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毕业设计说明书
题目:校园网络规划与设计
作
者:
学号:
系
部:
信息工程系
专
业:
计算机网络技术
班
级:
指导老师:
校外指导老师:
2012年4月22日
摘要
随着计算机和网络技术的迅猛发展,互联网成了人们快速获取,发布,传递信息的重要途径。计算机网络已渗透到社会的各个领域。各行各业都处在网络化和信息化的建设过程中。所以计算机网络在人们的生活,经济,和政治上发挥着重要的作用。随着网络的逐步普及,校园网络的建设是学校向信息化发展的必然选择,校园网网络系统是一个非常庞大而复杂的系统,它不仅为现代化教学、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台,而且能提供多种应用服务,使信息能及时、准确地传送给各个系统。全国各大高校作为现代教育的最主要阵地,发展网络教育责无旁贷。各所学校也纷纷建立了校园网并接入Interne,t但在建设和管理过程中,由于技术和资金的原因,存在着投资大,见效慢,缺乏有效管理的弊端,没有充分发挥的作用。本文就是针对这一现象进行对校园网的组建分析和改善校园网弊端。而校园网工程建设中主要应用了网络技术中的重要分支局域网技术来建设与管理的,因此本毕业设计课题将主要以校园网络建设过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向,为校园网的建设提供理论依据和实践指导
引言 1
校园网简介 2
什么是校园网 2
校园网有什么作用 2
,提高工作效率 2
2
3
校园网络建设的意义 3
校园网是现代化教育的需要 3
校园网的是教育改革的转折点 3
校园网设计原则和实现方案 4
网络系统设计原则 4
系统建设目标 5
网络设计关键技术说明 8
系统总体方案设计 10
网络拓扑结构设计 10
网络系统接入设计 11
网络设备选型 12
VLAN划分及子网配置 14
IP地址分配 16
布线系统设计 17
三个设计等级(基本型、增强型、综合型) 17
基本型 18
增强型 18
综合型 18
基本型综台布线系统的特点 19
增强型综合布线系统的特点 19
综合型综合布线系统的特点 19
网络安全、管理设计 20
总结 21
致谢 22
参考文献 22
引言
随着网络的快速发展,作为新技术的发祥地,学校、尤其是高等学校,和网络的关系十分密切,网络最初是在校园里进行实验并获得成功的,许多网络新技术也是首先在校园网中获得成功,进而才推向社会的。根据学校的要求和原则,进行能源学院校园网综合系统设计,以满足校园内计算机网络系统的需要。对于本院校来说,由于将有越来越多的资料信息和管理平台放到校园网上,越来越多的用户使用校园网,建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事,校园网不只是涉及技术方面,而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成分的综合化、信息花管理系统。因此每个校园网的设计、建设都要经过周密的论证、谨慎的决策。是在学校范围内,在一定的教育思想和理论指导下,为学校教学、科研和管理等教育提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络。在中国,近年来校园网建设发展迅速,到目前为止仅在中国中小学就有近6000所学校建设了校园网。他们为中国中小学内部实现教育的资源共享、信息交流和协同工作提供了较好的范例。然而,随着中国各地校园网数量的迅速增加,校园网之间如何实现教育的资源共享、信息交流和协同工作的要求越来越强烈校园网的发展主要依托于稳定但又逐年递增的全国上亿的在校大中小学生以及刚走入社会的年轻一代,更能体现网站特色与服务范围。
校园网不是一个应用产品,而是一个网络操作系统,是一个像WINDOWS那样的技术平台。在校园网平台上可以开发延伸很多web应用级产品。是为那些没有服务器资源,但有强大的信息创造能力,需要大量免费的网络应用程序的个人及小型公司提供的新型网络操作系统。
校园网是一个以人、人与人的关系网络和应用产品为核心,通过认证、授权与开放接口进行有机融合,形成的一个庞大综合服务平台。
校园网简介
什么是校园网
校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。首先,校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境。这就要求:校园网是一个宽带、具有交互功能和专业性很强的局域网络。多媒体教学软件开发平台、多媒体演示教室、教师备课系统、电子阅览室以及教学、考试资料库等,都可以在该网络上运行。如果一所学校包括多个专业学科(或多个系),也可以形成多个局域网络,并通过有线或无线方式连接起来。其次,校园网应具有教务、行政和总务管理功能。
校园网有什么作用
服务教育教学,提高工作效率
资源共享。校园网连接到internet,网络内的各电脑不但可以互通信息资源,而且可以享受网络服务器上的相关数据及internet网上取之不尽,用之不竭的巨大信息资源,校园网在教学活动中的作用也将成倍地增强。用来实现电脑与电脑之间传递各种信息,使分散在校园内不同地点的电脑用户可以进行集中的控制管理。在校务部门建立网络服务器,可以为整个校园网络提供各类教学资源,并对这些资源进行综合管理。
加强学校对外宣传的力度
“图片校园”“为您服务”“教育导航”“学校荣誉”“招生招聘”等栏目的开设为外界对学校的了解提供了一个广阔的平台。可以在线发布学校新闻、教学成果、工作公告等信息,网站的建设和制作,有自己的风格和潮流。浏览时能让学生和老师找到自己喜欢、关注的东西,甚至校友登上我们的网站,有一种回到母校的感觉。只要点击这个网站的人都可以获取各种信息,突破了地域的限制,有力地宣传了学校。
运用网络构建新型教学模式
借助网络的优势,使来自各个方面的不同的知识和信息非常集中和高频率地结合起来,才会给学生提供大量的信息和知识,在校园网的应用过程中,网络的功能不应仅是局限在课堂教学中,利用网络为学生营造一个轻松的学****环境,它不仅可以大大拓展教师和学生的视野,有利于培养学生的创造性思维,提高师生获取信息、分析信息、处理信息的能力和适应现代社会的能力。校园网在教学过程中的合理应用,不仅改变了传统的教学模式、教学方法、教学手段,而且促进教育观念、教育思想的转变
校园网络建设的意义
校园网是各种类型网络中的一大分支,有着非常广泛的应用。学校、尤其是高等学校,和网络的关系十分密切,网络最初是在校园里进行实验并获得成功的,许多网络新技术也是首先在校园网中获得成功,进而才推向社会并得到了广泛的认可和应用在这个全新的环境中,现代教育技术如何研究信息化、网络化的社会文化环境,如何驾驭新的教育环境和教育模式,培养受教育者具有适应新时代的学****与创造能力,不仅成为衡量教育现代化水平的标志,而且将成为个体乃至整个民族跨入新世纪的“通行证”。可见,建设校园网络是基础教育信息化的根本途径,丰富多彩、健康清新的校园网络文化将成为学校培养学生思维方式、道德品质、创造能力的新环境,成为面向全体学生,培养全面发展的高素质人才的崭
校园网是现代化教育的需要
校园网的建设和发展是推进素质教育的需要互联网已成为学校培养学生
道德品质、创新能力等方面的新环境,成为培养高素质人才的崭新的平台,是
学校推进素质教育的需要。
校园网是教育改革的转折点
创建丰富多彩的校园网络对于转变传统的教育思想和观念,促进教学内容、教学方法、教学结构和教学模式的改革,对于深化基础教育改革,提高教育质量,培养高素质的创新人才具有深远意义,运用现代教育技术建设和发展校园网,营造清新的校园网络文化氛围,就是从根本上落实教育的战略地位,解放传统教育思想,推动和发展教师、学生的创造力的一种创新优势的重要标志。
校园网设计原则和实现方案
网络系统设计原则
在本系统设计中采用以下原则:
实用性从保护各系原用的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发,充分集成现有的各种计算机和网络设备,使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展,具有最高的性价比。
开放性构造一个开放的网络系统,是当前世界计算机技术发展的潮流,因此我们在整个系统的设计中采用的规范、设备与厂商无关,具有较强的兼容性,便于与外界异种机平滑互联。
先进性
当今的计算机网络技术发展日新月异,把握不准的方向则可能导致在很短的时间内技术落伍,从而面临被淘汰的危险。因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备,适合未来的发展,做到一次规划长期受益。
可扩充性
选择的联网方案及设备要能适应网络规划的不断扩大的要求,以便于将来设备的扩充;要能适应信息技术不断发展的要求,平稳地向未来新技术过渡。
可靠性
系统设计除采用信誉好,质量高的设备外,还采用一系列容错、冗余技术、提高整个系统的可靠性
安全性
安全性包括两个方面:一、网络用户级的安全性;二、数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予考虑,而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。
系统建设目标
组建的整个学校的校园网,既能将整个学校计算机都纳入整个校园网中,实现统一规划、分块工作、异地互联、整体管理,并有可为将来的应用扩展和系统的升级预留接口。要达到各系组建自己相对独立的本地局域网,既能满足各系自己的正常的教学计算机化的要求,又能通过广域网完成与其他系或学校之间的信息交流。网络管理中心能满足自身的正常教学计算机化的要求,又能通过广域网将各系、个大楼之间和本地网络中心联接成一个整体,通过网管系统监控各个系的网络运行情况,并通过广域网的高速优质传输线路为各系的各种请求提供良好的服务。
首先采用国家标准和国际标准,其次采用广为流行的、实用的工业标准,只有这样,网络系统内部才能方便地从外部网络快速获取信息。同时还要求在授权后网络内部的部分信息可以对外开放,保证网络系统适度的开放性。
这是非常重要,而且非常必要的,同时又是许多网络工程设计人员经常忽视的。我们在进行网络系统设计时,在有标准可执行的情况下,一定要严格按照相应的标准进行设计,而不要我行我素,特别是在像网线制作、结构化布线和网络设备协议支持等方面。采用开放的标准后就可以充分保障网络系统设计的延续
性,即使将来当前设计人员不在公司,后来人员也可以通过标准轻松地了解整个网络系统的设计标准。保证互连简单易行。
在网络系统设计时首先应该以注重实用为原则,紧密结合具体应用的实际需求。在选择具体的网络技术时一定要同时考虑当前及未来一段时间内主流应用的技术,不要一味地追求新技术和新产品,一方面新的技术和产品还有一个成熟的过程,立即选用时则可能会出现各种意想不到的问题;另一方面,最新技术的产品价格肯定非常昂贵,会造成不必要的资金浪费。
如在以太局域网技术中,目前千兆位以下的以太网技术都已非常成熟,产品价格也已降到了合理的水平,但万兆位以太网技术还没有得到普及应用,相应的产品价格仍相当昂贵,所以如果没有十分的必要,则不要选择万兆位以太网技术的产品。
另外在选择技术时,一定要选择主流应用的技术,如像同轴电缆的令牌环以太网和FDDI光纤以太网目前已很少使用,因此不要使用了。目前的以太网技术基本上都是基于双绞线和光纤的,其传输速率最低都应达到10/100Mbps。
这一点非常重要,否则会造成花了高的成本购买了主档次设备却得不到相应的高性能。网络性能与网络安全一样,最终取决于网络通信链路中性能最低的那部分。
如某会聚层交换机连接到了核心交换机的1OOOMbps双绞线以太网端口上,而该会聚层交换机却只有100Mbps,甚至10Mbps的端口,很显然这个会聚层交换机上所连接的节点都只能享有0Mbps,或者100Mbps的性能。如果上联端口具有1000Mbps性能,而各节点端口支持100Mbps连接,则性能就完全不一样了。
还如服务器的各项硬件配置都非常高档(达到了企业级标准),但所用的网卡却只是普通的PCIlO/100Mbps网卡,显然这又将成为服务器性能发挥的瓶颈。再好的其他配置,最终也无法正常发挥。再如,服务器的处理器达到了4个至强处理器,而内存容量却只有初始配置的1GB,或者磁盘采用了读写性能较低的IDERAID,或者SATARAID,这样配置的结果同样会使服务器的性能大打折扣,浪费了高性能配置资源。
这类现象还非常多,在此就不一一列举了。这就要求在进行网络系统设计时一定要全局综合考虑各部分的性能,而不能只注重局部的性能配置。特别是交换机端口、网卡和服务器组件配置等方面。
我们知道服务器的“四性”中有一个“可用性",网络系统也一样。它决定了所设计的网络系统是否能满足用户应用和稳定运行的需求。网络的“可用性"其实就是表现在网络的“可靠性…'稳定性〃,要求网络系统能长时间稳定运行,而不要经常出现这样或那样的问题。否则给用户带来的损失可能是非常巨大的,特别是大型、外贸、电子商务类型的企业。当然这里所说的“可用性〃还表现在所选择产品要能真正用得上,如所选择的服务器产品只支持UNIX系统,而用户系统中根本不打算用UNIX系统,则所选择的服务器就用不上。
网络系统的“可用性''通常是由网络设备(软件系统其实也有“可用性”要求)的“可用性〃决定的,主要体现在服务器、交换机、路由器、防火墙等重负荷设备上。这就要求在选购这些设备时一定不要一味地贪图廉价,而要选择一些国内、外主流品牌、应用主流技术和成熟型号产品。对于这些关键设备千万不要选择那些杂牌,一方面性能和稳定性无法保障,另一方面售后服务更将是无法弥补的长久的痛。
另外,网络系统的电源供应在可用性保障方面也非常重要,特别是对于关键网络设备和关键用户机。这时就需要为这些节点配置足够功率的不问断电源(UPS),在试电出现不稳定,或者停电时可以持续一段时间供用户保存数据、退出系统,以免数据丢失。通常像服务器、交换机、路由器、防火墙之类关键设备要接在有1个小时以上(通常是
3小时)的UPS电源上,而关键用户机则需要接在支持15分钟以上的UPS上。
网络安全涉及到许多方面,最明显、最重要的就是对外界入侵、攻击的检测与防护。现在的网络几乎时刻受到外界的安全威胁,稍有不慎就会被那些病毒、***,致使整个网络陷入瘫痪。在一个安全措施完善的计算机网络中,不仅要部署病毒防护系统、防火墙隔离系统,还可能要部署入侵检测、木马查杀系统和物理隔离系统等。当然所选用系统的具体等级要根据相应网络规模大小和安全需求而定,并不一定要求每个网络系统都全面部署这些防护系统。
除了病毒、***外,网络系统的安全性需求还体现在用户对数据的访问权限上,一定要根据对应的工作需求为不同用户、不同数据配置相应的访问权限,对安全级别需求较高的数据则要采取相应的加密措施。同时,用户账户,特别是高权限账户的安全也应受到高度重视,要采取相应的账户防护策略(如密码复杂性策略和账户锁定策略等),保护好用户账户,以防被非法用户盗取。
在安全性防护方面,还有一个重要方面,就是数据备份和容灾。这非常重要,在一定程度上决定了企业的生存与发展,特别是企业数据主要是电子文档的电子商务类企业。在设计网络系统时,一定要充分考虑到用户对数据备份和容灾,部署相应级别的备份和容灾方案。如中小型企业通常是采用Microsoft公司Windows2000Server、WindowsServer2003系统中的备份工具进行数据备份和恢复,而对于大型的企业,则可能要采用第三方专门的数据备份系统.
,,随着现代化教学活动的开展和与国内外教学机构交往的增多,对通过Internet/Intranet网络进行信息交流的需求越来越迫切,为促进教学、方便管理和进一步发挥学生的创造力,校园网络建设成为现代教育机构的必然选择。校园网大都属于中小型系统,以园区局域网为主,一个基本的校园网具有以下的特点:
高速的局域网连接 校园网的核心为面向校园内部师生的网络,因此园
区局域网是该系统的建设重点,由于参与网络应用的师生数量众多,而且信息中包含大量多媒体信息,故大容量、高速率的数据传输是网络的一项基本要求;
信息结构多样化 校园网应用分为电子教学(多媒体教室、电子图书馆