校园网构建与实施毕业论文

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论校园网络规划设计的若干问题摘 要：本文简要地讨论了校园网络规划设计中涉及到的网络技术、规划设计方法、网络性能及应用分析等问题，为校园网络的规划、设计和升级改造等方面在技术及应用上提供参考，以使在建或规划中的校园网络具备较高的整体性能。关键词：校园网络 规划设计 问题随着信息技术的不断发展和人们对各种数据形式的信息需求和交流的不断增长，使得当今的计算机网络，特别是Internet从传统的数据处理设备（如计算机）和管理工具中驳离出来，担当一个非常重要的角色——信息技术的基础设施与获取、共享和交流信息的主要工具，并成为人们在当今社会生活及工作中不可缺少的组成部分。经过了几年的迅猛发展，计算机网络已经在很多方面改变了人们传统的工作和生活方式……Web浏览、E－mail、QQ（上网聊天）、VOD（视频点悉播）、文件传输、远程诊断、电子商务、网络大学及虚拟学校等无一不与计算机网络有着千丝万缕的联系。这些基于网络的各种应用，正在以惊人的速度扩展，几乎渗透到了社会生活的各个方面。校园网络(CAN ，Campus Area Network)与其它园区局域网络一样，由于它属于单位自有，学校拥有自我建设、自我管理和自我使用的权利，因此，受经费、技术水平及其它方面的影响，校园网络在规划设计、资源建设和应用上很不平衡，差别很大，特别是在IT界目前还未实施网络工程监理的条件下，在建的或已建的校园网络的“豆腐渣”工程为数不少，造成了不少的人力、物力、财力的巨大浪费。校园网络的规划设计有多种解决方案，依学校的类型规模和性质的不同，以使网络的设计方案有所不同，体现在技术、应用上更是不同。在传统的语音服务(诸如电话、蜂窝移动电话)无法满足人们的各种信息需求的今天，对图形、图像、视频等多媒体信息需求的不断增长，已成为人们依赖计算机网络进行信息共享和交流的重要资源。学校教师的教学、科研工作和学生的学习生活对一个高速的、资源丰富的和应用多方面的校园网络的需求是迫切的、必需的。也是网络规划设计者永远追求的目标。教育部最近实施的“西部大学网络工程”及“关于中小学校园网络建设的指导意见”中，对校园网络的规划、设计及建设提出了明确的要求。那么一个高速、高效而又安全、资源丰富、应用广泛的校园网络在规划设计中应注意哪些问题呢？1．建立近、中和长期发展规划依据本校建网资金的安排，在听取校内外专家意见的基础上，结合本校教学科研的内容及其发展的需要，制定一个在未来十年中的近期、中期及长期的建设规划，以保持网络建设的延续性，并保护先前的投资(含各种硬件、软件及信息资源)，能融入不断涌现的新技术和新应用。2．IP地址资源的利用IP(Internet protocol互联网协议)地址是在Internet上的站点及相关设备的地址，它是由Internet指定数字委员会(IAAA)确定的，确保了它在世界上的唯一性。在IPv4技术应用于互联网的今天，IP地址资源到2010年将近枯竭，在Ipv6技术应用之前，我们要合理使用IP地址资源。当申请到一个建网的IP地址之后，必须合理地划分子网，每个子网中的IP地址要合理使用，既要满足当今的需要，也要预留将来网络扩展时所需，以便有足够的各类服务器连入Internet。3．建立相关机构，有计划地培养网络管理员及培训部门用户学会使用信息制作，发布的工具。建网单位应该设有一个“网络信息化领导小组”，对网络的规划实施起指导和决策作用。按照建网单位的网络规模，按不同时期的需要，配置专业的网络管理员。针对网络技术应用的日新月异，加上校园网络信息资源建设的繁重任务，要加强对师生的应用培训，适应网络新技术的应用及安全控制，保证网络的正常运行和安全。4．注重需求分析网络的规划设计是一个系统建立和优化的过程，建设网络的根本目的是在Internet上进行资源共享与通信。要充分发挥投资网络的效益，需求分析成了网络规划设计中的重要内容，它提供了网络设计应到达的目标，并有助于设计者更好地理解网络应该具有的性能；结合学校的办学规模、管理需求和师生对教学科研的需要，确立一个性能较高的网络计算平台，如图1。同时，经过系统的需求分析，网络的设计者还能更好地作出决策，评价现有的网络，提供移植的功能及给所有校内师生更为合适的资源。5．组网技术的选择目前，可用于校园LAN（局域网）的技术有Ethernet（以太网）、Fast Ethernet（快速以太网）、 Gigabit Ethernet（千兆位以太网）、Token-Ring（令牌环网）、FDDI（光纤分布式数据接口）和ATM（异步传输模式）。从网络应用、维护、安全和扩展方面而言，Fast Ethernet和ATM在实际应用中得到了广泛的采用。同时，Gigabit Ethernet技术已成为大型Fast Ethernet的升级目标。虽然Fast Ethernet和Gigabit Ethernet因采用CSMA/CD的介质访问控制方式而广泛地存在着“广播风暴”的问题，但可以更好的传输介质和交换设备予于克服，其实出的优点是兼容先前的设备投资,师生的网络应用及培训更易进行，网络的可管理性和扩展性也很好。ATM是一种快速分组交换技术，它在WAN（广域网）上体现的强大功能和在LAN上的成功应用，均以事实说明了它的技术的先进性。在ATM中，不同速率的各种数据，如语音、图像、视频都被分成标准的53字节的信元，以光纤作为传输通道，避免了以太网中的“广播风暴”，提升了网络的整体性能。但是ATM不兼容以往的以太网投资，其管理和操作有异于传统的以太网平台，故不适用于以太网的升级改造。6．校园网络的设计模式一个良好的设计方案除体现出网络的优越性能之外，还体现在应用的实用性、网络的安全性、易于管理性和未来的可扩展性。因此，设计时要考虑以下问题：① 要适应未来网络的扩展和拓扑结构的变化。② 要能为特定的师生用户或用户组提供访问路径。③ 要保证网络能不间断地运行。④ 当网络扩大和应用增加时，变化的网络结构要能应付相应的带宽要求。⑤ 使用频率较高的应用能够支持网上大多数的师生用户。⑥ 能合理地分配用户对网内、网外的信息流量。⑦ 能支持较多的网络协议，扩大网络的应用范围。⑧ 支持IP的单点传送和多点广播数据流。要达到以上这些设计要求，分层的设计功能及星型、树型和交叉型的拓扑结构应给予足够的重视，如图2。7．网络硬件的选择除网络上的工作站使用普通的PC机外，主机的选择应使用专业的高性能服务器。连接介质的选择分两部分，第一部分为各交换机（switch）之间（楼与楼之间，楼层之间）及网络出口干线选择光纤，第二部分为从访问层的交换机到用户的PC桌面选择超五类双绞线。如今，交换机的价格已是很低了，应尽可能选择交换机而不用集线器。网络连接的关键设备是路由器（Router），无论是Internet接入，异地网络连接还是大型网络广播域的划分，都离不开路由器，因此，路由器的性能较为重要，选择Cisco公司和3Com公司的产品，就能体现出极高的性能。数据存储设备，除可选择大容量硬盘外，还可选磁带机、磁盘阵列、光盘阵列，这些外存设备，均可用于储存海量网络数据，如图书资料，多媒体素材及课件学生学籍和成绩管理等。8．ISP的选择选择ISP（Internet Service Provider ，Internet服务提供商）对不同类型的校园网络至关重要。经过近十年的发展，目前在我国形成了以CSTNET（中科院的科学技术网）、CERNET（国家教育部的教育与科研网）、ChinaNet（中国电信网）和ChinaGBN(中国金桥网)为主的四大网络体系，伴随着IT与通信技术的不断发展和社会的广泛需求，近年来ChinaUNICOM(中国联通)、CRC(铁通)、CNC(中国网通)、JiTong(吉通)的接入服务也快速地增长。由于中国的互联网服务商以各自网络体系的发展为主，不同种类的大网之间缺乏协调机制，故它们之间的网络带宽问题没能较好地解决。对用户而言，在线某类网络时再链接另一类网络，“瓶颈”问题就突现出来，如图3。相信ChinaNet的用户在调用CERNet的网上资源或CERNet用户在调用ChinaNet的网上资源时，就出现过这样的问题。作为校园网络，无论师生有哪些需求，都离不开以教学、科研为主的信息资源，90%的教育资源都集中在CERNet上，故校园网络在选择ISP时，就要重点考虑CERNet。9．带宽的申请和使用分配校园网络需要多少带宽呢？别忘了，ISP是以带宽资源作为经营的主要内容之一。作为网络的“流量”，在网上你随时都可能被“断流”或“欠流，“畅流”的时段不会是很多，这是我国大部分地区的基础设施存在的客观原因而造成的。然而，不是没有解决问题的办法，合理地申请接入带宽和在网上作好带宽分配会提高数据传输的速度和效率。网络界曾经有一个争议很多的80/20规则，就是在一个局域网内有80%的通信量在网段内传播，剩下20%沿干线传播，今天，人们对互联网络的需求已大大超过80/20规则，而应成为20/80规则了。如何申请足够带宽而又不至于浪费呢？太大的带宽会意味着要向ISP支付更多的费用。计算的依据就是要考虑校园网的规模，在出口链接Intermet的高峰期约有多少台电脑(一般拥有总量的60~70%)，以每台机的带宽为100kb/s(比PPP拨号方式的56kb/s moden快些)计算，总需求在多少MB，再考虑20/80规则，以确定整个校园网的接入带宽，出于数据安全的考虑，一些装有重要而又保密的数据的主机，如财务数据、人事档案数据，只许在网段内使用，不宜链接Internet。10．网络操作系统的选择网络操作系统(Net Operation System)的选择关系到网络的应用、安全和管理。目前常用的网络操作系统有：Unix、Linux、Netware、Windows 2000 Server/Advanced Server /Datacenter Server，下面作一简单介绍：UNIX UNIX操作统是一个多用户、多进程的分时操作系统，在互联网发展的初期，它就被融入了许多网络技术和通信协议，它的可移植性及安全性能极好，被广泛地用于微型机、小型机、超小型机和大型计算机上。今天，它仍然作为Internet上各类服务器主选的网络操作系统，并深得金融、电信、保险行业的青睐。Linux 它是近年来流行的一种类UNIX操作系统，其功能体系现与UNIX有许多共同点，最新发行的版本包含了文件管理、用户账号管理、网络管理等许多工具，对互联网络的应用有很好的支持。Netware Netware是Novell公司开发的网络操作系统，自上世纪80年代至今，已发展了十几版本，新版本体现了高度的开放性和安全性，是目前国际上应用最广泛的一类局域网操作系统。Windows NT 它是一个抢先式多任务的网络操作系统，并具有较高的可靠性和开放性，它具有让企业有多种应用管理的强大功能，如数据库服务、电子邮件，能联合多种网络进行通信。它能支持较多的应用软件，工具，文件共享和网络打印服务，也是一个功能卓越的网络操作系统。Windows 2000 Windows 2000是Microsoft公司耗费巨资开发的一个产品，其服务器版有Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced server 和Window 2000 Datacenter Server等三个版本。它们是由Windows 98和Windows 的优良功能融合而成，它们拥有全面的Internet应用软件服务、增强的可靠性和可扩展性及强大的端对端管理等性能。综合以上这些网络操作系统的特点与对网络应用的支持，你就可选择一个或几个适合于校园网内各子网服务器的操作系统，以适合各类应用、安全控制和管理。总之，校园网络的规划设计是一项系统工程，不同的规划设计方案，可使网络存在较大的性能差异，它不仅体现在网络本身具备的技术特性和应用特点上，也体现了不同用户的各种需求，从根本上而言更是体现了信息化社会的基础。参考文献：[1]网络设计基础，21世纪计算机网络工程丛书编写委员会编，北京希望电子出版社，2000年第一版[2]Cisco互联网络设计，[美]Matthew 编著，潇湘工作室译，人民邮电出版社，2000年第一版。[3]Internet核心技术精解，[美]John R .Levine 著，管伟等译2001年第一版。[4]教育部，教育部办公厅关于中小学校园网络建设指导意见，教育基〔2001〕16号。仅供参考，请自借鉴希望对您有帮助

摘 要本文首先就交大校园网设计建设的相关知识技术要求作了必要的介绍，然后基于工程建设实际，重点就综合设计实施方案的主干网组网技术、网络拓扑结构、协议标准、网络系统平台等多方面展开论述，并给出具体的实施方案和设备选型。目 录1 设计背景 12 设计原则 13 需求分析 24 网络方案设计 网络建设技术方案选择 常用WAN协议 常用LAN协议 方案的选择 网络拓扑结构选择 网络通讯协议的选择 85 网络设备及服务器硬件平台选择 网络产品的选择 服务器的选择 116 服务器操作系统、数据库及管理软件的选择 服务器操作系统 数据库 网络管理软件 137校园网络系统INTERNET/INTRANET构思 138 网络系统的安全性及可靠性 系统的安全及可靠性 系统软件环境的安全及可靠性 采用严格的网络管理措施 不间断电源设计 149 网络布线系统设计方案 设计依据 设计要求 布线的设备选择 布线系统设计方案描述 1710 经费预算 1911设计小结 20参考文献 20

建设校园网要经过方案比较、周密的论证、谨慎的决策才能实施。许多教训是当一堆设备变成网络的时候，倡导者的满腔热情已冷却凝固；网建成了，问题也出现了：设计目标无法实现；应用软件缺乏，阻碍了设想实施；维护费用不堪承受等等，这就需要在网络建设实施前确定明确的设计目标。 一、校园网总体设计方案的确定 校园网的设计目标应该是：建设一个以无纸化办公、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、覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校内有联网需求的各种资源通过局域网连接起来，并通过路由设备与有关广域网相连；从网上获取教育资源、宣传展示本校风貌；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。 校园网总体设计方案的科学性，应该体现在能否满足以下基本要求方面：（1）整体规划；分布实施、具备可扩展能力；（2）先进性、开放性和高度的安全可靠性相结合；（3）结构简单，利于维护；（4）高效实用；（5）能够实现信息交互、协同工作和展示校园风貌。 进行校园网总体设计，首先要进行对象研究和需求调查，明确学校的性质、任务和改革发展的特点及系统建设的需求和条件，对学校的信息化环境进行准确的描述；其次，在应用需求分析的基础上，确定校园网的服务类型，进而确定网络建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；再次是确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；然后，确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；最后，规划校园网建设的实施步骤。 二、校园网应用与管理平台的建设 校园网建设，首要是构建基于应用和管理的校园网网络平台 （一）网络核心层的建设 设计核心层是网络建设的关键，功能是实现高性能的交换和传输。因此，核心层设备应该具有高性能的传输功能和高可靠性、可管理性以及高带宽，以达到网络的设计要求。 伴随Internet的发展，大学校园网的应用特点发生了较大变化，数据流量已不再局限于局域网内。精品课程展示、教学管理系统、网络考试系统、电子图书室等应用需求日益增长。因此，校园网核心主干交换机要采用高性能的交换技术产品，可以方便有效地对网络流量进行控制和进行VLAN划分。各中心节点的主干交换机要支持千兆以太网，具有10/100Mbps以太网端口，线速的过滤支持应用优先级和分布式的安全控制，延迟要小。网络结构采用环状结构，核心主干交换机与主干交换机互联成环形结构。环形结构可以使线路负载均衡，保证整个系统的安全可靠性。同时主干交换机要配置容错而又负载均衡的双电源模块，提高网络中心对业务通信量的承载功能，增强网络的可靠性和可用性。二级交换机再以星形结构接入对应的中心节点，并以100M直接到桌面，确保信息流畅。在信息资源较多和集中的用户群之间采用千兆链路，这样就构成了能满足教学和管理要求的主干网络。 （二）网络分布层设计 校园网网络分布层设备用来接入用户终端设备，根据高校用户的特点，要求端口密度高，每个端口价格相对要低。该层设备还需要有高速通道用以上联核心层设备，且具有一定的可靠性。网络的安全控制也主要由分布层设备来实现。网络中心的路由器选择合适的链路接入方式连接internet，电信运营商也为高校提供了许多工作优惠方案。 出于安全和管理的考虑，采用VLAN技术也是网络应用的有效措施之一。运用VLAN 技术将分布在不同节点上、不同部门的应用划分成一个虚拟子网，并限制部分用户对该子网的访问。VLAN 工作在OSI参考模型的第二层和第三层，一个VLAN就是一个广播域，VLAN的通信是通过第三层的路由器来完成的。不同VLAN赋予不同的访问权限和不同的安全级别。VLAN技术的核心就是网络分段。网络分段可分为物理分段和逻辑分段两种方式。在实际运用中，通常采取物理分段和逻辑分段相结合的方法。