昆山一中等职业学校网络设计方案课程设计方案报告Word文档格式.docx
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在学校中建立计算机网络已经是十分迫切的需要。
面向新的世纪,昆山第一职业中等学院将按照创建一流学校的发展目标和“以学科建设为龙头、以师资队伍建设为重点、以人才培养为中心、以办学条件改善为保障”的发展方针,面向社会用人单位第一线,培养具有综合能力和高素质的应用型人才。
学校在建设一流校园网的同时,也将使实验、实训设施达到全国一流水平,更好地适应专业教学和科技进步、社会发展的需求。
随着网络应用的普及深入,校园网在学校的教学、科研和管理中发挥着越来越重要的作用。
网络应用遍及行政管理、财务管理、教学管理、信息服务等各个方面,成为学校办公、教学、科研、交流必不可少的手段和服务平台。
本次网络设计主要在提供网络接入的同时,为校内师生员工提供高性能、高安全、灵活易管理的网络应用平台,为各种网络应用以及视频点播和学生宿舍上网业务服务,并为实施校园一卡通工程和数字化校园工程做准备。
2.1需求分析
校园网建设是一项大型网络工程,各个学校需要根据自身的实际情况来制定网络设计原则。
我校网络需要完成包括宿舍信息、学校行政办公等综合业务信息管理系统,为广大教职工、科研人员和学生提供一个在网络环境下进行教学和科研工作的先进平台。
由于网络系统对工作的运作与发展具有非常重要的作用,因此网络改造系统的先进性、可靠性、安全性、易维护、易升级等方面均有一定的要求,网络系统对先进性的要求是在计算机技术突飞猛进的今天,提供达几年甚至更长时间的可用性。
高校各种业务应用系统对网络平台的需求,综述如下:
(1)高性能
多媒体交互教学,以及VOD等媒体流应用对网络的性能要求是很高的。
因此要求构建校园网络的组网技术必须是高带宽的组网技术;
骨干交换设备必须支持线速交换,以保证无阻塞的数据交;
另外从网络结构设计上,需要考虑到一些高流量多媒体应用的分布式部署,以降低跨骨干网的流量,提高网络的性能。
(2)安全性
校园网网络平台的安全,除了要保障网络平台的安全性,还需要在一定程度上保障应用业务系统和其它网络资源的安全。
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。
(3)可靠稳定性
可靠稳定的网络平台,是应用业务系统得以实施和推广的基石。
网络平台的设计必须从设备、网络拓扑结构、网络技术等几个方面保证网络的可靠稳定性。
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。
(4)关键业务质量保证
校园网中有各种各样的应用业务数据流,当网络流量处于高峰期时,必定会影响影响关键业务数据流的响应时间,对于多媒体业务来说就会有说话结巴、图像马赛克的情况。
因此高性能的网络,也还是需要QOS服务质量保证的。
(5)先进行
网络系统不能够一经实现即落后,应当至少处于现今先进水平,只有这样才能在计算机技术迅速发展的今天不落伍,不会在竞争激烈的今天,因计算机技术的不足而影响工作的进行开展。
应至少保持系统具备几年的领先性。
采用先进而成熟的网络技术和产品,适应大量数据和多媒体信息传输、处理、交换的需要,使网络系统具有较强的生命力。
2.2建设目标
昆山第一中等职业学校网络设计方案涉及了行政楼、办公楼、教学楼、宿舍楼共5大部分的建设,全校共有PC机1000台,大多数都分布在教学楼和宿舍楼,因此在设备选择时尤其要考虑到这两栋楼的负荷量。
学校建筑以图书馆为中心向外延伸,因此网管中心放在图书馆,便于信息汇总节省光纤材料。
结合当前的国内外各类计算机系统应用情况,本网要实现的目标是:
满足日常工作的处理电子化、日常办公自动化、领导决策科学化,和信息交流快捷方便化。
即实现业务系统处理、日常办公、领导决策计算机化、信息交流国际化的先进系统。
以先进的计算机及通讯为手段建立内部网络,纵向向上与Internet互联网相连,向下与各管理子网点相连接,横向与其它单位相连接的计算机综合网络系统。
在统一思想、统一信息交换标准、统一技术规范的原则下,系统达到以下目标:
●为各办公室提供宽带网络支持
●提供公用信息交换平台
●提供Web发布信息等Internet的信息服务;
●提供日常工作的处理网络化、电子化的日常办公自动化环境
●电子档案的信息查询,提供先进和更多的服务手段,提高效率和质量;
●为调控、科学决策提供有力的支持;
●为内部网提供有力的技术保障,增加内部系统的安全性
●增强校园的教学信息的领先优势。
2.3建设原则
统筹规划、统一标准、滚动发展,逐步建立一个覆盖全园区系统的信息网络系统。
充分重视网络系统和信息的安全,建立先进的网络管理系统和安全管理系统。
采用成熟技术,兼顾未来发展,既量力而行又适当超前。
软硬并举,网络基础建设与信息资源建设同步进行。
2.4建设内容
1、网络资源平台:
包括核心、汇聚、接入路由交换设备,主干线路规划实施,为昆山电视大学一系列基于网络应用的业务和工作提供强大网络资源平台。
2、数据中心平台:
包括主机/存储等基础硬件、数据库软件及应用平台软件,构成昆山电视大学网应用系统的数据汇聚、管理支撑环境;
3、资源中心平台:
以网络化教学和数字图书馆应用系统为核心,整合教学资源的制作、管理、发布及应用;
4、管理中心平台:
整合各校各管理系统需共享和发布的数据,构建统一的管理信息系统和业务系统,并为学校领导决策提供支持;
5、服务中心平台:
以一卡通及网络基础服务系统为核心,对全园区的学生消费、社区生活、校内服务整合和管理;
6、信息门户平台:
包括部门级信息门户、个人工作平台,为用户提供个性化信息与服务,是数字化园区对外服务的窗口。
2.5功能分析
根据我校的实际情况分析,网络设计应满足以下几点需求:
由一个主干网和多个子网组成校园局域网(Intranet)。
主干网接入全球互联信息网外接(Internet),各子网再接入主干通信网。
主干网接入Internet的方式可是有线综合宽带网,速率可以在100M左右。
主干为千兆线路,其它线路为超五类双绞线。
每个楼中都有局域网,终端PC机都能接入主干网,通过楼内的交换机接入。
网络中心和各楼层都用千兆线路连接。
INTERNET服务器选用专业服务器产品,均存放在网络中心机房,网管工作站使用专业的工作站来进行管理。
各应用平台的建设均可接入骨干网,构成子网应用平台。
宽带上网
在信息化的今天,人们已经把网络当成获取信息的重要的源泉,而WEB应用则起到了举足轻重的作用。
绝大多数的人都是通过浏览WEB页面来获取新知。
校园网应该是宽带上网的前沿阵地,学生们可以通过网络获取丰富的知识,增加与其他学校学生,甚至其他国家学生交流的机会。
宽带的网络相比窄带的拨号有着非常大的优势,通过宽带上网就能够真正能实现网上冲浪。
远程教学
21世纪的热点是远程教育,这已成为人们的共识。
远程教育的发展正在引发教育的又一轮变革,民主的教育模式和信息技术手段已经被网校很好地利用,由此带来的教学内容改革和教法改革成为诸多网校吸引生源的法宝。
某高校校园网全面建成后,完全可以建立远程教育体系,实现对社会的开放,让社会了解学校,让更多希望上学的人有接受远程教育的机会。
在已经建立起的较完善的校园网,极大地方便了学校之内以及学校与外界的交流。
然而,在日常的教学工作中,单纯的互联网还是没法满足教学改革的要求。
比如,学校经常要请一些国内外专家教授过来讲课,但即使是大课室也只能容纳有限的几百人,无法满足所有学生的要求;
同时,如果要请一些本地以外的教授过来,很不方便,不但学校要承担较高的差旅费,教授也要长途跋涉,把大量的时间浪费在路途中,从而也限制了学校与外界的交流。
因此,校园网中必需一套能够随时随地与任何人面对面沟通的视频会议系统。
网络化教学
21世纪,人类将面临文明史上的又一次大的飞跃,即由工业化社会进入到信息化社会,世界各国对当前信息技术在教育中的应用都给予了前所未有的关注。
随着家用电脑的普及和网络技术的迅速发展,信息技术在教育中的应用越来越广泛,从前几年的课件制作、基件制作等最基本的多媒体应用技术到今天的信息技术与课程整和的网络化教学,信息技术的作用已不再是单纯的多媒体带给人们的视听效果,而是将信息科技和普通学科的教学相结合,把信息技术有机的融合在普通学科的学习中。
在教学中,我充分利用计算机网络的优势向学生提供大量的信息资源,在使用计算机时,强调发挥计算机的特点,使计算机成为学习的工具。
无限网络
承受着校园网应用的普及和应用水平的不断提高,学校中工作和生活关系越来越密切,而学校中的网络终端资源却很有限,越来越难以满足师生的需求。
无线局域网技术的日趋成熟可以为此提供更加高效灵活的解决方案,可以用较少的投资获得空前的应用灵活性。
随着国家对中国教育行业的更加重视并加大投入,中国教育网的建设得到了国家更大的支持并得到了更加广泛的应用,并已经成为一种其它方式不能代替的获得资源的重要手段,因此教师和学生对网络的依赖也越来越强,随时随地能够从网络获得相要的资源成为教育用户追求的目标。
一般来说,如教室、图书馆、会议室等地方一般是不可能布设太多信息点的,但是随着学生中笔记本电脑的普及和现代化教学的普及,上述场所往往在同一时刻有大量的电脑,而目前的有线校园网没有办法使学生们在这些区域上网。
采用无线方式,在有限的信息点上连接无线接入器,就可以轻松从一个信息点扩展到成百上千个信息点的应用
3.1设计原则
(1)实用性
网络的建设要强调网络系统与网络应用并重,以应用推动建设,信息资源的开发、利用和效果。
产品应选择主流产品,并且具有成熟、稳定、实用的特点。
能充分满足日常使用、科学决策、对外交流、以及信息自动化管理等各方面的需要。
(2)采用开放标准
当前计算机技术的发展日新月异,各种硬件和软件产品层出不穷。
但总体上看,整个计算机仍然在开放式系统的概念下不断趋于统一,新模式主要有如下特点:
开放式系统越来越为广大用户所接受,传统的封闭式厂商也开始走向开放式道路,开放式体系结构已经发展成为计算机技术的主流。
网络互联技术成熟,推动了分布式运算环境的建立,如TCP/IP的迅速发展,已成为异种机型互联的标准。
关系型数据库发展已非常成熟,已成为数据库管理的主流工具。
在开放系统环境OSE(OpenSystemEnvironment)中有两个最基本的特点:
一是开放系统所采用的规范是厂家中立的,或者说是与厂家无关的;
二是开放系统允许不同厂家的计算机系统和软件系统可以互换,并可组成一个集成的操作环境。
OSE包括了多种功能,它能在不同厂家的网络上实现计算机应用的互操作性、可移植性和集成性。
(3)可扩展性
目前设计的网络系统不仅仅用于当前,同时在今后的一段时间内,将是校园电子化的主要系统。
因此,设计时一定得考虑将来的发展,除了当前设计得有一定的超前外,还需要考虑系统的可扩充性,易于系统以后的发展。
网络系统必须有足够的扩展性,使得将来增加信息点时,只需很少变动。
如当网络设备增加、通信网络升级时,所有设备要保证仍能继续使用,而不能以弃掉已有设备为升级的代价。
采用的产品具有充分的可扩充性及升级能力,具有足够的先进网络技术过渡的能力。
(4)可靠性
网络可靠性需要从以下方面来保证:
设备的硬件制造品质与运行软件的成熟性。
网络设备必须选用已经证实,并在实际应用中得到普遍应用的产品,只有这样,才可能提供不间断运行的能力。
网络产品应具备在线热更换的能力,当某一板卡出现故障时,应能带电更换,而不需进行停机操作。
(5)易维护管理性
网络管理应走向科学化,采用先进的网络管理系统,实现“在网络中心即能实时控制、监测整个系统的运行状况,能够自动发现故障点”的目标,并具有良好的人-机操作界面。
(6)保护资源
在网络方案设计时充分考虑现有的硬件和软件资源,尽量把各期投资和未来发展的兼容性容于系统方案中。
保护投资从如下几个方面考虑:
直接的硬件设备、软件系统的投资
应用系统开发的人力、物力、财力和时间上的投资
人员培训投资
原有运行系统和业务数据的有效兼容
3.2主干网络拓扑设计
计算机网络技术种类很多,采用星型结构的以太网是目前最为安全成熟的技术,并且,从应用角度讲,星形结构是综合布线系统的推荐网络拓扑结构,可以与综合布线系统紧密结合,得整个网络系统的通信瓶颈从以往的网络电缆转移至中央网络设备上。
在中央设备之间,鄙弃传统的HUB争抢技术,而采用交换以太网络设备配合星形结构来实现对局域网络的需求,使得中央结点与卫星结点的网络吞吐能力大大加强,对多媒体的支持也更加完美,既而提高整个系统的吞吐能力。
所以在网络方案中,整个系统采用星型结构与高速交换以太网技术相结合的网络拓扑结构
具体网络拓扑结构图如下:
3.3核心层网络建设及设备的选择
核心层是网络的高速交换主干,对整个网络的连通和性能起着至关重要的作用。
核心层具有如下几个特性:
高带宽、高速度、低延时、高可靠性、提供冗余、提供容错、能够迅速适应网络变化、可管理性良好等。
核心层网络用于连接服务器集群、各建筑物子网交换路由器,以及与城域网连接的出口。
在核心层中,应该采用高带宽的千兆级交换机,因为核心层是校园网的枢纽部分,网络流量最大,因此需要提供高带宽。
本方案的核心交换机(核心层设备)选择CISCO公司的Catalyst6509交换机,另外配置一台CISCOPIX-525-UR-BUN防火墙。
Catalyst6509交换机属于Catalyst6500系列。
Catalyst6500家族为校园网络和服务供应商网络提供了一系列高性能多层交换解决方案。
Catalyst6500家族是专为满足对千兆位密度、数据和语音集成、LAN/WAN/MAN集中、可扩展性、高可用性、以及主干/分布、服务器整合和服务供应商环境中智能多层交换的不断增长的需求而设计的。
Catalyst6500家族提供了出色的可扩展性和性能/价格比,能够支持广泛的接口密度、性能以及高可用性选项。
Catalyst6509交换机,通过配置WS-X6516A-GBIC模块,能够满足核心高速转发的要求,满足高密度千兆光纤接入的要求,同时又为校园网的未来网络扩展留有余地。
未来可以根据网络发展的需要,配置WS-SUP720、WS-C6500-SFM2、WS-X6748-SFP、WS-X6548-GE-TX等模块提供高达720Gbps的背板带宽和更高密度的千兆接入。
因此本项目核心交换机选用Catalyst6509交换机产品。
3.4接入层网络建设
接入层网络将终端用户计算机接入到网络之中。
接入层交换机放置于楼层的设备间,用于终端用户的接入,应该能够提供高密度的接入,对环境的适应力要强,运行稳定。
接入层向本地网段提供终端用户接入,直接控制到桌面的网络连接。
接入层包括每栋建筑物内的各个楼层交换机,负责整个公司园区网用户的接入。
楼层交换节点采用CISCO公司的WS-C2950-48-EI智能以太网交换机。
这款交换机属于Catalyst2950系列智能以太网交换机。
Catalyst2950是固定配置、可堆叠的独立设备系列,提供了线速快速以太网和千兆以太网连接。
Catalyst2950系列是一款最廉价的CISCO交换产品系列,为中型网络和城域接入应用边缘提供了智能服务,可以为局域网(LAN)提供极佳的性能和功能。
这些独立的、10/100自适应交换机能够提供增强的服务质量(QoS)和组播管理特性,所有的这些都由易用、基于Web的CISCO集群管理套件(CMS)和集成CISCOIOS软件来进行管理。
WS-C2950-48-EI交换机,有48个10/100端口,2个基于千兆位接口转换器(GBIC)的1000BaseX端口,能够为用户提供千兆位的光纤骨干和高密度的接入端口:
具有高达13.6Gbps的背板带宽,能够提供10.1Mpps的转发速率:
增强型的IOS,能够支持250个VLAN,提供安全、QOS、管理等各方面的智能交换服务。
3.5互联网接入设计
平台功能
昆山第一中等职业学校网络的互联网出口为电信的百兆出口,为了分担流量和提高访问的响应速度,可以同时使用CERNET或其它网络出口。
两条互联网出口,只能对校园网内部访问外部资源的流量进行负载分流和相互备份,负载分流和相互备份在Catalyst6509交换机上实现;
对于外部网络访问校园网外部服务器的资源,只能通过CERNET出口。
校园网的互联网接入平台提供以下功能:
连接互联网;
对外提供信息服务,包括学校介绍、网络学校、招生计划等;
入侵防御和入侵检测,保护内网资源的安全;
访问外网服务加速功能,缩短了网络访问的响应时间同时也减少了出口流量;
NAT(网络地址转换),保护内部网络资源的安全,解决IP地址不足问题。
此外,出口配置一台RG-Wall防火墙,用来抵御外部和内部的非法网络攻击,保护校园网络的正常运行,NAT功能在防火墙上通过硬件实现。
3.6服务器选型
根据实际情况和需求,我们选择WINDOWS2003做为文件服务器操作系统平台,采用随PC机自带的WIN98操作系统作为客户端软件。
操作系统是软件平台的核心,网络操作系统所具备的功能和性能决定了网络系统的整体水平,同时也决定了应用及技术的发展方向。
Microsoft公司的WINDOWS2003操作平台是在PC和LAN(局域网)的基础上发展起来的32位操作系统,由于功能强大且易于使用,市场占有份额不断上升,这一产品与传统的Office办公系统如Word、Excel和PowerPoint一起,为信息发布,综合信息查询,信息交流提供了一个完整的解决方案。
4.1网络设备报价表
表1:
网络设备报价单
序号
型号
数量
单价
总价
1
WS-C2950G-48-EI
32
¥20,000
¥640,000
3
WS-C3550-48-EMI
5
¥26,000
¥130,000
4
Catalyst6509
¥40,000
CISCOPIX-525-UR-BUN
¥52,000
合计
¥262,000
4.2布线材料报价表
表2:
布线系统材料产品清单及报价单
名称和规格
规
格
超五类4对非屏蔽双绞线
1箱=305米
160箱
¥705
¥112,800
2
超五类信息模块(电工白色)
900个
¥55
¥50,500
48口超五类配线架
48口
32个
¥924
¥29,568
标准机柜
6个
¥7,800
¥46,800
ANPRJ45水晶头
1盒=100个
36盒
¥1
¥3,600
6
光纤接入
单膜光纤
¥100,000
¥343,268
5.1参考配置清单
Switch#configureterminal
Switch(config)#interfacerangefastethernet1/1-2
Switch(config-if-range)#port-group5
Switch(config-if-range)#end
Switch(config)#routerip
Switch(config-route)#network192.168.10.1
Switch(config-route)#network192.168.20.1
Switch(config-route)#network192.168.30.1
Switch(config-route)#network192.168.40.1
Switch(config)#ipaccess_liststandarddeny-host192.168.10.x
Switch(config-std-nacl)#deny192.168.10.10.0.0.255
Switch(congif-std-nacl)#end
Switch(config)#Spanning-tree
Switch(config)#Spanning-treemoderstp
Switch(config)#Spanning-treepriority4096
5.2设计心得
课程设计是每一个大学生在大学生涯中不可或缺的,它使我们在实践中巩固了所学的知识、在实践中锻炼自己的动手能力;
实习又是又是对每一位大学生所学专业知识的一种拓展手段。
它让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识。
不见开阔了自己的视野,增战了自己的见识,也为我们以后进一步走向社会打下了坚实的基础,使我们走向以后走向工作岗位的奠基石。
计算机网络的设计是一个要求动手能力很强的一门实践课程,在课程设计期间我努力将自己以前所学的理论知识像实践转化。
做到理论与实践相结合。
在课程设计的过程中我们也遇到了很多问题与困难,但是最后在老师和同学的帮助下一一克服了。
附录二:
产品主要参数
基本参数
网络类型
以太网||快速以太网||ISDN||FDDI||AT
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