校园网络设计专项方案.doc
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1、学员编号: 中档职业学校专业骨干教师国家级培训校园网络设计方案 培训专业 计算机网络技术 培训学员 崔强荣 完毕时间 12月20日 中华人民共和国 陕西 杨凌 目 录1引言32 校园网需求分析32.1 网络基本状况32.2网络需求分析33 网络总体设计43.1网络架构分析43.2 设计思路43.3 校园网设计原则53.4 网络三层构造设计53.4.1 主干网核心层设计53.4.2 园区内汇聚层设计63.5 IP规划与VLAN73.5.1 IP地址分派原则73.5.2 公网地址分派73.5.3专用网IP地址规划83.5.4专用网中vlan划分83.6 设备选型83.6.1 核心互换机设备选型83
2、.6.2汇聚层设备选型93.6.3 接入层设备选型93.7物理/链路层配备原则94 网络安全与管理104.1 网络安全104.1.1 威胁网络安全因素分析104.1.2 网络安全防范办法104.2 网络管理104.3 网络安全方略配备104.3.1安全接入和配备104.3.2 回绝服务防止114.4电源系统115 综合布线设计115.1 综合布线设计原则115.2 构造化综合布线系统构成及设计125.2.1工作区子系统(Work Area)及其网络设计125.2.2 配线子系统(Horizontal)及其网络设计125.2.3干线子系统(Backbone)及其网络设计125.2.4 设备间子系
3、统(Equipment Room)及其网络设计135.2.5 管理子系统(Administration)及其网络设计135.2.6 建筑群子系统(Campus Subsystem)及其网络设计135.2.7 进线间子系统及其网络设计135.3防雷系统145.4在施工中注意事项145.4.1 工程施工前准备145.4.2现场施工145.4.3 现场测试146 硬件设备预算157结束语151引言高校校园网网络建设与网络技术发展几乎是同步进行。高校不但承担着教书育人工作,更承担着某些国家级科研任务,同步考虑将来几年网络平台发展趋势,为了充分满足高校骨干网对高速,智能,安全,认证计费等需求,可以运用万
4、兆以太网校园网组网技术。构建校园网骨干网,实现各个分校区和本部之间连接,以及实现端到端以太网访问,提高了传播效率,有效地保证了远程多媒体教学、数字图书馆等业务开展。随着信息技术高速发展,教诲信息化水平正成为衡量学校总体发展水平重要因素,网络技术应用对高校教学手段和教诲管理体系增进作用是巨大。1995 年CERNET (中华人民共和国教诲和科研计算机网)建设全面启动,全国各地高校开始建设自己计算机校园网。校园网建设是高校建设重要构成某些,建设高质量局域网, 才干充分发挥网络资源管理和应用优势,进行信息交流、资源共享、科学计算和科学研究与合伙。 与其他网络同样,校园网面临威胁大体可分为对网络中数据
5、信息危害和对网络设备危害。详细来说,危害网络安全重要威胁有:非授权访问,即对网络设备及信息资源进行非正常使用或越权使用等;冒充合法顾客,即运用各种假冒或欺骗手段非法获得合法顾客使用权限,以达到占用合法顾客资源目;破坏数据完整性,虽然用非法手段,删除、修改、重发某些重要信息,以干扰顾客正常使用;干扰系统正常运营。2 校园网需求分析2.1 网络基本状况某大学具备6个二级学院,分别位于同一种都市4个园区中,其中大学与两个二级学院在一种园区(园区1),此外两个二级学院位于一种园区(园区2),而其她两个学院分别位于园区3和园区4。大学已从中华人民共和国教诲科研网(CERNET)关于机构申请了IPV4地址
6、块58.193.152.0/21。因特网具备统一接口,即通过百兆以太网接入中华人民共和国教诲科研网(CERNET)。大学向因特网发布信息并为全校提供关于信息服务, 每个二级学院都包括网管中心、院办公楼、教学楼、实验楼、干部培训楼、学生公寓楼等。每个学院也自行向因特网发布学院信息并负责学院自己信息服务,每个学院都拥有约1500台PC。2.2网络需求分析为提高网络可靠性及安全性,需要在主干网采用光纤布线。校园网应实现虚拟局域网(VLAN)功能,以保证全网良好性能及网络安全性。主干网互换机应具备很高包互换速度,整个网络应具备高速三层互换功能。主干网络应当采用成熟、可靠迅速以太网和千兆位以太网技术作为
7、校园网主干。校园网应选用先进网管软件,建立完善网络管理体系。在设备方面,应选取有校园网成功案例网络厂商设备,同步为Internet、拨号顾客和移动顾客提供接口,网络还应具备良好扩展性。整个业务网必要具备良好可管理性,网管系统应具备监测、故障诊断、故障隔离、过滤设立等功能,以便于系统管理和维护。同步应尽量选用集成度高、模块3 网络总体设计3.1网络架构分析当代网络构造化布线工程中多采用星型构造,重要用于同一楼层,由各个房间计算机间用集线器或者互换机连接产生,它具备施工简朴,扩展性高,成本低和可管理性好等长处;而校园网在分层布线重要采用树型构造;每层集线器或互换机在连接到本楼出口互换机,各个楼互换
8、机再连接到园区通信网中。为了增长网络可靠性,四个园区通信网连成一种环构成校园网核心区域,从而构成了大学校园网拓补构造。采用三层构造为该大学设计校园网。选用万兆以太网作为连接大学4个校区高速主干;选用千兆以太网作为各个校区内楼层之间主干,形成大学校园网汇聚层;选用百兆以太LAN作为基本接入形式,在网络中心设备选型和构造设计上必要考虑整体网络高性能和高可靠性。3.2 设计思路 进行校园网总体设计,一方面要进行对象研究和需求调查,明确学校性质、任务和改革发展特点及系统建设需求和条件,对学校信息化环境进行精确描述;在应用需求分析基本上,拟定学校Intranet服务类型,进而拟定系统建设详细目的,依照应
9、用需求建设目的和学校重要建筑分布特点,进行系统分析和设计。 1 、万兆互换机互联各个园区网选用万兆互换机互联各个园区网,而不选用高速路由器是由于:各园区网均采用以太网技术体系,兼容性好。大学将在校园网上开展教学视频观摩、远程听课等多媒体应用,提供高速率信息通道是必要。万兆互换机为三层互换机,是具备选路功能互换机,在校园网环境下可以具备更好性能。价格因素。若在覆盖几十千米范畴采用高速路由器话,底层普通要采用SDH技术,这使关于设备价格要增长23倍。尽管高速路由器带来对各个园区有更好隔离性,在该校园网中用处不大。2、主干网采用公用IP地址相连该校园网从CERNET获得了IP地址数量是无法满足需求,
10、只能供向因特网发布信息和联系或进行网络科学研究之用,因而构成校园网IP地址主体是通过NAT转换专用网地址。使用专用网地址不利于与其她大学学术交流,但也是不得已而为之办法;另一方面,也许使得校园网受到网络黑客侵扰会少些。3.3 校园网设计原则(1)先进性原则以先进、成熟网络通信技术进行组网,支持数据、语音和视频图像等多媒体应用,采用基于互换技术代替老式基于路由技术,并且能保证网络技术和网络产品在几年内基本满足需求。(2)开放性原则校园网建设应遵循国际原则,采用大多数厂家支持原则合同及原则接口,从而为异种机、异种操作系统互连提供便利和也许。(3)可管理性原则网络建设一项重要内容是网络管理,网络建设
11、必要保证网络运营可管理性。在先进网络管理之下,将大大提高网络运营速率,并可迅速简便地进行网络故障诊断。(4)安全性原则信息系统安全问题中心任务是保证信息网络畅通,保证授权实体通过该网络安全地获取信息,并保证该信息完整和可靠。网络系统每一种环节都也许导致安全与可靠性问题。(5)灵活性和可扩充性选取网络拓扑构造同步还需要考虑将来发展,由于网络中设备不是一成不变,如需要添加或删除一种工作站,对某些设备进行更新换代,或变动设备位置,因而所选用网络拓扑构造应当可以容易进行配备以满足新需要。(6)稳定性和可靠性可靠性对于一种网络拓扑构造是至关重要,在局域网中经常发生节点故障或传播介质故障,一种可靠性高网络
12、拓扑构造除了可以使这些故障对整个网络影响尽量小以外,同步还应具备良好故障诊断和故障隔离功能。3.4 网络三层构造设计3.4.1 主干网核心层设计校园网分为公网和专网。通过防火墙,连接放置各种应用服务器非军事区某些,并经路由器与CERNET相连。该三层校园网构造中核心层位于公网某些,可选用了Cisco公司万兆互换机Cat6509。租用电信公司光纤裸芯,用万兆速率将4个园区4台万兆互换机连成一种环。为提高网络可靠性,还在园区2和园区4之间用千兆光缆连接起来。校园网核心层构造如下图所示:3.4.2 园区内汇聚层设计汇聚层设备不但分担了核心设备某些压力,同步提高了网络安全性。本实行方案从网络运营稳定性
13、、安全性及易于维护性出发进行设计,以满足客户需求。园区网可基本保持原有二层网络架构,并在自己园区网中使用专用IP地址块,楼层之间采用千兆光纤相连,汇聚到千兆主互换机上与大学万兆互换机通过防火墙相连。由于各二级学院园区中具备PC数量为1500台左右,考虑到教学区域、管理区域和学院内数据服务区域,建议划分为若干个子网,也可以划分为各种VLAN,以隔离广播流量,提高网络工作效率,并提高安全性。二级学院网络主干网可采用3COM公司Switch 4007互换机与3C16980连接千兆光缆构成了学院园区网主干,向下以百兆以太网作为接入网与顾客PC相连。二级学院园区网二层网络拓扑架构如下图所示:3.5 IP
14、规划与VLAN 3.5.1 IP地址分派原则IP地址规划好坏,不但影响到网络路由合同算法效率,更影响到网络性能和稳定以及网络扩展和管理,也必将直接影响到有关新业务开拓和网络应用进一步可持续性发展。该大学有六个二级学院,每个学院大概1500台PC,而申请到IP地址为8*256-2个=2022个,远不大于6*1500台,因此必要用到NAT技术。学校对外各种INTERNET服务,核心层设备都使用公网IP,普通终端PC使用私网IP,经NAT技术上网。这样既满足普通顾客上网需求又可以使服务器正常作用于互联网。3.5.2 公网地址分派对IP地址块58.193.152.0/21进行子网划分,划分为8个子网,
15、6个二级学院各分派254个IP地址,余下254个IP地址用于大学校园网主干和科研。大学和同在一园区一种二级学院IP地址分派时应持续。表1:学校公网IP地址分派表名称公网IP段园区一大学本部58.193.152.0/24学院一58.193.153.0/24学院二58.193.154.0/24园区二学院三58.193.155.0/24学院四58.193.156.0/24园区三学院五58.193.157.0/24园区四学院六58.193.158.0/24学校服务器58.193.159.0/243.5.3专用网IP地址规划由于分派给该大学校园网IP地址远远不能满足需求,因而这些IP地址重要用于向因特网
16、发布信息和进行科学研究之用。而大学内部教学、科研、办公用校园网,就需要咱们采用NAT技术。每个学院均有1500台计算机,这里从专用IP地址段中取出一种B类地址进行规划即可。本例咱们可以取172.16.0.0/21,将其分派给大学和6个二级学院。每个单位都可以分派一块IP地址,其中具备30个子网,每个子网容纳主机数量达8*256-2=2046 台,选用7个子网,分别给大学和二级学院各一种子网。事实上,由于各学院使用专用IP地址互不有关,可以由各个学院独立进行规划也可。表2:学校专网公网IP地址分派表名称专网 IP段园区一大学本部172.16.8.0/21学院一172.16.16.0/21学院二1
17、72.16.24.0/21园区二学院三172.16.32.0/21学院四172.16.40.0/21园区三学院五172.16.48.0/21园区四学院六172.16.56.0/21学校服务器58.193.159.0/243.5.4专用网中vlan划分VLAN技术容许将一种网络物理LAN逻辑划提成不同广播域。一种VLAN内部广播和单播流量被限制在本VLAN之内,不会转发到其她VLAN中,这有助于控制流量、简化网络管理、提高网络安全性。VLAN是为解决以太网广播问题和安全性而提出一种合同,它在以太网帧基本上增长了VLAN头,用VLAN ID把顾客划分为更小工作组,限制不同工作组间顾客二层互访。虚拟
18、局域网好处是可以限制广播范畴,是一种比较成熟公司组网规范,在本案例中咱们可以运用它划小网络特点,咱们可以进一步监控网络,就算IP冲突产生,也容易懂得它发生在哪个部门(若VLAN划分以部门为根据)3.6 设备选型3.6.1 核心互换机设备选型普通将网络主干某些称为核心层,核心层重要目在于通过高速转发通信,提供油画,可靠骨干传播构造,因而核心层互换机应拥有更高可靠性,性能和吞吐量。图3.3锐捷网络RG-S9620如图3.3所示,互换机成为公司网络核心互换机抱负选取,合用于为政府、学校、公司构建高速、安全、可靠万兆网络,它背板带宽为9.6T,包转发率:L2:3571Mpps,L3:3571Mpps,
19、扩展插槽:20个(4个用于管理与互换距阵)3.6.2汇聚层设备选型图3.4普通将位于接入层和核心层之间某些称为分布层或汇聚层,汇聚层互换层是多台接入层互换机汇聚点,它必要可以解决来自接入层设备所有通信量,并提供到核心层上行链路,因而汇聚层互换机与接入层互换机比较,需要更高性能,更少接口和更高互换速率。图3.5各二级学院网管中心汇聚层互换机选取,锐捷网络RG-S8606为公司网络核心互换机抱负选取,如图4.4所示。合用于为政府、学校、公司构建高速、安全、可靠千兆背板带宽为1.6T,包转发率:L2:595Mpps,595Mpps,扩展插槽:6个(2个用于管理引擎模块)。在二级学院各楼层汇聚层互换机
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