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11、绪论进入二十一世纪，全世界正在掀起全球信息化的浪潮，世界各国都把推进信息化进程，发展信息产业作为推动本国经济发展的新动力。信息化已是世界各国发展经济的共同选择，信息化程度已成为衡量一个国家和地区现代化水平的重要标志。作为改革开放的中国，我们也已经紧跟这股浪潮正在进行一场信息革命。计算机技术、通信技术、信息技术很快地深入到我们生活的各个方面，随着新技术的应用和普及，这场全球性的信息化浪潮正深刻地改变着人们的传统观念、生活方式乃至整个社会的产业结构和社会结构，这同时我们也在生活和工作中体验到了新技术带给我们的种种便利。随着计算机网络技术的飞速发展，计算机软件也日新月异与日益成熟。22、网络设计目标与原则2.1设计目标（1）满足学校教育对信息化建设不断增长的需求，开展计算机辅助教学和建立网上学校。（2）为教职工对外联系交流、查询、网络教学创造条件，通过网络密切与国内外的学术联系，提高学校的教学、科研水平。使他们能够接触丰富的信息资源和最新科技成果，成为适应二十一世纪需要的高科技人才；（3）使外界了解学校的改革发展情况和有关的规章、制度。向社会发布招生、以及教学经验的信息（4）建立基于网络的各种信息管理系统，实现校园教学和办公自动化及无纸办公。2.1.1教学方面利用现代化的技术设备和多媒体的教学手段形象直观地进行教学讲解，能增强学生的学习兴趣和理解水平，从而提高教学质量和学生品质，促进教育水平提高；提供高速、方便的信息交流和资源共享等手段；提供远比书本知识更为广泛的内容，扩大学生与外界的联系，开阔视野，增进交流；发展远程教育，克服地域和学校规模的限制，适宜于有分支的教育机构实现资源共享。2.1.2管理方面统一管理学校资源，如学生档案、教学资料、考试成绩、各种器材等；实现办公自动化，增强各部门协调能力，提高工作效率。其他方面还可以管理学校财务，各商店的收费，图书馆借、还书的记录，食堂刷卡收费管理以及老师上、下班情况的管理2.2项目设计原则在校园网的组建过程中，技术先进性、产品可靠性、系统可管理性和可扩展性都是网络设计者必须考虑的因素。但是，学校教育经费相对紧张，如何充分利用有限投资，在保证网络先进性的前提下，选用性能价格比最好的设备，是各个学校特别关心的问题。为此，校园网建设应该注意的三项原则。2.2.1基本原则3首先，校园主干宜采用具有第三层交换功能的千兆位以太网，以满足广大用户的各种要求。其次，网络支持IP多播（Multicast）、服务质量（QoS）或服务类型(CoS)，以满足远程教育的需求。最后，支持虚拟网络（VLAN）功能。2.2.2设计原则1、先进性以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音、视频等多媒体应用，用基于交换的技术替代传统的基于路由的技术。2、标准化和开放性网络协议符合ISO或IEEE、ITU-T、ANSI等制定的标准，并采用符合国际和国家标准的网络设备。3、可靠性和可用性选用高可靠的产品和技术，充分考虑系统运行时的应变能力和容错能力，确保整个系统的安全与可靠。4、灵活性和兼容性选用符合国际发展潮流的标准软件技术，保证系统具备较强的可靠性、可扩展性和升级性，确保系统能够与现有各厂商的网络设备、小型机、工作站、服务器和微机的互连。5、实用性和经济性兼顾网络的实用性和经济性，着眼于学校的近期目标和长远发展规划，利用有限的投资构造性能价格比最高的网络系统。6、安全性和保密性接入Internet时，保证网上信息和各种应用系统的安全。7、扩展性和升级能力支持多种网络协议、多种高层协议和多媒体应用。网络的构造设计应具有良好的可扩展性和升级能力，以备将来进行网络升级扩展时能保护现有的投资。8、可管理性网络管理基于SNMP，支持RMON和RMON2以及标准的MIB，能够利用图形化的管理界面和简捷的操作方式，合理地进行网络规划，并提供强大的网络管理功能。一体化的网络管理功能将使网络的日常维护和操作变得直观、便捷和高效。2.2.3、选型原则随着技术的进步，各种应用对网络带宽的要求越来越高。在目前的校园网建设中，主干网应选择千兆以太网，10M/100Mbps自适应或10Mbps交换到桌面。43、需求分析3.1网络需求分析为提高网络可靠性及安全性，需要在主干网采用光纤布线。校园网应实现虚拟局域网（VLAN）的功能，以保证全网的良好性能及网络安全性。主干网交换机应具有很高的包交换速度，整个网络应具有高速的三层交换功能。主干网络应该采用成熟的、可靠的快速以太网和千兆位以太网技术作为校园网主干。校园网应选用先进的网管软件，建立完善的网络管理体系。在设备方面，应选择有校园网成功案例的网络厂商的设备，同时为Internet、拨号用户和移动用户提供接口，网络还应具有良好的扩展性。----根据校园网的实际需求及用户的投资承受力，对校园网网络系统的需求分析如下：3.1.1主干网类型从目前校园网应用的情况来看，校园网主要的性能受到交换机包交换能力的影响；从网络传输性能来看，ATM应用还不够成熟，而快速以太网和千兆位以太网因其具有性能可靠、符合国际标准、可支持设备多、易扩充等特点，因此采用100/1000Mbps以太网作为校园网光纤主干是性能/价格比最高的选择。----为了充分发挥校园网主服务器群的作用，采用高速线路与服务器连接（千兆位以太网），从而保证了服务器具有足够的带宽为网络上的用户提供良好的服务性能。3.1.2主干网交换机由于校园网的主干网承担了整个学校的网络包交换、子网划分、网络管理等重要任务，因此应采用具有三层路由功能、包交换性能高的交换机作为主干网的节点机，它们分别分布在计算中心、网络管理中心、第二理科楼，图书馆和教学楼。主交换机需采用数据吞吐能力不低于7Gbps的交换机，以便使网络系统的中心交换能力有可靠保证。3.1.3软、硬件需求硬件是架构校园网的基础,选择硬件产品时，需要选择兼容性好、扩展性强的设备，并且在选择过程中综合设备的性能价格等多方面的因素，而且该设备厂家必须能够提供良好的售前及售后服务，解除用户的后顾之忧。比如对中心设备一定要采用性能稳定、功能强大、安全的网络设备，服务器等存储设备也要5采用高性能设备；还有在特定区域，如象图书馆等可能有大文件、图片等数据需要传输的地方也要应用性能较好的设备。软件包括系统和管理两种，学校应根据自身考虑来选择适合自己的软件。3.1.4资源需求校园网资源建设是校园网最重要的组成部分，它的类型与功能是校园网区别于其他企业网的重要特征，对校园资源的分析是我们建设校园网的出发点，也是一个校园真正的需求所在，应用策略也要根据这方面的需求来选择。比如vlan的划分需要根据内部资源来定，安全问题则是外部资源需求要重点考虑的问题。3.2应用需求分析3.2.1信息流分析在校园网中发生的信息流主要包括三个部分：教学过程信息流和管理过程信息流和Internet信息流。教学过程数据流大多为多媒体数据，包括高质量的图像、图形、数据、实时话音和视频流传输等。管理过程信息流包括：教学教务管理信息流和行政办公信息流。教学教务管理信息流通过在校园网上运行的综合信息管理系统，学校的教学管理和日常的管理实现办公自动化，如学生学籍管理、课程安排、人事管理、财务管理、固定资产管理等，同时可在网上进行信息发布。Internet信息流主要建立在宽带、结构简化、综合业务应用齐全的IP基础网上或区域教育城域网上，提供教育城域网或广域网资源信息的传递和共享。此类数据流为载有语音、数据和视频信息的IP流。3.2.2应用业务分析中小学校园网络作为一种在中小学应用的局域网，有其特定含义和应用范畴，概括起来有四个方面的典型应用：校园网是为学生学习活动服务的，是一种学习工具。校园网不但是学生与他人之间的交流工具，同时也是学习资源（教学资源库）的提供者，有利于学生进行探索式学习和协作学习。校园网是为教师的教学、科研活动和培训服务的，如提供教学资源、辅助教师备课，参与课堂教学活动和支持教师再学习活动等。校园网是为学校教育教学管理服务的，如辅助学校的教学教务管理、学生学籍管理、人事档案管理、财产管理等。校园网是沟通学校与外界的窗口，利用校园网既可以从校外获取各种教育信息，也可以向外发布各种教育信息。6网络应用统计表应用名称应用类型是否为新应用重要性备注InternetExplorer网络浏览是重要OA办公办公自动化是重要收发邮件电子邮件是重要传真Internet传真是重要数据共享数据访问／更新是重要文件共享文件传输／访问是重要学生考勤人力资源管理是非常重要远程教学教育是非常重要3.2.3用户需求分析应用范围广：应用的广度和深度空前广泛和深刻应用方便：当代网络的设计集中体现了人性化的设计，外形美观大方，操作简单，管理有效，使用灵活方便。易于扩展：当代网络应用的方式和规模呈现出一种跳跃性扩展，网络拓扑结构和网络策略方案设计必须是模块和设计，提供易于扩展的功能。多媒体校园网已超出了传统局域网能覆盖的范围，涉及到局域网互连技术，网络层次较多。职能不同的部门分布在不同的地理位置上，需进行子网划分，以便于管理。多媒体校园网采用星型拓扑结构。核心是主干网，周围是各个子网，子网向下连接工作组网，工作组网向下再接基层网段。计算机根据功能和配置的情况，可以连接到不同的网络层次。主干网必须有大的带宽和很强的中心交换处理能力。子网相对独立，在主干网会接处形成字网边界。支持远程访问。多媒体校园网络的整体功能模块包括：多媒体教室，多功能演播厅，电子阅览室，电子备课系统(可选)，VOD点播系统(可选)，多媒体校园网管理办公系统。在已建成的多媒体校园网络上，师生们可以畅游互联网，获取源源不断的教学资源，进行信息交流，学生可以进入丰富的多媒体课堂；还可以实现本校的7教学管理；利用多媒体校园网平台上共享的各种资源进行多媒体电子备课等教学服务。方谷中学信息点分布与应用：建筑物归属部门信息点主要应用教学楼电子阅览室60电子查阅，internet服务电脑机房100资料查阅，internet服务，资源共享多媒体教室40internet服务，资源共享办公楼教职所80资源共享，internet服务，OA办公教务处50人力资源管理，internet服务，OA办公行政处20资源共享，internet服务科研楼研发部20软件应用与开发，OA办公，资源共享，internet服务学生宿舍学生部100资源共享、internet服务等食堂后勤处20internet服务3.3功能需求资源共享功能：网络的各个桌面用户可共享数据库、共享打印机，实现办公自动化系统中的各功能。通信服务功能：最终用户通过广域网连接可以收发电子邮件、实现Web应用、接入互联网、进行安全的广域网访问。多媒体功能：支持多媒体组播，具有卓越的服务质量保证功能。远程VPN拨入访问功能：84、总体设计4.1系统拓扑结构方谷中学校园网由网控中心、主干网和各楼内的网络组成。整个校园网采用全星型结构,为快速交换以太网,网控中心设在学校总办公大楼二楼,主干网传输介质采用光纤链路,通过光缆将教学和办公楼群与校园主干网相联。如下图:Internet防火墙E-mailSwitchWebFTP光纤链路百兆链路千兆链路十兆链路94.2IP规划与VLANVLAN技术允许将一个网络的物理的LAN逻辑划分成不同的广播域。一个VLAN内部的广播和单播流量被限制在本VLAN之内，不会转发到其他VLAN中，这有助于控制流量、简化网络管理、提高网络的安全性。VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLANID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，是一种比较成熟企业组网规范，在本案例中我们可以利用它划小网络特点，我们可以进一步监控网络，就算IP冲突产生，也轻易知道它发生在哪个部门（若VLAN划分以部门为依据）方谷中学校园网VLAN及IP规划表VLAN子网名称IP范围网关物理位置1系统管理192.168.1.0~253192.168.1.254网络中心2网