校园网设计毕业论文_1.pdf
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1、前 言 网络应用的发展 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。由于计算机网络技术和通信技术的飞速发展,人们对信息的要求越来越强烈,“网络就是计算机”的说法被全世界普遍接受。各国纷纷宣布建设本国的信息高速公路,全球信息一体化局面已指日可待。我国自 1993 年与 Internet 连通以来,已建成了四大主干信息网:
2、中国公众信息网 ChinaNET,中国金桥网 ChinaGBN,中国教育科研网 CERNET 和中科院网CASNET。全国各大中城市的网络节点相继开通。广东省已经建立了面向本地服务的公共信息网。Internet 显示出诱人的商业前景,被国人称为第二国道的建设。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。当前由于网络、数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
3、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。Internet 的发展带动了全世界的信息产业的发展,也为现代学校应用程序结构提供了一个新的计算模式,这种计算模式能真正适应学校发展的需要,使学校的计算机应用提高到一个新的水平。将 Internet 技术应用到学校内部,并建立基于这种开放技术的学校应用程序,使学校本身具有了 Internet 的特性,这种应用体系结构就是 Intranet 学校内部网。Internet
4、 和 Intranet 代表着全新的信息时代的到来。Intranet 使实现学校内部的信息化成为可能。学校工作人员和在校学生面对的信息资源已不仅仅来自于一个部门、一个学校或者是一个行业,而是所有 Internet 世界上的资源,使得学校教学、科研、管理和决策更为有效。建设某校园校园网的必要性 是否在学校采用最先进的信息和传播技术是一个有决定性意义的问题,而且十分重要的是,学校应该处于影响整个社会深刻变革的中心地位。随着计算机多媒体和网络技术的不断发展与普及,校园网信息系统的建设,是非常必要的,也是可行的。主要表现在:1、当前校园网信息系统已经发展到了与校际互联、国际互联、静态资源共享、动态信息
5、发布、远程教学和协作工作的阶段,发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求。2、教育信息量的不断增多,使各级各类学校、家庭和教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息服务的要求越来越强烈。个人是否具有获得信息和处理信息的能力对于能否成功进入职业界和融入社会及文化环境都是个决定性的因素,因此学校应该培养所有学生具有驾驭和掌握这种技术的能力。另一方面,信息技术在作为青少年教育工具的同时也向青少年提供了前所未有的机会。新技术提供的机会以及它们在教学方面具有的优势都是很多的,特别是计算机和多媒体系统的使用有助于个人化的道路,每个学生在个人的学习道路上都可以按照自己的速度发展。3、我国各级教育研究部
6、门、软件开发单位、教学设备供应商和各级学校不断开发提供了各种在网络上运行的软件及多媒体系统,并且越来越形象化、实用化,迫切需要网络环境。4、现代教育改革的需要。在校园网中将计算机引入教学各个环节,从而引起了教学方法,教学手段,教学工具的重大革新。对提高教学质量,推动我国教育现代化的发展起着不可估量的作用。网络又为学校的管理者和老师提供了获取资源、协同工作的有效途径。毫无疑问,校园网是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段,是解决信息时代教育问题的基本工具。5、随着经济发展,我国各级政府对教育的投入不断加大;计算机技术的飞速发展,使相应产品价格不断下降;同时人们的认识水平和经济实力不
7、断提高。大量计算机进入学校和家庭,使得计算机用于教育信息管理和信息服务是完全可行的。Internet 在学校的应用越来越普遍,也越来越普及。据统计,美国的学校建设了校园内部信息网络并与 Internet 连通的比例高达 90%,国内的主要大学也已经建成或正在建设自己学校的内部信息网络。广东省的绝大多数高校,包括中专学校,都建成了自己的内部网络。因此,建设学校内部网,是一个高瞻远瞩的举措,也是一个迫在眉睫的事情。随着校园网络的成功建设,必将给学校的管理部门、各级行政部门、学校的教育科研带来积极的影响,提高学校的教学科研水平、管理水平和工作效率,极大地提高学校的知名度。第一章 某校园校园网需求分析
8、 校园网络现状 目前,某校园已有部分楼宇内部单独组建了网络,但楼宇与楼宇之间并没有相互连接。它们主要分布在办公大楼(145 个信息点)、教学楼(32 个信息点)、图书馆(90 个信息点)、实验楼电脑室(共两间,分别 62 个和 64 个点)。另外,有部分楼宇需要建立网络,它们分别是教师宿舍(70 个信息点),学生宿舍(两幢楼,共约 384 个信息点),饭堂(5 个信息点),体育馆(10 个信息点),实验楼的部分实验室(15 个信息点)。上述计算机房主要是根据不同的配置情况用于办公、教学、实验之用。虽然有些已单独组网,但仍相互独立没有互连。图书馆资料信息未采用开放的服务方式,图书信息查询仍需到图
9、书馆。各科室基本上都以单机方式工作,计算机上网比率仍然较低。目前配置的计算机也仅用作一般计算机教学之用。综上所述,某校园计算机应用水平和使用效率还有待于改进和提高。用户需求分析 设计一个网络,首先要为用户分析目前面临的主要问题,确定用户对网络的真正需求,并在结合未来可能的发展要求的基础上选择、设计合适的网络结构和网络技术,提供用户满意的高质服务。网络在某校园日常教学办公环境中起着至关重要的作用,校园网的运作模式会带来大量动态的www 应用数据传输,会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络的需求(目前为 100/1000Mbps,今后可会更高)。这就要求网络有足够的主干带宽和扩展能力。同时,一
10、些新的应用类型,如网络教学、视频直播/广播等,也对网络提出了支持多点广播和宽带高速接入的要求。除上述考虑外,还要注意到由于逻辑上业务网和管理网必须分开,所以建成后校园网应能提供多个网段的划分和隔离,并能做到灵活改变配置,以适应教学办公环境的调整和变化,及实现移动教学办公的要求。按目前通常的考虑,建议数据信息点的接入以交换 10/100Mbps 自适应以太网端口接入为主,以供带宽需求较高用户或应用使用。整个方案设计的目的是建设一个集数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA 应用和 Internet 访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。功能需求 1、满足计算机教学科研、行政办公需要,
11、提供各种教学、办公工具和支撑平台,并提供丰富的计算机软硬件系统资源。2、具有完善的办公事务处理能力,包括电子公文传递、电子公文管理、电子邮件、邮件收发等无纸办公自动化功能。3、满足信息情报交流的需要,方便学校各级领导和教学科研人员对各种信息资料、科技情报的检索和查阅。包括 Web 查询、电子公告、电子新闻等。4、具有远程通信能力,借助电话网等通信手段,以最低的通信成本,方便地实现远程互联,跨越地域限制,满足学校要求,加强各单位之间的业务联系和信息资源共享。5、具有收集、处理、查询、统计各类信息资源的能力,充分利用原有数据资源,为学校领导提供准确、快捷的数字信息,实现数据化管理和智能化决策。6、
12、学校网络系统要确保整个计算机网络系统的可靠性、安全性,具有一定的冗余。容错能力强,确保信息处理安全保密。7、学校信息网络系统要保证实用和技术先进,便于非计算机专业人员使用,并能不断满足学校未来业务发展的需要,具有很强的扩展能力。某校园校园网络的功能需求可以由下图概括:学藉管理系统 教务管理系统 图书管理系统 财务管理系统 后勤管理系统 校长查询系统 管理信息系统(MIS)文档管理系统 公文收发系统 通知公告系统 办公审批系统 网络会议系统 校长办公系统等 办公自动化系统(OA)视频教学系统 多媒体课件制作平台 电子备课系统 课件点播系统 试题库管理系统 素材库管理系统 计算机辅助教学系统 课件
13、制作平台 课件管理与浏览 作业考证系统 答疑系统 教学管理系统 远程教学系统 网络、远程教学系统 WEB发布系统 信息查询系统 电子邮件系统 BBS 公告系统 文件传输系统 校园网站 办公管理系统 教学管理系统 网络中心 数据库、素材库、教育资源库、文件等其它信息 第二章 系统方案设计的总体思路 校园网络系统的构成 校园网络系统由软件、硬件两个部分组成。软件部分包括应用软件和系统软件。应用软件主要是校园网站上的Internet应用、教学管理系统(计算机辅助教学系统、网络教学与远程教学系统)、办公管理系统(管理信息系统 MIS、办公自动化系统 OA);系统软件主要是服务器操作系统、工作站操作系统
14、、网络设备上的操作系统、网络管理系统以及安全系统。硬件部分主要由网络布线系统、网络设备、主机(服务器)系统以及各种外设(UPS、投影机、打印机、磁带备份设备等)组成。下面再谈谈校园网络系统设计的总体思路。系统方案设计的总体思路 校园网络系统的设计、实施,按照一切从实际出发,遵循经济实用的原则,依照以下思路进行:1、总体规划,分步实施,基础设施建设一步到位 考虑到学校资金、学校计算机应用的现状、学校教职员的现有水平以及网络建设和应用系统开发的固有规律,学校网络系统的建设应该分步实施。但是分步实施是在总体规划下的分步实施。没有总体规划,整个系统有可能陷入各个部分相互不兼容和前期投资的极大浪费。基础
15、设施建设,这里主要是指综合布线系统的建设,采用一步到位的办法。为了尽量减少对学校教职员生活的影响,综合布线系统建设采取一步到位的办法,适度超前。2、特别注重应用系统的建设 建设校园网络的目的就是为了应用,从而提高学校的办事效率、教学效率,所以要特别注重应用系统的建设,这一点应该是不言而喻的。应用系统的覆盖范围相当广泛,大致就是功能需求里提到的几个方面:校园网内部网站应用(Web发布系统、信息查询系统、电子邮件系统、BBS 电子公告系统和文件传输系统)、网络教学和远程教学系统(网上课件制作平台、网上课件管理与浏览、网上作业与考评系统、网上答疑系统、网上教学管理系统和实时交互式远程教学系统)、计算
16、机辅助教学系统(VOD 视频教学系统、多媒体课件制作平台、电子备课系统、COD 课件点播系统、试题库管理系统和素材库管理系统等)、办公自动化系统(校长办公系统、网络会议系统、办公审批系统、通知公告系统、公文收发系统和文档管理系统)和管理信息系统(校长查询系统、后勤管理系统、财务管理系统、图书管理系统、教务管理系统和学籍管理系统)。3、把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性结合起来 这里的先进性指的是系统的硬件和软件不落后并能在相当长的时间内发挥极大的作用,而不仅仅看现在的网络建设中包含了多少新的或称为先进的技术。当前计算机技术和网络技术发展很快,设备更新淘汰也快。先进的技术只有在使用中产生了巨
17、大的效益时才被赋予了先进性,只是采用了先进的技术并不表示就有了先进性。一个系统是否具有长久的生命力是考察一个系统是否具有先进性的最重要的考察依据。系统的可扩展性是指系统的硬件和软件对未来技术的包容能力和现实的扩充能力。其主要表现为系统的结构是否开放,其重要性远远超过具体的设备是否开放和冗余。只有把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性有机地结合起来,才能保证一个系统具有长久的生命力,从而具有先进性。4、符合标准(国际标准和国家标准)符合标准,其实是系统具有开放性的前提条件,是不言自明的。因为当今时代是一个强调开放的时代,从而是一个强调标准的时代,所以把这一条单列,以示重视。5、特别注重对人员的培
18、训 前面已经强调了在校园网络的建设中要特别注重应用系统的建设,而应用系统总是由人去使用的,所以要特别注重对人员的培训;除了应用系统的使用人员以外,一个系统,在它的生命周期里,是需要系统维护人员对它进行大量的维护的,所以系统维护人员的培训要特别注重。概括地说,在校园网络建设的过程中,要特别注重对人员的培训,要注重对实施系统的工程人员、维护系统的管理人员和使用系统的教职员工们的培训;工程人员是系统建设成功的保证、系统维护人员是系统正常运行的保证、而教职员工作为系统的最终用户,是系统真正发挥作用的关键。第三章 网络系统设计方案 本章所谓的网络系统包括综合布线系统和网络设备。网络的分层设计原则:从逻辑
19、上,大型网络可分为核心层、分布层和接入层,每层都有其特点。层次化设计的优点可以总结为如下几点:核心 层高速 交换 技术分布 层基于 策略 的操作接入 层本地/远 程工 作组接 入 可扩展性:因为网络可模块化增长而不会遇到问题;简单性:通过将网络分成许多小单元,降低了网络的整体复杂性,使故障排除更容易,能隔离广播风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题;设计的灵活性:使网络容易升级到最新的技术,升级任意层次的网络不会对其他层次造成影响,无需改变整个环境;可管理性:层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低,更易管理。设计某校园综合布线系统的考虑 设计某校园校园网络系统的综合布线系统时,将严格依照标准和
20、规范进行设计和施工、测试、验收,适度超前,一步到位。建筑群间子系统采用6 芯室外多模光缆。采用 6 芯应该是足够的:园区骨干网采用的技术,有FDDI(Fiber Distributed Data Interface)、FE(Fast Ethernet)、GE(Gigabit Ethernet)和 ATM(Asynchronous Transmission Mode),其中除 FDDI DAS(Dual Attachment Station)需使用 4 芯光纤外,其余技术均只需要使用 2 芯光纤;这样,采用 FE、GE 或 ATM 作为园区骨干网,1 个通道只用 2 芯光纤,即使冗余配置也只需
21、4 芯光纤,还有 2 芯光纤可作备用,所以,采用 6 芯光纤的光缆应该是足够的。我们采用多模光缆,考虑到主干采用千兆以太网技术的话,因为千兆以太网在多模光缆上可以跑 550 米,某校园参与连网的楼宇之间的距离没有超过550 米,因此,采用多模光缆是安全可靠的。骨干光纤布线采用全星型结构,中心机房设在实验楼的 4 楼。考虑把教学楼、图书馆、教师宿舍、学生宿舍、饭堂、办公楼、体育馆全部以光纤与位于实验楼中心机房相连。采用 6 芯室外铠装光缆。在各楼采用墙装式光纤接线盒(Lucent 12 口);网络中心要端接的光纤芯数比较多,建议采用机架式光纤接线盒(Lucent 24 口)。以下是校园网主干光纤
22、布线的示意图。某校园光纤布线示意图 以下是主干光纤布线的材料预算(未包括光纤耦合器面板、光纤耦合器等小件配套材料,它们将在预算表中列出)。体育馆 办公楼 图书馆 学生宿舍 学生宿舍 学生饭堂 校门 实验楼 共两条光纤 教学楼 教工宿舍 大楼名称 到网络中心 距离(米)12口光纤管理盒 24口机架式光纤盒 ST头 光纤跳线 实验楼 0 2 48 8 办公楼 70 1 6 1 教学楼 140 1 6 1 体育馆 150 1 6 1 图书馆 210 1 6 1 教师宿舍 280 1 6 1 学生宿舍1 350 1 6 1 学生宿舍2 350 1 6 1 饭堂 460 1 6 1 合计 2010 8
23、2 96 16 建筑物即大楼内部的布线,原则上是垂直主干采用光缆,水平系统采用超五类双绞线。但是依初步的调查,某校园参与网络建设的大楼都不太高,可以采用集中式体系(CNA)结构,即整栋大楼只设一个配线间,集中管理。这样的话,则大楼里面的布线系统,其垂直主干和水平系统已经合二为一,可以全部采用超五类双绞线。CNA 结构如下图所示:以下是未屏蔽双绞铜缆(UTP)布线的材料预算(未包括跳线、模块、面板、水晶头等小件配套材料,它们将在预算表中列出)大楼名称 信息点数 24口配线架 48口配线架 机柜 双绞线(箱)中心机房 2m 实验楼 15 1 2 教学楼-不需要 办公楼 145 1 3 0.6m 3
24、2 体育馆 10 1 0.6m 3 信息墙座工作区子系统工作站信息墙座工作区子系统工作站信息墙座工作区子系统工作站大楼中心配线间大楼内部布线示意图-CNA 结构大楼信息墙座工作区子系统工作站楼层 1楼层 n+1楼层 n楼层 2图书馆 90 2 0.6m 3 教师宿舍 70 1 1 0.6m 18 学生宿舍1 192 4 2m 41 学生宿舍2 192 4 2m 41 饭堂 5 1 0.6m 1 合计 719 5 14 141 注:双绞线长度的计算方法:线缆长度估算公式:LT=(Lmax+Lmin)/2+H *N Lmax 本楼层最远终端设备至本楼层设备间距离 Lmin 本楼层最近终端设备至本楼
25、层设备间距离 H:本楼层楼高,本方案中涉及的楼高为 4 米。:线缆剪切余量和线长冗余为线长的 15%N:本楼层信息点数量(语音点数量与数据点数量之和)。网络系统方案设计 3.3.1 校园网的设计目标 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 Internet 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
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