网络工程设计报告(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上重庆交通大学信息科学与工程学院综合课程设计报告班 级: 2012级通信1班 学 号: 6 姓 名: 曹 敏 实验所属课程: 通信网规划与设计 实验室(中心): 软件与通信实验中心 指 导 教 师 : 蒲 树 祯 目录7789910111112131314141414151515161617181920 摘要随着经济的腾飞、科技发展,信息起越来重要作用。计算机网络和多媒体等信息技术在教育领域的应用也愈来愈广泛。在如今的教育领域,信息化程度高低已成为衡量一所学校现代化水平和综合实力的重要标志和学生择校的标准之一,也是学校进一步发展的必由之路 。先进的信息化平台,不仅极大地
2、促进了学校教育的现代化进程,实现高水平教学和管理,也为提高学生的综合素质,为校园安全提供了保障。本文详细地分析了重庆市忠县拔山中学的具体需求,并根据实际环境设计了一个基于校园网的信息管理和应用网络系统。实现了校内教学楼、教工宿舍、学生宿舍、图书馆、食堂门卫等场所的计算机安全、高速可靠互连以及监控广播功能。关键词:校园网、拔山中学专心-专注-专业第1章 绪论随着教育现代化和信息步伐的日益加快,越来越多的学校开始架设园网。校园网是以现代网络技术、多媒体及 Internet 技术等为基础建立起来的计算机网络。一方面,联结学校内部子网和分散于园各处的计算机。另一方面,作为沟通校园内外部的桥梁。校园网为
3、学校的教学、管理、办公、信息交流和通信等提供综合的网络应用环境。成为学校教育信息化的基础设施和重要标志。对实现学校的教育现代化起着支撑和保障作用。校园网是指在学校范围内,将计算机以相互共享资源(硬件、软件和数据)的方式连接起来,同时具有进行教学、管理和信息服务等功能的计算机系统集合。它以学校各部门应用硬件(如多媒体网络教室等)系统为基础,将各个分散的硬件连接成一有机的信息交流平台。在丰富的硬件资源和管理信息支持下,通过学校管理信息技术环境平台、校园通信平台、网络教学平台、教育资源管理平台等,实现代信息技术环境下的教学与管理。现代校园网络通常具有快速的网络连接、信息类型多样化、良好可扩充性、安全
4、可靠性、便于应用和管理等特点 。第2章 需求分析2.1学校概况重庆市忠县拔山中学创办于1926年秋,系重庆市重点中学。占地150多亩,建筑面积80000平方米。现有80个教学班,5500多名学生,302名教职工。专任教师256人,其中特级教师1人,中学研究员2人,中高级教师142人,省市级讲课高手和各级骨干教师近100人,受省市级以上表彰的14人。学校秉承“大道远行,天下为公”的办学理念,以“以爱育爱,以德育德”为育人观念,以“敬业乐群”为校训,形成了“重德务实,求真尚美”的校风、“严谨求实,师今法古”的教风、“博学、慎思、审问、笃行”的学风和“艰苦奋斗,无私奉献”的拔中精神。2.2总体需求目
5、标作为一所重点中学,应立足于未来,高标准,高起点,在不断加强学生德、智、体、美、劳等综合素质教育的同时,也必须权利扩展教育新兴的热点计算机知识和能力的培养。在如今的教育领域,信息化程度的高低已成为衡量一所学校现代化水平和综合实力的重要标志和学生择校的标准之一,也是学校进一步发展的必由之路。校园网络可以帮助学校强化管理,辅助教师开展生动的教学, 激发学生自主学习的兴趣,提高学校教学、教务和后勤等方面工作的水准。从长远来看,校园的建设有利于学校各方面业务的开展,能使广大师生员工利用最新的计算机发展成果和全球计算机网络环境进行教学,开展科研和对外交流活动,进而提高学校的教学质量、管理水平和科研能力,
6、为加快培养面向世界、面向未来的高素质人才提供有力的保障。根据学校领导、老师针对校园网络建设提出的要求和该学校的实际情况,该中学校园网建设的总体目标分为网络系统、广播系统和视频监控系统。2.2.1教学系统1、需要覆盖全校的多媒体教学系统。每间教室需要一套多媒体设备,包括广播用的音响,电脑。2、互动教学,能在校园网上浏览,在线点播视频,查看课件,下载课件,下载教学视频等常规网络应用。3、能进行远程教学。2.2.2办公系统1、办公自动化,通过运用先进的计算机技术实现办公自动化。如:视频会议,网络会议等。2、资源共享,教师能通过网络共享教育部中央电教馆、重庆市电教馆、以及忠县电教馆提供的丰富的电教资源
7、和本校配置的各种教学资源。3、信息交流,教师可以通过连接Internet实现与外部网络的交流。2.2.3管理系统1、教务管理,教务网能为学生提供成绩管理、学生信息管理、学校通知等服务。2、图书馆管理,建立图书馆计算机管理系统和电子阅览,实现信息自动化、快速检索、电子图书阅览。3、档案管理、财务管理等方面。2.2.4安全系统1、防火墙,能保持校内网安全进行。2、对学校的重要资料信息提供安全保障。2.2.5流量管理系统1、认证计费功能。2、网络连接时间控制功能。2.2.6质量要求能使校内网正常运行,网络具备高度的安全性、可靠性、容错性和较高的稳定性,可扩展性,兼容性等。2.2.7设备要求尽量在预定
8、资金范围内,选择信誉度更高的品牌并且质量更佳的设备。2.2.8监控系统1、监控头能覆盖全校区关键区域。2、录像能够较为清晰的识别出距离摄像头10m的人脸3、录像信息能保存1个月左右。2.2.9广播系统1、能满足在学校每栋宿舍楼,教学楼,教工宿舍都能清楚的听到通知。2、教室每间有广播音响,宿舍每层楼有广播音响。2.3环境分析2.3.1学校各建筑物分布1、学校各建筑方向图如下:图2.1 校园各建筑分布图2、各建筑之间的相对位置:建筑名称数量相对位置距离中心(m)食堂1西北方向45700教学大楼 1正中央0教工宿舍2西南方向45200教工宿舍(副)1北偏东10500门卫室1正南方向250教师办公区1
9、东偏北5200学生宿舍2西偏北5200表2.1 楼宇相对位置3、图书楼内部平面图如下:图2.2 图书楼分层平面图4、教师办公区内部平面图如下:图2.3 教师办公区分层平面图2.3.2主要建筑内部信息点分析与统计1) 网络系统1、教学楼教学楼共6层,顶层是整个学校的机房以及监控和广播控制室,其余均是教室。15层楼每层有12间教室,大小约为10m*8m,和一间教员休息室,每间工作室大概有20m*15m。每个教室、教员休息室2个信息点,共(12+1)*5*2=130个信息点。机房共有100台电脑,102个信息点。监控和广播控制室共有20个信息点。整个教学楼共计:130+102+20=252个信息点。
10、2、图书楼图书楼共两层,一楼共有4个阅览室和一个借书室和管理室。二楼共有6个阅览室。一个阅览室有2个信息点,借书室和管理室分别有1个信息点。图书楼共计:(4+6)*2+1+1=22个信息点。3、教工宿舍教工宿舍共有3栋,每栋有6层楼,每层有10间,每间有1个信息点,共计3*6*10*1=180个信息点。学生宿舍每层只有一个信息点,共计2*6=12个信息点。整个宿舍共计:180+12=192个信息点。4、教师办公区教师办公区共有2层,一楼共有6个办公室和1个大殿。二楼共有8个办公室。一个办公室或大殿有2个信息点。整个教师办公区共计:(6+1+8)*2=30个信息点。5、门卫室:2个信息点。2)
11、广播系统1、 教学楼每个教室1个广播播放器,每层楼的走廊有3个,共计(12*2+1)*5+2*2+3*5=144。2、 学生宿舍共有2栋学生宿舍,每层楼有2个广播播放器,共计2*6*2=24。3、 操场:共6个。4、 食堂共有2层楼,每层楼4个,共计2*4=8个。5、 图书楼图书楼共两层,每层2个广播播放器,共计4个。6、 路边和草坪每1520m一个,共计约:30个。3) 监控系统1、教学楼每个教室、机房、监控室、广播控制室以及教员休息室分别2个,每层楼的走廊有2个,共计6*3+12*(2+1)+3*2=54个。2、教师办公区教师办公区共有2层,一楼共有6个办公室和1个大殿。二楼共有8个办公室
12、。一个办公室或大殿有2个,每层走廊3个,共计(6+1+8)*2+2*3=36个。3、学生宿舍楼每层楼2个,大门1个,共计2*(6*2+1)=26个。4、图书楼图书楼共两层,一楼共有4个阅览室和一个借书室和管理室。二楼共有6个阅览室。一个阅览室有2个,借书室和管理室分别有1个,走廊2个,楼梯1个,共计(4+6)*2+2+2*2+2=28个。5、其他路边每50m一个,共计约:15个2.4主机系统的需求校园网的主机系统承担着整个内各种服务、用户账管理共享资料检索和校园网的主机系统承担着整个内各种服务、用户账管理共享资料检索和校园网的主机系统承担着整个内各种服务、用户账管理共享资料检索和查询、服务器端
13、多媒体教学软件的运行安全性管理等,因此主机系统应满足如下要求:1、高性能、可靠,能够长期不间断工作。2、高可用性,即使在主机故障时仍能利备继续提供服务保证系统的 高可用性,即使在主机故障时仍能利备继续提供服务保证系统的 安全性和数据。3、选择 TCP/IP 协议。4、模块化结构,容易升级。5、高度的安全性、防止攻击。第3章 总体设计3.1设计原则和依据在进行校园网方案设计、工程实施及应用系统的架构时应做到统一规划、分步完成,确保整个系统应用的完整性。在充分考虑其可靠性的前提下,采用先进的网络结构、先进的技术和产品,同时拥有良好的性能价格比。良好的可扩充性,也是校园网设计必须考虑的重要因素,首先
14、是功能的扩充,其次是物理节点的扩充,并融入发展的观念,充分考虑对将来的平滑过渡,保护学校的前期投资。因此该校园网建设可遵循如下原则:1) 技术先进成熟,高速度、高性能主干网采用先进成熟并足够满足带宽的设备连接整个校园网,本着实用的原则,为应用奠定坚实的基础。2) 符合校园网应用系统的特色本方案在进行校园网系统设计时,充分考虑了学校的自身特点具有可靠性、集中管理性、安全性强等特色。要求系统采用分布式的结构,便于开发和维护。3) 最佳的性能价格比根据对校园网性能的要求,根据情况进行技术选型和产品选型使所选的网络技术与网络产品具有最好的性能价格比。4) 网络的安全与可管理性校园网与其他网络系统的一个
15、不同之处在于它对安全性和可管理性的要求。随着网络使用率的提高,网络病毒等不安全因素将成为一大隐患,所以在设计网络方案时,我们将在安全与管理方面提供全面的解决方案。5) 具有平滑的扩展性,可整体规划、分布实施由于计算机的发展迅速,学校对网络的应用需求也会不断提高网,作为基础架构的校园系统,必须具有灵活的可扩展性;同时,当网络本身需要升级时,只需改动少数设备就能满足变化后的需求。3.2网络技术的选择1、组网技术由以上的网络拓扑,该校网是典型的三层网络模型,且网络需求量不大,所以在网络技术的选择上也不难。本方案采用千兆以太网构建校园网,千兆位以太网能提供几乎所有的需求,对线缆要求、操作系统、协议等要
16、求也不高。网络设计人员能够建立有效使用高速、关键任务的应用程序和文件备份的高速基础设施,且能为用户提供对Internet、Intranet、城域网与广域网的更快速的访问。2、防火墙技术学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高,如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等可以通过分布式、集中式相集合的方法进行管理。防火墙作为网络的第一道防线,应放置在外网和需要保护的校园内网之间。这样,所有流入校园网络的数据流量都将通过防火墙,使校园内的所有客户机及服务器都处于防火墙的保护下。3、路由技术本方案采用OSPF协议,路由协议工作在OSI参考模型的第3层,
17、因此它的作用主要是在通信子网间路由数据包。路由器具有在网络中传递数据时选择最佳路径的能力。除了可以完成主要的路由任务,利用访问控制列表(Access Control List,ACL),路由器还可以用来完成以路由器为中心的流量控制和过滤功能。OSPF可以适用于较大规模的网络,它把自治系统分为若干个区域(Area),通过系统内外路由的不同处理,区域内和区域间路由的不同处理方法,引入摘要的概念,减少了网络数据量的传输,OSPF支持VLSM可变长子网掩码技术,由于每个发布的目的地均包括IP子网的掩码,从而可利用子网掩码将IP网络分为不同大小的子网,这种方法可节省IP地址空间并给网络管理员管理带来灵活
18、性。4、交换技术现代交换技术还实现了第3层交换和多层交换。高层交换技术的引入不但提高了校园网数据交换的效率,更大大增强了校园网数据交换服务质量,满足了不同类型网络应用程序的需要。本方案设计就采用三层交换技术。5、VLAN技术虚拟局域网(Virtual LAN,VLAN),是一项在二十世纪90年代中期新兴并迅速发展起来的网络技术,其核心思想是利用交换机对枕的传输和控制能力,在网络的拓扑结构基础上建立多个逻辑网络,这些逻辑网络中的工作站和服务器可以不受地理位置和物理连接的限制,但是同样具有物理局域网的功能和特点。VLAN将广播域限制在单个VLAN内部,减小了各VLAN间主机的广播通信对其他VLAN
19、的影响。在VLAN间需要通信的时候,可以利用VLAN间路由技术来实现。当网络管理人员需要管理的交换机数量众多时,可以使用VLAN中继协议(VlanTrunking Protocol,VTP)简化管理,它只需在单独一台交换机上定义所有VLAN。然后通过VTP协议将VLAN定义传播到本管理域中的所有交换机上。这样,大大减轻了网络管理人员的工作负担和工作强度。3.3划分子网在网络设计时将校园网划分为主干网和各子网,主干带宽1000Mbps,子网带宽100Mbps,网络支持VLAN管理、IP组播、第三层交换以及多种路由协议。主干网采用第三层交换的千兆高速以太网、子网为第三层或第二层的千兆或百兆交换的快
20、速以太网,桌面实现第二层交换的百兆接入。主要子网构成:1、信息中心:信息中心形成主干网,是整个校园的总节点,提供校园网内部与外部广域网连接的服务,主干网采用快速以太网结构。信息中心机房放置核心交换机、服务器群、路由器、机架等网络设备,这些设备以交换机为中心,以星形拓扑结构通过双绞线连接。信息中心与各个子网的连接利用多模光纤将信息中心交换机与子网的交换机相连。2、行政子网:学校管理机构作为学校的中枢管理系统,协调、组织整个学校工作的正常运行,为了能适应管理机构的功能,行政子网需要针对用户的权限,完成数据生成、修改、查询,进行办公自动化、人员资料管理、课程管理等方面的工作。行政子网与信息中心的信息
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