大型校园网规划设计.doc

大型校园网方案设计
一.总述
目前，大学作为信息人才的培养以及信息的流通、再生的桥头堡，在互联网浪潮中扮演着举足轻重的角色。校园网已成为各学校必备的信息基础设施，其规模和应用水平已成为衡量学校教学与科研综合实力的一个重要标志。我国从1994年开始启动中国教育科研计算机CERNET，现已基本完成了国内绝大部分重点高校的联网。目前，在国家教委211工程的支持下，全国稳中有降大专院校基本上都有了自己的校园网，这些网络或大或小，或先进或落后，在旧网络改造方面的市场空间仍然很大。
校园网是一个宽带、具有交互功能和专业性很强的局域网络。教学管理系统、多媒体教室、教育视频点播系统、电子阅览室以及教学、考试资料库等，都可以通过网络运行工作，校园网应用体系模型如图1所示。概括起来校园网有4个方面的典
型应用。

图1 校园网应用体系模型
大学校园网建设的目标应该既能满足学生即将进入社会、面临网络信息时代激烈的知识竞争的需要，又能满足教师教学活动和研究人员迅速吸收最新知识、进行学术交流和创造的需要，同时还能达到在面积较大、环境较为复杂的校园内，进行行政、生活、教务管理以及开展多种业务活动的目的。这些需求使大学校园网应能适应多种不同的数据传输类型，体现出不同的应用特点。同时，网络设计要尽量简单化、模块化，既可节省资金投入，又便
于网络管理和升级。
二.需求分析
大学是一个小社会，网络应用类型非常复杂，信息媒体类型较多，且具有信息流猝发特点。在大学校园网建设中，应充分兼顾信息资源共享与服务、多媒体教学和教务管理等因素对网络的需求。大学建设校园网，一般经费比较充裕，在网络技
术上应该留有一定的发展空间。
校园网设计应该能满足以下条件:
1. 网络应具有传递语音、图形、图像等多种信息媒体功能，二级以上交换机应支持组播功能
2 .具备性能优越的资源共享功能，以及校园网中各信息点之间的快速交换功能
3 .由于大学校园网规模较大，教学与科研部门众多如查所有信息点在同一冲突域中，网上广播风暴就会使网络性能严重下降，中心系统交换机应支持VLAN和第三层交换技术，支持QoS，对网络用户具有分类控制功能，对网络资源的访问提供完善的权限控制，以提高网络的安全与性能。
4 .校园网与internet网相连后，应具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客入侵网络系统
5 .能够对接入因特网的各网络用户进行权限控制和计费管理
三.校园网的技术方案设计
（1）网络体系结构的选择 网络体系结构是指计算机通讯系统的整体设计，它为网络软件、硬件及网络通讯协议、数据存取控制和拓扑结构提供标准。因此网络体系结构的选择是实现校园网建设目标的核心环节。在充分了解各种网络的特点、性能、价格的基础上，根据学校的实际应用，考虑学校能够投入的资金及现有的设备、局域网和其它资源情况，进行综合分析，确定符合自己需要、有利于开发利用、有利于发展扩充、性能价格比高的网络方案。
现有的网络技术主要有FDDI、千兆以太交换网、ATM等可供选择。目前，FDDI在100Mbps传输技术上最成熟，但其基于带宽共享的传输技术从本质上限制了大量多体通讯同时进行的可能性，且支持数字化语音、图像的新一代FDDI标准迟迟未能发展出来，FDDI正在被ATM和千兆位以太网技迅速取代。作为一种全新的技术，千兆以太网是快速以太网的延续，是性价比很高的一种主干网技术，但由于千兆以太网所涉及的标准还没有全部确定，各厂家间的兼容性也有待测试，使其不能提供严格服务质量保证。在对传
送视频应用等响应时间不可预测的网络中，千兆以太网将不是最佳选择。ATM技术的出现比千兆以太网早了三年多，而且目前的ATM网络市场相当繁荣，ATM能提供较高的络带宽和服务质量控制，具有适合于语音、视频、数据传输的特点。考虑到多媒体技术的迅速发展和现代学校教学中大量多媒体课件的开发应用，目前一种能满足网上大量多媒体信息传递的需要，比较先进和稳定的方案是采用ATM作主干，局域网和用户端仍采用以太交换网的方案。
（2）确定合适的网络拓扑结构 当计算机台数较多或可靠性要求高时，优先考虑采用星型或树型连接；对于少数几台距离较远或可靠性要求不高，共享任务不繁重，可考虑用一根电缆进行总线型连接。实际的拓扑结构常为以上两种方式的综合。
（3）设备的选择与布线系统的设计 选择网络设备，首先要符合CERNet、Internet等国内、国际联网标准；其实要能支持多种网络协议，如TCP/IP、IPX、DECnet等常用网络协议，具有良好的可靠性、可扩充性和可管理性；第三，价格在预算范围内，有良好的性能价格比；第四，应选择信誉高的网络产品公司的优质产品，其国内外有成功的使用
经验，有良好的售后服务。
组成校园网的硬件有以下四类：一是网络服务器；二是网络工作站、三是网络适配器，又称为网卡；四是连接线，学名"传输介质"，主要是电缆或双绞线，还有不常用的光纤。
出于硬件上的专门考虑，有条件最好购置专门的文件服务器。因为服务器的硬盘存速度对网络的影响很大，所以专用的服务器就对数据存储、速度、可靠性都有考虑，诸如硬盘镜像、双工等容错技术一般都会得到应用。不过一般的小型校园网，采用PII级的微机，配备一个或数个的大容量硬盘和一个32位的网卡也可以满足要求。
网卡虽然有16位和32位之分，但一个网络无论用16 位或32位网卡，最好均用同一品牌，以保证良好的兼容性。一般而言，市场上兼容产品的质量还可以，对小型校园网的影响不明显。目前购买网卡应购买即插即用型网卡。
常用的传输介质分为同轴电缆和双绞线两种。同轴电缆又分为粗同轴电缆和细同轴电缆。粗同轴电缆主要用于基干线（Back-bone）的建设。细同轴电缆使用BNC接口，主要用于计算机间的网络连接，但因接头易松，可靠性差，将会逐渐被双绞线取代。双绞线又分屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽又绞线（UTP或电话线） 。目前常用的UTP双绞线分五类和三类两种规格，一般小型局域网（10M）用三类。可靠性，速度要求高的大局域网（100M网）用五类，使用RJ－45接口。联网最好优先考虑采用双绞线连接各种设备，因其可靠性较好，价钱也便宜。网络布线系统设计应根据网络技术选型进行布线设计：第一，应符合国际开放式布线标准，并与学校现有楼宇改造布线特点相结合；第二，应选择国际上可靠的PDS设备生产厂家的产品；第三，网络整体布线结构合理，有足够的冗余，便于以后的网络扩展，并有可靠的质量保证。
（4）网络操作系统的选择 目前，网络操作系统有三大阵营：Unix 网络操作系统有较长历史，良好的网管功能，丰富的应用软件支持。Microsoft网络操作系统有代表性的是Windows NT，它是32位多任务处理的操作系统。Novell网络操作系统是占世界局域网主流的操作系统。对有服务器的局域网来说，新建网优先选用NT，"老"网改造采用Netware 4.10或5.0较为合适。在小型的对等网环境中，若只想共享文件和资源，要求成本低、维护简单且对安全性要求不高时，用WIN95／98很合适。
（5）系统集成商的选择 与技术和设备选型相适应的一项重要工作是系统集成商的选择。系统集成商应有雄碍的技术力量；有丰富的网络集成实际经验，有较多承揽大型网络工程的成功范例；在业界有较高的商业信誉和售后服务质量；地理位置尽量靠近，具有快速的响应和解决问题的能力；能提供全面系统的技术培训。
四.校园网层次化方案设计
图2展示了一个高校校园网的通用模型。由于具体情况不同，在实施时要根据很
多因素来重表扩展定义更复杂的网络模型。

图2 大学校园网通用模型
从逻辑设计的角度，大型网络可分为核心层、分布层和接入层，每层都有其特点。核心层为下两层提供优化的数据转移功能，它是一个高速的交换骨干，其作用是尽可能快地交换数包而不应卷入到具体的数据包的运算中（ACL，过滤等），否则会降低数据包的交换速度。分布层提供基于统一策略的互联性，它连接核心层和接入层，对数据包进行复杂的运算。在园区网络环境中，分布层主要提供如下功能：地址的聚集，部门和工作组的接入，广播域/组播传输的定义，VLAN分割，介质转换，安全控制等。接入层的主要功能是为最终用户提供对网络访问的途径。具体包括以下功能：带宽共享，交换带宽，MAC层过滤，网段微分。
1． 网络分布层设计
在校园园区内楼宇间连接时，主要楼宇可放置二级交换机，当然也可以是第三层（路由）交换机。分布层交换机和核心层交换机之间均在全双工模式下的GBE宽带连接。保证分支主干的无阻塞交换。
2．网络接入层设计
接入层交换机放置于每幢楼的楼层内可用以直接接入到信息点。应采用可网管、可堆叠的高性能交换机，以便于扩展，交换机应具备扩展槽，以便根据需要加插2口堆叠模块、单口或双口的千兆模块。
3．在接入internet设计
推荐采用局域网（LAN）光纤专线接入方式（最高带宽可达2.048Mbps）；此方式通过配备路由器设备，租用电信部门的专线并向CERNET管理部门申请IP地址及注册域名。并通过路由器计费代理进行校园网内学生上网的计费。
4．网络服务器
大学的网络服务器主要包括文件服务器、Internet服务器、以及面向全校使用的小型机等。与企业不同，校园网对应用服务器和数据库服务器的要求不是很高，用高档企业级NT服务器即可；而其E－mail、FTP、Web等Internet服务器却终年忙碌，可考虑采用可靠性/可用性高的UniX服务器。
5． 应用系统
大型校园网网络应用系统基本可分为校园网络中心、教学子网、办公子网、图
书馆子网、宿舍区子网等几大部分。