毕业设计(论文)-校园网络设计方案.doc
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1、新 乡 学 院 毕 业 论 文论文题目校园网络设计方案院(系)名称国际教育交流中心专业名称计算机网络班 级计算机网络班学生姓名学 号指导教师姓名2010年4月完成目录内容摘要.4关 键 词.4前言.5第1章 需求分析.51.1 总体需求.51.2 网络应用需求.61.3 网络性能需求.6第2章 网络总体设计.72.1 系统设计原则.72.2 设计思路.72.3核心设计.82.3.1核心冗余方案.82.3.2链路冗余方案.82.3.3简单链路方案.102.3.4接入设计.102.3.5接入Internet设计.122.3.6 VLAN的划分及IP地址的分配.142.3.7物理/链路层配置原则.1
2、5第3章 网络安全与管理.163.1 网络安全.163.1.1 威胁网络安全因素分析.163.1.2 网络安全防范措施.173.2 网络管理.183.2.1 网络管理的内容.183.2.2 网络管理的手段.183.3 网络安全策略配置.203.3.1安全接入和配置.203.3.2 拒绝服务的防止.203.3.3 访问控制.21第4章 综合布线设计.214.1 综合布线的设计原则.214.2各系统及网络的设计.224.2.1工作区子系统及其网络设计.224.2.2 配线子系统及其网络设计.224.2.3干线子系统及其网络设计.234.2.4 设备间子系统及其网络设计.234.2.5 管理子系统及
3、其网络设计.234.2.6 建筑群子系统及其网络设计.24第5章 防雷接地.245.1 设计原则.245.2 防雷防浪涌及接地系统.255.2.1 电源系统防雷.255.2.2 通讯线路雷电防护.255.2.3 机房内部防雷辅助措施.265.3 接地系统.265.3.机房接地系统.26第6章 结论.27参考文献.27校园网络设计方案摘要:近年来,教学和管理工作不断向着信息处理计算机化、信息交流网络化、信息管理数据库化信息服务电子化方向发展。为了进一步提高网络教学的教学效果和效率以及保障校园网络的安全。一套完备的校园网络,将学校的各主要部门,如图书馆、实训楼、信息中心、校办、教务处用计算机网络联
4、结起来,形成信息发布、处理、资源共享、覆盖面广的网络。Abstract: In recent years, teaching and management continue to work toward computerized information processing, information exchange, networking, information management database of electronic information services direction. To further enhance the network of teaching effect
5、iveness and efficiency as well as to protect the safety of the campus network. A comprehensive network of campus, the school will be the major departments, such as libraries, Training House, the Key Laboratory of Information Center, run, Academic computer network linking together to form a release o
6、f information, treatment, a total of resources Enjoy, the wide coverage of the network.关键词:需求分析 校园网络设计 综合布线设计Key words: Needs analysis Campus Network Design PDS Design前言当今时代,随着信息技术的迅猛发展, Internet的不断延伸,计算机应用成为一个现代人所必须具备的一项生存技能。“百年大计,教育为本”,随着我国教育改革,特别是课程改革的逐步深入,校园现代化和信息化的建设,已经成为培养二十一世纪全面发展的综合人才的必备条件。为
7、了迎头赶上这一发展机遇,跟上信息时代的脚步,许多单位都开始着手进行信息化建设。作为高新技术试验基地和人才培养摇篮的学校,更是掀起了一股校园网建设的热潮。教学电子化,学习网络化,科研协作化,管理信息化,将是学校教育由传统教育向现代化教育过渡的一次重大飞跃,中小学校园网的建设就是建立在校园内的一个模拟的Internet环境及建立在网上的多媒体网络应用,现就我校校园网建设实践谈谈校园骨干网络建设和实施方案。新乡学院,占地面积1708亩,建筑面积近80万平方米,校园环境优美,木秀花馨,景色宜人,是市级园林式单位。近年来,共完成省部级以上科研课题49项,8项科研成果获国家专利,获得地厅级以上各项科研奖励
8、350余项,省部级教学科研成果奖24项。出版专著、教材、译著235部,发表论文近4000篇。 教育即未来,如何应用信息技术改造我们传统的教学和管理手段;如何加深学生对于信息化和信息技术的理解与了解;如何造就同时具备传统和信息双重文化的一代新人,已成为当前最为紧迫的任务之一。第1章 需求分析1. 1总体需求我校校园网工程范围主要为包括办公楼、教学楼、图书室、教师住宿楼及实验楼在内的局域网(LAN)部分。内部局域网的建设包括硬件网络平台的建设、相应软件系统的应用。校园网内部主要按Intranet模式建网,校园内部各部门及家庭均能访问校园网内部信息,同时对外也提供WWW信息访问。要求能够根据应用或按
9、部门划分成若干虚拟子网(VLAN),同时,网络应具有较好的实时性。在网络设计中,校园网到桌面的计算机数据端口工程设计总量为150个。这些网络端口均要求10/100M到桌面。校园网的体系结构要能支持以INTRANET WEB的访问与应用,要能支持E-Mail、FTP的应用,包括有条件、有管理地访问INTERNET,同时要使校园网的通讯和共享资源能够建立在方便、安全的基础上。1.2 网络应用需求 这方面的需求不同学校有着明显不同,大体都可以分为,教学、办公、服务这四方面应用。如对教学、科研方面的网络设计应考虑稳定、扩展、安全等问题;办公、服务等带宽是要着重考虑的方面,所以学校应该根据自己的实际情况
10、来考虑网络的结构,及安全问题。校园网在信息服务与应用方面应满足以下几个方面的需求:1. 学校主页。学校应建立独立的WWW服务器,在网上提高学校主页等服务,包括校情简介、学校新闻、校报(电子报)、招生信息以及校内电话号码和电子邮件地址查询等。2. 文件传输服务。考虑到师生之间共享软件,校园网应提供文件传输服务(ftp)。文件传输服务器上存放各种各样自由软件和驱动程序,师生可以根据自己需要随时下载并把它们安装在本机上。3. 校园网站建设(WWW、FTP、E-mail、DNS、PROXY代理、拨入访问、流量计费等);4. 多媒体辅助点播教学兼远程教学:校园网要求具有数据、图像、语音等多媒体实时通讯能
11、力;并在主干网上提供足够的带宽和可保证的服务质量,满足大量用户对带宽的基本需要,并保留一定的余量供突发的数据传输使用,最大可能地降低网络传输的延迟。5. 校园办公管理;6. 学校教务管理;7. 校园通卡应用;8. 网络安全FIREWALL;9. 图书管理、电子阅览室;10. 系统应提供基本的Web开发和信息制作的平台。1.3 网络性能需求性能需求:有服务效率、服务质量、网络吞吐率、网络响应时间、数据传输速度、资源利用率、可靠性、性能/价格比等;根据本工程的特殊性,语音点和数据点使用相同的传输介质,即统一使用超5类4对双绞电缆,以实现语音、数据相互备份的需要;对于网络主干,数据通信介质全部使用光
12、纤,语音通信主干使用大对数电缆;光缆和大对数电缆均留有余量;对于其他系统数据传输,可采用超5类双绞线或专用线缆。第2章 网络总体设计2.1系统设计原则在本系统设计中采用以下原则:1、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。2、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。3、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
13、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。4、可扩充性所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。5、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。5、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。2.2 设计思路 进行校园网总体设计,首先要进行对象研究和需求
14、调查,明确学校的性质、任务和改革发展的特点及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;其次,在应用需求分析的基础上,确定学校Intranet服务类型,进而确定系统建设的具体目标,包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标;第三是确定网络拓扑结构和功能,根据应用需求建设目标和学校主要建筑分布特点,进行系统分析和设计;第四,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;第五,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:(1)整体规划安排;(2)先进性、开放性和标准化相结合;(3)结构合理,
15、便于维护;(4)高效实用;(5)支持宽带多媒体业务;(6)能够实现快速信息交流、协同工作和形象展示。2.3核心设计由于学院级校园网络的计算机数量较少,所以大多采用单核心接入方式。即将所有的汇聚层交换机和网络服务器都连接至核心交换机,实现所有设备和数据在核心交换机的汇聚和交换。同时,视投资额的数量设计适当的设备和链路冗余。2.3.1. 核心冗余方案校园网设置2台核心交换机,借助2条10 Gbps链路相互连接。所有的汇聚层交换机和堆叠交换机以1000 Mbps链路,分别连接至2台核心交换机。当2台核心交换机都能正常工作时,分担所有汇聚设备的接入和数据通信,实现网络接入的负载均衡。当其中一台核心设备
16、发生故障时,由另一台核心设备迅速承担全部交换任务,以保证网络的稳定运行。拓扑结构如图3-37所示。采用核心冗余方案,任何一台核心交换机、任何一条网络链路故障,都不会影响整个网络的正常运行和网络服务的提供,从而确保网络的稳定、高速和安全。当然,由于需要购置2台核心交换机,因此该方案的投资额较大,适用于规模较大、且对稳定性有较高要求的校园网络。2.3.2. 链路冗余方案校园网只设置1台核心交换机,所有的汇聚层交换机和堆叠交换机以2条1000 Mbps链路,连接至核心交换机的不同业务插板,实现骨干链路的冗余备份。当核心交换机的某个业务板、汇聚层交换机的某个模块或某条骨干链路发生故障时,另一条骨干链路
17、及时由备份状态改变为激活状态,从而保证网络骨干的稳定连接。拓扑结构如图3-38所示。采用链路冗余方案,任何一条网络链路故障,都不会影响核心交换机与汇聚层交换机的连接,从而在很大程度上保证了网络连接的稳定性。然而,一旦核心交换机发生故障,将导致整个网络的瘫痪。不过,这个问题可以通过采用核心交换机关键部件冗余,特别是交换引擎冗余而得以基本解决,从而最大限度地确保核心交换机的稳定运行。由于只需购置1台核心交换机,因此该方案的投资额相对较少,在投入资金和网络稳定性两个方面取得了一个平衡。适用于规模较小、且对稳定性没有太高要求的校园网络。2.3.3. 简单链路方案校园网只设置1台核心交换机,所有的汇聚层
18、交换机和堆叠交换机以1条1000 Mbps链路,连接至核心交换机,实现骨干链路的高速连接。当某台汇聚层交换机或某条骨干链路发生故障时,不会影响其他子网络的正常运行。但是,核心交换机一旦发生故障,将导致整个网络的瘫痪。拓扑结构如图3-39所示。由于只需购置1台核心交换机,并且采购的业务板数量和GBIC或SFP模块数量较链路冗余方案减少一倍。因此,该方案的投资额最低,但安全性最差,只适用于规模较小、且对稳定性没有太高要求的校园网络。该方案对网络稳定的唯一保障,是选择支持交换引擎和其他关键部件冗余的交换机,以保证核心交换机的稳定。2.3.4接入层设计随着校园网络服务和应用的不断深入,在网络边缘出现了
19、以下4种新趋势。桌面计算能力提高。带宽密集型应用出现。高敏感数据在网络中扩展。出现了多种设备类型,如IP电话、WLAN接入点和IP视频摄像头。这些新需求正与许多已有关键任务的应用争夺资源。因此,必须将网络边缘看作有效管理信息和应用的提供的关键。具体而言,在接入层面,除了应当提供高速的网络连接外,还应当进一步加强校园网络对边缘接入层面的安全控制能力。用户可以根据需要来订制自身的安全策略并部署在此交换机上。同时,接入层交换机还应当支持一些安全功能,如CPU防攻击能力、防流量攻击病毒的能力、防组播、广播攻击的能力;使交换机能够智能地自动阻断或隔离内外部的攻击和网络病毒。除此之外,交换机还应具备多个专
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