毕业设计论文-高校校园网的规划和设计

毕业设计论文-高校校园网的规划和设计内容摘要：

的校园网。 西安培华学院本科毕业论文（设计） 大学校园网网络组建及 Inter 接入方案 9 系统总体目标 对于一个校园网来说，系统的总体目标就是在一段时期内，当校园网完全建设好后所要达到的功能和具有的规模。 一般来说，一个校园网系统总体目标往往是分布实施的，包括功能和规模的分布实施。 根据高校校园网网络建设的要求，为其设计了一 整套的网络设计方案，采用 AVAYA 公司 (原朗讯企业网络集团 )的网络设备 [6]，为高校校园网络系统构建优质、可靠、稳定的网络平台。 提供方便、高效的网络管理手段及良好的可扩展性和易维护性。 方案设计原则 本方案的设计将在追求性能优越、经济实用的前提下，本着严谨、慎重的态度，从系统结构、技术措施、设备选择、系统应用、技术服务和实施过程等方面综合进行系统的总体设计，力图使该系统真正成为符合高校的网络系统。 从技术措施角度来讲，在系统的设计和实现中，将严格遵守以下原则： 实用性和集成性 系统的软硬件设计、还 是集成，均应以适用为第一宗旨，在系统充分适应教育信息化的需求的基础上再来考虑其他的性能。 该系统所包含的内容很多，将各种先进的软硬件设备有效地集成在一起，使系统的各个组成部分能充分发挥作用，协调一致地进行高效工作。 标准性和开放性 只有支持标准性和开放性的系统，才能支持与其他开放型系统一起协同工作。 在网络中采用的硬件设备及软件产品应支持国际工业标准或事实上的标准，以便能和不同厂家的开放型产品在同一网络中同时共存；通信中应采用标准的通信协议以使不同的操作系统与不同的网络系统及不同的网络之间顺利进行通讯。 先进性和安全性 系统所有的组成要素均应充分地考虑其先进性。 不能一味地追求实用而忽略先进，只有将当今最先进的技术和实际应用要求紧密结合，才能获得最大的系统性能和效益。 网络的安全是至关重要的，在某些情况下，宁可牺牲系统的部分功能也必须保证系统的安全。 成熟性和高可靠性 作为信息系统基础的网络结构和网络设备的配置及带宽应能充分地满足网络通信的需要。 网络硬件体系结构应在实际应用中能经过较长时间的考验，在运行速度和性能上都应是稳定可靠的、拥有完善的、实用的解决方案，并得到较多的第三方开发商和用户在全西安培华学院本科毕业论文（设计） 大学校园网网络组建及 Inter 接入方案 10 球范围 的广泛支持和使用。 同时，应从长远的技术发展来选择具有很好前景的、较为先进的技术和产品，以适应系统未来的发展需要。 可靠性也是衡量一个计算机应用系统的重要标准之一。 在确保系统网络环境中单独设备稳定、可靠运行的前提下，还需要考虑网络整体的容错能力、安全性及稳定性，使系统出现问题和故障时能迅速的修复。 因此需要采取一定的预防措施，如对关键应用和主干设备考虑有适当的冗余。 应急处理信息系统能够全天候工作，达到每周 7*24 小时工作的要求。 一个高可用性的系统才能使用户的投资真正得到回报。 可维护性和可管理性 整个信息网 络系统中的互连设备，应是使用方便、操作简单易学，并便于维护。 对复杂和庞大的网络，要求有强有力的网络管理手段，以便合理的管理网络资源，监视网络状态及控制网络的运行。 因此，网络所选网络设备应支持 SNMP、 RMON、 SMON 等协议，管理员通过网管工作站就能方便的进行网络管理、维护甚至修复。 在设计和实现计算机应用系统时，必须充分考虑整个系统的便于维护性，以使系统在万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复，尽量减少损失。 西安培华学院本科毕业论文（设计） 大学校园网网络组建及 Inter 接入方案 11 第 4 章 系统总体设计 高校校园网计算机网络系统的总体设计主要包括以下几大部分 ： 设计思想； 分层次的设计； 高校网络拓扑结构设计； 多协议处理及路由能力设计。 “自顶向下”的设计思想 在本方案中采用了 “自顶向下 ”的设计思想。 自顶向下的设计方法适用于从 OSI 参考模型的高层开始再向较低的层次推进的网络设计，它着重于在选择运行于较低层次上的路由器、交换机和介质之前，将重点放在应用、会话、数据的传输上。 另外，我认为 ： “好的网络设计必需清楚客户的需求蕴涵着许多商业和技术的目标，包括可用性、可伸缩性、可购买性、安全性和可管理性等。 ”所以在设计高校校园网络系统的时候，尽量站在用户的角度考虑问题，以满足用户的应用需求和技术需求。 分层次的设计 由于高校校园网络的规模较大而且应用比较复杂，普通的平面网络结构设计模型难以满足园区网络设计的需求。 层次性网络设计模型，由于其良好的伸缩能力、易于实现、易于排除故障、可预测性、协议支持、易于管理等特点，可充分满足园区网络的长期需求。 因此，在设计高校校园网络的时候，采用了经典的 “三层层次模型 ”和二层设计相结合的设计方法。 网络层次结构 一个优秀的网络，不仅要有先进的设备，还要有先进的 网络结构。 在传统的网络设计中，是将基本网络职能和服务放在网络的中心，并将共享带宽放在用户级。 但在过去几年中，随着网络技术的迅速发展和网上应用量的增加，分布式的网络服务和交换已经移至用户级，由此形成了一个新的、更适应现代高速大型网络的分层设计模型。 这种分级方法被称为 “多层设计 [7]”。 多层设计是模块化的，网络容量可随日后网络节点的增装不断扩大。 多层网络结构有很大的确定性，因此在运行和扩展过程中进行故障查找和排除非常简单。 多层网络结构最西安培华学院本科毕业论文（设计） 大学校园网网络组建及 Inter 接入方案 12 有效地利用多种第三层业务，包括分段、负载分担和故障恢复等。 在分层网络中运用 智能第三层业务可以大大减少因配置不当或故障设备引起的一般问题。 多层模式使网络的移植更加简单，因为它保留了基于路由器和集线器的网络寻址方案，对以往的网络有很好的兼容性。 另外，分层结构也能够对网络的故障进行很好的隔离。 分层化的模式可以支持所有常用的网络协议。 网络的三层结构 网络的三层结构如图。 图 网络三层结构 接入层 网络的接入层是最终用户被许可接入网络的点。 该层能通过过滤或访问控制列表提供对用户流量的进一步控制，不过该层的主要功能是为最终用户提供网络接入。 在局域网环 境中，接入层主要功能如下 ： 提供交换的带宽和第二层服务，如基于接口或 MAC 地址的 VLAN 成员资格和数据流过滤。 当然，在这一层也可以提供安全特性。 接入层主要关注通过低成本、高端口密度的设备提供的这些功能。 接入层为用户提供了接入网络的能力，接入层通过堆叠方式连接到分布层中，然后再通过分布层连接到网络的主干。 采用堆叠的方式将大大提高接入层交换机的性能同时在信息点较多的大楼能实现当地路由，从而减少网络主干的负载。 在高校校园网络中，接入层交换机包括将本地的信息点连接至骨干网络，同时因为采用了堆叠的技术，可以 使分布层和接入层合二为一，不仅简化了网络结构，同时也节省了网络投资。 西安培华学院本科毕业论文（设计） 大学校园网网络组建及 Inter 接入方案 13 分布层 网络的分布层是网络接入层和核心层之间的分界点。 分布层也帮助定义和区分网络核心层。 该层提供了边界定义，并在该处对潜在费力的数据包操作进行处理。 在局域网环境中，分布层执行最多的功能 ： （ 1） 、 VLAN 的聚合； （ 2） 、 部门级或工作组接入； （ 3） 、 广播域或多点广播域定义； （ 4） 、 VLAN 间路由； （ 5） 、 介质转换及安全等。 分布层通常是指在楼宇网络环境中将多个楼层交换机连接起来的部分，分布层一方面要求和核心层保持高速 可靠连接，另一方面是部署网络策略的重要地方。 分布交换机上行链路可以采用千兆捆绑技术实现高速骨干连接、下行为各接入层交换机提供百兆接口。 同时，分布层交换机需能实现快速交换功能、 Qos功能等其它网络策略。 根据网络的地理环境和网络需求，可以在远程区域分中心分别放置百兆端口密度较高的交换机 AVAYAP130系列可堆叠式交换机，并通过千兆光纤上连至主楼核心交换机。 核心层 核心层是局域网的主干，其主要目的是能尽快的交换数据。 网络的这个分层不应该被牵扯到费力的数据包操作或者任何减慢数据交换的处理。 应该避免在 核心层使用像访问控制列表和数据包过滤这类的功能。 核心层主要负责以下的工作 ： （ 1） 、 提供交换区块间的连接； （ 2） 、 提供到其他区块 (如服务器区块 )的访问； （ 3） 、 尽可能快地交换数据帧或数据包； （ 4） 、 多层网络设计最有效利用多种第三层业务，包括分段、负载分担和故障恢复 [8]。 层次性网络设计的指导原则 选择最适合需求的分级模型，一般情况下二、三层层次模型就可以充分满足用户的需求。 不要使网络的各层总是完全的网状的，访问层通常不必考虑为网状；分布层可以考虑部分的冗余；核心层连接最好是网状 ，其目的是考虑电路冗余和网络收敛速度的原因。 不要把终端工作站安装在主干网上，如果主干网上没有工作站，可以提高主干网的可靠性，使通信量管理和增大带宽的设计更为简单。 西安培华学院本科毕业论文（设计） 大学校园网网络组建及 Inter 接入方案 14 通过把 80%的通信流量控制本地工作组内部，从而使工作组 LAN 运行良好，这主要通过将服务器定位在工作组中适当的工作组行为来实现。 适当的层次级别使用具体的特征，这主要通过把不同的控制功能部署在不同的层次级别来实现 [9]。 局域网技术选型 决定局域网特性的主要技术有：用以传输数据的传输介质，用以连接各种设备的拓扑结构，用以共享资 源的介质访问控制方法。 这三种技术在很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应时间、吞吐率和利用率，以及网络应用等各种特性，其中最重要的是介质访问控制方法。 基于交换技术的局域网不同于传统局域网采用的共享介质访问控制技术。 以千兆网作校园网主干 千兆以太网构筑于以太网协议之上，但其速度比快速以太网增加 10 倍，达到 000Mbps或 1Gbps。 由于千兆以太网明显借助于以太网，因此用户能够利用现有的知识基础来管理和维护千兆网络。 校园网主干采用千兆技术有利于现有技术及设备的无缝迁移，避免投资浪费，更有利于 将来升级、扩展。 交换式以太网 交换式以太网 [10]是人们解决通信瓶颈问题时诞生的，它不同于传统的共享式网络。 交换式网络是一种融合技术，而不是类似于 FDDI 专用网络技术。 它提供对现有网络技术的更充分的支持。 交换网络技术是目前解决网络通信瓶颈问题的切实可行的最佳方案之一，它避免了 ETHERNET、 FDDI 的通信争用问题。 交换网络具有倍增带宽、灵活的划分网段，实现 VLAN 的特点。 使用此种技术构造网络，网络性能将主要集中在服务器一方，在以后的网络升级中，增加服务器的处理能力即可。 交换网络可以平滑的过 渡到千兆网络，且有强有力的工业支持，作为信息办公网是一种合适的选择。 将大型网络划分成小的网段，使每段拥有较少的用户，这样可解决网络的拥挤，这是交换式以太网最基本的思想。 目前数据和多媒体的应用对网络带宽的要求越来越高，而各种业务对实时性要求更高。 西安培华学院本科毕业论文（设计） 大学校园网网络组建及 Inter 接入方案 15 局域网结构分析 局域网的主干网络主要是指网络的核心交换机和核心链路。 骨干网络负责各级交换机之间的数据传送。 由于每台交换机上都与众多的客户直接相连，这样每一条主干网络链路都直接负担着数十个或更多的客户的网络流量。 所以每条主干网络链路的带宽容量直接关系到整 个网络的传输能力。 另外，主干网络的稳定性和安全性也直接影响到整个网络的安全与稳定。 局域网的接入部分直接与用户相连，每一条接入链路只负责一个用户的网络数据。 所以相对来说对带宽的要求不是很高。 但由于网络内每个用户都需要一条接入链路，所以接入部分的链路和端口数量相当巨大。 另外由于接入终端种类的多样性和接入端用户对操作的简单性要求，接入部分所采用的技术和设备应该有：使用广泛、价格低廉、操作配置简单、有很好的通用性和兼容性等特点。 三层结构在校园网中的应用 第三层交换概述 第三层交换技术因网络 设备提供商而异。 用于在子网之间交换分组的产品很多。 但是，只有两个概念性的技术被用在第三层交换机上 ： 专用方法 各个厂家的专用交换方法各有特点，但大致的原理基本是：绝大多数情况下，这些产品处理第一个分组，然后在一个分组序列中预测其余分组的目的地址。 当分组序列的目的地址。