看到形象的设备面板状态图。
对于网络中服务器系统的管理，将被嵌入在整体网络管理的体系结构中。
通过统一的系统管理用户界面，主动监控网络服务器系统的工作状态，随时报告服务器系统状态改变与故障原因。
管理系统资源，随时监控系统的使用状况，对某些紧缺的系统资源及时报告主控台，并通过定义，自动执行预防性或修正性措施。
提供一系列图形界面系统分析工具，随时对任一系统的CPU，内存，硬盘，I/O进行检测，对历史数据进行归档与分析。
有效管理数据库系统、系统应用、主动监控数据库应用运行状态，建立应用拓朴结构图，随时报告失败应用状态。
5、故障管理：
网络管理系统在监控网络设备、主机的同时，可以设置相应参数的阀值，对网络故障诊断，显示和通告。
使得当某些设备的性能参数超过阀值或者发生故障等情况下向网络管理员报警，以便帮助网络管理员及时有效地解决网络故障。
使用网络管理系统，网络系统管理员可以非常方便高效地管理各种计算机网络，减少网络故障及网络维护的开支。
例如:
当网络中的一个路由器发生故障时，通过网络管理系统可以快速地发现问题并将孤立的网段重新联结到区域网上，减少故障时间。
又如:
可以监控网络通讯线上的数据通讯量及重要的文件服务器上的硬盘空间利用率，当利用率达80%时可自动向网管中心发出报警信息，使系统管理员及时采取措施避免网络故障。
除上述5项基本功能外，我们认为还应该实现以下建议功能：
6、对数据库的支持和强大的报表功能：
应能支持Sqlserver、Oracle、Sybase、DB/2、Informix等业界著名的数据库管理系统，可以将网络管理数据实时或者以批处理的方式传入关系型数据库系统中，从而为大量网络管理数据的处理、分析、报表制作提供了方便。
历史数据的统计分析对于分析网络性能，寻找网络隐患有十分重要的作用。
网络管理系统产生的大量信息，由于可以存储在关系型数据库中，所以查询、制作报表十分简单。
7、和Web的集成：
网络管理软件应具有极强的Web能力，通过Web浏览器，可以实现许多管理能力：
浏览子图、对节点进行诊断、事件浏览、对网管性能和处理进行监控、SNMP网络报告浏览等。
8、灵活的两次开发接口：
网络管理的世界是非常灵活多变的，网络管理系统应能够提供多种机制让用户扩展功能以满足特殊的需要。
客户可以对标准的MIB数据进行扩充，建立自己的MIB应用。
通过采用事件驱动的编程模型，程序开发可以更加便捷。
9、满足分布式管理要求：
对于大型网络，透过WAN进行单点网络管理时，往往会出现SNMP包占用大量并不宽裕的网络带宽的情况，从而影响网络系统的使用。
网管系统应该可以在中心和一些广域连接的节点，分别安装，对该节点的网络进行管理，然后可将各节点的事件根据重要级别发送到中心的网管系统，中心可以对整个网络进行全局管理和控制，从而提高管理效率。
3.3网络管理的组成
网络管理的需求决定网络管理的组成和规模，但是任何网管系统不论其规模大小，基本都由支持网管协议的网络管理平台，网络管理应用程序，网络工作站平台和支持网络管理协议的网络设备等组成。
以下将针对长郡中学校园网络系统分别加以说明：
1.网管协议：
主要的网络管理协议有ISO9596定义的公共管理信息服务（CMIP）和基于TCP/IP的简单网络管理协议。
通常电信管理网（TMN）多采用CMIP协议，而在IP应用网络上多采用SNMP协议。
CMIP采用管理者/代理模型，当对网络文件进行监控时，管理者只需向代理发出一个监控请求，代理会自动监视指定的管理对象，并在异常事件（如线路故障）发生时向管理者发出指示。
CMIP的这种管理监控方式称为委托监控。
委托监控的主要优点是管理通信开销小、反应及时，缺点是对代理的资源要求高。
长郡中学校园网络系统的网络管理将采用SNMP网管协议。
SNMP采用轮询监控。
管理者按一定时间间隔向代理请求管理信息，根据管理信息判断是否有异常事件发生。
轮询监控的主要优点是对代理资源的要求不高、缺点是管理通信的开销大。
目前普遍采用的网管协议是简单网络管理协议SNMP（SNMPV2），该协议1990标准化后形成工业标准。
目前除TCP/IP协议外，其他主流网络协议IPX/SPX，AppleTalkNetBIOS等都支持SNMP（SNMPV2）协议。
而且主要的网络设备厂商，特别是局域网络设备厂商都首选SNMP协议作为推荐的网络管理协议。
2.网管软件平台：
网管软件平台是指一个包含网络管理进程软件和基本网络管理应用的主管系统。
它在支持本公司网络管理方案的同时，都可以通过SNMP对网络设备进行管理。
除
升级会员 