校园网的实施方案设计毕业论文

摘 要本组网主要完成对院校内网络的组网，步线组网及解决方案。论文主要介绍了学院的组网，所要完成的是组网的整个过程。重点的说明了校园网的设计思想、难点技术和解决方案。1．引言说明了校园网建设的目标。2．校园网的设计需求，简明介绍了学院的设计需求。及接点数和大概的组网思路。关键字：组网，方案，拓扑图，校园网引言 在网络信息时代的今天，面向新的需求和挑战，为了学校的科研、教学、管理的技术水平，为研究开发和培养高层次人才建立现代化平台，Intranet/Internet技术的高速多媒体校园网。 整个高速多媒体校园网建设原则是"经济高效、领先实惠"。 校园网建设的目标主要是建立以校园网络为基础的行政、教学及师生之间交互式管理系统，逐步建立学校信息管理网络，实现办公自动化。 筹划校园网要讨论三个要素，运载基础设施、运载设施和运载信息。需求分析学院校园网一般为大中等规模的组网，节点数一般300到500个，网络应用也较中型校园网复杂，对通信的要求也较高，因此已经要求百兆交换到桌面，并要求支持多媒体的应用。所以该校园网网络中心采用FlexHammer24交换机进行堆叠，提供高密度的10/100M自适应端口，二级节点交换机根据具体情况选择μHammer2或μHammer24交换机，对多媒体教室、电子阅览室等需要多媒体应用、要求较大带宽的二级节点则选用μHammer24交换机，提供10/100M兆端口接入用户桌面。普通教室选用μHammer2交换机，提供10M/100m端口接入用户桌面。 FlexHammer和μHammer交换机还具有划分VLAN的功能，使各部门的局域网可自成体系，隔离了广播风暴，同时FlexHammer的第三层交换功能又使不同用户群之间必要的限制性访问得到实现，从而使得应用网络的设计更加自由，更加灵活。设计原则：学校需求为前提原则品质与成匹配原则 设备选型兼顾原则 技术应用全面原则 坚持标准原则 校园网建设的目标主要有两个：一、是与外界的资源共享和信息共享，如通过Cernet（中教网）与国内外各院校、各部、各省等相连，又如通过Internet与各国相连； 二、校内的资源共享与信息交换，如校园行政管理系统、教学管理系统、各年级师生对图书馆资源的远程检索和资料阅读系统等等。可以和企业的Internet/Intranet对比，但在应用中由于教学等需要而具有特殊性，如对多媒体教学传输的需求。 因此，我们充分考虑校园网应用需求来确定解决方案。系统问题与用户需求 1.建立一个校园网综合布线系统 2.建立一套基于 Intranet的学校信息管理系统。 3.建立一套高速多媒体校园网教学系统。 4.具有完善的网络安全机制；5.能够与原有的单机使用的计算机和独立的小型局域网平滑连接，保护原有的投资。 足够的Internet连接。 方 案 分 析：1.在此校园网络中主干交换机是Ltnetcomm的千兆骨干LTS6808G,和IP Switch LTP9524x 给网络带来了,极高的背板带宽.其中LTP9524X支持IEEE802.1Q VLAN和IGMP协议,能够 划分VLAN,IP SWITCH的功能能使VLAN之间通信.并且支持VOD系统,使之运行更完美.2.在每一座楼上放置一台千兆分支交换机.3.在流量要求不大的地方,采用三级交换到桌面的方式,来扩展端口数量.4.为使系统运行稳定、连续及安全，在本系统中采用北京科尔茂公司的高性能的数字化在线式UPS---Chroma 9100系列 DSP UPS。其采用DSP、大屏幕液晶显示、智能化电池管理等先进技术，达成UPS的高性能化、高效率化、高可靠度化与智能化。为用户的重要设备提供绝对纯净稳定的不间断电源，结合双变换技术完全隔离不良电源如断电、尖峰、频率漂移、电源下陷、谐波等对设备的损害及防止数据资料的损失，结合智能化电源监控软件，为网络中的服务器、网络设备及用户端设备提供可靠安全完整的电源保护。5.SuperMicro 8060机架式服务器是采用4U机柜式机箱、支持四路PIII Xeon处理器的具有较高性能及可靠性的互联网机架式服务器，它专门为服务提供商而精细设计，占地少、布线容易、而且管理和维护方便，用户可以根据自己的需要灵活安装、并且能够并行堆叠服务器，以提高可用性服务。高度集成的设计增强了系统的互操作性，以太网、SCSI、图形与服务器管理控制器均紧密集成于一个平台。互联网机架式服务器是服务提供商的最佳选择，大量的7U服务器可有前端为ISP/ICP的用户提供多种Internet服务，极大地扩充ISP/ICP的业务量。SuperMicro 8060机架式服务器可稳定运行于多种操作系统平台,它所采用的最新技术及高可靠性和高性能确保其能胜任WEB服务器、ERP、电子商务、数据中心服务器及其它关键领域 校园网建网原则 建网要遵循依据需求、统筹规划、分步实施、成熟可靠的原则。 校园网建网要求 软件方案概述 校园教学信息服务系统 多媒体课件制作室 多媒体电脑室 多媒体综合电教室 多媒体电子阅览室 虚拟因特网服务 校园内部通信服务系统 校园网络电子公告牌 校园内部电子邮件 校园主页 校园BBS硬件方案概述 主要采用CISCO、3COM、ACCTON等公司的以太网网络设备，IBM、HP、CENTURY等公司或品牌的服务器、以及ORTRONICS、AMP等公司的综合布线产品。主要设备有：校园网的设计需求一．现代教育中心(网管中心)1．多媒体教室十个（10个机房，52台/个，带宽10K）2．语音教室（10个，52台/个）3．投影教室（6个，1台/个）4．办公计算机（10台）5．电子阅览室（100台）6．机房（600台，一个200台，50台/个（有8个机房））二．行政楼 行政管理中心 （86个信息点）1．计划财务 5台2．院办 2台3．党办 2台4．招生就业 1台5．总务 3台三．教学楼（3个教学楼（光纤））一号教学楼（64个点）二号教学楼（46个点）三号教学楼（57个点）四．实验楼（2个实验楼）一号实验楼 114个点（专业）二号实验楼 122个点 普通（化工，精工，办公之用）五．图书馆办公电脑 75台电子阅览室2个 100台/个 设计说明5.1系统概述 网络平台在整个校园网络系统中占有举足轻重的地位，它是整个网络的基础。在网络平台上，数据传输、信息发布、资源共享、学校以后的BBS、办公自动化系统、VOD系统、远程教学系统、NTERNET接口、以及与其他兄弟学校的数据交换都将运行在这个网络上。因此，主干网的好坏直接影响到以后网络系统的运行效率，速度快慢,网络性能等参数。因此，建立一条高速的、多能的、可靠的、易扩展的主干网络，解决目前存在的带宽问题，和适应未来发展的需要是校园网建设中一个重要的课题。1．建设目标 校园网建设的总体目标是利用各种先进、成熟的网络技术和通信技术，采用统一的网络协议（TCP/IP），建设一个可实现各种综合网络应用的高速计算机网络系统，校内各部门通过网络连接起来。 网络不仅要现在网络上的一般功能：如E-MAIL、FTP、网络论坛、网络图书馆、搜索引擎、网上聊天、管理数据的传输、处理与查询，还需要实现包括视频点播（VOD）、电话会议、网络电话（IP电话）等功能，是一个高速多媒体互联网络，并最终实现整个校园系统的资源共享。 通过网络系统资源的整合，传统的模式将改变，实现多层次、交互式，从而提高质量，扩大规模2．建设原则2.1 为校内各部门的行政管理、计算机辅助教学和领导决策服务。2.2 统筹规划，统一标准，联合建设，滚动发展，边建设，边应用，边见效益，充分利用中国政府网的优势，逐步建立一个覆盖全市、县普通政府系统的高效的信息网络系统。2.3 充分重视网络系统和信息的安全，建立先进的网络管理系统和安全管理系统。建立完整的信息控制和授权管理机制。2.4 在限定的时间和规模内，努力降低费用支出，提高系统的性能价格比。2.5 采用成熟的先进技术，兼顾未来的发展趋势，既量力而行，又适当超前，留有发展余地。2.6 充分发挥各方面的积极性，计算机网、信息网同步建设。3．实现功能 要求完全建成以后能实现除现在网络上的一般功能：如E-mail、FTP、网络论坛、网络图书馆、搜索引擎、网上聊天、管理数据的传输、处理与查询外，还应包括视频点播（VOD）、电视会议、网络电话（IP电话）等功能，是一个高速多媒体互联网，实现整个校园系统的资源共享。 4．主要技术问题4.1组建千兆位量级网络主干 从不拥堵的10Mbps共享型工作组LAN过渡到今天的高性能网络主干，随着网络演变到今天的任意点对点连接模型，边界应用的需要迫使网络厂家连续开发了几代更高性能的LAN技术。 第2层交换机开始提供基于硬件的数据包处理能力。第3层交换能力使它们可以取代LAN路由器的其它功能以加快主干的传输速度。今天，网络管理人员已把第3层交换看作是扩大主干核心性能的实际要求。 第三层交换。第3层交换机保留了第3层拓扑结构和服务的优点又没有传统LAN路由器那种基于软件进行数据包处理的缺点。第3层拓扑结构在网络分段、安全性、可管理性和抑制广播等方面有诸多有益的优势。此外，它鉴别各种应用层协议的能力有助于实行基于策略的网络控制。所以，下一代交换机必须支持基于硬件的数据包处理，以利于传输各种主要的可路由协议：IP、IPX和AppleTalk。 基于总线的交换机的主要设计限制是TDM必须采用的工作频率。在标准的19英寸背板上，频率极难超过50MHZ。由于这个限制，基于总线的交换机的背板实际最高容量平均为 2Gbps。此外，这种设计还存在许多方面的问题，包括接口卡带电更换能力，公平获得带宽、有效支持在并行背板上进行广播和多址联播，这些问题进一步增加了这种设计的固有复杂性。4.2信息安全问题用户信息的不安全性主要是由用户处于以太网环境中引起的，因此要保证用户信息的安全性，就必须实现以太网环境下的用户隔离，目前主要采用的技术为VLAN技术，VLAN技术是由IEEE802.3q和IEEE802.1q定义的，其基本思想是：对每一层上的设备，下行端口分别处于一个VLAN中，上行端口分别与每个端口处于一个VLAN中，传输的以太网帧为传统的以太网帧，不含VLAN ID，一方面可以使网络支持的用户数不受VLAN个数的限制，另一方面静态分配IP地址时只需要给用户分配一个IP地址。5. 网络规划 校区内有南教学楼、北教学楼、实验楼、图书馆楼各1座。200余个信息点。对于如此规模点中型网络，一般来说出于网络安全和性能考虑，需要将网络划分为多个VLAN，要求既可按不同的班级、单位划分VLAN，也可按用户IP子网划分VLAN。计算机教室与各办公科室接入入用户之间不能互相通信，只能访问校园网资源，以此屏蔽广播风暴。借助三层交换机可实现跨VLAN访问。 楼宇接入交换机应具有千兆上联端口，能够通过堆叠或增加模块来提高接入端口密度，应支持SNMP等网管协议，以便通过网络对所有设备的状况进行监控和管理。在此推荐采用千兆通DES-3624系列交换机，采用1台主交换机DES-3624i，最多可与3台从交换机DES-3624组成堆叠组，提供94个10/100Base-TX端口。DES-3624i可选择1口1000Base-T模块DES-361T、1000Base-SX模块DES-361G以及1000Base-LX模块DES-361GL上联骨干网。当然也可以在DES-3624i和DES-3624的前面板插槽上扩展1口SC或2口MT-RJ 100Base-FX光纤模块，实现远距离百兆上联。 千兆通系列交换机支持端口聚合（Port Trunking）、VLAN、流量控制（Flow Control）、端口镜像（Port Mirror）等功能，可以增加网络连接带宽，提高网络性能，并使网络更易于监控， IGMP组播协议可以在多媒体传输时有效降低网络流量。支持SNMP和RMON网管协议，符合标准化网管要求，可以通过网络的D-View全中文网管系统进行监控、管理和远程配置。 如果学校暂不需要三次交换技术，在此我们提供两套方案以供比较选择，并对其网络设计分别进行阐述。5.2主干网络设计三层交换方案1. 布线及网络规划 建立网络中心（试验楼），连接各建筑物（图书楼与南、北教学楼）；网络中心、各建筑物之间布线根据距离采用室外铠装4芯单模光纤，以便采用链路聚合技术及备份线路。光纤布线采用星型结构，即由试验楼网络中心向其它建筑辐射。建筑内部布线采用6类双绞线进行垂直和水平布线，如建筑物规模较大，也可部分采用室内多模光纤。 网络结构包括网络中心、楼宇设备间两层结构，因北教学楼、南教学楼和试验楼的信息点数量少于90个，可在楼宇设备间采用堆叠交换机直接连接到桌面，从而减少网络层次，提高可靠性和可管理性。图书楼因信息点较多，建议采用DHS-3226作为楼宇接入交换机。2. 核心交换机 中心交换机采用D-Link千兆通DGS-3308FG可网管独立型三层交换机。该交换机结合了二层三层交换机的性能，融合有IP路由选择功能，并且使用ASIC芯片代替CPU，大幅度增强楼交换机的楼数传输性能。据DGS-3308FG是一款全千兆接口的三层交换机，具有6个1000Base-SX端口和2个GBIC插槽，可根据实际需求选择DGS-701 1000Base-SX或DGS-702 1000Base-LX 用于连接GBIC接口的模块， 16Gbps交换背板可提供12Mpps的线速包转发速率，并支持RIP、RIP II以及OSPF路由协议，是一款性价比极高的校园网中心交换机。 IEEE802.3x流量控制能够允许多台服务器与该交换机连接，进行快速、可靠的数据传输。在2000M全双工模式下，该交换机能够向服务器提供高速率数据传输通道，使数据传输损失降到最底。DES-3624i交换机支持SNMP等网管协议，方便通过网络对所有设备的状况进行监控和管理。支持IEEE802.1d生成树（Spanning Tree）协议。 各楼宇接入交换机采用千兆通DES-3624系列或DES-3226支干交换机。 DES-3226是一款独立式交换机，具有24个10/100Base-TX端口，后面板可选插1口千兆模块，背板带宽8.8Gbps。DES-3226适合于用户数量较少的楼层接入。DES-3226可选择2口的1000Base-T模块DES-322T、2口1000Base-SX模块DES-132G以及2口1000Base-LX模块DES-132GL。前面板插槽可扩展1口或2口SC 100Base-FX多膜光纤模块DES-131F/132F，实现远距离百兆上联。前面板插槽还可扩展1口或2口SC 100Base-FX单膜光纤模块DES-131FL/132FL，实现超远距离百兆上联。 以校校通EDS-1624交换机作为极连交换机，连接100M到桌面。3. 网管和存储 网管服务器安装D-View网管系统，可以对所有网络设备进行监控和管理。 在网络中心配置一台NL360网络存储服务器，用于存储课件及电子图书资料。4. 与杭州远程教育网及Internet的连接 学校配有杭州远程教育网接收设备，除此之外，如果出于提高Internet访问自主权的考虑，可以申请租用ADSL专线，实现专线接入连接Internet。如有必要，还可安装1个ISDN模块，用于链路备份。 配置一台NL360网络存储服务器,作为WWW、FTP及E-mail服务器。 为确保网络安全，防止外部入侵，并控制内部用户的访问行为，可以在路由器或代理服务器与校园网之间安装DFL-2000防火墙。5. 方案特点采用高性能三层交换技术，确保大型校园网具备高性能、高安全性；具备电信级的容错能力，确保网络的高可靠性；支持丰富的网络接口类型，包括城域网远程连接；强化的多媒体及QoS功能支持，可满足大流量的多媒体传输需求；全中文网管系统，易于管理和维护。采用DGS-3308FG和DES-3624堆叠组，可以根据校园网的发展来增加新模块和堆叠交换机数量，扩展性强。可支持多种速率和介质类型，可以在充分利用原有设备的同时对网络主干进行升级和扩展，灵活性高。支持D-View全中文网管系统，易于管理和维护；6. 相关设备参数DGS-3308FG1个DB-9 RS232控制端口交换方式：储存/转发路由选择协议：RIP-1、RIP-2MAC地址列表：每台设备8KIP路由选择列表：每台设备2KRMON组：1、2、3、9IP地址自动识别：通过DHCP客户端、Bootp客户端前面板故障诊断LED指示灯内置通用电源标准19英寸机架EMI：FCC ClassA，C-Tick，VCCI ClassA，BSMI ClassA安全性：UL/CUL，TUV/GS 5.3服务器技术参数 服务器是网络服务器用量最大的地方。服务器的选择标准很大程度上取决于中心客户的类型和应用种类。就中小学情况而言，Web应用和数据库应用仍然占整个数据中心的各类应用的主要部分。因此对服务器的网络响应能力在很大程度上体现了服务器的硬件体系结构设计的合理性、CPU或CPU组（SMP）对操作系统的进程或线程的分配能力以及磁盘I/O的性能。以及可行性与稳定性，同时散热、功耗和易安装性也是重点考察和评价的对象。基于以上考虑，所选的服务器必须具有高可靠性，I/O吞吐能力强，数据处理快，可扩展性和可管理性良好的特点。可靠性 冗余是消除系统单点故障的重要手段。它可分部件级和系统级两种。系统级冗余指整个服务器系统的冗余，部件级冗余主要包括如下几点： 1、可热插拔冗余电源 2、可热插拔冗余磁盘和RAID技术 3、带ECC校验的内存容错 4、支持SMP技术的CPU冗余 5、多I/O卡（网卡、磁盘控制器）冗余容错 6、多段PCI总线冗余 7、I/O吞吐能力 服务器可提供网络平台、文件服务、打印服务以及网站的信息浏览服务和其他的Internet/Intranet服务，为了加快访问速度，获得迅速的响应，要求网络、硬盘、I/O吞吐能力更大，可以从以下几方面来考虑： 1、 采用PCI总线并发操作以提高系统I/O吞吐量 2、 支持智能I/O技术，减轻主CPU的负担，优化总线的传输 3、 采用先进的SCSI技术4、 支持10000转／秒以上的高速硬盘，巡道时间小于7ms 5、 具有以上先进技术的I/O吞吐能力的服务器，可完全满足校园网目前以及将来的所有服务要求。 强大的处理能力 服务器的数据处理能力主要由CPU的处理能力，可扩展大容量内存和系统带宽所决定。 1、CPU Pentium4 2.0双处理器；1、 支持GB级的ECC、EDO内存； 2、 支持400 MHZ以上和高出并行FSB总线。 3、 只有满足上述条件的服务器才可以突破瓶颈，改善服务器的系统带宽。 4、集成双1000M网络控制器。高扩展性 考虑到将来网络规模的扩大，服务器在选型时必须要兼顾高的扩展性，服务器通过外加设备的支持，可以支持更高要求的性能与速度。 可管理性 保证整个系统的正常运行和降低网络维护费用，需要使用具备优良系统管理功能的服务器，具体的指标如下所示：1、支持外部管理总线(XIMB)和ISC(Intel Server Control)管理软件即可实现对系统进行远程管理； 2、 监控系统主板状态、电源状态、机箱内温度及风扇状态等，并能够及时的通过网络进行报警； 另一种常见的方法可以大幅提高服务器的安全性，这就是集群。双机热备示意图： 浪潮英信NL360服务器技术指标：高性能：NL360采用功能强大的Xeon处理器，支持超线程技术，可以在两路物理处理器的基础上模拟出四路处理器，具有极强事务处理能力；双通道Ultra160 SCSI控制器配合最新的DDR内存和PCI-X技术使数据传输速率得到极大提升，从而可把1000M网卡等高性能设备的能力发挥到极致，突破传统数据传输瓶颈。高可靠性：NL360采用的ECC内存可纠正绝大多数内存错误，减少宕机时间；RAID技术为NL360提供绝对可靠的数据保护和加速传输功能；冗余双电源可使系统24*7不停顿运行，双千兆网卡在实现高速数据传输的同时可通过网卡冗余技术保证网路畅通无阻。 高可用性：NL360支持热插拔硬盘和热插拔电源，方便实现在线维护，可使用户关键业务不至与中断，杜绝了数据灾难的发生。高扩展能力：NL360最高支持双路XEON处理器，存储最大可扩展至4个内置、9个热插拔硬盘，汇集最高近1000G的海量存储，DDR内存更可达到12GB，加上双电源的应用，用户可根据自身需要轻松升级，满足快速增长的商业数据、工作任务的苛刻需求。可管理性：NL360采用标准的服务器管理：支持CPU温度、系统电压、风扇转速等的监控；支持AC掉电恢复；此外，NL360还支持浪潮自主开发的蓝海豚智能安装导航软件和猎鹰服务器管理软件。所有设计使缺乏专业管理人员的用户轻松管理自己的业务，极大降低总体拥有成本。技术规格：处理器 支持两路Intel Xeon处理器，主频最高可达2.2GHz 二级缓存 512KB 系统总线 400MHz 内存 ECC Registered DDR内存，最大容量可扩展到12GB 硬盘控制器 双通道Ultra160 SCSI控制器 存储 4块内置硬盘和9块热插拔硬盘，支持18G/36G/73G Ultra 160 SCSI硬盘 I/O扩展槽 1个64位133MHz PCI-X扩展槽； 2个64位100MHZ PCI-X扩展槽； 1个64位66MHz PCI-X扩展槽，2个32位33MHzPCI扩展槽 网络 集成两个Intel 1000Mbps网络控制器 显示 集成8M显存 电源 460W或550W单电源，可选1+1 400W塔式双电源 光驱 50X IDE光驱 软驱 1.44M 3.5"软驱 键盘鼠标 PS/2键盘和PS/2鼠标 I/O端口 1个串口，1个并口，2个USB口 监控管理特性 支持浪潮蓝海豚智能安装导航软件，可轻松完成系统设置、驱动程序制作及操作系统自动安装等工作；支持浪潮猎鹰服务器管理软件，可实现全面的服务器设备信息监控、自动报警和恢复、远程管理等功能。 操作系统 Windows NT4.0，Windows 2000 Server，Netware5.0，UnixWare7.11，Red Hat Linux7.3 工作环境温度 5℃~35℃ 电源电压 220V 50Hz 系统尺寸 高467mm*宽376mm*深518mm 浪潮英信NP120服务器技术指标：高性能 ：NP120采用Xeon处理器，支持超线程技术，可在1颗物理处理器的基础上模拟出两颗逻辑处理器，有效提升资源利用率，同时Xeon处理器拥有512KB大容量二级缓存，减少了处理器到硬盘提取数据的时间，显著增强系统性能，DDR内存传输速率是SDRAM的两倍，在最容易出现性能瓶颈的磁盘系统，NP120采用10000转SCSI硬盘，通过双通道Ultra160 SCSI控制器，极大改善了数据的传输速率，作为网络的中心设备，服务器与外界进行数据交换的质量至关重要，NP120配备1个100M和1个1000M网络控制器，具有很高的网络带宽，同时支持网络的负载均衡，可合理地为不同任务分配网络带宽，提高工作效率。 高可靠性：NP120采用ECC DDR内存，可纠正绝大多数内存错误，减少宕机时间；NP120支持网卡冗余，提供冗余链路，保证网络时刻畅通。结束语一个设计方案的好坏，特别是校园组网。与设计人员对其电脑硬件的方方面面地掌握程度息息相关。在本组网过程中，由于本人对网络知识的掌握有限，又是完全独立完成，可以说整个的组网过程是一边摸索一边实践出来的。但令人高兴的是，通过这样一个边学习边应用的过程，本人完成了校园网的组网的工作。本人考虑到价格及性能的因素，在写这篇论文是，也去过了许多电脑硬件商，使我的对其也有一个很大的认识，也花费了一番功夫。但总的来说，该方案仍然存在许多不足之处。如： 受开发条件和时间的限制，本方案只是反照小型局域网的步线方式，简单的操作。这些都是需要完善的地方，该组网离实际还是有相当的距离，需要我进行不断地补充和完善。通过本次毕业设计我学到了不少新的东西，也发现了大量的问题，有些在设计过程中已经解决，有些还有待今后慢慢学习只要学习就会有更多的问题，有更多的难点，但也会有更多的收获。参 考 文 献[1] 网络基础 机械工业出版社，2002 [2] 局域网的连接与维护，电子工业出版社，2002[3] 网络故障100例，机械工业出版社，2002[4] 手把手教你--局域网的组装与维护，2001[5] 校园网络技术与管理 张际平主编 东南大学出版社, 2001[6] 局域网组建与管理 郝文化主编 机械工业出版社 2003