校园网组网及宽带接入Internet方案的设计复习过程.docx

1、校园网组网及宽带接入Internet方案的设计复习过程校园网组网及宽带接入Internet方案的设计一、实习题目 设计一个校园网的组网及宽带接入Internet的方案。含本题目的可行性分析，需求分析，网络规划，设备选型，系统配置等。二、校园网建设目标 发展校园网应有长远的目标，力争利用现有的计算机技术和网络通信技术，把校园建成现代化的校园网，实现与其它校园之间的计算机联网和信息资源共享，建成教育科研信息基础，建成功能齐全的网络管理系统。 校园网项目实施后，将有助于学校实现日常管理和办公自动化、计算机辅助教学、教学资源制作的自动化、图书情报检索服务、Internet服务等目标，达到教师备课、学生

2、学习、教育教学管理的现代化，实现信息交流功能、教学服务功能、学生学习功能及学校管理功能。三、校园网可行性分析 采用1GB光纤交换网络实现校园所需信息互连，光缆连接、全校主要楼层。全面采用10/100/1000Nbps交换技术，将学校的各种PC机、服务器、终端设备和局域网连接起来，并写Intranet和CERNET相连。构建一个以计算机网络为框架，以网络应用、计算机多媒体辅助教学和教学管理办公自化为平台的校园网。系统的设计要保证技术先进、运行安全可靠，同时具有良好的开放性和可扩展性。 校园网的主干网采用千兆位以太网技术，星型拓扑结构。选用S4409MF作为主交换机，服务器组以1000Mbps光纤

3、与主交换机直接相连，主交换机通过光缆和UTP连接各二级交换机。二级交换机以S4226MF和S4227MF为主，子网采用10Mbps的交换以太网和10/100Mbps的交换型快速以太网。当二级交换机端口不够时，采用交换机或集线器（Hub）形成下一级子网。 内部网络通过路由器、防火墙、对外服务器与Internet建立连接。网内用户IP地址采用私用地址，建立DHCP服务器，提供内部地址池。为每位老师、每间教室配备PIV以上计算机一台，每台计算机均有10M/100M网卡，保证每间办公室每位老师有一个网络接入点，这就为无本地处理能力的终端提供了入网的机会。网络终端比较集中，利于布线。四、校园网总体需求分

4、析（1）实现校园内部资源共享学校领导和教师能通过及时、准确地查询教学活动中的信息，掌握当前教学情况。并通过对信息的统计、汇总及分析，为教学、科研管理提供服务，为学校领导计划、组织、管理和决策提供详实的信息资源服务和科学管理手段，能及时制定、修正教学工作计划。（2）完备的数据库管理系统和资源库能够支持大量的图文声像素材、多媒体课件片段，成百个教学光盘，总量达几百兆以上数据文件的收集、管理、存储的提取。检索方便，容错性强。（3）以教学资源库为核心的教学自学环境。为学校教师提供制作环境、备课工具、良好的教学演播环境以及教学评估机制。为学生提供自主学习、交互式协作学习、发现探究式学习的良好学习环境和提

5、供自我评价机制。利用现代教育技术，提高学生的素质，改革课堂教学模式。（4）现代化管理方法和管理手段 加强对学校的财、物的管理，提高办公效率、降低成本消耗，逐步实现办公自动化、网络化。 （5）实现校园网与互联网的连接 建立学校主页、教师主页、学生个人主页、电子邮箱、电子公告牌等信息发布窗口，发布有关教育教学信息，建立起学校、教师、家长、学生之间的信息交流平台，并逐步发展建设成为一个面向全省、全国的教育教学信息网站。（6）提供有关教育教学信息网站的连接，增强教学交流能力建立起各学校之间的教学信息资源库的共享，使不同学校的学生可以实现网上听课、辅导、交互协作式学习。下图为校园网的整体结构图，如图4-

6、1所示。4-1 校园网的整体结构图4.1校园网系统可扩展性分析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）4.2校园网系统可维护性分析 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。4.3校园网设计方案说明 4.3.1网络中心方案说明 网络中心是校

7、园网的信息资源中心和通信枢纽中心，其网络体系结构的建构直接关系到网络系统的安全、可靠、高效的运行。网络拓扑结构要严格按照内外网隔离的模式设计。非军事区（DMZ）包括交换机、学校WWW服务器、E-Mail服务器、防火墙、路由器、Internet专线连接设施；内网包括用户管理和计费系统、网络教学平台、网络OA系统，核心交换机，远程访问服务器，防火墙和带宽增益服务器等设施。 整个网络的设计思路是采用千兆光纤骨干网，10/100M交换到桌面。对于整个网络的Internet接入，采用专线方式能够为内部用户上网提供稳定的通道；采用R3202路由器接入广域网，在R3202和广域网间加入防火墙，有效的保证校园

8、网的安全，抵御黑客的入侵。 核心部分采用千兆以太网交换机S4409MF，通过划分Vlan的方式将各个相对独立的区域分割开来，有效降低广播风暴，如果条件允许可以同时采用第三层交换机S4326MF，解决Vlan间的相互通信。 对于数据吞吐量非常大的节点，建议采用千兆光纤直接上联到校园骨干网，以消除数据流的瓶颈。在交换机之间连接上可以适当考虑链路聚合技术，实现高效率的数据传输和便捷的管理。 网络中心网络设备清单： 路由器：R3202；交换机：S4326MF、S4409MF 网卡：N1830F、N1820PB 网络拓扑图如图4-2所示。 4-2 网络拓扑图4.3.2多媒体教室方案说明 多媒体教室需要在

9、网络平台上实现以下功能：广播教学、语音教学、转播教学、屏幕监视、遥控辅导、师生对讲、分组讨论、电子考试、网络影院等功能，每位学生机需要保证有独立的1215Mbps的带宽，采用S4226MF千兆交换机上联至校园骨干网。 多媒体教室网络设备清单： 交换机：S4226MF、S4124B、S4116B 网卡：N1830F、N1820PW 网络拓扑图如4-3所示。4-3 网络拓扑图4.3.3办公区方案说明 办公区是校园网中的一个重要组成部分，是利用计算机网络实现多媒体教学，可以采用S4226MF千兆交换机上联至校园骨干网。办公区网络设备清单： 交换机：S4226MF、S4124B、S4116B 网卡：N

10、1830F、N1820PW 网络拓扑图如图4-4所示。4-4 网络拓扑图4.3.4宿舍区方案说明 宿舍区子网的功能主要实现宿舍内部连网，供教师和学生在宿舍内直接浏览网页。S4227MF用于和校园骨干网相连，S4124B、H1616B实现宿舍区内部连网。宿舍区网络设备清单 交换机： S4227MF、S4124B 集线器： H1616B 网卡：N1820PB网络拓扑图如下：4-5 网络拓扑图五、硬件配置和管理5.1集线器的配置和管理 集线器适于连接局域网络，是连接楼内机器的主要设备。集线器按工作方式可分为共享型、交换型（一般称为交换机）和智能型。新型的支持虚拟网的集线器是交换式集线器的一个趋势。它

11、支持不与物理连接相关的逻辑虚拟网，大大简化了网络配置，支持SNMP，管理方便，大都提供基于图形界面的管理工具，根据功能可分为基于端口的交换和基于MAC地址的交换。有的VLAN集线器还具有简单的路由功能，适于组建局域网甚至主干网。5.2路由器配置和管理 路由器用在网络层转发数据包。它可以有效地隔离广播风暴并可以进行协议过渡。路由器可以用于主干连接，也可用于校园网络和地区网络中心的广域连接。选择路由器时应注意它支持的网络接口（如FDDI、UTP、BNC、AUI等），以及端口数目和支持的协议类型。此外，某些路由器还提供了很好的协议控制、流量统计、带宽分配等功能。 路由器的配置可以从控制口通过终端方式

12、进人。配置路由器前的主要工作是地址的划分。5.3远程访问服务器配置和管理 远程访问服务器支持远程用户拨号进入网络。配置过程IP地址时，可以有采用静态或动态配置。静态配置在每一个端口配置一个固定的IP地址，是常用的方法。动态分配指每个端口IO地址在连接时是动态分配的。访问服务器应具有用户身份校验功能。5.4 UPS电源的配置校园网络主服务器（如域名服务器、WWW服务器、电子邮件服务器等）和其它主干网络连接设备（如路由器、集电器和访问服务器）处于边疆运行状态，因此需要后备时间较长的UPS保证供电。选择UPS电源的容量和维持时间，需要根据所有设备用电情况确定，并留有一定的作地。六、网络软件配置6.1

13、网络协议选择 校园网络由于需要和Internet连接，因此必须支持TCP/IP协议。若存在NetWare服务器，则需使用SPX/IPX协议。过程访问服务器可以选择SLIP或PPP。6.2TCP/IP软件的配置 TCP/IP软件配置包括机器名称、IP地址、域名和路由地址的配置。6.3过程访问客户软件配置远程访问客户软件支持PPP和SLIP。远程访问客户软件配置中要涉及到串口和调制解调器的配置，如串口号、调制解调器指令、速率、拨号方式（一般选择自动拨号）。根据访问服务器支持SLIP或PPP选择连接方式。6.4其它网络服务配置网络服务包括域名、WWW、电子邮件和匿名FTP等。以电子邮件服务器的配置为

14、例，它一般建立在UNIX系统下，需要适当修改邮件传输代理程序sendmail的配置文件sendmail.cf ，包括配置域名、本机名和别名。七、设计方案总结本设计方案本着“实用、好用,满足现在和可预见的未来需求”的设计原则，综合校园网的稳定性，可靠性，先进性等等的原则设计的一款最经济适用的设计方案，本方案具有以下特点：高可靠性:在考虑现有网络的基础上,整个业务网网络结构的拓扑结构尽量采用稳定可靠的结构形式,以保证整个网络的高可靠性。网络设备和整个网络系统必须具备高可靠性特征。主要网络设备必须具有热插拔功能,可带电修复故障而不影响网络系统的总体工作,并支持电信级的网络设备可靠性。先进性：采用先进

15、成熟多层交换网络技术和方法，针对学校共享信息资源集中在网络信息中心的特征，网络核心层采用双主节点、汇聚层采用均衡负载、接入层采用高安全接入与灵活计费等策略设计，能支撑各种现在与未来一段时期的校园教学、科研、行政管理的网络应用。可行性：本设计方案能够充分考虑高校网络教育的特点和应用对象的技术、资源、管理等方面的约束。比如静音设计，支持网络用户账号、MAC地址与端口的捆绑实现高效的用户控制能力，支持高密度端口的堆叠模式，支持通信负载均衡、带宽聚合、链路冗余的双星型结构。灵活性：网络核心层、汇聚层采用模块化交换机，按照需求灵活配置各种模块，做到既满足需求，由留有余地。整个网络架构采用三层结构，使网络具有较好的伸缩性、可以根据网络建设的不同阶段灵活配置和扩展，具有能不断吸收新技术、新方法的功能。实用性：在接入交换机将用户账号、MAC地址与端口的捆绑实现高效的用户控制；采用网络管理系统StarView1.0，使网络易维护、易管理，可实施性好。可扩展性：采用模块化交换机、可堆叠交换机，使系统具有良好的可扩展性，又具有发展潜力。比如交换机增加模块即可扩展网络的规模或拓展冗余链路。高稳定性:其中核心交换机采用高性能,为整个校园网提供真正的高速无阻塞的传输,保证全线速交换；不仅硬件实现三层路由和交换、关键功能比如ACL、NAT、QOS、策略路由等复杂功能均通