某大学校园网设计方案

1目录第一章用户需求分析............................................................4第二章网络规划................................................................8第1节ATM................................................................14第2节QoS................................................................15第三章网络设计方案...........................................................17第四章网络架构中的产品定型...................................................24第五章公司背景及管理服务纲要.................................................532目录绪论学校的背景与国际网络技术的发展趋势学校的背景某大学是一所极具现代意识、以现代化教学为特色的民办学校。为了更好地使用电脑这一现代化的高科技产物，使其在教学、管理等方面发挥应有的作用，学校计划在校内建立校园网并与国际互连网（Internet）相连。根据学校的要求，我们按照“统一规划、分布实施、讲究实效、安全可靠”的原则，进行硅湖大学校园网综合系统设计，以满足校园内计算机系统的需要。3学校校园网建成后，将发挥以下作用：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，并将计算机引入教学、科研、管理和学习等各个领域。改善学校教学科研、管理和学习环境，提高其水平。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，有利于培养面向世界、面向未来的高层次人才。校园网设计主导：1．“度身定制”对用户的需求进行了定量分析。站在用户的立场上为用户“度身定制”出这个网络方案。2．“素质教育与Intel先进技术的完美结合”4采用Intel全线产品，从主交换机到服务器，从网络集线器到CPU，从多媒体教学软件到网络管理软件。真正实现了“现代化素质教育与Intel先进技术的完美结合”。３．“精打细算”选用产品应具有最佳性价比，不论是在Intel全线产品中，还是与其它品牌相比较。第一章用户需求分析1.1.1校园网应提供如下功能：（1）连接校内所有教学楼、实验室、办公楼中的PC。（2）同时支持约600用户浏览Internet。（3）提供丰富的网络服务，实现广泛的软件，硬件资源共享，包括：（A）提供基本的Internet网络服务功能：如电子邮件、文件传输、远程登录、新闻组讨论、电子公告牌、域名服务等。5（B）提供校内各个管理机构的办公自动化：提供财务查询，报账服务。提供受存取权控制的文件、档案查询服务。提供贵重设备仪器及其它设备信息的管理服务。提供各学科专业资料数据库服务。提供学校自己的管理信息系统（MIS）。（C）提供图书，文献查询与检索服务，增强校图书馆信息自动化能力。（D）全校共享软件库服务，避免重复投资，发挥最大效益。（E）提供CAI教学和科研的便利条件。（F）经广域网接口，提供国内外计算机系统的互连，为国际间的信息交流和科研合作，为学校快速获得最新教学成果及技术合作等创造良好的信息通路。校园网对主机系统的主要要求：主机系统应采用国际上较新的主流技术，并具有良好的向后扩展能力；6主机系统应具有高的可靠性，能长时间连续工作，并有容错措施；支持通用大型数据库，如SQL、Oracle等；具有广泛的软件支持，软件兼容性好，并支持多种传输协议；能与Internet互联，可提供互联网的应用，如浏览服务、FTP文件传输服务、E-mail电子邮件服务、NEWS新闻组讨论等服务；支持SNMP网络管理协议，具有良好的可管理性和可维护性；1.1.3校园网络系统设计方案应满足如下要求：网络方案应采用成熟的技术，并尽可能采用先进的技术；采用国际统一标准，以拥有广泛的支持厂商，最大限度的采用同一厂家的产品；方案应合理分配带宽，使用户不受网上“塞车”的影响；应充分考虑未来可能的应用，如桌面将承受大型应用软件和多媒体传输需求的压力；该网络方案要具有高扩展性。能为用户未来数目的扩展具有调整、扩充的手段和方法；该网络应是面向连接的，能够实现虚拟网（VLAN）连接；7考虑对用户现有网络的平滑过度，使学校现有陈旧设备尽量保持较好的利用价值；1.1.4校园网对网络设备的要求：高性能；所有网络设备都应足够的吞吐量；高可靠性和高可用性；应考虑多种容错技术；可管理性；所有网络设备均可用适当的网管软件进行监控、管理和设置；采用国际统一的标准；1.1.5系统集成所共同遵循的设计原则：本着实用的原则，尽量使用成熟先进的平台软件，以缩短教学课件的开发周期；采用分布式的结构，以便于开发和维护；采用集群解决方案，以保证连续工作；为保证网络速度而采用高的带宽；8追求最高的性能价格比。1.1.6系统集成所共同追求的设计目标：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Internet上的标准协议--TCP/IP协议，提供校园内部及面向全球的服务、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；最后，它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。第二章网络规划目前各主流网络结构概述92.1.1以太网和快速以太网：快速以太网实际上是10Mbps以太网的100Mbps版本，所以它的运行速度要比10Mbps以太网快十倍。在用户已经很熟悉传统以太网的情况下，快速以太网相对其他高速网络技术更容易被掌握和接受，它可以应用在共享式和主干环境下，提供高带宽的共享式网络或主干连接，同时也可以应用在交换式环境下，提供优异的服务质量(QoS)。快速以太网与传统的以太网技术相似，毋庸赘言，此外它还具备以下优点：①快速以太网和普通以太网同样遵循CSMA/CD协议，现有的10BaseT网络设备可以相当简便地升级到快速以太网，保护用户原有的投资，与其它新型网络技术相比，更方便地使现有的10MbpsLAN无缝连接到100MbpsLAN上。②100BaseT集线器和网络接口卡，只需要比10BaseT同样的设备多花少量费用就可提供比普通以太网高10倍的性能。因此，100BaseT具备较高的性能价格比。10③快速以太网(100BaseT)已得到IEEE任命标准为802.3u，并得到了所有的主流网络厂商的支持。2.1.3千兆以太网技术千兆以太网是相当成功的10Mbps以太网和100Mbps快速以太网连接标准的扩展。IEEE已批准千兆位以太网工程IEEE802.3z。千兆位以太网和已充分建立的以太网与快速以太网的节点完全匹配。最初的以太网规范由帧格式定义，且支持CSMA/CD协议、全双工、流控制和由IEEE802.3标准定义的管理项目，千兆位以太网将使用所有这些规范。总之，千兆位以太网和管理员以前使用和了解的以太网相同，所不同是仅仅是比快速以太网快十倍和它与当前的高带宽需求应用程序相协调的额外特性，而且和11日益增强的服务器和台式计算机的功能相匹配。我们可以看到主干和各网段及桌面已实现了无缝结合，网络管理变得不再让用户望而生畏。2.2网络总体规划:综上所述，我公司建议采用千兆位以太网网络方案，理由如下：对于主干应用程序，ATM仍有吸引力，特别是对于那些和未来ATMWAN服务匹配的应用程序和WAN的访问集成。ATM使用定长的信元交换，按不同的速率传输数据、图像、语音，在广域网领域，ATM都具有极强的优越性。对于需要专有服务质量（QoS）特征，如：医学图象的高速传递，ATM是适合的。由于千兆位以太网为带宽的需求而包括了一个改进措施：在链路层中采用快速12光纤连接方式。使得它对电视会议、复杂图象和其它高数据密度的应用程序的数据传递速率为100M以太网的十倍。同时千兆位以太网是最为普及的网络体系结构，由于以太网在80年代初出现，并迅速地得到发展，使其它的网络连接如TokenRing(令牌环)和ATM都黯然失色。千兆位以太网在利用用户熟悉性的同时，由于其与以太网的匹配性，使之能保留在管理员专业技能方面和支持培训方面的投资，而没有必要购买新的协议或投资新的中继设备。正如100M提供的低价位、逐步从10M以太网升级一样，千兆位以太网将使网络自然地升级到1000M的带宽。千兆以太网宽的带宽还帮助改善了QoS，规范化迟滞时间来把视频抖动和音频迟滞降到最低。以前，ATM是唯一一种能实现任何种类QoS的可靠途径。但是现在，千兆位以太网迅速根除了这个差距，并且具有多得多的经济性、向上兼容性和与其它技术的协调性。13由于以上这些原因，英特尔公司认为在不久的将来，ATM仍会在WAN等级的互连网上应用。ATM不会大规模的在台式计算机或工作组级应用，这是因为ATM要求对网络端口硬件、软件以及管理协议的彻底更换。而且ATM也比以太网要贵。我司认为使用ATM可能会给学校网络管理人员带来以下的障碍：费用——远高于千兆位以太网解决方案风险——标准，产品和管理策略仍在变动复杂性——新的技术，培训费用昂贵维护费用——需要软件来作为一个路径运行于以太网LAN和ATM网络之间14我们想通过下面的二组表格对两种技术就目前的现况做出全面的比较。表一：千兆位以太网在具有以前ATM所有的功能之外，还能提供一个更为综合性的解决方案。功能千兆位以太网ATMIP匹配性Yes需要RFG1577或PNNI操作以太网信息包Yes需要LANE或从信源到包的转换处理多媒体YesYes,但是要改变应用程序服务质量Yes,有RSVP和801.1QYes,有SVGS表二：千兆位以太网能完成许多ATM的功能，但是有价格低、更易和LAN结构融合的优点。ATM以太网和快速以太网千兆位以太网第1节ATM15以太网和快速以太网千兆位以太网YesYesYes第2节QoSQoSYesYes低费用YesYes协调性YesYes标准化YesYes软件YesYes易集成性YesYes以上的比较表明——千兆以太网以许多方式发送最初期望ATM实现的优点,而且可以容易的、经济的多地执行。16硅湖大学校园网做为一个界于WAN与LAN之间的“边缘网”，在网络方案的选择上，采用千兆以太网做为校园网的网络总体结构无论在高带宽、可适应性、可扩展性、高性价比、良好的管理性和维护性等各方面都是最明智的选择，成为学校校园网完整的、经济的解决方案。我们为贵校设计的千兆位以太网设计方案，采用最新的1000M交换机作为全网的核心，在此基础上建立起以1000M为主干校园网络。然后根据不同的应用，将校园网分割为几个以100M交换机为核心的子网。为满足学校与Internet的连接，另设一子网，将Web服务器，路由器等Web应用设备用防火墙将它们与内部网隔离开来。以达到保护校内数据的目的。17图一：标准校园网络拓朴结构图以上是一个典型的网络结构方案示意图，但我们认为这个方案不是针对硅湖大学校园网而设计的方案，结合用户的实际情况，充分利用现有先进技术，为用户“精打细算”，只有这样，才能为用户“度身定制”一个既有最好的性能价格比，又有最好的可扩展性的真正切实可行的技术方案。第三章网络设计方案18校园网拓朴结构的总体描述我们对本校园网的主干网络设备的选择初步确定如下（见附图一）：网络建设将采用新型的背板堆叠技术，根据功能区划分由IntelExpress510T交换机组成4-6个交换机组。适当的分配堆叠数量，提供600个100M交换端口，所有工作站都通过100M网卡连接到交换机组上，使100M交换到桌面。交换机组采用GB2模块与IntelExpressGigabitSwitch千兆交换机