1、I系 别： 计算机系 专业 / 班级： 1 班 年 级： 09 届 学 号： 姓 名： 刘红红 指 导 老 师： 目 录目 录 .21.1 校园网的发展 31.2 本文研究的意义及目的 41.3 校园网规划设计的主要任务 51.4 论文结构安排 .62 校园网络设计系统需求分析及目标 .72.1 设计背景及现状 72.2 系统需求分析 82.3 校园网系统建设目标 92.3.1 校园网系统高可靠性 .92.3.2 校园网系统高稳定性 .92.3.3 校园网系统可扩展性 .92.3.4 校园网系统可维护性 .102.4 可行性分析 102.4.1 经济可行性 102.4.2 技术可行性 112.
2、4.3 运行可行性 123.1 网络设计 123.2 网络组网技术的选择 163.3 网络设计方案描述 183.3.1 网络总体规划设计 183.3.2 网络拓扑结构 184 网络操作系统 .344.1 网络服务器 344.2 网络操作系统 365 应用系统 .425.1 办公信息管理系统软件 425.2 教学管理系统软件 425.3 图书管理系统 425.4 远程教育系统 435.5 校园网通讯服务系统 436 综合布线系统设计 .446.1 设计依据 .446.2 设计范围及要求 446.3 布线的设备选择 .456.4.1 工作区子系统（ Work Area）及其网络设计 .466.4.
3、3 管理子系统（ Administration）及其网络设计 .486.44 干线子系统（ Backbone）及其网络设计 488 结 论 .49校园网规划设计3第一章 绪 论1.1 校园网的发展说起校园网，就先得讲局域网(LAN)，为了完整地给出 LAN 的定义，必须使用两种方式:一种是功能性定义,另一种是技术性定义。前一种将 LAN 定义为一组台式计算机和其它设备,在物理地址上彼此相隔不远,以允许用户相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算资源的方式互连在一起的系统。这种定义适用于办公环境下的LAN、工厂和研究机构中使用的 LAN。就 LAN 的技术性定义而言,它定义为由特定类型的传输
4、媒体(如电缆、光缆和无线媒体)和网络适配器(亦称为网卡)互连在一起的计算机,并受网络操作系统监控的网络系统。 功能性和技术性定义之间的差别是很明显的,功能性定义强调的是外界行为和服务；技术性定义强调的则是构成 LAN 所需的物质基础和构成的方法。 局域网(LAN)的名字本身就隐含了这种网络地理范围的局域性。由于较小的地理范围的局限性。由于较小的地理范围,LAN 通常要比广域网(WAN)具有高的多的传输速率,例如，目前 LAN 的传输速率为10Mb/s,FDDI 的传输速率为 100Mb/s,而 WAN 的主干线速率国内目前仅为 64kbps 或 2.048Mbps,最终用户的上线速率通常为 1
5、4.4kbps。LAN 的拓扑结构目前常用的是总线型和环行。这是由于有限地理范围决定的。这两种结构很少在广域网环境下使用。 LAN 还有诸如高可靠性、易扩缩和易于管理及安全等多种特性。1.2 本文研究的意义及目的校园网的最初目的是在若干用户间共享资源，并能维持连入网络的各种机器本身原有的重要功能。当然,现在共享资源的方法比以前更加完善了。例如,LAN 可使多台 PC 机共享一台费用较高的激光打印机。 校园网还可使用户共享公共数据。正是由于这种共享特性，出现了很多更加完善的技术。校园网的最初方法是将网上 PC 机的共享数据放入一个中心文件服务器中。服务器通常由一台 PC 机组成,代表校园网上的用
6、户专门管理数据。这种方法效率较低,而且服务器和PC 机之间的数据流随 PC 机的增加,或工作量的增大而可能使校园网产生阻塞。产生这种问题的原因是,每当用户希望访问服务器上的一个记录时,便进行搜索,数据库中的每个记录经过校园网从文件服务器发送到请求信息的 PC 机,直到接到所需的文件记录为止。 这个问题可使用客户/服务器技术来避免。客户/服务器方式能使校园网和其上的 PC 机操作更为有效。从本质上说,应用可分为两部分,一部分运行在用户的微机上,另一部分运行在中心服务器上。如果用户希望访问某一个记录,他便向服务器发送请求，中心服务器将在自己的机器上定位用户请求的那个记录,并响应用户请求，将记录发往
7、请求它的 PC 机。因为这种方式不再需要将其它记录发到校园网上,所以具有较高的效率,并能减少校园网上的信息阻塞。 校园网规划设计5即使在较小的校园网上,客户/服务器计算方式也越来越重要,这是因为在开发校园网各种应用时将会利用这种技术。用户的 PC 机随后只需集中到它要处理的任务上,如信息表示和在用户控制下的诸如字处理和电子表格之类的服务。中心服务器则集中到由若干校园网用户共享的服务上,如管理公共数据。 应该指出,如果在较小的校园网上专门设置一个服务器,在成本上是不大合算的。在这种情况下,有些 PC 机要负担起双重作用,即作为数据库服务器,也作为客户。这样形成的小型校园网,各 PC 机能以灵活和
8、有效的方法相互通信和共享信息。在建设校园网时，要达到以下目的：(1) 在校园内部实现资源高度共享，为教学、科研、管理提供服务，为计划、组织、管理与决策提供基础信息和科学手段；(2) 支持教育教学改革，提高教育技术的现代水平和教育信息化程度、为学校教师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境；(3) 通过互联网、录像机、扫描仪、数码相机等各种渠道获得多媒体资料，实现素材收集、电子备课功能。 (4) 实现办公自动化，提供与上级教育部门、社会、家庭之间通讯的出入口，提供电子函件、公告牌和教育教学信息查询等服务，提高工作效率和管理水平；(5) 及时、准备、可靠地收集、处理、存储、传输学校的教育教学信息完
9、成与因特网的通讯和资源共享，实现社会教育、学校教育、家庭教育的有机整合。(6) 实现课堂多媒体电化教学，具备适用于双向课堂语音教学及语音室功能学习。总之，校园网的建设能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平，为学生提供了一个实践的环境，为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库。1.3 校园网规划设计的主要任务XX 学院校园规划设计的总体任务：（1）要进行对象研究和需求调查，明确学校的性质、任务和改革发展的主系统建设的需求和条件，对学校的信息化环境进行准确的描述。（2）在应用需求分析的基础上，确定系统建设的目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等的目标。（3）确定网络拓扑结
10、构和功能，根据应用需求建设目标和学校的主要建筑分布特点，进行系统分析和设计。（4）确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求。（5）规划校园网建设的实施步骤。 校园网总体设计方案的科学性，应该体现在能否满足以下基本要求方面。 整体规划安排。 先进性、开放性和标准化相结合。. 结构合理，便于维护。1.4 论文结构安排本论文正文部分共分六个大章节。第一章为绪论，主要描述了校园网的发展与本文研究的意义，同时描述了校园网规划设计的主要任务。第二章首先描述系统的需求分析，然后制定出建设校园网的目标。第三章对系统的总体上进行了较为详细的设计，包括了主干网络的设计与
11、网络技术的选择原则以及主要网络设备的选择原则，最后，绘制出福建 XX 学院校园网的拓扑图。第四章给对网络服务器以及操作系统进行介绍，根据建设网络的目标作出具体的选则方案。第五章制定了一整套校园网络应用系统来满足学院的整体需求。第六章进行结构化综合布线系统设计，选定所用产品并进行简要说明。再对结构化综合布线系统进行需求分析。最后，具体的描校园网规划设计7述校园布线系统，对综合布线的六个子系统进行具体设计。第七章对整个建设进行造价估算，计算出建设所需资金。第八章为结论部分，阐述整个论文所取得的成绩及存在的不足。2 校园网络设计系统需求分析及目标2.1 设计背景及现状当今社会已步入信息社会，信息成为
12、社会经济发展的核心因素，信息化已成为当今世界潮流。自从 1993 年美国政府公布实施“信息高速公路计划”之后，在世界引起巨大反响，许多发达国家和一些发展中国家也相继提出了本国或本地区的信息基础设施计划。可以说，信息化程度已成为衡量一个国家现代化水平和综合国力强弱的重要标志。近年来国家加快改革教育体系，以教育为立国之本，建设一个高度发达的国家教育体系。为提高我国教育的现代化、建立先进高效的教育体系。提供更为先进的教育手段，学校很有必要建设一个校园网络管理应用系统，这样可以达到校园资源共享、建立完备的数据交换体系、快速的传递信息等目的。以顺应无纸教学，无纸办公的发展趋势，充分利用现代化技术来进一步
13、提高教学质量和办公效率，为培养二十一世纪人才提供一个优良的硬件教学环境。计算机网络的迅速发展和普及，改变了整个信息管理的面貌，使信息管理从以单个计算机为中心发展到以网络为中心，并为计算机技术在工业、商业、教学、科研、管理等领域中的应用提供了一个全新的网络通信环境，也从根本上加强并促进了群体工作成员之间的信息交流、资源共享、科学计算、技术合作及有效管理等，进而推动了生产、管理、科研及教学事业的发展。企业的生产、经营环境的改善，必须以现代化的集成生产管理系统和高度自动化的信息技术为依托，将企业的各个生产部门构成一个有机的整体，而不是自动化程度很高的“孤岛”的简单叠加 4。2.2 系统需求分析1具备
14、经济实用性、先进可靠性、可扩容性和可发展性。 实用性：如何使有限的经费获得较高的效益,始终是教育发展中重要的问题。在项目建设中,我们不盲目追求高层次、高档次,从实际情况出发,坚持“实用、好用,满足现在和可预见的未来需求”的设计原则。可靠性：对工作站、服务器、交换机及其他主要相关设备在厂家、品牌、服务等方面进行充分调研、论证、选择,确保硬件设备的基本品质。采用 WINDOWS 2000 及 Linux 作为网络操作系统 ,并以“数据库 ”的方式建立各种教学和管理应用系统,保证网络系统和应用系统的安全稳定。先进性：考虑到计算机在软硬件上的高速发展和技术更新速度,在资金允许的前提下,保持适当的先进性
15、,同时使系统有一定的扩展性和兼容性,满足未来需求。2网络管理需求分析校园主干网是覆盖多幢大楼的园区网络,组成了一个具有相当复杂的计算机网络。随着网络复杂度的增加,给网络管理带来成级数增加的管理工作量。网络管理要求解决的问题包括：对所有网络设备端口的监视和管理。对所有网络设备的远地配置和控制,包括网络设备端口的开放和关闭,整个网络的故障检测,故障自动报警功能,整个网络性能的统计和分析报告,甚至收费。按照这些网络管理的需求,应采用基于 GUI 界面的网络管理软件。校园网规划设计93网络安全需求分析校园网络安全主要考虑以下几方面要求：各个部门、系所访问网络的控制,各单位之间在未经授权的情况下,不能相
16、互访问。内部网中要建立防火墙,即禁止外部用户未经许可访问内部的数据,或者内部用户未经许可访问外部数据。对安全问题的考虑主要是两个方面：校园网应该是一个开放的系统,它不需要与政府或商业公司的一样的网络安全保密性；校园网应该安全的,它不应该受到恶意的攻击而无法运行,一些科研成果也不应该对任何人都开放。主要利用虚拟网技术和防火墙技术来合理解决安全与开放的问题。4广域网连接需求分析校园网对广域网的连接需求主要表现在：能够与国际互联网连接,与国际交流信息；能够与 CERNET 国内各个单位交流信息。C11inaNet 连接、与国内各个单位交流信息。满足出差在外的校领导及其它公务人员及时与学校保持联络。为
17、此应通过 DDN、无线网等公用或者专用数据网络与 CERNET 连接,再连到 Internet。2.3 校园网系统建设目标2.3.1 校园网系统高可靠性在考虑现有网络的基础上,整个业务网网络结构的拓扑结构尽量采用稳定可靠的结构形式,以保证整个网络的高可靠性。网络设备和整个网络系统必须具备高可靠性特征。主要网络设备必须具有热插拔功能,可带电修复故障而不影响网络系统的总体工作,并支持电信级的网络设备可靠性。2.3.2 校园网系统高稳定性其中核心交换机采用高性能,为整个校园网提供真正的高速无阻塞的传输,保证全线速交换；不仅硬件实现三层路由和交换、关键功能比如 ACL、NAT、QOS、策略路由等复杂功
18、能均通过硬件实现,极大程度上提高了数据处理能力；而管理交换引擎、电源等关键部件的冗余,实现了系统高稳定性和可靠性 5。2.3.3 校园网系统可扩展性系统应以网络应以开放性为基础,具有广泛的适应性和可扩充性, 尤其作为一个骨干网的核心,下面的一些新的应用将不断增加,系统的容量也将随之扩展,因此方案应具有良好的可扩充性适应系统不断增长的需求（如从主干网络设备的选型及模块、插槽个数和网络的整体构架多种方面来考虑）2.3.4 校园网系统可维护性整个业务网必须具备良好的可管理性,网管系统应具有监测、故障诊断、故障隔离、过滤设置等功能,以便于系统的管理和维护。同时应尽可能选取集成度高、模块化、可通用的产品
19、,以便于管理和维护 6。2.4 可行性分析2.4.1 经济可行性在经济可行性中估算未来的要开发的校园网络需要的人力，物理和后期培训的费用。学校通过整体的预算来进行判断校园网的建设需要的总体成本，学校是否能支付的起本次校园网络建设的费用。在预算中主要考虑包括：设备购买、施工阶段到工程结束的人员培训费用所需要的总体资金。系统投资预算如表：1-1 所示：表 1-1 思源校园网投资预算网络设备 单价（元） 数量(个) 合计（元）核心层交换机 2 212,000汇聚层交换机 56438 3 169,314校园网规划设计1111250 30 337,500接入层交换机790 81 49,770核心路由器
20、97000 1 97,000防火墙 1 214,286无线接入路由器 882 2 1,764项目 人工（人日） 单价（元） 合计（元）施工人员 400 40 16,000其他 数量（箱） 单价（元） 合计（元）线缆 150 300 45,000合计 114,2634根据现在学校的实际情况对各个楼的初步考察在资金预算上得到以上结论，校园网络的建设需要 114,2634 万元。根据学校现在的情况，思源学院现在是大型学院，现在在校学生近万人。对于校园网络建设的费用承担没有问题。所以本次校园网络建设的整体预算符合要去。校园网络的建设从学院的角度来说属于公益性质，其本质是为了学院的广大师生能够在一个现代
21、、高效的校园中工作学习。所以有别于其他性质的商业活动。2.4.2 技术可行性在技术可行性方面，设计中使用 CISCO 的 3 层网络设计思想，主要进行网络 2 层和 3 层的设计包括进行网络的 VLAN 设计、网络服务质量 QOS 的设计、远程访问技术 VPN 设计和语音网络 VOIP的设计。在硬件的设备选择上考虑接入层设备具有 VLAN 划分的能力同时能够支持网络服务器质量 QOS。汇聚层上的设备要具有较高的背板带宽和数据包的转发能力。能够胜任在大通信量的产生时不会造成网络通信瓶颈。汇聚层的设备应具备高可靠性、高稳定性、高背板带宽和数据包的转发能力，有较好的路由能力和协议支持能力。对于核心路
22、由器要能够保证全网的数据外出通畅，高可靠性、高稳定性。同时支持反病毒功能。2.4.3 运行可行性在现今社会，顺着信息化和计算机技术的高度发展，越来越多的学校意识到信息化是提升管理效率不可缺少的重要步骤。思源学院的教师都是接受过高等管理教育的人，他们都深深的清楚现在的网络对于他们的重要性，每个人对网络的依赖程度都非常的大。如果能建设一个高效、稳定、安全的校园网络为全校广大师生服务的话会得到全体教职员工的支持。同时对于学院来说，进行评级、评优校园网络都是教育部不可缺少的硬指标。经过以上的分析从学校的高层领导到全体教职员工都会对校园网的建设持赞同态度。所以在运行可行性方面校园网的建设是非常可行的。3
23、 校园网总体结构设计3.1 网络设计计算机网络平台是计算机应用的基础。建立一套安全可靠、先进稳定的网络系统，可以保证各种应用系统的正常进行以及福建校园网规划设计13XX 学院内部各种科研、教学的运作。采用先进成熟的技术和设计思想，运用先进的集成技术路线，以先进、实用、开放、安全、使用方便和易于操作为原则，突出系统功能的实用性，尽快投入使用，发挥较好的效能。本系统在软件配置和硬件设备，整个系统设计上依照以下原则确定(1) 先进性：世界上计算机技术的发展十分迅速，更新换代周期越来越短。(2) 实用性：系统的设计既要在相当长的时间内保证其先进性，还应本着实用的原则，在实用的基础上追求先进性，使系统便
24、于联网，实现信息资源共享。 (3) 可靠性与稳定性：福建 XX 学院校园网系统既追求极高的可靠性又不能投入过大的资金，系统应具有一定的容错能力，主要表现在局域网主干网络设备（如：交换机及系统主服务器）应配置不间断电源（UPS） ，以及主干设备的备份，即将所有计算机节点分别连接在不同的局域网主干设备上，主干设备之间采用高速连接，这样即可以提高网络的处理能力又可起到备份作用。 (4) 安全性：在系统方案设计需考虑到系统的可靠性、信息安全性和保密性的要求。(5)可管理性：网络管理员能够在不改变系统运行的情况下对网络进行调整，不管网络设备的物理位置在何处，网络都应该是可以控制的7。计算机网络系统的管理
25、功能一般包括五部分内容：1）失效管理：有时候，所发现的故障是随机性的，需要经过很长时间的跟踪和分析，才能找到其产生的原因。这就需要有一个故障管理系统科学地管理网络所发现的所有故障，具体记录每一个故障的产生，跟踪分析，以至最后确定并改正故障的全过程。因此，失效管理包括以下内容：发现问题隔离问题解决问题2）配置管理：一个计算机网络系统是由多种多样的设备连接而成，这些设备组成网络的各种物理结构和逻辑结构，这些结构中的设备有许多参数、状态和名字等至关重要的信息。 (6) 网络的扩展性：目前，网络向多平台、多协议、异种机、异构型网络共存方向发展，其目标是将不同机器、不同操作系统、不同的网络类型连成一个可
26、协同工作的一个整体。所以所选网络的通迅协议要符合国际标准，为将来系统的升级、扩展打下良好的基础。(7) 灵活性：采用结构化、模块化的设计形式，满足系统及用户各种不同的应用要求，适应业务调整变化。(8) 系统性：项目开发必须按照系统工程的管理方法，有计划做实施。(9) 综合性：满足系统目标与功能目标，总体方案设计合理，满足用户的应用要求。 (10)遵从 Internet 的技术要求 。3.1.1 主干网络设计根据福建 XX 学院网络环境、规模和网络建设的技术要求，以及网络技术的发展趋势和技术经济性观点，又可以把整个学校计算机网络设计分为主干网和工作组网两个层次。网络主干由主干交换机和分布在各建筑
27、中的主干节点及它们之间的光纤组成。需要选择适当的高速交换机作为网络的主干核心，这关系到网络的整体性能和系统的灵活性。主干设计是本方案的重点之一，主干网的选择要考虑带宽、可靠性、先进性等特点，要以当前及未来网络技术的发展和业务量的发展为基础，同时兼顾资金的承受能力。主干网络设计得好坏将直接影响到本校园网设计的成败。现在的用户对网络的需求已经不再满足于对文件及打印的共享，而是对更多带宽网络的需求，包括诸如：分布式处理。客户机服务器应用。图形图像及动画应用。混合数据、声音和图像的多媒体应用。目前，应用于校园网主干的网络技术主要有以下三种8：（1）FDDI 光纤分布数据接口：FDDI 光纤分布数据接口
28、采用反向双环通讯和各种故障恢复等技术，可以提供 100Mbps 带宽校园网规划设计15的高可靠性主干。（2）ATM 异步传输模式：ATM 是近年来人们为了满足宽带综合业务数字网的通信需要而产生的， 它为宽带综合业务数字信号提供了一种传输、复用和交换的方法。ATM 独占带宽和可预测的性能采用信元（ cell）交换技术， 具有能够为用户提供独占带宽（ 可支持 1.5Mbps 至 2.4Gbps 之间的传输速率） 、带宽可调、网络延迟小等特点。（3）千兆以太网：因为当前大部分局域网均使用以太网方式，而且所有网络操作系统与上层协议均与以太网兼容，这就使以太网仍成为未来的主流。在许多的快速以太网占有极大
29、的比率，因而从 10BASE-T 升级至 100BASE-TX 非常容易，而且可以做到完全无缝式的升级，所以在千兆以太网的标准已经基本制定的今天，千兆以太网已成为校园网主干的首选。现在学校校园网主干有两种选择：千兆以太网和 ATM 网络下面从建设校园网的角度对这两项技术作对比：（1）千兆以太网的技术掌握和操作相对简单：简单实用， 避免复杂的培训和网络管理工作， 应当是网管人员的目标。以太网从很简单的概念中得到效益： 网络越简单就越有用。（2）千兆以太网具有价格优势：千兆以太网继承了传统以太网的主要技术特征，以太网长期研发和生产线经验使得千兆以太网的产品具有成熟性和大规模生产的价格优势。价格尽管
30、不是校园主干网建设的头等因素， 但也必然是仔细考虑的因素之一。考虑到倍比于设备开销的维护管理开销，千兆以太网似乎更应胜出一筹。（3）网络维护和管理：ATM 用户最主要抱怨是 ATM 的复杂技术和繁难的管理工作。由于有 MPOA,交换虚拟线路， PNNI 这些技术纠缠在一起，维护人员很难对故障作出定位。以太网在管理 QoS 和 VLAN 等功能时会变得复杂。但这也是循序渐进的学习过程。（4）技术的稳定性：。ATM 已经出台了一系列标准，足可以使 ATM 技术满足构建实际网络。但从发展的角度看，ATM 又一直处在不断演变的过程中。（5）可靠性和弹性：可靠性和弹性反映了网络的容错能力和对变化流量支持
31、能力。ATM 所支持的利用多信道并发所实现的负载平衡能力、故障自动隔离和分散式路由机制给网络提供很大弹性，为关键应用提供了容错的最佳手段。（6）性能：MPOA 等机制使 ATM 实现高效传输。（7）网络安全：由于 ATM 是面向连接的，从理论上它可以提供更好的网络安全， 比非连接型的路由和交换方式强。（8）服务质量管理（QoS）：ATM 的 QoS 能力比任何其它的技术都要高明。对每个应用和连接的 QoS 控制是 ATM 的特征，没有任何其它技术能够做到。但综上所述， 只有全程的、从桌面到核心都是 ATM 的网络才能真正提供 ATM 的服务质量控制能力。上述的比较有一个结论， 只有 ATM 形
32、成了完整的、从桌面到核心主干网络的解决方案之后，ATM 的许多优势才能充分发挥。而由于技术、资金和管理上的一些限制，大多数边缘网络肯定还是以太网。在校园网络建设中，除非有条件，有特殊需求和环境限制，一般在考虑要求较高的主干协议时恐怕千兆以太网应当首先考虑。对于学校而言，选用千兆以太网更为实际一些。因此要此此方案中校园网主干建议千兆以太网。3.1.2 工作组网络交换式高速以太网具有灵活的扩展能力，它融合了以太网机制的即插即用和线路交换的高带宽低延迟等诸多优点，而价格不到FDDI 和 ATM 的一半。以太网机制的即插即用使网络扩充容易，而且扩充成本较低； 星形拓扑结构使主干具有良好的可靠性； 线路
33、交换的高带宽低延迟更符合现代计算机技术的发展对网络主干的要求，为容量的扩充留有充分的余地。由于交换式高速以太网仍采用以太网的 CSMA/CD 协议， 因此与各工作组之间不存在协议转换的问题，不仅效率高、管理简单， 而且网络结构简单， 能够为各种应用提供多种连接手段， 维护和扩充费用小。传统以太网是共享型局域网， 网里如有很多用户会产生争用， 使每个用户的平均带宽减少， 导致在网络主干和服务器等关键资源处形成瓶颈。交换式高速以太网为用户提供独立的、点对点的联接，凡是联接到交换器端口的用户都独占高速以太网的10/100Mbps 网段。交换式高速以太网与 ATM 一样，都采用星形拓扑结构， 它的高带
34、宽使各主干节点留有充分的扩展余地。故工作组网络采用交换式快速以太网。到桌面可采用交换100M、交换 10M 或共享 100M。校园网规划设计173.2 网络组网技术的选择目前，可用于校园 LAN（局域网）的技术有 Ethernet（以太网） 、Fast Ethernet（快速以太网） 、 Gigabit Ethernet（千兆位以太网） 、Token-Ring（令牌环网） 、FDDI（光纤分布式数据接口）和ATM（异步传输模式） 。-Ethernet 作为几年前主干网组网的主要技术，现在主要被用于工作组级组网，使网络交换到桌面工作站。Fast Ethernet 是一种非常成熟的组网技术，造价很
35、低，性能价格比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建 Intranet 网的首选技术。快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。FDDI 也是一种成熟的组网技术，但技术复杂、造价高，FDDI网络难以向更先进的网络技术升级，现在用 FDDI 组建主干网的情况已非常少见。Gigabit Ethernet 技术已成为大型 Fast Ethernet 的升级目标。虽然Fast Ethernet 和 Gigabit Ethernet 因采用 CSMA/CD 的介质访问控制方式而广泛地存在着“广播风暴”的问题，但可以更好的传输介质和交换设备予于克服，其实出的优点是兼
36、容先前的设备投资,师生的网络应用及培训更易进行，网络的可管理性和扩展性也很好。ATM 是一种快速分组交换技术，它在 WAN（广域网）上体现的强大功能和在 LAN 上的成功应用，是多媒体应用系统的理想网络平台，均以事实说明了它的技术的先进性。在 ATM 中，不同速率的各种数据，如：语音、图像、视频都被分成标准的 53字节的信元，以光纤作为传输通道，避免了以太网中的“广播风暴” ，提升了网络的整体性能。但是 ATM 不兼容以往的以太网投资，其管理和操作有异于传统的以太网平台，故不适用于以太网的升级改造。从网络应用、维护、安全和扩展方面而言，Gigabit Ethernet 和ATM 在实际应用中得
37、到了广泛的采用。但在本方案中选择使用千兆位以太网技术，主干为千兆网，10M/100M 自适应或 10M交换到桌面。其理由是：(1) 以低廉的价格提供高带宽：千兆位以太网提供 10 倍于快速以太网的性能而价格远远低于其 10 倍，与 ATM 相比，其价格则远远低于 622Mbps ATM。 (2) 良好的兼容性和管理的简单性： ATM 必须使用局域网仿真才能与现有的网络设施兼容。在网络系统管理的技术要求上，千兆以太网比 ATM 要简单得多。 (3) 能保证服务质量：目前普遍认为：合理组织的千兆位以太网永远不需要考虑 QoS 管理，这也是千兆位以太网的宗旨；带宽本身比带宽管理更便宜。此外，千兆位以
38、太网也可通过 802.1P服务分级及预留带宽等技术来保证关键应用的服务质量。所有这些技术正促使校园网逐渐转向千兆位以太网。 (4) 支持千兆以太网的第 3/4 层交换机的出现：这大大地增强了千兆以太网在园区的地位，原来认为的以太网的一些不足，如对多媒体应用的支持、灵活的网络拓扑结构和多链路负载均衡、基于标准的虚拟网等，已被新的技术和标准所解决。3.3 网络设计方案描述 3.3.1 网络总体规划设计网络规划设计是一个系统建立和优化的过程，建设网络的根本目的是在 Internet 上进行资源共享与通信。要充分发挥投资网络的效益，需求设计成了网络规划设计中的重要内容，它提供了网络设计应到达的目标，并
39、有助于设计者更好地理解网络应该具有的性能；结合学校的办学规模、管理需求和师生对教学科研的需要，学校的配套设施（如：机房、配线房、电源系统等）也应确定，确立一个性能较高的网络计算平台。网络平台中主要有针对学校建筑群而设计出拓朴图，有联网软件（包括网络安全上的软件及应用软件） ，还有互联设备（包括主交干换机、路由器、二级交换机、服务器等） 。应用系统中包括硬件需求和系统需求。硬件需求主要是对多媒体教学提供，为了更好取得教学效果；系统需求主要是对网络操作系统的选择，目前优先选用 Windows2000 Server 、Linux 、Unix 等系列的主流操作系统产品。还要配备能提供基于浏览器模式操作
40、的应用软件 9。3.3.2 网络拓扑结构 校园网络由多种完成不同功能的网络设备组成，包括路由器、交换机、Internet 接入设备、防火墙等以及各种服务器，如：远程教育服务器、网管服务器（包括网管软件） 、主服务器（包括WWW、E-mail、DNS 等） 。校园内部网络采用共享或交换式以太网，通过 DDN、ASDL、ISDN PSTN 等方式，选择中国科研教育网接校园网规划设计19入到 Internet，校际之间通过国际互联网的方式互相联接。同时采取相应的措施，确保通讯数据的安全、保密。系统运行要安全、可靠、故障小。 网络拓扑结构设计的要符合以下几点要求： 要适应未来网络的扩展和拓扑结构的变化
41、。 要能为特定的师生用户或用户组提供访问路径。 要保证网络能不间断地运行。 当网络扩大和应用增加时，变化的网络结构要能应付相应的带宽要求。 使用频率较高的应用能够支持网上大多数的师生用户。 能合理地分配用户对网内、网外的信息流量。 能支持较多的网络协议，扩大网络的应用范围。 支持 IP 的单点传送和多点广播数据流。所以，要达到以上这些设计要求，分层的设计功能及星型、树型和交叉型的拓扑结构应给予足够的重视，做到应地而异。网络拓扑图（如图 3-1）校园网规划设计213.3.3 信息点的设置3.3.4 VLAN 划分及子网配置VLAN 的划分方法有：包括基于端口的 VLAN、基于 MAC 地址的 V
42、LAN 和基于协议的 VLAN 等。(1)基于端口划分 VLAN这种划分 VLAN 的方法是根据以太网交换机的端口来划分的，把一个或多个交换机上的几个端口划分成一个逻辑组，并可以跨越多个交换机。根据端口划分是目前定义 VLAN 的最广泛的方法，IEEE802.1Q 规定了依据以太网交换机的端口来划分 VLAN的国际标准。定义 VLAN 成员时非常简单有效，只需网络管理员对网络设备的交换端口进行重新分配即可，不用考虑端口所连接的设备。但如果 VLAN A 的用户离开了原来的端口，到了一个新的交换机的某个端口，那么就必须重新定义。(2)基于 MAC 地址划分 VLAN这种方法是根据每个主机的 MA
43、C 地址来划分的。MAC 地址其实就是指网卡的标识符，每一块网卡的 MAC 地址都是唯一且固化在网卡上的。MAC 地址由 12 位十六进制数表示，前 8 位为厂商标识。网络管理员可按 MAC 地址把一些站点划分为一个逻辑子网。当用户物理位置移动时，即一个交换机寰岛其他的交换机时，VLAN 不用重新配置，所以可以认为这种根据 MAC 地址的划分方法时基于用户的。但初始化时，所有的用户都必须进行配置。如果有几百个甚至上千个用户的话，配置时非常累的。而且，导致了交换机执行效率的降低。因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个 VLAN 组的成员，这样就无法限制广播包了。对于经常更换网卡的用户，例如使用
44、笔记本电脑的用户来说，VLAN 就必须经常重新配置。(3)根据 IP 组播划分 VLANIP 组播实际上也是一种 VLAN 的定义，即认为一个组播组就是一个 VLAN，这种划分的方法将 VLAN 扩大到了广域网，因此这种方法具有更大的灵活性，而且也很容易通过路由器进行扩展，当然这种方法不适合局域网，主要是效率不高。鉴于当前业界 VLAN 发展的趋势，考虑到各种 VLAN 划分方法的优缺点，为了最大程度地满足用户在具体使用过程中的需求，减轻用户在 VLAN 的具体使用和维护中的工作量，一般采用根据端口来划分 VLAN 的方法。不同的 VLAN 数据包可以打上不同的 VLAN 标记，用于 VLAN
45、 的识别。校园网 VLAN 划分方法也就是按端口来划分的。(4)基于协议（即网络层）划分 VLAN路由协议工作在网络层，相应的工作设备有路由器和路由交换机（即三层交换机） 。该方式允许一个 VLAN 跨越多个交换机，或一个端口位于多个 VLAN 中。这种划分 VLAN 的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型（如果支持多协议）划分的。虽然这种划分方法根据的是网络地址，比如 IP 地址，但它不是路由，与网络层的路由毫无关系。它虽然查看每个数据包的 IP 地校园网规划设计23址，但由于不是路由，所以没有 RIP、OSPF 等路由协议，而是根据生成树算法进行桥交换。用户的物理位置改变了，不需要重新
46、配子所属的 VLAN。而且可以根据协议类型来划分 VLAN，这对网络管理者来说很重要。这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量。但是整个交换效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址需要消耗处理时间的（相对于前面两种方法） 。一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网帧头，但要要让芯片能检查 IP 帧头，需要更高的技术，同时也更费时。当然，这与各个厂商的实现方法有关。校园网总共划分成 18 个 VLAN，每个 VLAN 中信息点的数量不是太多，而且至少都是 100Mbps 到桌面，防止了广播风暴的产生。其中网络中心的所有路由器、交换机和服务器组，以及各栋楼的分布
47、层交换机都划分到了 VLAN 1，即网络管理 VLAN，便于网络设备、服务器的配置和管理，也起到了一定的安全防护作用。其余的楼宇和部分楼层都被划分到了不同的 VLAN，如图书馆的电子阅览室、机房，办公楼，学生公寓等，其中实验楼，学生公寓和教室公寓由于计算机数量更多，必须划分为更细更多的VLAN。3.3.5 IP 地址分配根据 TCP/IP 协议，在 Internet 上的机器都有一个 32 位二进制数字的名字，将它们分割为四部分，并转换为十进制数字后，就是我们常说的 IP 地址。1、IP 地址IP 地址是用来标识网络中的一个通信实体，比如一台主机，或者是路由器的某一端口。而在基于 IP 协议网
48、络中传输的数据包，也都必须使用 IP 地址来进行标识，如同我们写一封信，要标明收信人的通信地址和发信人的地址，邮政工作人员通过该地址来决定邮件的去向。在计算机网络里，每个被传输的数据包也要包括一个源 IP 地址和一个目的 IP 地址。目前，IP 地址使用 32 位二进制地址格式，为方便记忆，通常使用以点号划分的十进制来表示，如：172.168.0.205。2、子网划分为了提高 IP 地址的使用效率，一个网络可以划分为多个子网：采用借位的方式，从主机最高位开始借位变为新的子网位，剩余部分仍为主机位。这使得 IP 地址的结构分为三部分：网络位、子网位和主机位，如下图所示：IP 地址的分布图VLAN
49、 的划分与描述根据学校的应用类型，每个网段都划分了 VLAN。分 VLAN 在一定程度上可以提高网络的安全性，防止网段上的无效广播包的传播，还可以增加网络的弹性，并降低成本易于管理。VLAN 分布表校园网规划设计253.3.6 传输及布线设计本方案的传输介质采用双光纤光纤链路（提供链路冗余） ；核心层交换机通过两条 1000Mbps 光纤链路采用链路聚合技术相连，提供网络负载均衡和弹性连接；汇聚层交换机与下行接入层交换机以及到用户桌面都采用五类非屏蔽双绞线，提供 100Mbps 到桌面；所有服务器都采用两块 1000Mbps 以太网卡通过超五类非屏蔽双绞线与核心层交换机相连（提供冗余链路） ，提高链路可靠性。1、传输介质核心交换机、服务器组和路由器都放置在网络中心机房，核心交换机与所有服务器都通过超五类非屏蔽双绞线相连，通过光纤与路由器相连，其下行到工作区汇聚层交换机的链路全部采用光纤作传输介质，并在工作区设置设备间子系统。在工作区中都采用五类非屏蔽双绞线提供 100Mbps 到用户桌面。2、布线设计网络布线应该采用结构化布线系统。它不仅可以将语言和数据
