西安三中校园网的组网方案设计(共29页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要通过对西安三中校园网现状的分析,初步完成了西安第三中学校园网络设计方案的选择、系统全面构架以及各个子系统的完全结合成一个整体的设计方案。该校园网包括多媒体教学网、图书馆多媒体网以及校园基本信息服务网和互联网接入,由先进的软硬件系统组成,通过高速的结构化综合布线系统有机结合在一起,具有高速、安全、标准、可管理的特征,技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络。硬件设备要用到网卡、网线和集线器(HUB)与交换机。使用NAT实现Internet接入时网络地址的转换,再使用交换机将各个子网连接起来,并对每个子网进行IP地址划分,最后画出本网络的网络拓扑图。整个
2、校园网的布线按照符合国际标准的结构化布线技术进行设计和施工。结合目前网络技术发展趋势,决定该校园局域网系统采用成熟的千兆以太网技术。 关键字:网络拓扑图,IP划分,主干网设计,计算机网络专心-专注-专业目 录1 网络规划1.1 校园情况描述西安第三中学是陕西省西安市的一所高中。学校现有40个教学班,2500名学生。近年来,为了实现教育教学现代化,学校需要建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心,以现代网络技术为依托,技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络,将学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来,并与有关广域网相连,在网上宣传自己和获取Inter
3、net网上的教育资源,形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统,在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境,开发各类信息库和应用系统,为学校各类人员提供充分的网络信息服务,以适应新世纪素质教育的需要。在学校中发生的信息流主要包括三个部分:教学过程信息流,管理过程信息流和Internet信息流。学校建筑比较复杂,建筑物布局相对分散(最远楼间距超过100米)。布线环境为:办公楼,两栋教学楼,图书馆楼,实验楼,男、女生宿舍楼,餐厅。主干拓扑结构我们选择星型以太网,和总线拓扑结构相比,星型结构虽然布线较多,但整个系统具有较高的可靠性和灵活的扩展空间,是校园网比较理想的拓扑结构;局部网段
4、采用星型或总线型拓扑结构。1.2 信息服务的实现校园网的主要功能是为教育、教学服务,校园网正促进着教学内容与方式方法的变革,促进着学校教育与社会教育的发展,改变着学校与社会、理论与实践、知识与技能的质量。本设计组建的校园网基本实现了这几方面的需求。1.2.1 WEB文件浏览服务校园网的主要功能是WEB服务,也就是学校教育网站的服务。我们学校的网站建设从4个方面发挥作用:(1)把学校网站做成对外宣传的窗口。(2)把学校网站建成为学校教学工作的平台,逐步实现无纸化办公。(3)把学校网站建成教师和学生展示自己才华的平台。(4)学校网站建设成多方沟通的平台。1.2.2 FTP文件传输服务FTP文件传输
5、是学校校园网使用的一个重要服务,建立了FTP服务后,将大大方便教师文件的传输和管理,以及学校资源库的建立。(1)教师个人资源库、学校资源库的建立。(2)给各科室建立独立的帐户,像校长室、德育处、教导处、教科室、总务处等都有帐户,方便资料文件的上传。(3)FTP文件传输服务与互联网开通,无论走到哪里,我们的教师只要能上网就能随时读取自己需要的文件,真正实现异地办公。1.2.3 视频点播服务校园网的又一功能就是视频点播服务。通过校园网将新课程教材中的所有视频资料复制到服务器,教师可以通过校园网轻松观看教学录象、课堂实例、专家报告,在很大程度上方便了广大教师和学生。1.2.4 邮件收发服务邮件收发是
6、学校校园网中最普及的一种服务,建立此服务后,将极大的方便广大师生的邮件收发服务,更加有利于学校教学工作的开展,充分发挥校园网络的优势。校园网的作用不仅仅这些,很多功能有待我们去研究,才能真正地发挥校园网的作用。总而言之,学校的校园网站本着让全体师生共同参与的理念,让大家共同建设和维护更新网站,共同丰富学校网站内容,通过建立学校网站,充分发挥校园网的教育功能。使这些昂贵的设施得到应用,不成为摆设真正有效地发挥校园网的作用。 1.3 应用程序(1)游戏;(2)上网软件;(3)下载软件;(4)其它常用软件。1.4 带宽按校方的要求,本次实施的局域网信息点共有132个。其中办公楼30个,分别分布在3个
7、楼层、教学楼76个分布于5层楼层,平房的26个信息点用于一层的阶梯教室和学校辅助管理部门。各楼之间以多模光缆连接,构成学校的校园局域网。学校局域网的中心机房设在办公楼的三层西侧。教学楼的配线间设在三楼东侧的北面。学校信息点的分布如表2.1所示:表2.1 学校信息点的分布办公楼教学楼平房合计一层二层三层一层二层三层四层五层1210824201018426132307626132为适应学校将来对各种网络应用的需求,另外随着技术和工艺的进步,考虑到目前各类布线材料在价格方面比较接近,因此拟对所有信息点都按超五类UTP标准布线,每个信息点可实现不低于100Mb的带宽,这样不仅可支持一般的学校信息管理应
8、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传输。1.5 子网与VLAN规划考虑学校的实际情况,将校园网划分为四个子网,包括教学子网,办公子网,宿舍区子网和后勤子网。1.6 系统及数据安全分析众所周知,计算机网络经常会受到黑客或者病毒的攻击,这对网络系统和数据安全造成了严重的威胁。针对黑客威胁,网络安全管理员采取各种手段增强服务器的安全,确保网络服务的正常运行。象在Internet上的Email、ftp等服务器一样,可以用如下的方法来对系统数据进行保护: 1.6.1 安全配置 关闭不必要的服务,安装操作系统的最新补丁,将网络服务升级到最新版本并安装所有补丁,对根据网络服务
9、提供者的安全建议进行配置等,这些措施将极大提供网络系统本身的安全。 1.6.2 防火墙 安装必要的防火墙,阻止各种扫描工具的试探和信息收集,甚至可以根据一些安全报告来阻止来自某些特定IP地址范围的机器连接,给网络服务器增加一个防护层,同时需要对防火墙内的网络环境进行调整,消除内部网络的安全隐患。 1.6.3 漏洞扫描 使用商用或免费的漏洞扫描和风险评估工具定期对服务器进行扫描,来发现潜在的安全问题,并确保由于升级或修改配置等正常的维护工作不会带来安全问题。 1.6.4 入侵检测系统 利用入侵检测系统(IDS)的实时监控能力,发现正在进行的攻击行为及攻击前的试探行为,记录黑客的来源及攻击步骤和方
10、法。 这些安全措施都将极大提高网络服务器的安全,减少被攻击的可能性。2 网络设计2.1 主干传输网的方案选择及其网络拓扑图校园主干传输网的设计是校园网络中心设计的核心,主要有两个方面组成,包括主干传输网的方案选择和主干传输网网络拓扑图,在本设计中,我们选择千兆以太网作为主要的主要的校园主干传输网。千兆以太网是近几年发展起来的技术,和快速以太网相比,提供更高更快的传输速度,还有更好的第三层交换能力,能管理更高的带宽,更高的流量。其技术较ATM简单,而且价格合理。考虑到学校校园网的实际情况,我们推荐使用联想新近推出的LS-5608G 智能型8口机箱式千兆以太网交换机作为校园网的中心交换机。它可适用
11、于中小型主干网络和高速率、高端口密度、多端口类型的复杂网络。在本设计中我们选择MS-5103 1口千兆位以太网模块(SX/MM/850nm,0-350m)或MS-5104 1口千兆位以太网模块(LX/SM/1310nm,0-6km)与下面的各个子网通过千兆位的链路相连。主干传输网网络拓扑图如图3.1所示:网络中心路由器A路由器B教学子网办公子网远程拨号宿舍子网后勤子网qingziwang勤Internet接入代理服务器主服务器备用服务器图3.1 主干传输网网络拓扑图2.2 Internet接入方式的选择及其网络拓扑图校园网与Internet接入方案设计有两个部分组成,包括Internet接入方
12、式的选择及其网络拓扑图。(1)Internet接入设计方案 通过分析学校的网络规模,我们采用局域网专线接入方式,此方式需要配备路由器(Router)等设备, 租用电信部门的专线DDN或Frame Relay,也可申请ISDN专线并向CERNET管理部门申请IP地址及注册域名,以专线方式连入Internet,并提供放火墙、计费管理等功能。 本设计方案选用联想的LR-2501路由器,具有1个局域网(LAN)口,2个广域网(WAN)口和1个控制台。支持以下协议: 帧中继(Frame-Relay)、X.25、PPP、HDLC,因此具有较好的兼容性和可扩展性。(2)Internet接入网网络拓扑图通过对
13、学校进行实地考察,将整个校园网进行分区,更有利与保障校园网的高效性和可靠性。其网络拓扑图有四个部分组成,包括网络中心,教学区,办公区和生活区。Internet接入网网络拓扑图如图3.2所示:图3.2 网络拓扑图2.3 传输介质的选择(1)双绞线电缆 双绞线(TP)是一种最常用的传输介质。双绞线电缆广泛应用于传统的通信领域。在计算机网络通信的早期阶段,点到点传输方式均使用双绞线电缆。随着技术的进步,双绞线电缆所能支持的通信速率不断提高。目前三类双绞线电缆能支持10Mbps100米,即10BASE-T标准, 五类双绞线支持100Mbps速率100米,即CDDI标准甚至能支持155Mbps的ATM速
14、率。根据最新的研究结果,双绞线能支持600Mbps以上的速率。(2)同轴电缆 同轴电缆(Coaxial Cable)由绕同一轴线的两个导体所组成。计算机网络最常用的是:RG8以太网粗缆,RG58以太网细缆。同轴电缆大部分都安装在设备与设备之间,在每一个用户位置上都装有一个连接器为用户提供接口。为保持同轴电缆的正确电气特征,电缆必须接地,同时两头要有终端器来消弱信号反射作用。目前同轴电缆的传输速率一般为10Mbps。(3)光缆光纤传输的特点是损耗低、频带宽、串音干扰极小,由于光纤本身不导电,通信中受外界电磁影响极小。由于光纤光缆具有比电缆明显的优点,因此在长途线路上已逐渐成为重要的传输介质。最常
15、在计算机网络中使用的光纤为玻璃多模850mm波长的LED,传输率100Mbps,有效范围约20公里。2.4子网划分与VLAN设定根据对校园网的规划设计,可以将校园网划分为三个子网,包括教学子网,办公子网,宿舍子网及后勤子网。2.4.1 教学子网 (1)教学子网硬件设计校园网建网的目的之一。是利用计算机网络实现多媒体教学,如:交互式多媒体课堂:在网络多媒体教室中,学生查找文本、视频资料。电子阅览室:把各种影视,教学资料存放在视频库中。在阅览室内利用计算机网络观看。教师培训:教师在办公室内,利用网络观看放在视频库中的教学示范或为备课查看视频资料教学子网的网络示意图如图3.4.1所示:网络中心交换机
16、LS5625视频服务器视频访问终端视频访问终端视频访问终端图3.4.1 教学子网网络示意图 总之,在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟,但传送压缩后的视频确是可行的。在教学过程中,大量传送的是文本、图像和部分的视频等数据,对速度要求较高,所以我们推荐所有教学用端口采用100M交换式以太网口,主要端口至少采用100M交换式以太网口。 在这里,我们选用联想LS-5625 智能型24+1口10/100M自适应以太网交换机。它提供24个10/100M交换式端口和一个扩展插槽,可选插1个8口的10/100 Base-TX、1个2口的100Base-FX或1个1口的千兆以太网模块。但实际上大量用户(
17、指超过60个流)的视频传输的瓶颈在于存储介质的外部传输速率,因此可选用多通道的磁盘阵列接多台主机的方式提高访问的总线带宽。(2)教学子网软件设计 在教学子网的软件方面,可选用的种类较多,如:联想传奇(ParaSaga)电子教室、海航的电子阅览室,中教的课件制作系统等。传奇(ParaSaga)电子教室v4.0具有丰富的功能,主要分为三大类:教学功能、管理功能和一些辅助功能。2.4.2 办公子网(1)办公子网硬件设计办公子网主要面向学校的各级领导以及各职能部门,为实现学校管理的现代化服务。办公计算机所实现的功能主要是对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作。网络数据应该传输得比较快,才能提高办公的
18、效率。同时,办公计算机应该能够达到支持视频传送的要求。网络办公管理信息系统包括办公管理、思教管理、教务管理、总务管理、财务报表管理等。 鉴于办公子网将支持视频功能,推荐采用交换式10/100M端口,部分采用共享式10/100M.。在此,我们推荐使用联想LH-2627 24+3口10/100M自适应集线器或LH-2613 12+1口10/100M自适应集线器。LH-2627和LH-2613是联想根据中国用户的需求推出的适合国人应用的网络设备。这两款集线器除具备普通双速集线器的功能外,还专门提供了交换式端口。交换式端口能够为连接在该端口上的设备提供独享的10/100M的带宽,极大地提高了数据传输的
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