高性能校园网组建本科毕业论文.doc
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1、学号:2010041133TONGREN UNIVERSITY 本 科 毕 业 论 文高性能校园网组建院 系: 信息工程学院 学 科: 工 学 专 业:计算机科学与技术专业 TONGREN UNIVERSITY 目录摘 要IABSTRACTII1. 方案概述11.1 论文背景11.2 校园网现状11.3 建设校园网原则21.4 需求分析32. 具体方案32.1 校园网架构32.2 拓扑分析42.3 核心层部署62.4 汇聚层部署62.5 接入层部署73. 综合布线73.1 区域规划73.2 标识规范73.3 中心机房建设84. IP地址规划和部署84.1 IP地址总体规划84.2 互连地址规划
2、84.2.1 核心层互联地址94.4.2 汇聚层互联地址94.4.3 接入区互联地址104.3 设备管理地址规划104.4 应用地址Vlan规划115. 协议平台实现115.1 OSPF路由实现115.2 防火墙部署125.3 多出口链路实现125.4 QOS保障机制125.5 认证和审计125.6 地址分发实现136. 结束语13参考文献14致谢15高性能校园网组建摘 要科技技术飞速发展的今天,各项应用也与日剧增。技术的落后将导致高校很多业务的开展,从而影响高校的发展。因此,就网络技术这一块,我认为是高校现代化的基础,举足轻重。所以,拥有一个高性能的校园网,是高校的必备。而万兆核心的校园网是
3、现在的主流,本文从组建一个万兆校园网的各个方面对组建一个校园网进行阐述。关键词:高性能 万兆网络 组建 ITo Build The High Performance Of Campus NetworkInstitute of Information EngineeringComputer science and Technology SpecialtyABSTRACT Nowadays,with the rapid development of science and technology , the various applications of information technology
4、 have been increasing day by day. The backward technology leads to be difficult in developing many business,which affects the development of colleges and universities. Therefore,I think the network technology plays a significant role in universities and the foundation of modern colleges. It is neces
5、sary to have a high performance of the campus network. While Gigabit core of campus network is the mainstream today. This paper states to build a campus network from the aspects of establishing a ten Gigabit Campus Network.Keywords: High performance Gigabit Network BuildII1. 方案概述1.1 论文背景如今全球信息化进程快速发
6、展,高等教育学校的校园网迅速扩张和各种应用的大量使用,导致了学校在信息应用和共享上有了很大的提高。但享受高性能网络的同时,各种问题相继出现,尤其是近几年校园网络安全事件层出,拒绝服务攻击、蠕虫、arp欺骗等新的攻击手段层出不穷,管理系统不能正常工作、数据被破坏等事经常发生,使人们更加深刻地意识到网络安全、可靠的重要性。因此,高校如何建设高可用高性能的校园网,成了当前高校考虑的问题。目前各高校的校园网网络系统一般存在以下问题。一、 安全产品性能的不足成为影响整个网络性能的瓶颈。网络不能停用,为了保证网络中关键业务,平台,节点的正常运行,大多数用户为了网络的安全牺牲了网络的高性能。二、大多数用户的
7、安全意识薄。如今的网络安全,从单一的方面是解决不了的,必须从整体,统一的,系统的各个方面。从接入层到汇聚层再到核心层,层层部署。从终端到桌面应用,面面俱到。而仅仅依靠防火墙网关设备,以及防病毒软件等手段与方法,是应对不了当今突出的网络安全的。因为在现在的网络环境下,安全风险来自各个层面,所以必须层层加固。我们希望有一个即高效,又很好管理的网络,所以,信息安全能够得到保证的网络正是高校所希望拥有的,高等学校如何组建一个高性能校园网,是目前高校急需考虑的一个问题。基于这一背景,我拟写了校园网组建方案。1.2 校园网现状(1)安全和管理问题:学生用户和普通用户不同,学生喜欢新鲜事物,喜欢恶作剧。例如
8、,乱设网络服务、IP盗用、黑客、P2P应用应用等,令校园网络管理人员煞费苦心,防不胜防。(2)网络带宽不足:如今高校的校园网上使用了大量的业务系统,再加上这几年高校的扩招,人数也越来越多,整个校园网流量大幅度增加,现有的流量需求不是原有的网络带宽能满足的。尤其是现在使用的网络教学,网络视频,网络会议等,对网络带宽的需求更为严格。网络带宽的不足已经制约了高校开展一些新兴的项目和应用平台,阻碍了高校的发展。(3)多应用需求:许多新兴应用的开展,要求校园网在多业务多平台性上予以支持。例如,对VPN、IPv6、QOS保障、IP业务等的支持。1.3 建设校园网原则(1)技术先进性:组建一个网络,不能刚刚
9、投入使用,就已经落伍了,我们应该让它起码保持着领先的地位,才能在技术飞速发展的今天,不会那么快的落伍。不会在相互竞争激烈的时候,因性能不足而影响工作的进行。所以,应该采用先进且成熟的网络技术和相关产品,来适应大量流量的需求,使网络系统拥有较强的生命力。(2)实用性:建设一个网络,选用的产品应该是在市场上主流的,成熟的、实用的、稳定的。平时的使用中,必须能满足常用业务、常用平台、和信息自动化管理等许多方面的需求。(3)网络可靠性:网络的可靠,需要从以下几个方面入手:设备的品质必须过关。而且在实际应用中已得到权威的证实,切记不可盲目尝鲜。而且网络产品必须具有热插拔,热更换的能力,在平时的使用中,如
10、某一板卡出现故障时,在不停机的情况下,能带电热插拔。把握好这些,才能全天候24小时的提供不间断运行。网络才是可靠的。(4)易维护管理性:网络管理应该科学系统地管理,实现在网络中心机房就能实时控制、监测整个网络系统的运行状况,还要有友好的人-机操作界面,并能找出网络节点的故障所在,以最快的速度迅速恢复用户的应用需求。(5)安全性:校园网是学校办公应用的平台,因此对于数据的安全性要求很严格,所以可访问与不可访问将严格限制。校园网和互联网之间的数据流量也将严格控制。(6)保护投资:网络方案设计时应该充分考虑已有的硬件设备和软件资源,尽量把投资和未来发展容于系统方案中。具体从以下几个方面考虑: a.硬
11、件设备、软件系统的投资; b.应用系统开发的人、财、物和时间上的投入; c.人员培训投资; d.原有的运行系统和业务数据的兼容性。1.4 需求分析此次组建的中型高性能校园网的需求是:运用先进的网络通信技术和计算机技术,系统的完成覆盖整个校园面积的高性能的光纤网络。要求网络在行政管理、网络视频、网络会议和通信等方面能高效的运作。具体包括: (1) 覆盖面积广,主干必须采用光纤通信,具有良好的网管能力,达到高效、可靠、安全的要求。 (2) 校园网出口同 CERNET 、Internet互通,可以利用内网方便快捷地传递大量信息流量,以满足信息查询、通信、资源共享、远程教学等需求。 2. 具体方案目前
12、,我们使用网络已经不只是用来收发邮件和浏览网页了,而更多的是大量的视频语音等。随着数字校园的兴起、以及网络多媒体教学的开展,面对大流量需求,很多服务器用上了千兆网卡,这样就使得核心骨干必须升级到万兆,这是很迫切的,否则会形成带宽瓶颈。但这并不是不可能的,近两年来万兆核心交换机以其高带宽、高性能、高可靠和高安全性能已经在市场上形成了很大的冲击。因此,我认为万兆网络更能适应高校以后的发展。如今在很多高校,万兆以太网已经在校园中规模的组建和应用了。以下是我模拟的一个校园网,按照需求,我从结构布局、综合布线、机房建设、IP以及Vlan的规划,应用平台规划等几个来组建和部署一个核心万兆以及链路冗余的高性
13、能校园网。2.1 校园网架构网络的体系结构很复杂,从网络的诞生到现在,人们在不断的优化。在以往的体系结构中,网络设备受网络体系所限,很难兼容好多新兴的应用服务,这是一种不好的现象。另一种是在现有的网络体系结构下,投资者为了开展一项应用,不得不动用巨大的成本去重新购买相应的设备以兼容新开展的业务,造成了投资成本过大。所以以往的网络体系不能够保护投资。为此,新一代的网络体系结构应运而生,也就是3层交换网络。2.2 拓扑分析图 2-1 校园建筑分布图校园建筑分布图如图2-1所示。对学院地理环境进行分析,在物理上进行有效的区域划分。依据学院的楼宇布局,汇聚区按照楼宇进行汇聚区划分,但信息点过多或需布线
14、太长,可将楼宇划分为多个区域;对于分散的楼宇则可采用数楼合一汇聚的方法。将中心机房设置在办公大楼,学生公寓分A区、B区、C区在B区设立一个汇聚机房,教师公寓区也分A区、B区、C区在B区设立汇聚机房,行政大楼设置汇聚机房,图书馆设图书馆汇聚机房,教学区设置一个汇聚机房。大致结构如表2-1所示:表 2-1 校园信息点分布楼宇分区信息点个数合计主要用途学生公寓区A区30009000因特网访问,数据互传,校园网视频点播。B区3000C区3000教师公寓区A区200600因特网访问,数据互传,校园网视频点播。B区200C区200行政区300300因特网访问,视频会议文件互传。图书馆学生阅览室200500
15、教学视频点播,因特网访问,资料互传,视频会议。电子阅览室200网络中心50借书室50教学区计科系2002000教学视频点播,远程教育,因特网访问。生化系100经管系100机电系100-系100办公区350350因特网访问,资料互传视频会议。根据信息点得出设备分布得出交换机分布如图2-2所示:图 2-2 交换机分布图根据交换机分布图和建筑分布图,得出网络拓扑结构如图2-3所示:图2-3 网络拓扑结构2.3 核心层部署核心采用两个万兆核心交换机,冗余链路,避免单点失效时网络的性能收到影响。两台主干核心选用锐捷RG一$8610万兆路由交换机,主要用来链接汇聚设备的上联;RG一$8610通过两条千兆光
16、纤上联到出口防火墙,它们之间运行OSPF。由于采用冗余链路和设备,所以在发生故障的时候可随时对其中一台核心设备进行检修、维护等操作而不会影响整个校园网的使用,而且,这样的结构有利于网络的扩建。2.4 汇聚层部署对楼宇进行区域划分,分成了七个区域。在这些区域安装单台或多台汇聚交换机,汇聚层采用的设备是华为Quidway S9300汇聚交换机。将汇聚交换机连到本区域内的接入交换机上,而汇聚交换机与两台核心万兆交换机采用两条冗余链路连接,让核心交换机和汇聚交换机共同运行0SPF。汇聚设备同时又是本区域类的网关,汇聚设备采用单链路与接入设备连接,尽量和接入设备安放在同一地理位置,以便减少光缆铺设,造成
17、投资浪费。2.5 接入层部署接入层采用华为S2700交换机,支持丰富的安全特性,安全部署到边缘。完成终端设备的接入,包括工作站、终端、服务器、无线设备等网络设备。3. 综合布线杂乱无章的布线不利于后期管理和扩建,所以综合布线为最好的选择,配上万兆校园网,可谓是宝刀配英雄。综合布线系统将为网络信息化应用提供运行的硬件设施和平台。布线系统作为数据流量的传输介质,应具有高度灵活性、可靠性,易扩展性、易维护和易管理性。本次布线主要是区域规划、标识规划和中心机房建设。3.1 区域规划本次布线主要完成校园里多栋楼宇布线,网络核心区设在中心机房,各楼宇设置分中心。布线系统根据楼宇的地理位置,按照标准形成六个
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