2022年校园局域网技术及应用归类 .pdf

黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第1 页校园局域网技术及应用摘 要计算机网络自从20 世纪 60 年代未诞生以来，仅在20年间的时间里，即以异常迅猛的速度发展起来，被越来越广泛地应用于政治、经济、军事、生产及科学技术的各个领域。随着计算机网络的发展和宽带接入的普及，各种网络应用将层出不穷，计算机在社会各个领域的应用和影响也早已渗透到了人们工作和生活的各个方面。校园局域网作为校园教学的工具，已经越来越被广泛的应用。加强校园网络建设，提供电脑辅助教学的网络模式，开展基于校园网络的多种应用。在校园内部实现教育资源的高度共享，是全面提高教学科研水平的有效途径，因此建设校园网络是非常必要的。关键词：信息资源，无线局域网， 3G 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第2 页1局域网（ LAN ）技术1.1 集线器加路由技术的利弊共享带宽的LAN 设计在用户较少且设备间只需传送少量的文件时是十分有效的，但是当 LAM 越来越大、越来越复杂，用户又需要实时访问网络资源时，这种体系结构固有的较大的并且不确定的延迟就会妨碍多媒体和clientse r v e r 应用，也会妨碍主机到大型机的连接。解决这一问题的思路是对L AN 分段。采用集线器加路由器术可以实现 LAN 分段。单个网段可能是以4 Mbp 或 1 6 Mb p s 运行的令牌环，也可能是在双绞线或同轴电缆上运行的l 0 Mb p s 的以太网。采用集线器加路由器配置，将这些网段连接在一起。 开始时，该网络可正常运行。 但随着网络应用的扩大和带宽的需求增长，会产生问题。 每个路由器从各个网段读数据并向前传送到其域内的另一个网段，或把数据释放到公共主干上。 所以每个路由器处理分组时都有一个延迟，即等待时间由数据通路上的多路由器导致长的等待时间，会使网络慢下来、 大文件通过时甚至会使整个网络陷于瘫痪。为解决这个问题又提出了局域网交换的方案。1.2 局域网交换和 ATM 局域网交换技术为现存的共享媒体LAN( 如以太网和令牌环网 ) 注人了新的括力，通过对共享 L AN 分段实现，有效地减少了每个共享网段上网络设备的数量。通过将通信量隔离到特定网段为整个网络提供更大的总带宽，并且通过下面将论述的V L A N 增加了配置的灵活性。 用 MAC 地址在网段间传送数据报。 如果交换机不知目的网段， 则采用洪泛法迅速将数据报传送到除源网段外的所有网段，文件服务器直接连到交换机上，那么网络内部的通信量就会得到明显的改善，数据无需穿过一系列的不能处理高通信量的路由器。交换机可以自动完成翻译，所以数据能快速穿过网络，不会减速。故我们的校园网采用 h u br o u t e r 方案，而采用了基于交换的技术。ATM 是把传统的电路交换与现代的分组交换结合起来，利用电路交换的实时星好和分组交换的灵活性强的优点而发展形成的一项新的交换技术。ATM 技术以固定长度53 个字节的短信元作为信息传输的单位，有利于综合业务传输和高速交换。信元头长固定为 5 个字节，使结点的功能尽量减少，只用硬件就可以对信元进行处理，提高了速率 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第3 页ATM 的低延迟、高带宽、高容量、可伸缩性、支持不通速率等一系列特点，使之适于多媒体通信。实时性要求不高的传统应用靠F DDI ，而时性要求高的（如图像声音等）则引导上ATM 主干网，负载均衡，各得其所，可以相当程度上避免瓶颈问题。一旦某一主干出现故障，其通信量即可迂回到另一主干上，而提高了校园网的可靠性，这一点对医学院有特殊的意义。1.3 系统设计原则(1)实用性：指从实际情况出发，使之达到使用方便且能发挥效益的目的。(2)先进性：指采用当前国际先进成熟的主流技术，采用业界相关国际标准。设备选型要是先进和系列化的，系统应是可扩充的，能够便于进行升级换代。(3)安全性：指用各种有效的安全措施，保证网络系统和应用系统安全运行。安全包括 4 个层面：网络安全，操作系统安全，数据库安全，应用系统安全。(4)可扩充性：指采用符合国际和国内工业标准的协议和接口，从而使校园网具有良好的开放性， 实现与其他网络和信息资源的互联互通，并可以在网络的不同层次上增加节点和子网。1.4 网络安全网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行。校园网络特别是已与 INTERNET 相连的校园网络，对于网络的安全防范就显得特别重要。因为一次的恶意破坏或管理人员的误操作都会带来巨大的损失。因此，一方面要加强管理人员及使用者的技术培训及有关法律和道德教育，另一方面，要建立起一套有效的软、硬件的监控、防护体系。有条件的学校可以采用高性能的防火墙软、硬件。防火墙系统是网络安全策略的一个重要方面。Internet 防火墙是这样的系统 （或一组系统），它能增强机构内部网络的安全性。防火墙系统决定了哪些内部服务可以被外界访问；外界的哪些人可以访问内部的哪些服务，以及哪些外部服务可以被内部人员访问。要使一个防火墙有效，所有来自和去往Internet 的信息都必须经过防火墙，接受防火墙的检查。防火墙只允许授权的数据通过，并且防火墙本身也必须能够免于渗透教学局域网的安全与防范措施：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第4 页(1)可靠的布线是安全的重要保证。必须严把网络连线、接口部位的质量，确保信号的畅通传递，捧豫硬件造成的救障(2)采用双机容错机制。用两台服务器确保当一台发生放障时，另一台可及时投入使用。(3) 采用 HUB 的容错功能。 通过安装多个HuB 将整个教学网络划分为若干个网段，使某个网段的个别点故障不至于影响到整个网络的运行。同时，故障的排除也容易。(4)上网的一切软件必须经过消毒处理，以防为主。NOVEII网络系统是一种被广泛使用的操作系统，由于它兼容DOS 文件的存取格式,因而很容易受到目前广泛流行的DOS 下的病毒感染。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第5 页2 新型局域网 无线局域网无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲， 无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、 个性化和宽带化。通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。广阔的应用前景、 广泛的市场需求以及技术上的可实现性，促进了无线局域网技术的完善和产业化，2.1 无线局域网的优点1、灵活性和移动性在有线网络中， 网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。2、安装便捷因为无线局域网不像有线局域网那样需要大量的布线，所以可以减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。3、易于进行网络规划和调整对于有线网络来说， 办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。4、故障定位容易有线网络一旦出现物理故障， 尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。5、易于扩展无线局域网有多种配置方式， 可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间漫游 等有线网络无法实现的特性。由于无线局域网有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第6 页2.2 无线局域网与 3G 无线局域网是否会对第三代移动通信系统构成威胁是近年来业界关心的一个问题。实际上，无线局域网与 3G 采用的是截然不同的两种技术， 用于满足不同的需要。 与 3G不同的是，无线局域网并不是一个完备的全网解决方案，而只用于满足小型用户群的需求。无线局域网与3G 可以互补，因此不会对3G 运营商造成威胁，运营商还可以从无线局域网和 3G 的共存中获得好处。研究表明，无线局域网与3G 和 GPRS 的结合可增加用户的满意程度和业务量，从而增加移动运营商的利润。作为3G 的一个重要补充，无线局域网可用于在诸如机场候机厅、宾馆休息室和咖啡厅等地方建立无线Internet 连接。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第7 页3 校园局域网设计实例3.1 网络设计目标郑州某学校近年来发展迅速， 教学质量近几年大幅度提高。 为了更进一步促进学校的发展，该学校提出了在校园内外实现“班班通”、 “室室通” 、 “校校通”的目标。3.2 网络结构网络分为 3 个层次：主干网、各局域网和外部连网如下图。主干网拓扑结构为星型, 由 1 台 IntelES 550T 1台 Cisco Catalst 3200和 7 台 CatalystCO 1900 组成 ，以位于理科大楼 ( 教学楼 )内网络中 12 , 的 IntelES550T连结 Cisco Catalyst3200为中心 ，通过多模光纤连接分布于图书馆、才林楼 ( 办公楼 ) 、伟南楼教学楼) 的局域子网 ，理科大楼内采用5 类非屏蔽双绞线连接计算中心等子网 ，基本上覆盖全院主要的教学、科研和管理大楼， 主干传输速率为 100Mbps 。 公共服务器 ( 包括 1 台 SUN Ultra 10,2 台联想万全 ) 直接连接到 Intel ES550 ， 速率为 190Mbps ； 网络中心计费服务器 (SUN Ultra 10 ) 以 100Mbps 连接 Catalyst1900 ； 各局域子网通过 Catalyst1900接入主干网，远 程 拨 号访 问用户和从 Internet上访问的用户通过Cisco2511 接 人 。图 3.1 大学校园局域网典型方案100M 100M 100M 100M 100M 100M 100M 10M Catalyst1900 Catalyst1900 理科大楼网络中心计费服务器FTP 服务器DNS 服务Email 服务器路由器Catalyst1900 Catalyst 1900 Catalyst 1900 IntelES 550TCatalyst3200Internet 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第8 页3.“线”的选择一般而言，局域网所使用的连线具有双绞线、同轴电缆、光缆三种，在校园局域网中，需要根据实际情况，选择对应的布线线缆。比如对于校园内楼宇间的连接线缆，由于是暴露在室外， 常年受到日晒雨林的影响和雷电的干扰，此时使用光缆作传输介质最为适宜。因为光缆具有高带宽，传输距离远，抗干扰能力强、安全性好、抗老化和高寿命等显著特点，此外， 就目前大多数校园网的应用情况而言，校园网上承载的传输信息中，多媒体信息的传输量将会越来越大，如多媒体教学，电子阅览、视屏点播等应用，主干网传输介质必须具有承载千兆速率的能力，此时只有光缆才能满足户外主干网的布线需求。对于同轴电缆，由于货源难觅，其成本已超过光缆，比较适合短距离的核心设备连接，比如交换机与路由器的连接线缆。校园网为园区网，楼群间子系统采用光缆连接，可提供千兆位的带宽，有充分的扩展余地，如果选择双绞线，由于没有屏蔽层，在室外很容易感应雷电而产生干扰，甚至损坏设备。双绞线因受室外恶劣环景的影响，容易老化，寿命短。而且双绞线不容许超过 100 米，它不适合作连接楼与楼之间的主干电缆。不过对于校园室内的布线介质，由于需要管理区子系统并入设备间子系统，集中管理，所以线缆的长度比较大，由于光缆价格昂贵，选择双绞线是比较实际的，而且目前的屏蔽双绞铜线（STP ）的抗干扰和传输距离比较好， 不仅可支持一般的学校信息管理应用对网络传输带宽的要求，而且完全支持 MPEG-2 等格式的多媒体信息。3.3 网络协议选择在校园网局域网中，常用的网络协议有NetBEUI、IPX/SPX和 TCP/IP 三种，在实际组网时，到底选择哪种网络协议，需要根据校园网的实际规模、网络应用需求、网络平台兼容性和网络管理等情况而定。其中NetBEUI 协议是为中小局域网设计，它是用Single-Partnames定义网络节点，不支持多网段网络（不可路由），但具有安装非常简单、不需要进行配置、占用内存少等特点，因而对于中小学校的局域网而言，由于机器性能比较低，往往只安装了比老的Windows 95/98/NT 系统，只是为了简单的文件和设备共享，并且暂时没有对外连接的需要，此时建议选择NetBEUI协议进行组网。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第9 页图 3.2 NetBEUI协议适合小型校园网组网对于大学校园局域网而言， 由于存在多个网段或要通过路由器与外部相连，加之学校配备的电脑性能比较好，此时NetBEUI协议就无法满足组网需求，建议选择IPX/SPX或 TCP/IP 协议组网，其中 IPX/SPX 协议在复杂环境下具有很强的适应性，具有强大的路由功能，适合于大型网络使用， 不过它局限于使用在NetWare网络环境中，在 Windows网络环境中无法直接使用IPX/SPX 通信协议。不过为了实现与NetWare 平台的互联，Windows 系统提供了两个IPX/SPX兼容协议： NWLink SPX/SPX和 NWLink NetBIOS ，前者只能作为客户端的协议实现对NetWare 服务器访问，而后者可在NetWare 平台与Windows 平台之间传递信息，也能够作为Windows系统之间的通信协议。尽管如此，大多数学生、 教师依然习惯使用Windows平台，此时校园网选择 TCP/IP协议是必然趋势，无论在局域网、广域网还是Internet，无论是 Unix 系统或 Windows平台， TCP/IP 协议都可以实现校园网的组网需要，TCP/IP 是一种可路由协议，它采用一种分级的命名规则，通过给每个网络节点配置一个IP 地址、一个子网掩码、一个网关和一个主机名，使得它容易确定网络和子网段之间的关系，获得很好的网络适应性、可管理性和较高的网络带宽使用效率。不过TCP/IP 协议的配置和管理比NetBEUI 和IPX/SPX 更复杂，并且占用系统资源更多， 所以对于机器性能不高或维护知识不够的中小学校， TCP/IP 协议在校园网中存在一定的使用门槛。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第10 页结论现如今，计算机网络已经深入到人们生活的方方面面，局域网与人们的生活的联系最为密切。局域网的规模大到企业级局域网，小到家庭式局域网。对局域网的掌握是每个当代大学生应必备的基础知识。 局域网的组建涉及到功能分析、 设计原则、拓扑结构、IP 地址分配、系统选择、安全策略、系统扩容等方方面面。校园局域网主要功能包括：视频点播功能、 PPP 拨号服务、 E-MAIL 、FTP 服务等。在组建校园局域网时，对每一个方面如果分析不到位，就不能充分发挥校园局域网的功能，甚至造成网络瘫痪。组建局域网，首先要分析单位需求和单位提供的资金的多少，然后为单位提供解决方案，选择性价比高的策略。近几年，虚拟局域网技术的产生，打破了同一局域网内物理位置的限制；无线局域网的发展，使局域网的组建更加灵活，使局域网和移动通信网的缺点相互补充。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第11 页参考文献1于凌云，陈斌斌计算机网络基础及应用M 南京：东南大学出版汁，2006 计算机阿络北京：清华大学出舨社，1998 2胡能生编著 Nevell 网络组网指南北京：人民每电出版社3陈名法编著倪朝改编NOVF2 网络实际操作基础篇 北京：人民邮电出版社， 19954蒋理计算机理论网络与实践M 北京：中国水利水电出版社5李克端，沈伟民基于VLAN 的校园网 N 电脑教育报， 429 期6高传善，马文启培训教材海洋出版社7镣培南，陈福民，郑邑，计算机局部网络同济大学出版社8顾隽修，王履，荆信圣，段玉平计算机局域网络原理与应用中国广播电视出版社. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第12 页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 黄 河科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 )第13 页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -