校园网设计方案—计算机网络课作业(共46页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上校园网设计方案计算机网络课作业赵菊侠2004-4-10目 录一、概述二、需求分析(一) 针对本题所做的假设(二)客户从实际情况出发所提出的需求(三)作为网络设计者,应对网络所担负的功能进行不言而喻的需求考虑(四)技术上的需求分析(五)对机器数量和地理分布的分析三、设计原则(一)面向标准化而提出的通用原则(二)面向实际情况的原则四、设计目标五、设计内容核心是数据交换和服务子系统功能的实现(一)层次化的数据交换设计1. 理解分层设计的重要性2. 网络选型几种网络技术的比较3. 本问题是如何进行层次化设计的4. 核心层的设计、汇聚层的设计、介入层的设计(二)功能子网的实现1
2、. 校园网络中心的设计2. 教学子网的设计3. 办公子网的设计4. 图书馆子网的设计5. 宿舍区子网及后勤子网等的设计(三)设备选择1. 核心交换层的设备和介质2. 汇聚交换层的设备和介质3. 介入交换层的设备和介质4. 服务器的选择(四)网络操作系统和协议的选择与配置1. 几种常见的操作系统比较2. 几种常见的协议比较3. 应该选择什么4. Windows操作系统的配置5. IP协议的配置(五)结构化的布线方案1. 结构化综合布线系统2. 结构化综合布线系统设计标准3. 结构化综合布线系统安装与设计规范4. 结构化综合布线系统设计原则l 开放的和标准化的网络布线系统l 系统的可扩展性l 系统
3、的可管理性5. 结构化综合布线系统的组成6. 结构化综合布线系统设备选型7. 网络布线简图(六)设计清单和报价、系统硬件部分总预算(七)集约化的管理1. 网络管理概述2. 如何有效地管理校园网(八)网络安全设计方案1. 网络安全概述2. 物理安全分析3. 网络结构的安全分析4. 系统的安全分析5. 应用系统的安全分析6. 网络安全措施(九)校园网管理信息系统网络星系资源建设六、分析设计七、总结一、概述当今时代,随着信息技术的迅猛发展,Internet的不断延伸,计算机应用成为一个现代人所必须具备的一项生存技能。“百年大计,教育为本”,随着我国教育模式从应试教育向素质教育的转变,校园现代化和信息
4、化的建设,已经成为培养二十一世纪全面发展的综合人才的必备条件。中小学校园网的建设就是建立在校园内的一个模拟的Internet环境及建立在网上的多媒体网络应用。目前,全球已掀起一股信息高速公路规划和建设的高潮,作为其雏形,国际互联网(Internet)上相连的计算机已近达数千万台,全球有数亿人在Internet上进行信息交换和各种业务处理。Internet上积累了大量信息资源,这些资源涉及人类面对和从事的各个领域、行业及社会公用服务信息。成为信息时代全球可共享的最大信息基地。中国教育科研计算机网(CERNET)于1994年正式启动以来,已与国内几百所学校相连。为广大师生及科研人员提供了一个全新的
5、网络环境。1998年10月,中国教育科研网(CERNET)二期工程正式启动,工程计划到2000年二期工程完成时,除达到连接1000所大学的目标外,对有条件的中小学也提供接入上网服务。的确,随着信息技术的飞速发展,中小学校园网的建设已经逐渐提到议事日程上来。但是我国目前大多数校园网上的应用还不丰富,与学校原有一些计算机业务系统还没有充分发挥,应用水平的低下是对校园网资源的极大浪费。只有提高校园网上的应用水平,才能切实提高学校各项业务水平,适应信息时代的要求。因而,如何利用当前先进的计算机技术与校园网资源,实现学校各项业务系统的集成,提高应用水平将是学校校园网建设的下一个工作重点。当前由于网络、数
6、据库及与之相关的应用技术不断发展,尤其国际互联网(Internet)和内部网(Intranet)技术的广泛应用,世界正在迈入网络中心计算(NetworkCentricComputing)时代。人们传统的交互和工作模式正在改变。处在不同地理位置的人们可以共享数据,使用群件技术(GroupWare)进而能够协同工作;多媒体数据的存储、传输、应用技术的不断成熟;以上这些计算机技术的发展对学校传统的计算机业务系统产生影响,使用户能更方便。更直观的使用系统,也使系统的性能更完善、功能更强大。校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来,形成校园园区内部的Int
7、ranet系统,对外通过路由设备接入广域网。建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事情,都要经过周密的论证、谨慎的决策和紧张的施工。当一堆设备变成网络的时候,大部分学校的满腔热情也慢慢地冷却凝固。校园网建成了,各种问题也不断涌现:设计目标根本无法实现,没有合适的应用软件,许多设想根本无法实施,后续的维护费用不堪承受等等。校园网这种规模大、集成度高的网络,我们建议采用Client/Server结构模式,即将网络结构建立在各类信息分布处理和集中管理相结合的方式上;由于将数据处理工作放在各客户机(Client)独立处理,减轻了服务器(Server)的负担,设备的性能可得到了良好的应用,而且资源信息
8、可以分布共享、集中管理,使得系统的可靠性、开放性不单单依赖服务器,互补性很强。这种结构灵活性好,速度快,可靠性高,是当今流行的网络系统方案。校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来,形成校园园区内部的Intranet系统,对外通过路由设备接入广域网。建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事情,都要经过周密的论证、谨慎的决策和紧张的施工。当一堆设备变成网络的时候,大部分学校的满腔热情也慢慢地冷却凝固。校园网建成了,各种问题也不断涌现:设计目标根本无法实现,没有合适的应用软件,许多设想根本无法实施,后续的维护费用不堪承受等等。二、需求分析(一)针对
9、本题所做的假设:1、原来各个学院的机器没有进行网络连接,或者其网络连接的设备、介质、技术等均较落后,可以完全将其舍弃。2、各个学院的主机和综合办公所使用的主机均有其相应的功能,它们之间很少进行长时间、大数据量(如视频会议)的带宽占用。3、各个学院、计算中心和综合办公在逻辑功能上是独立的。这样,虽然有VLAN和VPN等技术的支持,但我们还可以考虑采用部门级的服务器来对各逻辑单位架设INTRANET服务器。4、学校校园网的组成中还要包括其他逻辑单位,如图书馆、宿舍楼、多媒体教学系统等。(二)客户从实际情况出发所提出的需求:1、各个部门之间资源的访问2、一个部门用户所产生的通信量不能影响其他部门的局
10、域网,除非他正在访问其他部门局域网上的资源。3、文件服务器仅仅可以支持30个用户的访问4、文件服务器不能由多个部门共享。5、所有的中继器、网桥、集线器都必须在布线室中。(三)作为网络设计者,应对网络所担负的功能进行不言而喻的需求考虑:1、网络具有传递语音、图形、图像等多种信息媒体功能,具备性能优越的资源共享功能。2、校园网各终端间具有快速交换功能。3、对网络资源的访问提供完善的权限控制。4、网络具有防止及便于捕杀病毒功能,以保证网络使用安全。5、校园网与Internet网相连后具有“防火墙”过滤功能,以防止网络黑客入侵网络系统。6、可对接入因特网的各网络用户进行权限控制。7、提供教学资源的编辑
11、、存储与发布。8、支持大容量资源的存储备份。9、提供教师辅助教学系统,制作课件的工具。10、支持教与学的现场情景教学。流式课件点播、电子阅览室资源访问。11、提供教学教务管理。(四)技术上的需求分析:1、需求的流量类型:客户机/服务器数据WebMail多媒体教学,VOD,视频会议语音/传真网络管理2、需求的前瞻性:l 先进性:-由于网络技术的日新月异,更高的带宽和更先进的应用层出不穷,本校园网将在未来几年的运行中能达到应用需求的先进性,能在较长时期内达到业界的先进水平,保护用户的投资。现阶段则是能实现数据,语音,多媒体通信,OA,MAIL,WEB服务。l 可靠性:-将要建设的校园网将是高可靠性
12、,达到24小时不间断,无故障,稳定运行。网络的局部问题不能影响大网络的运行。l 可扩展性:-骨干节点设备的性能具有向上扩展的能力,以备将来更高带宽和应用的需要。l 可管理性:-整个校园网将采用集中式管理,能够监控网络的运行,并能找出网络节点的故障所在,迅速恢复用户的应用。l 安全性:-由于整个大学的管理事务都将放在校园网上,不同部门的重要数据将要求绝对安全,可访问与不可访问将严格限制。校园网和互联网之间的数据流也将严格限制。(五)对机器数量和地理分布的分析:三、设计原则(一)面向标准化而提出的通用原则在本系统设计中采用以下原则:1、实用性从保护各系原用的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发
13、,充分集成现有的各种计算机和网络设备,使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展,具有最高的性价比。2、开放性构造一个开放的网络系统,是当前世界计算机技术发展的潮流,因此我们在整个系统的设计中采用的规范、设备与厂商无关,具有较强的兼容性,便于与外界异种机平滑互联。3、先进性当今的计算机网络技术发展日新月异,把握不准的方向则可能导致在很短的时间内技术落伍,从而面临被淘汰的危险。因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备,适合未来的发展,做到一次规划长期受益。4、可扩充性所选择的联网方案及设备要能适应网络规划的不断扩大的要求,以便于将来设备的扩充;要能适应信息技术不断发展的
14、要求,平稳地向未来新技术过渡。5、可靠性系统设计除采用信誉好,质量高的设备外,还采用一系列容错、冗余技术、提高整个系统的可靠性。6、安全性安全性包括两个方面,一、网络用户级的安全性;二、数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予考虑,而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。(二)面向实际情况的原则校园网概括地讲,校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。首先,校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境。这就要求: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。多媒体教学软件开发平台、多媒体演示教室、教师备课系统、电子阅览室以及教学、考试资料
15、库等,都可以通过网络运行工作。如果一所学校包括多个专业学科(或多个学院),也可以形成多个局域网络,并通过有线或无线方式连接起来。我们在设计校园网时会遵循以下原则:l 学校需求为前提原则坚持以学校具体需求为校园网信息系统方案设计的根本和前提,同时,也要注重源于需求又高于需求的原则,注意用专业化的技术思想来帮助校方进行校园网的规划与设计,确保校园网的实用性、先进性和便于扩展性。l 品质与成匹配原则选择品质最好的设备不一定是最佳方案,成本因素也是一个不容忽视的问题,只有将品质与成本实现最佳匹配,才是一个最优秀的方案。l 设备选型兼顾原则满足学校对现代化教学手段的要求;满足校园网建设及国联网的要求;所
16、选设备在国际上保持技术先进性;供应商有良好的商业信誉和优质内、国际的售后服务。l 技术应用全面原则在技术应用方面,我们全面考虑其实用性、先进性、开放性、可扩充性、可靠性、安全保密性及友好性。l 坚持标准原则一切校园网设计和施工,均要严格遵循国际和国家标准。四、设计目标组建的整个学校的校园网,既能将整个学校计算机都纳入整个校园网中,实现统一规划、分块工作、异地互联、整体管理,并有可为将来的应用扩展和系统的升级预留接口。要达到:各学院组建自己相对独立的本地局域网,既能满足各系自己的 正常的教学计算机化的要求,又能通过广域网完成与其他系或学校之间的信息交流。网络管理中心能满足自身的正常教学计算机化的
17、要求,又能通过广域网将各系、个大楼之间和本地网络中心联接成一个整体,通过网管系统监控各个系的网络运行情况,并通过广域网的高速优质传输线路为各系的各种请求提供良好的服务。五、设计内容核心是数据交换和服务子系统功能的实现 导读层次化的数据交换设计理解分层设计的重要性网络选型几种网络技术的比较本问题是如何进行层次化设计的核心层的设计、汇聚层的设计、介入层的设计功能子网的实现校园网络中心的设计教学子网的设计办公子网的设计图书馆子网的设计宿舍区子网及后勤子网等的设计设备选择核心交换层的设备和介质汇聚交换层的设备和介质介入交换层的设备和介质服务器的选择网络操作系统和协议的选择与配置几种常见的操作系统比较几
18、种常见的协议比较应该选择什么Windows操作系统的配置IP协议的配置结构化的布线方案结构化综合布线系统结构化综合布线系统设计标准结构化综合布线系统安装与设计规范结构化综合布线系统设计原则开放的和标准化的网络布线系统系统的可扩展性系统的可管理性结构化综合布线系统的组成结构化综合布线系统设备选型网络布线简图设计清单和报价、系统硬件部分总预算集约化的管理网络管理概述如何有效地管理校园网网络安全设计方案网络安全概述物理安全分析网络结构的安全分析系统的安全分析应用系统的安全分析网络安全措施(一)层次化的数据交换设计所谓“层次化”模型,就是将复杂的网络设计分成几个层次,每个层次着重于某些特定的功能,这样
19、就能够使一个复杂的大问题变成许多简单的小问题。层次模型既能够应用于局域网的设计,也能够应用于广域网的设计。为了更加清楚地理解分层设计的重要性,最好能够理解OSI(开放系统互联)参考模型。OSI模型能够简化计算机之间通信的要求,同样,使用层次化模型设计网络也能够简化联网的要求。在校园网设计中,使用层次化模型有许多好处,列举如下:1、节省成本在采用层次模型之后,各层次各司其职,不再在同一个平台上考虑所有的事情。层次模型模块化的特性使网络中的每一层都能够很好地利用带宽,减少了对系统资源的浪费。2、易于理解层次化设计使得网络结构清晰明了,可以在不同的层次实施不同难度的管理,降低了管理成本。3、易于扩展
20、 在网络设计中,模块化具有的特性使得网络增长时网络的复杂性能够限制在子网中,而不会蔓延到网络的其他地方。而如果采用扁平化和网状设计,任何一个节点的变动都将对整个网络产生很大影响。4、易于排错层次化设计能够使网络拓扑结构分解为易于理解的子网,网络管理者能够轻易地确定网络故障的范围,从而简化了排错过程。层次化网络设计如图1所示,一个层次化设计的网络有三个层:核心层(用于提供站点之间的最佳数据传输)、分布层(提供基于策略的连接)、接入层(将终端用户接入网络)。图1每一层都为网络提供了必不可少的功能。在实际设计中,三个层中的某两个层可以合并为一个层,比如核心层和分布层,但是为了使性能最优,最好采用层次
21、式结构。网络技术选型目前有很多种方案的组网技术,这些技术提供了不同的标准和设备,它们有各自不同的特点。我们主要从以下方面进行考虑:数据交换的带宽访问资源的稳定程度后继发展与扩容与国际标准的兼容抵御非安全访问的能力维护的工作量与技术性价比学校的规模特点简述以太网(Ethernet)以太网是应用最为广泛的网络技术,它基于CSMA/CD(冲突检测媒体访问/载波侦听)机制,采用共享介质的方式实现计算机之间的通讯,带宽为10Mbps。CSMA/CD技术采用总线控制技术及退避算法。当一个站点要发送时,首先需监听总线以决定介质上是否存在其它站的发送信号。如果介质是空闲的,则可以发送,如果介质是繁忙的,则隔一
22、次间隔后重发,即采用某种退避算法。快速以太网快速以太网技术仍然是以太网,也是总线或星型结构的网络,快速以太网仍支持共享模式,在共享模式下仍采用的是广播模式(CSMA/CD竞争方式访问,IEEE 802.3),所以在共享模式下的快速以太网继承了传统共享以太网的所有特点,但是带宽增大了10倍。快速以太网的应用主要是基于它的交换模式。在交换模式下,快速以太网完全没有CSMA/CD这种机制的缺陷,除了上面谈到的交换以太网的优点以外,交换模式下的快速以太网可以工作在全双工的状态下,使得网络带宽可以达到200Mbps。因此快速以太网是一种在局域网技术中性能价格比非常好的网络技术,在支持多媒体技术的应用上可
23、以提供很好的网络质量和服务。令牌网(Token Ring)令牌网使用一种标记数据作为令牌,它始终在环上传输,当无帧发送时,令牌为空闲状态,所有的站点都可以俘获令牌,只有当站点获得空闲令牌后,才将令牌设置成忙状态,并发送数据。数据随令牌至目的站点后,目的站点将数据复制,令牌继续环行返回到发送站点,这时发送站点才将俘获的令牌释放,令牌重新成为空闲状态。一般令牌网指令牌环网(Token Ring)和令牌总线网(Token Bus)。基于IEEE802.4标准的Token Bus是一种物理上的总线结构,而其站点组成一个逻辑的环形结构,令牌则在逻辑环上运行,其运行原理与Token Ring基本一样。目前
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