中原工學院校園網(wǎng)設計與分析

仃仃五、網(wǎng)絡設備選擇:有線網(wǎng)絡設備選型由于校園網(wǎng)網(wǎng)絡結構復雜，所以該方案在網(wǎng)絡結構上分為核心層、匯聚層、接入層。網(wǎng)絡中心設在4#教學樓五樓。學校網(wǎng)絡中心的設備應當具有很高的可管理性；同時學校的用戶數(shù)比較多，如果這么多用戶同在一個子網(wǎng)內，勢必會造成廣播數(shù)據(jù)干擾正常的數(shù)據(jù)傳輸，造成網(wǎng)絡的阻塞、丟包。劃分虛網(wǎng)（VLAN）是解決廣播干擾和隔離不同部門的一個解決方案，為了在虛網(wǎng)間進行通訊，必須在網(wǎng)絡中心有三層的路由機制。由于一般路由器的數(shù)據(jù)路由速度很慢，因此使用三層交換機是解決上述問題的關鍵。匯聚層交換機設在教學樓、辦公樓、圖書館、教工宿舍等中心部位，起到管理本樓用戶的作用。匯聚交換機應支持全面的網(wǎng)絡管理、VLAN、端口鏡像、SpanningTree、IEEE802.1x身份驗證等功能。因為多媒體教室的用戶較多，且需要實現(xiàn)組播，所以多媒體教室的匯聚交換機必須支持組播功能；另外，為了提高網(wǎng)絡速度，在多媒體教室中建議使用支持堆疊的交換機。為了便于對學生宿舍樓的學生進行管理（收費、帶寬管理），建議在學生宿舍網(wǎng)絡使用支持IEEE802.1X、支持帶寬管理的交換機；另外，需要交換機具有支持MAC地址與端口地址綁定、MAC地址過濾等安全功能。實驗室、閱覽室等環(huán)境可以使用非智能型交換機。這部分交換機為第三級接入級交換機，通過匯聚交換機將這些交換機每臺設置為1個VLAN，用于隔離廣播。服務器選型在該方案中，校園網(wǎng)服務器選用清華同方的超強系列服務器產品。?Web服務器選型分析根據(jù)校園網(wǎng)服務器的應用特點，Web服務器選型應該按照如下原則：★要求反應時間短，能快速響應和處理用戶的訪問需求?！锞哂袕姶蟮男畔⑼掏履芰?、多Web站點和內容緩存、能在一定投資下提供更多的訪問服務和提高用戶滿意度。易于發(fā)布和實現(xiàn)信息共享。易于建立和運行易于發(fā)布和實現(xiàn)信息共享。易于建立和運行Web應用，簡化業(yè)務進程。具有可靠的品質，保證Web服務不間斷。易于設置和管理，使網(wǎng)絡管理變得更容易。易于擴展，滿足業(yè)務的擴大需求，保護用戶投資?！铩铩铩锘谝陨闲枨?，推薦選用清華同方超強2250L服務器。.視頻點播服務器選型分析在一些校園網(wǎng)系統(tǒng)集成軟件里面帶有視頻點播的功能，這部分功能通常由一臺綜合性校園網(wǎng)服務器來完成。而要實現(xiàn)比較大型的視頻點播的功能，則需要單獨的一臺VOD服務器、單獨的視頻點播軟件來完成，并考慮外加擴展柜的方式，確保在高清晰度視頻圖像的情況下能支持更多的并發(fā)流量，以便在高峰點播時間不會出現(xiàn)系統(tǒng)瓶頸。因此對視頻點播服務器的選型和對服務器的磁盤子系統(tǒng)、內存子系統(tǒng)、網(wǎng)絡子系統(tǒng)、處理子系統(tǒng)都有不凡的要求。對于200個左右視頻并發(fā)用戶，推薦采用清華同方超強2250L服務器來承擔視頻點播服務；對于100個左右視頻并發(fā)用戶，推薦采用清華同方超強1580L服務器來承擔視頻點播服務。清華同方超強1580L服務器是一款采用英特爾Xeon處理器的塔式服務器，是定位于工作組級的服務器，它具備部門級服務器的穩(wěn)定可靠的特性。在視頻點播系統(tǒng)中服務器支持的并發(fā)用戶的數(shù)量基本上確定了服務器的檔次，而具體需要點播的內容的容量則要考慮服務器的擴展能力。清華同方超強1580L服務器適合于在100個左右的并發(fā)用戶數(shù)量，采用外加擴展柜的方式可以支持到800GB以上；對于再大容量的要求，為了提高對磁盤數(shù)據(jù)的管理，推薦使用清華同方超強2250L服務器且同樣外加擴展柜的方式。3.其他服務器在大型校園網(wǎng)中，還有E-mail、BBS、資源庫、遠程教育、電子預覽等應用，清華同方超強1580L服務器可以滿足上述應用要求。此外學校圖書館的圖書管理系統(tǒng)一般就建立在圖書館的內部，通常與校園網(wǎng)機房中心是分開的。圖書館的圖書管理系統(tǒng)一般采用服務器雙機的方式，以保證系統(tǒng)在工作時間不停機，確保操作中的圖書借還信息的不丟失；同時還要采用RAID方式保證數(shù)據(jù)的安全。在圖書館的應用當中，推薦采用超強TR200服務器作為圖書管理系統(tǒng)的硬件平臺。六、邏輯設計對于校園網(wǎng)這種規(guī)模大、集成度高的網(wǎng)絡，我們建議采用Client/Server結構模式，即將網(wǎng)絡結構建立在各類信息分布處理和集中管理相結合的方式上； 由于將數(shù)據(jù)處理工作放在各客戶機(Client)獨立處理，減輕了服務器(Server)的負擔，設備的性能可得到了良好的應用，而且資源信息可以分布共享、集中管理，使得系統(tǒng)的可靠性、開放性不單單依賴服務器，互補性很強。這種結構靈活性好，速度快，可靠性高，是當今流行的網(wǎng)絡系統(tǒng)方案。主干網(wǎng):主干網(wǎng)在整個校園網(wǎng)絡系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位，它是整個網(wǎng)絡的中樞。主干網(wǎng)負責學校各個局域網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，信息發(fā)布，資源共享，學校以后的BBS辦公自動化系統(tǒng)，OA系統(tǒng)，遠程教學系統(tǒng)，INTERNE接口，與其他兄弟學校的數(shù)據(jù)交換都將運行在這個網(wǎng)絡上，因此，主干網(wǎng)的好壞直接影響到以后網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行效率，速度快慢，網(wǎng)絡性能等參數(shù)。因此，建立一條高速的、多能的、可靠的、易擴展的主干網(wǎng)絡，解決目前存在的帶寬問題，和適應未來發(fā)展的需要是校園網(wǎng)建設中一個重要的課題。每個校園網(wǎng)段區(qū)域之間可以采用直達單模光纖，采用技術最成熟的高速的FDDI技術。它可提供帶寬高達100M能滿足企業(yè)級要求。FDDI的網(wǎng)絡結構選用雙環(huán)樹型拓撲結構，它具有如下獨特之處1、帶寬利用率咼環(huán)型拓撲使網(wǎng)上站點可以公平地使用網(wǎng)絡所提供的帶寬， 不存在競爭問題。即使在重負荷的情況下運行，傳輸效率也不會有明顯下降。2、靈活性雙環(huán)樹型結構的FDDI可以通過增加或拆除集中器，很方便地擴大或者減少網(wǎng)絡的規(guī)模。在嚴格的布線場合，網(wǎng)絡的規(guī)模是根據(jù)用戶的需求自由決定， 而不應為了適應網(wǎng)絡拓撲結構的需求而設計，集中器固有的靈活性可以允許用戶自行決定網(wǎng)絡的增長變化。雙環(huán)樹結構還允許用戶在不分隔網(wǎng)絡節(jié)點的情況下，進行一定的增加、移動和改變工作，這種在線靈活性與 EIA/TIA568標準布線方案是一致的。3、可用性由雙環(huán)樹拓撲結構組成的網(wǎng)絡容錯性較好，在單個或多個過障點的情況下仍可維持正常工作，這一點對連接站點非常實用。這種結構還允許多個站點從網(wǎng)上拆除。而不會影響其它站點的正常使用。各局域網(wǎng)段間的FDDI集中器選擇CISCO公司的WS-C14O0WS-C140（可堆疊FDDI/CDDI工作組集中器結合了工作組集中器的緊湊性和模塊化 HUBl勺多用途特點，支持多種接口卡，因而配置緊湊又靈活。七、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)一個大型的網(wǎng)絡系統(tǒng)離開網(wǎng)絡管理功能將嚴重影響網(wǎng)絡運行性能， 浪費網(wǎng)絡資源，造成大量不必要的重復維護工作。特別在學校校園系統(tǒng)的企業(yè)網(wǎng)中，存在大量用戶，各用戶以不同的業(yè)務關系或其他關系相對獨立地組成各局域網(wǎng)子系統(tǒng)，依靠其子系統(tǒng)的支撐平臺，進行數(shù)據(jù)信息的交流；各子系統(tǒng)之間憑借廣域網(wǎng)通道連接，完成日常工作中遠程信息交流，這種分布式的工作方式保證了各子系統(tǒng)運行的獨立性，從而相應提高了校園網(wǎng)系統(tǒng)運行的可靠性，但相對分散的的處理方式使資源共享性和透明性受到抑制，各子系統(tǒng)外用戶對非本部門的資源的利用較困難，同時由于教學行業(yè)工作特殊性限制，信息流量在局部范圍內的突發(fā)傳送相當頻繁，將會導致某些信息通道的瓶頸，造成運行中斷。除了資源的分散性和流量的不可預測性外，將來結構的多種化和分布式使網(wǎng)絡整體維護工作相當困難。

針對以上實際情況，網(wǎng)絡管理系統(tǒng)應主要對網(wǎng)絡資源的配置管理、過障管理、 性能管理、記帳管理、安全管理等方面有全面有效的解決方案?？紤]到無論是廣域網(wǎng)還是局域網(wǎng)，基本采用CISCO公司的設備，因此，我們選擇CISCO公司的CISCOWORK作整個網(wǎng)絡的管理軟件。它是基于SNMP勺網(wǎng)絡管理軟件，可把一切支持SNMP勺網(wǎng)絡設備納入管理范圍。CISCOWORK具有強大的網(wǎng)絡管理功能，主要包括以下幾項內容：1.網(wǎng)絡設備的監(jiān)視1.網(wǎng)絡設備的監(jiān)視能夠自動檢測網(wǎng)絡上的所有設備監(jiān)視支持SNM協(xié)議的HUB的所有端口的通道信息，能夠得到它的利用率、錯誤率等信息動態(tài)監(jiān)視和顯示交換機每個端口的通信信息能夠繪制整個網(wǎng)絡的邏輯拓撲結構支持TRAP和POOL勺工作方式能夠在屏幕上繪制HUB勺圖形及每個端口的狀態(tài)2網(wǎng)絡設備的設置通過此軟件可以對交換機、路由器、集中器及其它設備修改其配置信息,方便了網(wǎng)絡設備的管理。3過障預警當網(wǎng)絡出現(xiàn)性能問題或過障時，能夠通知管理者及時處理。1、系統(tǒng)內部各種網(wǎng)絡互連在學校網(wǎng)的平臺上，可將幾種不同的網(wǎng)絡都采用TCP/IP協(xié)議，該TCP/IP協(xié)議是美國國防部高級研究規(guī)劃院（DARPA為提供美國各研究院間通信而開發(fā)的通信傳輸協(xié)議，如今TCP/TP協(xié)議已成為實現(xiàn)異構系統(tǒng)網(wǎng)絡互聯(lián)的通用協(xié)議，包括國際互聯(lián)網(wǎng)之間的通信協(xié)議組進行網(wǎng)間通信也采用 TCP/IP協(xié)議。由于校園網(wǎng)的中心路由器和邊界路由器采用CISOCO750和CISCO2511的路由器，該路由器對TCP/IP協(xié)議組提供透明性很強的支持，各種異種網(wǎng)內的用戶可采用電子郵件、Telnet和FTP等方式，非常方便的訪問不同的主機（如：IBM主機、UNIX主機、NETWAR主機,Nt主機等）。具體方式是在UXINSYSTEM口NT系統(tǒng)中采用的TCP/IP協(xié)議，NETWARE4.中用戶可加載NTEWARETCP/I協(xié)議來實現(xiàn)各異種網(wǎng)絡的互聯(lián)。2、系統(tǒng)的安全性和可靠性鑒于學校自身的特點，系統(tǒng)的可靠性及安全性尤其重要，遵循本系統(tǒng)設計原則中【可靠性】【安全性】兩點，制定出以下細則：1.系統(tǒng)的安全性由于學校自身的特點，系統(tǒng)必須具有較高的安全保密性能，本系統(tǒng)應針對不同的對象、環(huán)境、防止非法侵入和機密泄露，避免災難性事件的發(fā)生。環(huán)境安全性主要是網(wǎng)絡、微機所在環(huán)境的安全性，所以在主機房的設計方面一定要在UPS電源保障、通風設備、消防設備、煙火預警、監(jiān)控等方面要考慮周全，按照國家標準進行設計，避免災難性事件的發(fā)生。?設備安全性所選用的網(wǎng)絡設備，服務器、微機設備，其質量必須穩(wěn)定可靠、服務過硬，并能通過美國FCCCLASSB級標準，盡可能地減少電磁泄漏量，以保證數(shù)據(jù)和人體的安全性。應用系統(tǒng)設計安全性所選的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺工具必須能夠提供多級安全機制，如多級口令、備份、數(shù)據(jù)恢復等。2.系統(tǒng)的可靠性對于學校來說，一個系統(tǒng)的正常運行尤為重要，一旦在關鍵時刻系統(tǒng)出現(xiàn)過障率小，便于維護。在系統(tǒng)結構設計中應充分考慮到網(wǎng)絡的負載，盡可能避免網(wǎng)絡瓶頸，以及對過障點的隔離作用。其單點的過障不會對其他工作?物理結構上采用雙環(huán)樹型和星型拓撲結構，點產生、影響。其單點的過障不會對其他工作?對于數(shù)據(jù)的安全可靠性，可以采用如服務器鏡像、 RAID5磁盤陣列、聯(lián)機磁帶備份等手段來提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的可靠性。八、設計心得:通過做這次《中原工學院南區(qū)網(wǎng)絡規(guī)劃設計》的作業(yè)， 我們在其中學到了不少東西，我先談一下我的個人感想。首先，我對課堂上講的一些知識有了更深一層的了解，其次通過這次校園網(wǎng)設計，使我們接觸到了很多沒有接觸過的新知識，同時也學到了很多，增長了見識，也認識到自己對相關知識的匱乏， 以后還需要更多的努力，學習更多的專業(yè)知識。 由于建立了校園網(wǎng)，一方面縮短了學校與外界的距離，利用電子郵件和Internet網(wǎng)站等服務，擴大了學與外界的交流；另一方面，構建了以Intranet為基礎的管理信息系統(tǒng)，推動了學校的信息化建設，為學校今后的發(fā)展準備了條件。 隨著學校的校園網(wǎng)建設的普及化，學校將會進入一個科學管理和科學教學的新時代。這次我們組選的是《中原工學院南區(qū)網(wǎng)絡規(guī)劃設計》課題，我覺得這次的實踐我最大的收獲有2點。第一，學會了一種學習方法一一自主學習。在實踐的過程中， 會碰到形形色色的問題，比如網(wǎng)線的走法、設備的配置、VLAN的劃分……我們從實際測量到查閱書籍及網(wǎng)上搜索再到詢問各方面的同學和老師，充分的發(fā)揮了自己的自主性，這一點讓我感觸頗深。第二，鍛煉了我們的思維方式。之前，我們考慮問題都是很粗略的，不分方向的。在這次實踐中，我們有一個很好的負責人.他明確的指導我們，分工明確，每個人都在分配的方向中努力，查漏補缺，最后匯總。我們達到了共識，我認為在合作中我們只有一個共同的目標，那就是放棄所有的偏見，所有的榮耀， 來共同完成一個項目。通過這次校園網(wǎng)設計，從整體上說，我們通過以上的分析布局已基本上展現(xiàn)了網(wǎng)絡工程硬件設計的全部過程，但是我們討論課題的局限性，還有很多的網(wǎng)絡技術沒有提到，如VPN又如路由器的安裝與使用等等。建設校園網(wǎng)對每個學校來說都不是一件容易的事情，都要經過周密的論證、謹慎的決策、緊張的施工和科學的管理。學校的網(wǎng)絡化建設必然會對學校的信息化建設起到巨大的推動作用，為學校的辦公提供簡單、有效、便捷的理想環(huán)境，為學校的教育教學改革提供有效的數(shù)據(jù)信息。通過這個校園網(wǎng)規(guī)劃設計，我學的很多東西，通過我們的討論