大学校园网网络设计专项方案.doc
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1、 长江师范学院校园网设计方案1.1、学校背景:长江师范学院是一所极具现代意识、以现代化教学为特色学校。为了愈加好地使用电脑这一现代化高科技产物,使其在教学、管理、办公等方面发挥应有作用。学校计划在校内建立校园网并和国际互连网(Internet)相连。依据学校要求,进行校园网综合系统设计,以满足校园内计算机系统需要。1.2、学校校园网建成后,将发挥以下作用:为全校老师、科研人员、管理人员、学生提供一个优异计算机网络环境,并将计算机引入教学、科研、管理和学习等各个领域。改善学校教学科研、管理和学习环境,提升其水平。熟悉现代化工作环境和掌握优异教学、科研、管理和学习手段,有利于培养面向世界、面向未来
2、高层次人才。1.3 、要求长江师范学院校园网是一个以学校图书馆为网络中心,并以行政楼、试验楼、南北苑学生宿舍、老师宿舍、校医院、教学楼为二级学院分中心,其间以千兆以太协议及光缆传输介质成中心向四面辐射星形状互连,依次将学校各部门、学生宿舍等连入校园网。因为网络主干采取千兆以太网,故能够充足满足学校各部门对网络带宽通常需要和特殊需要,因为采取第三层交换技术,所以可对不一样应用需求划分各自虚拟子网,子网间既相互联络又相互隔离,充足满足安全及带宽管理要求。中心和各建筑物之间距离以下:l 图书馆到行政楼距离:300米l 图书馆到北苑宿舍距离:800米l 图书馆到逸夫楼距离:600米l 图书馆到老师宿舍
3、距离:1300米l 图书馆到南苑宿舍距离:1000米l 图书馆到试验楼距离:700米l 图书馆到教学楼距离:一教学楼:150二教学楼:150三教学楼:300l 图书馆(李渡校区)到江东校区距离:38千米1.4、完成功效:(1)连接校内全部行政楼、教学楼、试验室、办公楼、图书馆、学生和老师宿舍中PC。(2)能够支持0 用户浏览Internet。(3)提供丰富网络服务,实现广泛软件,硬件资源共享,包含:(A)提供基础Internet 网络服务功效:如电子邮件、文件传输、远程登录、教务系统、电子公告牌、域名服务等。(B)提供校内各个管理机构办公自动化: 1、提供受存取权控制文件、档案查询服务。2、提
4、供珍贵设备仪器及其它设备信息管理服务。 3、提供各学科专业资料数据库服务。4、提供学校自己管理信息系统(MIS)。(C)提供图书,文件查询和检索服务,增强校图书馆信息自动化能力。(D)全校共享软件库服务,避免反复投资,发挥最大效益。(E)提供CAI 教学和科研便利条件。(F)经广域网接口,提供中国外计算机系统互连,为国际间信息交流和科研合作,为学校快速取得最新教学结果及技术合作等发明良好信息通路。1.5、目标1、利用优异计算机技术和现代网络通信技术,建立长江师范学院各部门间信息(包含图象、图形、声音、数据等)交流统一、高速、便捷平台。2、为各部门工作和领导决议提供快速、现代化电子信息手段,最终
5、实现自动化。为培养多种人才提供优异教学平台1.6、需求分析依据我方所了解学校总体目标,利用优异实用计算机技术和网络通信技术,把学校内全部局域网、网段和单机用户全部连接起来,组成个分布式网络系统。同时经过校园网向上连通省、市教委信息中心及CERNET和Internet连接,向下覆盖全校,分享中国外计算机资源信息,并建立基于校园网应用系统,这是总需求。设计者从以下多个方面进行需求分析。(1)应用需求 1、应用特点1) 网络办公管理功效2) 网络多媒体教学功效3) 电子图书馆功效4) Internet/Intranet信息服务5)系统管理和维护功效 2、应用规模1. 教学楼:各约60个教室,3教楼隶
6、属楼100个,逸夫楼60个。4*60+100=3402. 家眷区12栋楼:每单元12户 , 每栋楼3单元 ,共36户 12*36=4323. 学生北苑宿舍13栋,360*13=45504学生南苑宿舍9栋,6*360+3*1000=51605. 办公楼:25*6=1506图书馆、试验楼:300+800=1100(2)网络管理需求虚拟网划分:在内部主干网上要求作到能够划分跨越物理子网虚拟网,方便使多种网段(尤其是办公网)划分不受地理区域限制,并有效地限制网间广播,控制网间访问;1)虚拟网管理:对虚拟网配置能够进行集中控制管理,方便随时进行扩充、迁移等调整;2)设备及端口管理:对主干网上全部网络设备
7、及连接局域网全部端口能够进行集中控制管理; 3)网络检测:对主干网运行状态和故障进行集中检测、报警、统计。(3)网络安全需求1)划分内部网和外部网:全部向Internet提供信息公布服务放在外部网上、全部校内应用放在内部网上,内部网和外部网之间设置防火墙以确保内部网安全.2)内部网各个子网之间互访能够控制,杜绝非授权访问.(4)广域网连接需求分析校园主干网广域网连接需求关键表现在:1)能够和国际互联网连接;能够和Cernet、Chihanet连接,和中国各个单位交流信息。2)长江师范学院校园网总体设计(5)流量类型需求1)用户机/服务器数据2)Web3)Mail电子邮件4)多媒体教学,VOD,
8、视频会议5)语音/传真6)网络管理本系统能最大同时在线人数为10000人。能够给每个人提供出口带宽为6G,考虑到不可能存在理论全部人在线。所以每个人能够拥有带宽大约为2M,足够上网看电影等通常需求。(6)功效性需求1) 可靠性:将要建设校园网将是高可靠性,达成二十四小时不间断,无故障,稳定运行。网络局部问题不能影响大网络运行。 2)可扩展性:骨干节点设备性能含有向上扩展能力,以备未来更高带宽和应用需要。3)可管理性:整个校园网将采取集中式管理,能够监控网络运行,并能找出网络节点故障所在,快速恢复用户应用。 4)安全性:因为整个大学管理事务全部将放在校园网上,不一样部门关键数据将要求绝对安全,可
9、访问和不可访问将严格限制。校园网和互联网之间数据流也将严格限制。1.7、设计该方案基础标准以满足校园内现在关键网络应用项目为基础设计目标,为未来可能应用项目保留充足扩充余地;采取现在通用技术路线,但要充足考虑能够适应未来可能技术发展;布线工程一次性连通学校内全部关键建筑物,依据应用项目标实际需要分期分批配置网络设备;充足注意确保网络安全性,可靠性和可维护性。1.8、网络系统关键技术比较和选择1)校园网拓扑结构选择常见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,本方案采取单星型拓扑结构,以化学试验楼计算中心为关键结点,其它关键大楼做为外围主干结点。2)校园网组网技术选择现在
10、常见校园网主干网组网技术有100Mbps快速以太网,100MbpsFDDI, ATM网络和千兆以太网。本校园网关键采取快速以太交换网作为主干网组网技术,快速以太交换网是性能较高组网方法。它含有以下优点:技术成熟稳定;对传统局域网及其应用有很好支持;有效保护用户投资。第二章 逻辑设计2.1.1 以太网和快速以太网快速以太网实际上是 10Mbps 以太网100Mbps 版本,所以它运行速度要比10Mbps 以太网快十倍。在用户已经很熟悉传统以太网情况下,快速以太网相对其它高速网络技术更轻易被掌握和接收,它能够应用在共享式和主干环境下,提供高带宽共享式网络或主干连接,同时也能够应用在交换式环境下,提
11、供优异服务质量(QoS)。快速以太网和传统以太网技术相同,毋庸赘言,另外它还含有以下优点:1) 快速以太网和一般以太网一样遵照 CSMA/CD 协议,现有10BaseT 网络设备能够相当简便地升级到快速以太网,保护用户原有投资,和其它新型网络技术相比,更方便地使现有10MbpsLAN 无缝连接到100MbpsLAN 上。2)100BaseT 集线器和网络接口卡,只需要比10BaseT 一样设备多花少量费用就可提供比一般以太网高10 倍性能。所以,100BaseT 含有较高性能价格比。3) 快速以太网(100BaseT)已得到IEEE 任命标准为802.3u,并得到了全部主流网络厂商支持。2.1
12、.2 千兆以太网技术千兆以太网是相当成功 10Mbps 以太网和100Mbps 快速以太网连接标准扩展。IEEE 已同意千兆位以太网工程IEEE802.3z。千兆位以太网和已充足建立以太网和快速以太网节点完全匹配。最初以太网规范由帧格式定义,且支持CSMA/CD 协议、全双工、流控制和由IEEE802.3 标准定义管理项目,千兆位以太网将使用全部这些规范。总而言之,千兆位以太网和管理员以前使用和了解以太网相同,所不一样是仅仅是比快速以太网快十倍和它和目前高带宽需求应用程序相协调额外特征,而且和日益增强服务器和台式计算机功效相匹配。我们能够看到主干和各网段及桌面已实现了无缝结合,网络管理变得不再
13、让用户望而生畏。2.2 网络总体计划总而言之,我们采取千兆位以太网网络方案,理由以下:对于主干应用程序,ATM 仍有吸引力,尤其是对于那些和未来ATM WAN服务匹配应用程序和WAN 访问集成。ATM 使用定长信元交换,按不一样速率传输数据、图像、语音,在广域网领域,ATM 全部含有极强优越性。对于需要专有服务质量(QoS)特征,如:医学图象高速传输,ATM 是适合。因为千兆位以太网为带宽需求而包含了一个改善方法:在链路层中采取快速光纤连接方法。使得它对电视会议、复杂图象和其它高数据密度应用程序数据传输速率为100M 以太网十倍。同时千兆位以太网是最为普及网络体系结构,因为以太网在 80 年代
14、初出现,并快速地得到发展,使其它网络连接如Token Ring(令牌环)和ATM 全部黯然失色。千兆位以太网在利用用户熟悉性同时,因为其和以太网匹配性,使之能保留在管理员专业技能方面和支持培训方面投资,而没有必需购置新协议或投资新中继设备。正如100M 提供低价位、逐步从10M 以太网升级一样,千兆位以太网将使网络自然地升级到1000M 带宽。千兆以太网宽带宽还帮助改善了 QoS,规范化迟滞时间来把视频抖动和音频迟滞降到最低。以前,ATM 是唯一一个能实现任何种类QoS 可靠路径。不过现在,千兆位以太网快速根除了这个差距,而且含有多得多经济性、向上兼容性和和其它技术协调性。因为以上这些原因,英
15、特尔企业认为在很快未来,ATM 仍会在WAN 等级互连网上应用。ATM 不会大规模在台式计算机或工作组级应用,这是因为ATM 要求对网络端口硬件、软件和管理协议根本更换。而且ATM 也比以太网要贵。我们认为使用ATM 可能会给学校网络管理人员带来以下障碍:1)费用远高于千兆位以太网处理方案2)风险标准,产品和管理策略仍在变动3)复杂性新技术,培训费用昂贵4)维护费用需要软件来作为一个路径运行于以太网 LAN 和ATM网络之间我们经过下面二组表格对两种技术就现在现况做出全方面比较。表一:千兆位以太网在含有以前ATM 全部功效之外,还能提供一个更为综合性处理方案表1 功效千兆位以太网ATM(5行3
16、列)IP匹配性YES需要RFG1577或PNNI操作以太网信息包YES需要LANE或从信源到包转换处理多媒体YESYES,不过要改变应用程序服务质量YES,有RSVP和801.10YES,有SVGS表二:千兆位以太网能完成很多ATM 功效,不过有价格低、更易和LAN 结构融合优点。 表2 ATM以太网和快速以太网千兆位以太网(10行4列)端口之间YESYES可升级性YESYES连接定位YESYESQoSYESYES低费用YESYES协调性YESYES标准化YESYES软件YESYES易集成性YESYES以上比较表明千兆以太网以很多方法发送最早期望 ATM 实现优点,而且能够轻易、经济多地实施。
17、长江师范学院校园网做为一个界于 WAN 和LAN 之间“边缘网”,在网络方案选择上,采取千兆以太网做为校园网网络总体结构不管在高带宽、可适应性、可扩展性、高性价比、良好管理性和维护性等各方面全部是最明智选择,成为学校校园网完整、经济处理方案。我们为贵校设计千兆位以太网设计方案,采取最新 1000M 交换机作为全网关键,在此基础上建立起以1000M 为主干校园网络。然后依据不一样应用,将校园网分割为多个以100M 交换机为关键子网。为满足学校和Internet连接,另设一子网,将Web 服务器,路由器等Web 应用设备用防火墙将它们和内部网隔离开来。以达成保护校内数据目标2.3 校园网拓扑结构总
18、体描述图一 :网络设计方案拓扑图以上是我们设计一个网络结构方案示意图。我们结合了学校实际情况,充足利用现代优异技术。此方案现有最高性价比,又有最好可扩展性真正切实可行技术方案2.4 .1校园网采取协议标本校园网以 TCP/IP 为关键协议,因为TCP/IP 协议簇是美国国防部门制订一套计算机网络协议,是现在众多计算机网络最流行协议,以它为基础组建Internet 网是现在国际上规模最大计算机网间网,它虽不是国际标准,但却是一个实际上工业标准协议,采取TCP/IP 为网络关键协议,可确保ChinaNET 和Internet 保持一致,还可支持IPX,DECNET 等其它协议。真正实现于国际互联网
19、无缝连接。从计算机网络通讯见解来看,TCP/IP 网络实质上可称为IP 网络,它是由很多IP 网关(或称为IP 路由器)经过若干直接连通通信线路(点到点通信)形成一个计算机通信网络。在IP 网点上再接入主机,子网便组成一个互联计算机网络,这些安装了TCP/IP 各类计算机间需要通信时,它就不再要求设置协议转换开关,而且关键网络服务全部可建立在TCP/IP 服务器上。2.4.2 校园网采取网络操作系统本校园网网络操作系统以 Microsoft Windows NT Server 4.0 为主,它是发展速度最快集成了Web 应用网络操作系统。含有界面友好、系统强壮、稳定可靠、和桌面主流操作系统相容
20、性好等优点。并拥有大量基于NT 服务器端软件,是Intranet 网络中最好网络操作系统平台。网 络 系 统 设 计 及 报 价3.1系 统 设 计 原 则坚 持 实 用 性 并 充 分 保 护 用 户 投 资 - 充 分 满 足 当 前 及 将 来 一 段 时 间 各 种 服 务 需 求。坚 持 开 放 性、 兼 容 性 和 可 互 连 性 - 为 将 来 系 统 扩 充 留 有 充 分 余 地。坚 持 技 术 先 进 性坚 持 高 可 靠 管 理 性 - 便 于 进 行 管 理 和 维 护。坚 持 高 可 靠 性 -采 用 容 错 设 计, 尽 可 能 少 地 中 断 系 统 服 务利于网
21、 络 扩 展 和 技 术 升 级 充 分 利 用 现 有 网 络 设 备 实 现 系 统 统 一 性。 - 和 前 期 网 络 有 机 结 合, 最 大 限 度 发 挥 网 络 作 用。 提 供 完 全 系 统 安 全 控 制系 统 采 用 统 一 规 划、可集 中或 分 步 实 施 原 则 设 计。3.2 系 统 设 计 网 络 协 议 选 择 校 园 网 设 计 中 主 要 采 用 了 以 下 标 准:IEEE802.3IEEE 工 作 组 为CSMA/CD LAN 制 定 了 被 称 作 IEEE802.3 标 准, 它 为 CSMA/CD LAN 制 定 了 如 下 规 范:线 缆 电
22、 缆 最 大 距 离每 段 最 大 站 点 数 优 点10BASE5 粗 缆500 米100 较 远 距 离10BASE2 细 缆200 米30 便 宜10BASET 双 绞 线100 米1024 易 维 护10BASET 光 纤 米1024 远 距 离编 码 曼 切 斯 特 编 码介 质 子 层 控 制 定 义 和 了 帧 格 式 及 载 波 监 听 多 路 访 问 / 碰 撞 访 问 ( CSMA/CD ) 控 制 方 法IEEE802.3uIEEE 工 作 组 为 FastEthenet 制 定 了 被 称 作 IEEE802.3u 标 准, 它 们 制 定 了 如 下 规 范:线 缆
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- 大学 校园网 网络 设计 专项 方案
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