某大学校园网解决方案

山西师范大学校园网（三期工程）解决方案内容提要：本方案简要分析了山西师范大学校园网建设现状和需求特点，简要说明了校园网设计的原则，项目三期工程建设目标、实现的功能、项目建设指导方针以及项目技术要求。然后，依据高师院校网络应用的需求和锐捷产品自身特色，详细论述了山西师范大学校园网（三期工程）解决方案。包括：主干网设计、分校局域网设计、三校区网络互联设计、网络中心设计、住宅楼局域网设计、教学区无线上网设计、图书馆网络设计、逻辑拓扑结构设计、安全接入和灵活计费和网络管理与防病毒系统等内容。方案最后，给出了校园网通信平台整体解决方案的所需设备的配置列表。本方案是一个依据用户需求，利用锐捷成熟、适用、实用、好用、够用的产品与技术设计的校园网整体解决方案。充分体现了以网络、多媒体为特征的现代信息技术，对高校数字化教学与管理的支撑。是一个实用、好用、够用、安全、可靠、经济的方案。方案目录：1.网络建设现状22.需求特点描述22.1网络通信平台22.2网络资源平台22.3网络管理平台23.设计原则23.1良好的开放性和可扩展性33.2校园网软件平台的针对性33.3高度的安全性和可靠性34.整体解决方案34.1项目建设目标34.2项目实现功能34.3项目指导方针44.4项目技术要求44.5网络总体方案设计54.5.1主干网设计54.5.2分校局域网设计64.5.3三校区网络互联设计64.5.4网络中心设计64.5.5住宅楼局域网设计74.5.6教学区无线上网设计84.5.7图书馆网络设计84.5.8逻辑拓扑结构设计94.5.9安全接入和灵活计费104.5.10网络管理与防病毒系统104.6网络通信平台设备配置125.方案特点13山西师范大学校园网（三期工程）解决方案21世纪人类全面进入信息化时代，教育正在走向数字化、信息化。计算机、网络、多媒体技术已被越来越多的学校采用，成为教育教学的支撑技术。教育技术的现代化正在改变着教学手段、教学方法，必将带来教学内容、教学观念的更新，教育教学改革势在必行。因此，越来越多的学校对校园网建设跃跃欲试，希望藉此一步跨入数字时代。1.网络建设现状山西师大从1997年3月开始建设网络信息中心，到今日已建成连接学校三个校区教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、教职工部分住宅楼的大中型园区网络。光缆连接的教学楼、办公楼、实验楼和教工宿舍楼共22栋，敷设楼内信息点825个，连接入网的计算机超过1000台（含网络机房）。校园主干网1Gbps到主结点楼，10/100Mbps到桌面，连接到CERNET山西主节点（太原）的速率为2Mbps。目前校园网上有多种电子刊物，开设了20个栏目，教学管理软件、办公自动化及部分管理软件已在网上运行。2001年3月学校与CISCO合作建立了CISCO网络技术学院，5月连接了中国教育宽带卫星网。现有的16个多媒体视听教室，可以满足硕士生课程和本科生部分课程多媒体教学的需求。2.需求特点描述虽说山西师大已具备了校园数字化教学与管理基本条件，但从网络基础平台和数字化学习平台的建设与应用方面还存在着以下一些问题与需求：2.1网络通信平台网络通信平台采用三层体系架构。核心层设备只有一台Catalyst4006，20余个子网（VLAN）间信息通信在高峰期Catalyst4006第三层交换显得力不从心；数据链路层采用非冗余设计，存在单点故障；接入交换机带风扇，在家属楼接入点运行有噪音。教工住宅楼网络覆盖还有60%的需求，学生宿舍楼网络连接仍为空白。2.2网络资源平台网络资源平台建设目前主要集中在网络信息中心、图书馆、教务处、教育技术学院等部门。现存在网络化学习资源不够多、资源利用不足及如何正确、充分利用信息技术为教育教学改革服务等问题。2.3网络管理平台网络管理平台一般包括：配置管理、安全管理、性能管理、故障管理、计费管理等内容。由于财力状况，目前主要侧重网络的安全管理和计费管理。随着网络规模的扩大和网络用户的增多，需要建构一个统一、安全、可靠、方便的网络管理平台，除了安全管理和计费管理外，配置管理、性能管理和故障管理也是亟待解决的问题。3.设计原则本方案根据山西师大校园网的现状和进一步的需求目标、特点及实现的功能与技术要求，对总体方案的设计、锐捷网络设备选型、采用的技术路线及工程实施的过程，均充分考虑了项目方案的实用性、经济性、先进性及可扩展性（保护现有投资，可平滑升级）。尤其注重了网络设备的安全可靠、易维护、易操作。突出了计算机、网络及多媒体技术对教育过程的实用与好用，综合考虑了项目中各子系统相对独立性与关联性，方案设计能够体现出其1+12的效果。具体的实施原则如下：3.1良好的开放性和可扩展性校园网络应具有的开放性，这种开放性依靠标准化实现，使符合标准的计算机系统很容易进行网络的互连。因此在网络建设中，网络体系结构和通信协议应选择广泛使用的国际标准，使得校园网成为一个完全开放式的网络环境。在校园网络平台建设中，尽量采取成熟先进的网络技术，统一的网络标准和主流的网络设备，使得网络结构更易于扩展、升级和维护。3.2校园网软件平台的针对性校园网的应用和服务的对象是学校的教师、学生。这就要求校园网软件平台的建设应以教学为核心，建立起一个在技术上具有先进性，在教学过程的各阶段应用上具有灵活性、多样性和针对性的数字化校园网。3.3高度的安全性和可靠性对于网络系统，应确保系统运行可靠，对关键部位提供容错能力，同时建立完善的安全管理体系。3.4经济实用性盲目地追求技术，会建成一个不稳定、不成熟产品的实验台。单纯高性能，只会带来难以承受的高额投资。所以，网络系统建设应采用成熟、适用、实用、好用的技术，力争以最小的投资得到最大的满足。4.整体解决方案4.1项目建设目标山西师大校园网第三期工程建设目标是：采用100Mbps/1000Mbps光钎交换网络实现三个校区内部高速互联，光缆连接全校80%楼宇（教学区、住宅区），增加信息点1600个。三个校区网络互连采用10Mbps单模光钎接口，三个校区内全面采用10/100/1000Mbps交换技术，将学校的各种PC机、服务器、终端设备和局域网连接起来，整合现有的网络资源，改善与Internet/Cernet相连的网络性能。构建一个以计算机多层交换网络为框架，以网络基本应用、计算机多媒体辅助教学、电子化图书馆、教学管理办公自动化为平台的校园网，并逐步形成数字化校园网络。4.2项目实现功能（1）办公自动化基于Web综合管理信息系统，提供行政、人事、学籍、教学、后勤、财务管理、公文收发管理、教师档案管理、学生档案管理、科技档案管理等，使学校日常办公无纸化，减少办公开支，提高办公效率。（2）网络多媒体教学将计算机多媒体视听引入课堂教学，使声音、图像、动画的普遍采用可以大大提高教学效果，使每一节课都能够得到有效的作用。（3）学生自主学习针对不同的学生，提供不同的教学内容，采取不同的教学手段。主要采用基于VOD、WEB及FTP的课件、光盘软件、Internet资源，学生可以根据自己的需要自由选择所需内容。（4）电子图书馆基于Web的图书音像资料供学生随时阅读，并与Internet连接，使图书馆得到进一步拓展，使学生能够得到近乎无限的网上资源。（5）电子邮件电子邮件是Internet上的一个最重要的应用，将为每一位教师和学生开设一个电子邮件账号，利用电子邮件学生可以和老师、同学及家长进行交流，同时也可以和国内外等地学校的学生进行交流。（6）远程教育实现校内外连通，师生在线、交互式学习、辅导、测验等功能。（7）校园一卡通工程利用IC卡易于管理的特性，结合校园网络，轻松实现学期注册、考试、教务管理，机房上机管理，食堂餐饮管理，图书借阅管理等多种IC卡应用，从而为学校开源节流、降低管理费用。（8）校园移动计算采用有线和无线网络混合建构，方便学生、老师移动上网学习和办公。4.3项目指导方针现代教育过程的四要素为：教师、学生、教学内容及教育技术。以计算机、网络、多媒体集成的现代教育技术，对教育过程的支持，随着教育信息化的发展，显得越来越重要。因此，项目建设的指导方针为：（1）以应用为主，为校领导决策、业务管理、教学保障和管理提供服务；（2）采用成熟先进的技术，实用、够用，又留有发展余地；（3）统一标准，逐步建设，充分考虑四期工程规划及网络的扩展性；（4）充分重视网络系统和信息的安全；（5）在限定的时间和要求内，降低费用的支出，提高系统的性能价格比；（6）组织各方面的力量，网络通信系统、网络资源系统同步建设；（7）络驾驶员队伍建设、加强培训，力争“路”、“车”、“货”的建设与“驾驶员”的培养同步发展。4.4项目技术要求（1）采用先进成熟的网络技术；（2）统一技术规范、标准和方案，统一设备选性，统一组织实施；（3）网络系统采用三层架构，采用TCP/IP协议栈，采用统一的客户端应用软件；（4）网络系统采用全交换网络，主干1000Mbps，核心层、汇聚层采用冗余连接，10/100Mbps自适应到房间或桌面，住宅楼局域网采用静音设计；（5）网络系统按部门、业务划分VLAN，网络多层交换采用802.1Q虚拟干道协议、802.1D生成树协议、802.1X认证协议和802.1P优先队列排序；（6）网络综合布线采用EIA/TIA568B、EIA/TIA569、TSB36、TSB40等标准施工；（7）网络系统必须满足标准化的要求，以实现开放性、可扩展性；（8）重要部件、文挡要有备份，保证系统365天×24小时运转；（9）重视数据的安全与保密，建立完善的网络安全管理系统。4.5网络总体方案设计4.5.1主干网设计校园网是各种应用的统一通信平台，平均无故障时间以及故障恢复时间，要保持在一个可容忍的许可范围之内。在这种前提下，主干设备应有一定的冗余度，这种冗余度不单只是设备级的，也应该考虑物理线路，数据链路层、网络层以及应用层的容错能力。该主干网在方案上有二个重点：主干网技术策略；主干交换机的基本要求。主干网技术的基本要求可概括为：千兆传输距离550m以内采用50/125多模光缆；千兆传输距离大于550m、小于5000m采用9/125单模光缆；百兆传输距离2000m以内采用50/125多模光缆；百兆传输距离大于2000m采用9/125单模光缆。主干交换机的基本要求可概括为：机箱式结构，便于扩展；支持多种网络方式，如快速以太网、千兆以太网等；高性能，高背板带宽及中心交换吞吐量；支持第二/三层交换，支持各种IP应用；高可靠性设计，如多电源/管理模块、热插拔；丰富的可管理能力等。一校区整个主干网以校园网络中心的主机房（主配线间1）、图书馆的主机房（主配线间2）为双中心节点，向外辐射。通过各部门、单位等多个建主楼节点构成主干网。中心节点机房配置锐捷S4900高档交换机可作为主干网的核心交换机。为实现网络动态管理和虚拟局域网，在中心节点交换机上配置第三层交换模块和网络监控模块。考虑到教务处（设置在办公楼）、现代教育技术中心（设置在4号教学楼）也是校园网的信息资源分中心，可采用锐捷S2024M（配置M2040三层交换引擎）交换机与校园网双中心的锐捷S4900连接，以实现主干通道信息传输的负载均衡。教学楼、办公楼、科学楼采用堆叠式交换机S2024M和S2024，以保证建筑楼信息点对交换机端口密度的要求和网络性能与可靠性的要求。成人教育学院、研究生公寓、教工住宅楼采用S2800模块化汇聚交换机，下连其他楼宇（网络接入层）。主干各节点（核心层交换机和汇聚层交换机）采用1000Mbps（单模1000BASE-LX、多模1000BASE-SX）连接，服务器采用双网卡链路聚合200Mbps连接或1000Mbps(1000BASE-TX)连接。如图1所示。4.5.2分校局域网设计山西师大二、三校园区内各单位/工作组的局域网的技术及产品选择，可依据各单位不同的规模与应用要求采用以下方式：采用支持802.1Q、802.1D、802.1X和802.1P的10Mbps/100Mbps以太网交换机，交换机的数量依据用户端口数、可靠性及网管要求配置网络