校园网的设计与分析论文(编辑修改稿)

校园网的设计与分析论文(编辑修改稿)内容摘要：

时间内不落后。 (3)结构合理。 在通信网络、资源配置、系统服务和网络管理上有良好的分层设计，使网络结构清晰，便于使用、管理和维护。 (4)高效实用。 着眼于教学、科研、管理的实际需要，用有限的资金优先解决工作中急需的问题。 设备易于使用和维护。 为科学研究提供先进平台，例如可视化计算，计算机协同作业，虚拟网络，虚拟现实，计算机仿真，远程计算机与数据处理等 [5]。 (5)支持宽带多媒体业务，例如远程教学、多媒体网络教室、会议电视。 (6)为学术交流提供良好的环境与CERNET、CHINANET等进行高速互连，快速访问Inter，与国内外同行交流信息、协同工作和展示学校的形象。 校园网是学校区域内为教育、教学、科研提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络信息系统，它不同于一般的企业网，有自己的特点和规律，网络结构搭建、软硬系统配置等都要根据校园网所实现的功能和具体的应用需求选择和建设。 本章小结校园网是学校区域内为教育、教学、科研提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络信息系统，为了更好地发挥计算机及其网络在教学、管理等方面发挥应有的作用，为全校教师、科研人员、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境，引入教学、科研、管理和学习等各个领域，培养熟悉现代化的工作环境和掌握先进的教学、科研、管理和学习手段的高层次人才。 校园网是网络技术应用于教育事业的一种体现，改善校园网不仅可以充分的提高教学质量，更能够让学生对学习产生兴趣，而且它也是管理、办公、信息交流和通信等现代化的标志。 9第 2 章 需求分析 功能需求(1)校内资源共享：在文件服务器上装入大量的电子书籍、课件、教案以及各种多媒体素材等资源，并建立方便快捷的检索和查寻功能，使教师能方便地在网上查找资料，使用网络资源进行备课、制作课件和科研等。 学生也可以通过网络，方便地查阅书籍、课件等，进行个性化的自主学习。 通过网络展示学校风采，进行网上招生，为毕业生提供网上就业帮助。 (2)为科研提供网络平台，如计算机仿真、可视化工程计算、辅助工程设计等。 利用虚拟网络方便的管理、提高网络的安全与性能；(3)提供信息的传递和服务：实时传递本校和国内外高校的教育教学信息；传递各学科教学科研的最新动态信息；开通部门之间、师生员工之间的 E—Mail 服务；开设校园留言簿、BBS、聊天室等 [6]。 卓越的多媒体应用系统，满足用户的点播需求，实现多媒体教学管理(4)动态数据查询：经授权可动态查询学校的师资信息、学生学籍档案信息、学校图书和设备数据库、财务信息、全校当天的授课排课状况。 (5)为学术交流提供先进的网络环境，与 CHINANET、CERNET 进行高速连接，通过Inter 与国内外同行进行信息交流 [7]。 (6)接入 Inter 提供远程教育服务：利用因特网技术的异地交互特点，提供一种教师与学生分离情况下的开放式教育，让学生能够享受网络环境下自主式、协同式和交互式的学习。 组网需求以XX学院第一校区为主，有一座教学楼，一个图书馆，两座试验楼。 教学楼内有预设多个多媒体教室。 实验楼分四层，内预设多个计算机实验室，楼内还有学生活动中心、校园广播站、电子实验室、物理实验室和化学实验室以及体育教研组。 10根据我校的实际情况分析，网络设计应满足以下几点要求：(1)由一个主干网和多个子网组成校园局域网（Inter）。 (2)主干网接入全球互联信息网外接（Inter） ，各子网再接入主干通信网。 (3)主干网接入Inter的方式可是有线综合宽带网，速率可在100M左右。 (4)主干为千兆线路，其它线路为超五类双绞线。 每个楼中都有局域网，终端PC机都能接入主干网，通过楼内的交换机接入。 网络中心和各楼层都用千兆线路连接。 (5) Inter服务器选用专业服务器产品，均存放在网络中心机房，网管工作站使用专业的工作站来进行管理。 各应用平台的建设均可接入骨干网，构成子网应用平台。 网络总体结构图如下： 性能需求校园网的核心层产品采用模块化万兆路由交换机RG56808E，接入层交换机产品采用11全千兆三层路由交换机RGS2126Se整体网络采用了三层构架 [8]，为了满足现代网络的多种应用，带宽设计原则是“千兆骨干，百兆桌面”接入。 各个楼宇通过千兆光纤连接到网管中心。 首先，校园网核心层采用锐捷网络RG36808E 为中心，RGS6800的交换、路由、ACL, QOS等复杂功能通过硬件实现。 插入T M6808E12SFP/GTM6806E24T4SFP/GT双管理模块做业务模块。 RG56808E提供 256G背板带宽，二/ 三层包转发速率可达143Mpps，可为用户提供高速无阻塞的数据交换。 56806提供128个快速以太网端口、96个千兆光纤端口和8个万兆端口，并可根据学院日后的需求灵活配置，构建弹性可扩展的网络 [9]。 其次，在汇聚层采用了RGS2126So，考虑到网络对带宽的实际需求和不断增加的网络应用对网络带宽持续增长的需求趋势，在网络接入级采用高性能的接入级快速以太网交换机，使每个接入用户真正拥有10/100M 的独享宽带。 另由于所使用的接入级网络交换机数量多，要求该交换机具有良好的可管理能力，, SNMP管理等功能。 RG S2 126 S是一款全线速可堆叠千兆智能交换机，提供智能的流分类和完善的服务质量( QoS )以及组播管理特性，并可以实施灵活多样的ACL 访问控制。 可通过SNMP，Tel, Web和Console口等多种方式提供丰富的管理。 采用 RG 52624路由器和RGWALL100防火墙。 RGS2624采用模块化结构设计，拥有丰富的网络安全特性和完备的冗余备份解决方案。 它支持VOIP特性、IP组播协议，有丰富的QoS特性，是高性价比的三网合一解决方案 [9]。 RGWALL100 是锐捷网络采用独创的分类算法设计的新一代安全产品，支持扩展状态检测技术，具有高性能的网络传输功能。 同时，在启用动态端口应用程序时，可提供强有力的安全信道。 从功能上来说，它实现了扩展的状态检测功能、防范入侵、URL过滤、HTTP透明代理、SMTP代理、分离DNS, NAT功能和审计、报告等。 此外 ， 全 网使用RGSAM作为计费认证系统，用starview做整个网络的管理平台。 以RGSAM为核心软件的“高安全、可运营、易管理”的第二代解决方案SAMI1 ，为用户提供了校园网建设的最佳选择，能够带来最优的用户体验。 校园网设计原则(1)先进性：采用先进的技术、方法、设备，使系统既成熟可靠又能反映当今应用水平，并具发展潜力。 (2)开放性：整个系统应具有开放性，符合相应的国际标准和协议。 提供开放说明享。 (3)扩充性：系统应易于升级和功能扩充。 在系统容量、能力、处理能力等方面具有可12扩充性，可以方便地进行产品的升级换代，不仅能够保护学校的投资，而且具有较高的综合性能价格比。 (4)可靠性：应该在系统结构、设计方案、设备选择、技术服务等方面综合考虑，保证系统能够无故障运行。 同时系统必须具有出错处理、容错能力、冗余备份功能。 (5)实用性：整个网络的功能应完全立足于学校管理和教学的需求，保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确。 (6)安全性：网络系统必须具有高度的安全性和保密性，通过设置分级保护、控制数据存取的权限，防止对系统的非法侵入。 (7)可维护性：提供有效的网络管理和系统监控、调试、诊断技术，保证系统维护管理简明、方便、有效。 (8)可操作性：必须提供友好的中文界面，采用基于 Windows 的 GUI 界面，操作简便，容错性强，易于管理和维护。 (9)经济性：在充分满足系统应用功能需求和系统性能、并保证系统安全可靠性的前提下，选用物美价廉、经济实用的技术和产品。 本章小结本章首先从信息资源的开发和需求分析方面对需求概况做了介绍，然后提出网络设计原则及目标，分析了校园网的功能要求。 建成一个具有高可靠性和开放性的校园网络，它应支持流行的SNMP等网络管理协议；采用Inter上的标准协议—TCP/IP协议，提供校园内部及面向全球的WWW服务、FTP服务、NEWS服务、电子邮件服务，实现与国际互联网的完全接轨；同时它还应具有支持通用大型数据库的功能，支持多种协议，具有良好的软件支持；采用模块化结构设计，容易升级；还应针对学校的教学特点，具有一些基本的教学功能，以完成学校的基本教学任务。 网络设计原则：可扩展性、标准化、实用性、可扩展性、可管理性、经济性；校园网的功能要求：校内资源共享、为科研提供网络平台、提供信息的传递和服务、动态数据查询、为学术交流提供先进的网络环境、接入Inter提供校园网服务。 13第 3 章 网络系统总体结构设计 网络总体规划由于宽带网的特性要求，建议宽带 IP 校园网整个网络的建设和实现选用基于组网的技术。 同时根据实际的需要，考虑最终节点的容量，交换节点的性能，路由拓扑的余度，骨干路由节点的性能，交换接点的端口密度等等，建议整个网络规划 参照 Inter 骨干路由的方法进行设计，再层次上采用 3 层构架；即校园网主干层，分布层，访问层。 并分别有校园网主干带 3 层路由功能的交换机，校园网二层汇集交换机及终端用户等主要设备构成。 这种层次性结构一方面保证了 IP 架构的完整和其它网络的对接性（实现宽带 IP 网，保证将来的扩容能力，和异种网的对接能力等等）。 另一方面保证了整个系统的控制能力：如路由的控制、各种数据流的 QoS/COS、系统的冗余，等等。 网络总体结构网络总体结构是以交换式千兆以太网作为全网主干，100M交换式子网接入。 根据学校建筑地理位置和功能上可将网络分为：行政区、图书馆区、教学楼区和学生宿舍区、教师宿舍区等区域，每个域建一个二级楼宇网，楼宇网的二级交换机通过光纤与网络中心连接构成园区网的骨干，负责传输；同时，二级交换机将二级楼宇网的子网接入到园区网的骨干。 整个园区网是一个全交换网络。 ：14图 结构示意图 网络总体结构设计整个网络结构设计主要包括两个方面：(1)主干网设计校园网主干网高速转发数据，实现策略由及管理控制流量，其设备的主要工作是交换、转发数据包。 所谓主干网络，是指以光纤通信和新的数据封装技术为核心的高速、大容量计算机网络。 它能提供局域网络之间的快速高带宽信道，彻底消除低速信道对计算机网络的制约，使企业计算机网络形成一个完整的有机体。 为满足现代化应用的要求，主干网络技术必须基于交换和虚拟网络技术。 交换技术将传统网络技术的共享介质改为独占介质，从而提高了网络速度；虚拟网络技术则打破传统网络技术中的网络设计对地理环境的依赖，赋予网络设计以灵活性。 网络中心配置 1 台第三层千兆以太网路由交换机，与二级楼宇网通光纤相连，使用双路双工工作方式，构成主干，这样提供了足够带宽，在实现信息高速传输的同时增强了网络的可靠性，若分区规模不大则可采用 100 兆快速以太网的经济配置。 考虑网络的实用性和经济性，二级交换机根据二级子系统的数量、多媒体传输要求及与网络中心机房的实际距离，选配连接端口的型号、数量及连接方式 [10]。 用于多媒体教学的各节点和主服务器用双路双工工作方式，非多媒体教学的各节点用单路 1000M 连接方式。 (2)二级楼宇网设计15楼字网设计的目标是给用户提供一个高速接入环境，以保证多媒体信息高速传输。 第三层千兆太网交换机，采用模块化结构，易于扩充。 二级楼宇网采用堆叠方案：一方面，堆叠方案比级连方案在性能上具有无比拟的优越性；另一方面，采用堆叠非常灵活(如点数不够则可增加1台交换机，如上连带宽不够则可增加或更换上连模块)。 这样可充分体现校园网的可扩展性。 楼宇网的二级交换机一般采用百兆交换机，要有千兆光缆口，通过光纤千兆上连主干，百兆交换连到二级子网。 ①学生宿舍区：二级交换机通过光纤千兆上连线路，百兆交换连入三级的学生宿舍，如果三级使用集线器，而且要求保证比较好的多媒体应用的实现，应该尽量使用端口数量较少的集线器，以减少访问冲突。 终端可采用10M或10／100M交换到桌面的方式。 ②教师宿舍区：为节省开支，可以几栋楼房共用一个交换机，由该交换机提供千兆上连线路，百兆交换机为每栋楼房提供百兆独享带宽，与楼房交换机或集线器相连。 终端用10／100M交换到桌面的方式。 ③多媒体教学区(计算机教室和语音教室)：使用千兆线路与主干相连，如果与主交换距离近，可以用新的1000Base—T或多条100Base—T使用串径技术，以节省资金。 多媒体网络教室通过视频传输线总线连接，全部采用纯硬件连接，不依赖网络，大大减少对多媒体网络教室的维护工作量。 ④非多媒体教学区、图书馆区、行政区：二级交换机可千兆上连主干，通过超五类双绞线百兆下连到二级以下的子网，终端可采用 100／1000M 交换到桌面的方式。 楼宇网各楼层的局域网采用星形网络拓扑结构，并进行各楼的综合布线，可采用超五类布线材料。 二级节点配置交换机、集线器、机柜和配线架等设备，实行集中管理。 教学和办公大楼内，以千兆光纤到达各楼层，终端与特网连接的速率初期限制在 10M，以后可以根据实际需要进行提升。 考虑到网络的安全性，可以采用 100M 中断能力的硬件防火墙充当百兆交换机. 在应用要求较高的场合，例如计算机教室，要使用无盘 WINDOWS2020，而且站点较多，或学生宿舍和教师宿舍用户，要求使用 DVD 视频点播功能等情况，则三级交换机或集线器最好使用 100MBPS 交换机，也可以使用 100MBPS 集线器 [11]，以降低成本，但也要注意使用端口数量较少的集线器，以减少访问冲突。 本章小结。