大学校园网络系统设计

第1页页大学校园网络系统设计方案一、项目概况及需求分析１、项目概况某大学立项建设新校区数字化网络。从地理上分为分教学区、行政办公区、师生宿舍区等。教学区包括图书馆、综合教学楼、院系实验楼、科技楼等。学生宿舍区包括五栋高层学生公寓及十几栋多层学生公寓等。２、需求分析近年来，学校的教学和管理工作不断向着信息处理计算机化、信息交流网络化、信息管理数据库化、信息服务电子化方向发展。“学习使用网络，用网络进行学习”已经成为一种校园时尚。形象化、交互性的教学以及海量的教学资源，使计算机网络技术在学校管理和辅助教学、科研活动中显示出其独特的优势，校园网络的建设势在必行。校园网的建设是利用各种先进、成熟的网络技术和通信技术，采用统一的网络协议（ＴＣＰ／ＩＰ），建设一个可实现各种综合网络应用的高速计算机网络系统，将各系、办公室、图书馆、宿舍通过网络连接起来，与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ相连。建成以后的校园网，将为老师、学生提供可靠的、高速的和可管理的网络环境，提供广泛的数据资源共享、丰富便捷的网络应用（如：实时多媒体视／音频、网络远程教学、网络会议等），提供各种网络服务（如：电子邮件、文件共享、ＷＷＷ信息查询等）。第2页页二、校园网设计原则校园网的设计原则建立在充分考虑学校使用需要的基础上，力求满足整个校园网的可靠性、先进性、实用性、可兼容及可扩展性。（１）可靠性：保证系统可靠运行，关键设备应有冗余；（２）先进性：采用当今国内、国际上最先进和成熟的计算机软、硬件技术，使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术和业务发展的需要；（３）实用性：能够最大限度地满足实际工作的要求，是每个信息系统在建设过程中所必须考虑的一种系统性能，它是自动化系统对用户最基本的承诺；（４）可兼容及可扩展性：在进行方案建设时，力求做到网络结构清晰、合理并具有扩展能力；硬件配置先进、可靠，能够满足网络及软件运行的需要；系统软件安全、可靠，界面友好，易于操作和维护。为此校园网应该能达到以下具体要求：●网络具有传递语音、图形、图像等多种信息媒体功能，具备性能优越的资源共享功能；●校园网中各终端间具有快速交换功能；●中心系统交换机采用虚拟网技术，对网络用户具有分类控制功能；●对网络资源的访问提供完善的权限控制；第3页页●网络具有防止及便于捕杀病毒功能，以保证网络使用安全；●校园网与Internet网相连后，应具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客入侵网络系统；●可对接入因特网的各网络用户进行权限控制。三、设计特点根据校园网络项目，我们应该充分考虑学校的实际情况，注重设备选型的性能价格比，采用成熟可靠的技术，为学校设计成一个技术先进、灵活可用、性能优秀、可升级扩展的校园网络。考虑到学校的中长期发展规划，在网络结构、网络应用、网络管理、系统性能以及远程教学等各个方面能够适应未来的发展，最大程度地保护学校的投资。学校借助校园网的建设，可充分利用丰富的网上应用系统及教学资源，发挥网络资源共享、信息快捷、无地理限制等优势，真正把现代化管理、教育技术融入学校的日常教育与办公管理当中。学校校园网具体功能和特点如下：技术先进●采用千兆以太网技术，具有高带宽1000Mbps速率的主干，100Mbps到桌面，运行目前的各种应用系统绰绰有余，还可轻松应付将来一段时间内的应用要求，且易于升级和扩展，最大限度的保护用户投资；●网络设备选型为国际知名产品，性能稳定可靠、技术先进、产品系列全及完善的服务保证；第4页页●采用支持网络管理的交换设备，足不出户即可管理配置整个网络。网络互联：●提供国际互联网ISDN专线接入（或DDN），实现与各公共网的连接；●可扩容的远程拨号接入/拨出，共享资源、发布信息等。应用系统及教学资源丰富；●有综合网络办公系统及各个应用管理系统，实现办公自动化，管理信息化；●有以WEB数据库为中心的综合信息平台，可进行消息发布，招生广告、形象宣传、课业辅导、教案参考展示、资料查询、邮件服务及远程教学等。四、校园网设计方案１、总体规划网络规划主要考虑网络规模、网络应用、信息交换量、投资及未来的发展等因素。作为该大学新校区的校园网，网络建设的目标是千兆网主干，１００Ｍ交换、１０Ｍ／１００Ｍ自适应到桌面，并在一些数据量较大的重要场所预留千兆网接口，以便将来直接接入校园网主干交换机。１０００Ｍ带宽可以保证服务器与主干交换机之间、主干交换机与各子网交换机之间信息流的畅通无阻。（１）网络中心设在教学区的图书馆内，设配线室、配电室、第5页页中心机房、专用空调机房、网管中心等，中心交换机、服务器、电源、配线设备均放在网络中心内；在学生宿舍区的医疗中心内设网络分中心，用于汇接各学生公寓引出的光纤，与网络中心采用单模光纤连接；（２）网络系统采用客户机／服务器网络体系，星形拓扑结构，１０００Ｍ高速以太网。整个网络快速、安全、可靠，并具有较好的运行性能、容错能力以及良好的扩充性和二次开发能力。２、主机系统设计（服务器硬件型号及配置省略）（1）WebServer、DNS服务器Ｗｅｂ服务器能把图文信息组织成分布式的超文本，并用信息指针指向存有相关信息的服务器，使用户可以方便地访问这些信息。当网上用户增多时，网络访问很频繁，通信量很大，随机性强。作为全校的通讯枢纽，需要配备高性能的服务器设备，主要的需求是高性能的ＣＰＵ、ＳＭＰ体系结构、高速Ｉ／Ｏ通道和网络通道。域名服务器ＤＮＳ是一个分布式系统，各地名字服务器管理下属主机和子域，并由高一级名字服务器监管，但每个域至少需要配备一台以上的名字服务器。ＤＮＳ数据量不大，但访问频繁。（2）E-mail服务器电子邮件服务器是校园网为用户提供的基本服务之一，主要用于与远地用户联系，包括邮件网关和邮件服务器。需要较大的硬盘，但对访问速度不敏感，而且，电子邮件服务对服务器工作第6页页的连续性要求很高，服务器一旦关机，用户则无法收发邮件。（3）SQLServer6.5服务器数据库服务器通常要求具有高效的处理速度、较大的内存和磁盘空间、快速的Ｉ／Ｏ系统和网络界面，较高的可靠性，完善的系统备份功能和较好的可扩充性能。（4）ProxyServer/计费服务器Ｐｒｏｘｙｓｅｒｖｅｒ是连接校园网和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ之间的桥梁，对于来自Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的访问者，它是一道防火墙，将提供基于ＩＰ地址、用户口令、服务端口等各种机制的访问限制。另外，ＰｒｏｘｙＳｅｒｖｅｒ对于内部经常访问的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ资源，能够缓存而且能够自动更新，一则加快了访问速度，二则节约了对Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的访问费用。学校能够利用计费功能对网络资源的使用者、使用时间进行有效地控制。３、网络结构系统设计（1）设备选型：主要网络设备--路由器的选择原则按照连接方式的不同，路由器可以分为直连路由和非直连路由，由路由器各网络接口所直连的网络之间使用直连路由进行通信。如果要实现两个局域网的点到点连接，可以选用直连路由，该路由器配置操作简单，特别适合没有专门网管人员的院系，因为该类型的路由在配置完路由器网络接口的IP地址后自动生成的，而不再需要其他复杂的配置。如果组建的局域网是和其他许第7页页多局域网进行互联，此时就必须选择使用非直连路由。非直连路由是指人工配置的静态路由或通过运行动态路由协议而获得的动态路由。其中静态路由比动态路由具有更高的可操作性和安全性。路由器设备的端口选择也是很重要的，常见的路由器端口至少应包含局域网端口和广域网端口各一个。广域网接口主要包括同步并口和异步串口之分，大部分路由器同时具备这两种端口，具体主要有E1/T1、E3/T3、DS3、通用串行口（可转换成X.21DTE/DCE、V.35DTE/DCE、RS232DTE/DCE、RS449DTE/DCE、EIA530DTE）ATM接口、POS接口等网络接口。设备的选择主要考虑品牌、产品型号、产品配置方式等方面的合理性。网络设备现阶段以国外品牌为主，分为ＣＩＳＣＯ、３ＣＯＭ等，此两家网络界巨头占据了大部分的网络设备市场份额，并且都具有很全面的产品线。以ＣＩＳＣＯ为例加以说明。（2）设备选型：中心交换机的选择原则从传输介质和传输速度上看，局域网交换机可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多种，这些交换机分别适用于以太网、快速以太网、FDDI、ATM和令牌环网等环境。按照最广泛的普通分类方法，局域网交换机可以分为桌面型交换机（DesktopSwitch）、组型交换机（WorkgroupSwitch）和校园网交换机（CampusSwitch）三类。根据架构特点，还将局域网交换机分为机架式、带扩展槽固第8页页定配置式、不带扩展槽固定配置式3种产品。设备的选择主要考虑品牌、产品型号、产品配置方式等方面的合理性。网络设备现阶段以国外品牌为主，分为ＣＩＳＣＯ、３ＣＯＭ等，ＣＩＳＣＯ的产品线很多，适合千兆网主干的产品有４０００系列、５０００系列、６０００系列、８０００系列等。该大学的网络系统需要在可靠性、扩充能力等方面具有很好和很好的网络交换性能，但不能支持多层交换，所以不能满足需要；５０００系列推出很早，是一个成熟稳定的产品，其交换性能和对新型技术的兼容能力要逊色一些，它也不是本次校园网设计首选；６０００系列从性能、技术都能满足校园网的需要，而８０００系列由于具有更高要求的关键企业的关键应用，对用户而言性能价格比不如６０００，因此本次设计选用６０００系列作为校园网的中心交换机。A．６０００系列中心交换机的主要性能：３２Ｇｂｐｓ的底板带宽；１５Ｍｐｐｓ的多层交换；６个插槽，但最多可有２４０个用户插槽；B．支持模板８端口千兆位以太网；２４端口１００ＦＸ以太网；第9页页C．多层交换机模块设计在网络中心选用一台Ｃｉｓｃｏ６５０９中心交换机，配置一个热冗余电源、一块交换引擎、一块多层交换模块、两块８端口千兆网端口、由于交换引擎上还具有２个千兆口，因此设备具有１８个可用的千兆口，主干交换机上还配置一块４８端口１０／１００自适应端口，方便连接机房及本层的终端。D．服务器与主干交换机采用千兆网连接。E．网管工作站利用链路聚集技术采用４条１００Ｍ接入主干交换机的１００Ｍ端口，端口设置为全双工，实现全双工８００Ｍ连接主干。（3）校园各子网设计A．教学子网：校园网建网的目的之一是利用计算机网络实现多媒体教学。在教学过程中，大量传送的是文本、图像和部分视频等数据，对速度要求较高，所以设计时推荐所有教学用端口全部采用交换式１００Ｍ以太网口；B．办公子网：办公子网主要面向学校的各级领导以及各职能部门，办公计算机所实现的功能主要是对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作。只有网络数据传输快，才能更好地提高办公效率。同时，办公计算机应该能够达到支持视频传送的要求。鉴于办公子网将支持视频功能，设计推荐采用交换式１００Ｍ端口；C．图书馆子网：图书馆从应用来说是一个相对独立的系统，第10页页因此设计时在图书馆设图书馆网络分中心，配置了一台Ｃｉｓｃｏ６００６中心交换机、海量存储器、所需的服务器以及若干查询终端。这个系统主要用于教师及学生对图书及目录的查找以及图书管理。图书馆的服务器和交换机通过１０００Ｍ交换口连入校园网，图书管理员办公计算机和各个查询终端采用１００Ｍ交换端口；D．实验室子网：对网络的流量和稳定性等方面要求相对比较高，因此设计配置一台Ｃｉｓｃｏ６００６中心交换机、教师备课服务器，电子查询阅览服务器。主要用于各个科研项目的实施和实验性的测试。对于实际应用的需求来说，在实际的设备配置上应该适当的增加和完善，以跟上实际发展的需要。E．宿舍区及后勤子网：宿舍区子网即在学生宿舍内部联网，学生可以直接浏览学校发布的信息及查阅一些电子文档，也可以在宿舍接收老师的远程教学，后勤子网主要为食堂提供售饭一卡通计费系统等，由于宿舍区覆盖范围较广，故在宿舍区设一个网络分中心，以减少至网络中心的光纤数量。在宿舍区网络分中心内配置一台Ｃｉｓｃｏ３５０８中心交换机，并通过光纤与网络中心直接相连。在设计的各子网的交换机时，通过整个网管系统将各个子网划分在不同的虚拟子网中，这