校园网网络系统集成方案10.doc
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1、数学与信息科技学院科研技能训练课程论文完 成 人： 指 导 教师： 院（系）别： 专业、班级： 学 号： 完 成 时间： 2011-12-24 摘 要：21世纪将是知识经济时代，以知识和信息的生产、传播和应用为基础的知识经济将占世界经济发展的主导地位。国家综合国力和国际竞争能力越来越取决于教育发展、科学技术和知识创新的水平，教育在经济和社会发展过程中将呈现出越来越突出的重要作用。另一方面，随着现代科学技术的飞速发展，世界范围内的信息化浪潮势不可挡，迅速延伸到国防、科研、经济等各个领域，也不可避免地改变着传统的教育模式信息和教育相结合毫无疑问地成为了当今世界教育改革和发展的有机组成部分，而当前蓬
2、勃发展的以计算机和网络为主导的现代信息技术是教育现代化必不可少的技术基础。人们或许已经听说过新加坡学生的电子书包，美国的孩子在幼儿园就会做网站；而在我国，这和发达国家整整差了十年！因此，改变现状，发展网上教育势在必行。关键词：校园网;综合布线;网络系统集成引言随着信息时代的来临，知识的更新换代在加快，如何更好、更快、更便捷的学习和掌握新知识，是现代教育正面临的问题。利用现代化的电教设备，充分发挥科学教育的优越性，是提高教学质量的重要的重要手段。利用学校计算机网络，采用先进的管理软件，可规范学校的管理行为，提高管理水平和工作效率；在减轻工作量的同时，利用计算机存储量大、处理快速准确的特点，为学校
3、的决策提供准确的及时地的信息。在学校的办公，信息交流和通信方面充分发挥计算机网络的作用，在软件的支持下实现网上协同工作。校园网的建成和使用，对于提高教学和科研的质量、改善教学和科研条件、加快学校的信息化进程，开展多媒体教学与研究以及使教学多出人才、科研多出成果有着十分重要而深远的意义。校园网的建设是一项非常复杂的系统工程，校园作为一个特殊的网络应用环境，它的建设与使用都有其自身的特点。需要覆盖整个校园，要将校园内的计算机、服务器和其他终端设备连接起来，实现校园内部的数据流通，实现校园网络的与互联网的的信息交流，并且还要涉及到网络安全及网络管理。在选择局域网的网络技术时要体现开放式、分布式、安全
4、可靠，维护简单的原则。校园网的建设主要应用局域网技术以及多媒体技术为主的各种网络应用技术。使得校园网能满足现代教学对信息处理的要求，使计算机的应用能对教学管理现代化起重要的促进作用，能实现信息查寻、教务管理，并与外部网络系统进行交流等多种需要。1需求分析1.1网络需求分析 经分析，本校园网的应用需求如下:建立以计算中心为核心，连接校园各楼宇的校园主干网络。要求主干网带宽达到1000Mpbs。按校园用户的需求，划分相应的子网，以方便网络管理、提高网络性能。各子网的带宽至少达到100Mpbs。在整个校园网内实现资源共享，为教学、科研、管理提供服务。建立基于网络的教育管理及办公自动化系统，实现行政、
5、教学、教务、科研、后勤、财务等日常事务的网络化管理。建立网络教学系统，提供教师电子备课、课件制作、多媒体演示、学生多媒体交互式学习、网络考试、自动教学评估等功能。建立电子图书馆，提供电子阅览功能。建立安全、高速的Internet应用，实现内外互通。提供常用的Internet应用，包括学校网站、邮件系统、文件传输等。为校园网提高一定的安全保障，防止黑客入侵和破坏，保证校园网安全。为校园网提供简单有效的网络管理措施，实现对整个校园网的管理和控制。为校园网提供相应的容错功能，防止在校园网出现故障时导致整个网络瘫痪。校内的基本应用有:WWW SERVER、SQL SERVER、MAIL SERVER、
6、VOD SERVER、FTPS ERVER 、教务系统、精品课程、机房一卡通系统、视频会议实况转播、杀毒服务器、学生管理系统、教务管理系统、网络课程、图书借阅系统等。1.2校园网建设原则（1）实用性和经济性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。在整个系统设计中采用的规范和设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑互联。（3） 先进性当今计算机网络技术发展日新月异，把握不准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
7、提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，以适于未来的发展和需要，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。为了保证骨干网络平台的健壮性和链路冗余性，建议网络实施时在学校启用千兆备份线路。在学校启用物理链路冗余机制，保证任何一条线路出现故障后骨干网络平台的可用性。（6） 安全性包括两个方面：网络用户级的安全性，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
8、予以考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。在网络设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括端口隔离、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、系统安全机制、多种数据访问权限控制等，有多种的保护机制，如划分VLAN、IP/MAC地址绑定（过滤）、ACL、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、802.1x认证机制、SSH加密连接等具体技术提升整个网络的安全性。1.3技术需求网络系统本校园网方案建成以后，应能充分利用先进的计算机技术和网络通信技术把学校所有的单机用户连接起来，在有效利用现有
9、资源的基础上，实现教学、财务、行政的计算机管理，方便地为全校师生提供信息浏览、文件传输、电子邮件等服务。这对网络性能特别是网络带宽提出了更高的要求。校园网工程采取交换式快速以太网技术，全部实现100M交换到桌面。工程中将校园网主干定位为千兆或者更高，具体技术视工程实施时的网络技术发展而定。可通过路由器与CERNET和Internet介入。在校园中，校园网的互联网出口带宽为:中国电信100M光纤6条，教育网千兆光纤1条。服务器系统服务器系统应能代表当今计算机的最新技术，具有最先进的CPU技术，非常快的计算速度，能快速、准确地处理大量复杂的数据，并具有优良的性能价格比。更为重要的是，它应具有长远的
10、生命期和易扩展性，能适应校园网络不断增长的需求，以最小的投资，产出最大的效益。校园网工程采取配备多台服务器分担负荷的方案。布线系统布线系统要符合结构化布线国际标准，能适应各种不同的网络，还要具有先进性，争取在10-15年之内不落后。Lucent布线系统是当今国际上最流行的结构化布线系统之一，它不仅质量卓越，价位合理，而且提供15年质保。本方案全面采用Lucent产品。网络主干采用光纤，其他链接介质采用超五类双绞线布线。设备的故障恢复及设置交换机等网络结点关键设备必须具备冷/热备份能力。关键结点设备运行中出现故障后，能够有效、及时地恢复。基本配置的终端方式操作要简单，结点内部的配置内容可以通过笔
11、记本电脑采用TCP/IP协议下载保存、或是上传恢复。子网的划分本案涉及网络的IP地址采用B类的私有地址:172.16.0.0172.31.255.255或者C类的私有地址:192.168.0.0192.168.255.255具体楼宇的IP地址分配根据用户的数量来定夺。1.4网络拓扑图图 1.4 网络拓扑图2逻辑网络设计2.1设计原则网络总体设计、建设的原则如下：2.1.1开放性：当前计算机技术的发展日新月异，各种硬件和软件产品层出不穷。但总体上看，整个计算机仍然在开放式系统的概念下不断趋于统一，新模式主要有如下特点：开放式系统越来越为广大用户所接受，传统的封闭式厂商也开始走向开放式道路，开放式
12、体系结构已经发展成为计算机技术的主流。网络互联技术成熟，推动了分布式运算环境的建立，如TCP/IP的迅速发展，已成为异种机型互联的标准。关系型数据库发展已非常成熟，已成为数据库管理的主流工具。在开放系统环境OSE(Open System Environment) 中有两个最基本的特点：一是开放系统所采用的规范是厂家中立的，或者说是与厂家无关的； 二是开放系统允许不同厂家的计算机系统和软件系统可以互换，并可组成一个集成的操作环境。OSE包括了多种功能，它能在不同厂家的网络上实现计算机应用的互操作性、可移植性和集成性。 对于用户来说，选择开放系统的意义深远，它包括：应用系统独立于平台外部环境，不受
13、厂家的约束。 可以在不同厂家的产品中随意地选用最佳产品。 能较快地获得新技术。因为对厂家来说，在一个标准平台上开发产品成本较底。减少了购置新计算机及网络设备的投资，因为系统和应用软件可以从原有计算机上移植。 2.1.2 标准化在方案设计中，所有计算机网络软硬件产品必须坚持标准化原则，遵从国际标准化组织所制订的各种国际标准及各种工业标准。2.1.3简洁性对于网络系统，在设计过程中要考虑系统的能够适应不断的新的发展需要，并使系统能适应多种硬件平台和多种网络结构，而且网络拓扑结构简洁，硬件和软件按需要能进行灵活的配置。2.1.4 可扩展性 目前设计的网络系统不仅仅用于当前，同时在今后的一段时间内，将
14、是校园电子化的主要系统。因此，设计时一定得考虑将来的发展，除了当前设计得有一定的超前外，还需要考虑系统的可扩充性，易于系统以后的发展。网络系统必须有足够的扩展性，使得将来增加信息点时，只需很少变动。如当网络设备增加、通信网络升级时，所有设备要保证仍能继续使用，而不能以弃掉已有设备为升级的代价。采用的产品具有充分的可扩充性及升级能力，具有足够的先进网络技术过渡的能力。2.1.5 安全性安全性是指可靠性、保密性和数据一致性。校园网对安全性的要求较高，计算机系统的安全性主要包括以下几个方面:硬件平台安全性：当计算机的元器件突然发生故障，或计算机系统工作环境设备突然发生故障时，计算机系统能继续工作或迅
15、速恢复。 网络通迅系统安全性：网络的安全性主要包括采取以下安全措施：认证措施，包括网点认证和人员认证；数据保密措施如传输加密；存取控制措施如防止非法操作。 操作系统安全性：操作系统选用正版的可升级维护的WINDOWS系统。数据库安全性：数据库要有以下安全机制：磁盘镜像、数据备份、恢复机制、事务日志、内部一致性检查、锁机制以及审计机制等安全保障体制，确保数据库的安全。 应用软件系统的安全性： 认同用户和鉴别，确认用户的真实身份，防止非法用户进入系统。 存取控制，当用户已注册登录后，核对用户权限，根据用户对该项资源被授予的权限对其进行存取控制。 审计，系统能记录用户所进行的操作及其相关数据，能记录
16、操作结果，能判断违反安全的事件是否发生，如果发生则能记录备查。 保障数据完整性，对数据库操作保证数据的一致性和数据的完整性。 2.1.6、技术先进性网络系统不能够一经实现即落后，应当至少处于现今先进水平，只有这样才能在计算机技术迅速发展的今天不落伍，不会在竞争激烈的今天，因计算机技术的不足而影响工作的进行开展。应至少保持系统具备几年的领先性。采用先进而成熟的网络技术和产品，适应大量数据和多媒体信息传输、处理、交换的需要，使网络系统具有较强的生命力。2.1.7 实用性网络的建设要强调网络系统与网络应用并重，以应用推动建设，信息资源的开发、利用和效果。产品应选择主流产品，并且具有成熟、稳定、实用的
17、特点。能充分满足日常使用、科学决策、对外交流、以及信息自动化管理等各方面的需要。2.1.8 网络可靠性网络可靠性需要从以下方面来保证：设备的硬件制造品质与运行软件的成熟性。网络设备必须选用已经证实，并在实际应用中得到普遍应用的产品，只有这样，才可能提供不间断运行的能力。网络产品应具备在线热更换的能力，当某一板卡出现故障时，应能带电更换，而不需进行停机操作。2.1.9 易维护管理性网络管理应走向科学化，采用先进的网络管理系统，实现“在网络中心即能实时控制、监测整个系统的运行状况，能够自动发现故障点”的目标，并具有良好的人-机操作界面。2.1.10 保护投资在网络方案设计时充分考虑现有的硬件和软件
18、资源，尽量把各期投资和未来发展的兼容性容于系统方案中。保护投资从如下几个方面考虑：直接的硬件设备、软件系统的投资 应用系统开发的人力、物力、财力和时间上的投资 网络评估和总体设计：根据需求分析可知，学院校园网要求覆盖学院的教学楼、办公楼、宿舍楼和实训楼等，要求数据、图形、图像、语音、视频等信息都能在网络上较好的传输，考虑需求分析中收集的师生员工规模的信息，在网络设计时将学院校园网划分为主干网和各区子网，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；在网络技术选型上，采用目前主流的快速以太网技术。 主干网采用第三层交换的千兆高速以太
19、网、子网为第三层或第二层的千兆或百兆交换的快速以太网，桌面实现第二层交换的百兆接入。 在网络拓朴结构方面，选用分层的树型拓朴结构，将校园网整体划分为核心层、汇聚层和接入层三个逻辑层次。各建筑物之间采用光纤进行互连，楼内采用超5类非屏蔽双绞线布线，在同一幢楼的汇聚层和接入层交换机之间也采用超5类双绞线进行连接全网设一个核心结点，位于网络中心。校内所有主干线路均汇聚在此节点。 接入层网络交换设备位于各建筑物的弱电设备间，提供多组8到24口的RJ-45端口，端口带宽为10/100Mbps，接入层的各网络交换设备之间采用级联方式，与汇聚层的连接通过千兆上行光口相连。 全网的主干链路包括网络中心的每一个
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