高校网络的设计与实现Word格式.docx
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高校网络的设计与实现Word格式.docx
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随着现代化教学活动的开展以及国内外教学机构交往的增多,学校通过网络进行信息交流的需求越来越迫切。
为促进教学、方便管理并进一步发挥学生的创造能力,适应教育现代化和学校信息化建设的需要,使学生与信息化接轨,校园网络的建设成为现代化教育机构的必然选择。
1现状及需求分析
1.1现状
大学是经国家教育部批准设立,系全国统一招生、实施本科学历教育的普通高等学校。
学院人才培养的目标是:
努力培养基础理论扎实,实践应用能力强,综合素质高,具有创新意识、创业能力和爱岗敬业品质的应用型专门人才。
为此,学院坚持以提高教学质量为中心,以先进的教育理念引领教学改革,以系统的教学改革工程培育教学成果,九年办学硕果累累,深受社会欢迎。
做为现代化的教学场所,校园网的网络建也是一个不容忽视的项目。
形成校园园区内部的Intranet系统,对外通过路由设备接入广域网。
充分利用网络资源并积累丰富的教学资源素材,为教育教学提供一个全面信息化的先进手段,为管理提供一个全面自动化的先进环境,为社会提供一个开放的校园信息系统。
1.2需求分析
1.2.1主校区
结合实际情况,校园网络需求主要为以下五方面:
教学楼、办公行政楼、宿舍区、图书馆、信息网络中心
★教学楼
主要为电脑机房、多媒体教室,将计算机多媒体视听引入课堂教学、声音、图像、动画的普遍采用可以大大提高教学效果。
★办公行政楼
办公自动化基本web综合管理信息的信息系统、提示行政、人事、学籍、后勤、财务管理、公文收发管理、教师档案管理、学生档案管理、科技档案管理等、使学校日常办公无纸化、减少办公开支提高办公效率等。
★图书馆
图书馆是给师生们提供自主学习的场所,师生可以根据需要自由选择内容以及基于web的图书音像供学生随时读、并于连接Ineternet、使图书馆得到进一步拓展、使师生能够得到近乎无限的网上资源,还能够提供电子阅览和娱乐游戏服务。
★宿舍
学生宿舍分为A、B、C、D、E、F、G七大宿舍区。
宿舍区的网络构架对学校信息化工作起到了巨大的推动作用,一方面缩短了学校与外界的距离,另一方面,完善了以校园网为基础的管理信息系统,为学生提供了方便。
教师宿舍A、B两栋。
★信息网络中心
中心机房到汇聚层节点采用4兆光纤(多模)连接,汇聚层到接入层采用百兆的五类线(或者超五类)双绞线连接。
通常考虑,建议数据信息点的接入用交换10/100Mbps自适应以太网端口接入,以便能较经济的提供较高的带宽。
整个方案设计的目的是建设一个集数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA应用和Internet访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网,如表1.2.1-1所示。
表1.2.1-1教学楼和行政楼信息点分布
区域
楼层
功能室
单元数量
数据信息点
总计
单元配置
小计
合计
教学楼
一楼
普通教室
9
2
18
120
二楼
10
20
22
教师办公室
1
三楼
24
校广播站
四楼
五楼
7
14
六楼
3
6
8
多媒体教室
七楼
4
行政楼
保卫科
158
表1.2.1-2教学楼和行政楼信息点分布
收发室
学生阅览室
医务室
总务处
34
财务室
教务处
勤办
学生处
数理科
招生就业办
12
教研室
计算机组
28
文史科
打字复印室
英语科
工会、团委
副校长办
校长办公室
书记办公室
办公室
大会议室
小会议室
档案室
校史室
图书馆书库
活动室
报告厅
保密室
表1.2.1-3图书馆信息点分布
单元数目
图书馆
采编室
电子阅览室
阅览室
借书处
表1.2.1-4宿舍信息点分布
楼层编号
学生宿舍
A
144
1104
B
C
D
E
F
G
教师宿舍
48
表1.2.1-5设备清单
名称
数量
单位
备注
校园网骨干核心交换机
台
汇聚层交换机
13
接入层交换机
56
路由器
可带防火墙功能
防火墙
若路由器带防火墙功能,此防火墙可省略
网络管理软件
套
表1.2.1-6实验楼信息点分布
实验楼
教室
44
实验室
语音教室
机房
5
计算机室
教学楼中:
规划信息点120个
综合楼:
信息点158个
图书馆:
信息点24个
实验楼:
宿舍:
校园网信息点总计1450个
注:
中心机房设在实验楼二楼205,中心机房面积30平方米;
1.2.2分校区
结合实际情况,该校区校园网络需求主要为以下四方面:
一二三号教学楼、行政楼、学生及老师宿舍区、图书馆。
A.一号教学楼几个特殊实验室联网。
B.二号教学楼办公室联网,学校网络中心亦设在二号教学楼。
C.三号教学楼作为预备联网教学楼,故预留信息节点若干个。
★行政楼
办公自动化基本web综合管理信息的信息系统、行政、人事、学籍、后勤、财务管理、公文收发管理、教师档案管理、学生档案管理、使学校日常办公无纸化、减少办公开支提高办公效率等。
图书馆有一个电子阅览室,顾名思义主要是浏览电子教材。
另一个为视听室,主要是在线视频学习及休闲娱乐。
另有几个教室只有管理员主机联网,方便及时更新全馆数据。
学生宿舍分为1到12栋宿舍楼。
教师宿舍A、B、C、D四栋。
中心机房到汇聚层节点采用4兆光纤(多模)连接,汇聚层到接入层采用百兆的五类线(或者超五类)连接。
整个方案设计的目的是建设一个集数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA应用和Internet访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。
表1.2.2-1宿舍信息节点分布
192
表1.2.2-2教学楼和行政区信息点分布
一教
二教
网络中心
49
三教
16
236
15
27
96
规划信息点303个
行政楼:
信息点96个
信息点34个
学生宿舍:
1104乘6
教室宿舍:
192乘4
校园网信息点总计7825个
中心机房设在二教一楼,中心机房面积30平方米;
表1.2.2-3图书馆信息点分布
表1.2.2-4设备清单
认证计费软件
2目的意义及建设内容
2.1目的意义
大学园网工程的建设目标是建设一个集数据、语音、视频服务于一体的高带宽、多功能、多服务、开放的、多业务接入的IP多媒体交换园区网,本次校园网建设以千兆以太网技术为基础,以未来万兆以太网为目标,即主干交换机至各栋楼宇的楼层交换机采用千兆链路,楼层交换机至用户端采用100M交换到桌面,核心层设备未来支持万兆、IPV6、MPLS等前沿技术。
同时,本网络在建成后,校园网络要求高速、安全、可靠和可扩展,能为学生和教师提供E-MAIL、FTP、WEB信息发布、VOD视频点播、信息传递等网络应用。
并且除了满足自身的业务需求外,还应该起到一个示范性、品牌性、辐射性的社会效应。
校园网络建成后,校园网络要求能为学生和教师FTP、WEB信息发布、VOD视频点播、信息传递等网络应用,并能实现教育网的无缝连接,所以本次校园网采用的网络设备必须支持各种完善的网络协议,同时能够满足各种应用数据流在网络中的运行,确保网络通讯的高效率,确保资金的合理利用。
因此要求校园网是高性能、高速、安全、可靠和可扩展的网络。
随着网络安全问题的日益严重,本次大学校园网对于网络的安全非常重视,要求至少从两个方面考虑解决全网的安全问题:
一个是防御来在外网的网络攻击,一个是控制来自网内的网络行为,以达到保证网络设备及网络用户安全使用的双重目的。
所以,一方面要求在校园网出口配置一台高性能的防火墙隔离内外网,另一方面要求校园网网络系统能够提供基于硬件的安全措施:
具有针对用户网络行为做出实时的信息反馈的功能和控制功能。
综上所述,根据校园校园网工程项目的任务和需求,投标人应提出具体的技术解决方案。
技术方案应该本着以下原则进行设计:
先进性:
总体方案设计必须充分参照国际规范和标准,采用国际上成熟的模式、先进的技术和成功的经验。
高性能:
总体设计要确保系统具有足够的数据传输带宽,并为可预计的业务提供足够的系统容量和提供QOS、COS服务品质。
可靠性、可用性、可维护性:
在设计中,要将工程的可靠性、可用性和可维护性放在重要位置,从结构设计、设备选型、系统建设、网络管理上对整个网络运行系统必须具备的高可靠性、可用行、可维护性作出保证,以确保网络成为一个不间断的运行系统。
安全性:
选择的设备应能提供系统级的、灵活的多种安全控制机制,以支持用户建立完善的安全管理体系。
扩展性:
网络系统设计应具有良好的可扩展性和最大的灵活性,以适应网络的发展,满足当前及未来网络数据交换的需求,又能保护原来的投资。
管理性:
建立完善的运行、管理和维护手段。
2.2建设内容
2.2.1建设要求
A.全网采用核心层、汇聚层、接入层的三层结构;
核心目前为每个校区一台,将来可扩展为两台千兆核心路由交换机(未来支持万兆),接入采用千兆交换机,且为全网管设备。
B.所有网络交换机属同一知名品牌的产品。
C.系统所采用的设备和技术要求,投标商可以最大程度地发挥自身的技术优势,在全面理解本招标书的基础上,结合用户的使用,推荐整体性能更优的系统设计、配置方案,同时必须提供完整的系统硬件设备配置清单(如连接电缆、接头、附件等),能使软硬件在此基础上正常进行连接安装和运行。
D.综合布线,布线系统必须是能满足语音、数据、图像、多媒体信息大容量、高速传输的要求,同时做到高可靠性和高安全性布线原则。
2.2.2主要配置
A.机房和配线间设置
信息中心机房安装所有的智能化系统设备,包括:
计算机网络设备、服务器设备、UPS电源系统设备、防雷设备等。
应设置多个分配线间以满足布线要求。
在信息中心和各分配线间安装相关的管理配线架、机柜等,由配线架向各楼层的电脑信息点敷设线缆。
B.综合布线系统
教学楼布线全部用全白色的PVC管、槽以保护,垂直铁槽安装于杂物房中的适当位置,水平PVC管采用吊架吊装于楼层的顶上(具体走法按用户要求)。
C.校园VOD系统
用于直播、点播各种音视频资源或会议直播。
也可将会议录像数字化后到录入服务器上,供不能及时收看直播的用户访问,对于一些非直播的会议则可采用录像后进行广播的方式进行。
还可用于供师生点播外语音视频资源,便于随时学习外语。
D.机房装修、配电系统
网络中心是集中了学校先进的设备,正常运转与否直接影响学校的全面工作。
为使相关设备有一个符合要求的工作环境,必须对网络中心的配电和工作环境进行规范化设计。
机房需要做玻璃隔断和空调系统。
E.网络安全系统
网络安全系统必须考虑独立防火墙(或出口路由器包含防火墙功能)、网络管理。
F.没有强电到位的信息点需布强电线路、插座等。
(主要是办公室)
2.2.3综合布线系统
A.综合布线系统
根据大学网络的使用要求及有关工作的性质,我们确定网络的综合布线部分(应含语音与数据二部分的布线)的设计要求如下:
a)满足学校语音、数据业务传输的需求,且兼顾到相当长一段时间内业务扩展的需要
b)系统设计遵从国际标准和我国标准;
c)布线系统采用国际标准建议的分层星型拓扑结构,提高系统的容错性。
考虑到计算机网络的速度向622Mbps及1000Mbps发展和传输多媒体的需要,布线系统将支持语音、数据等综合信息(如ISDN、BISDN等)的高质量传输,并适应各种不同类型不同厂家的设备及网络产品;
d)布线系统的信息出口采用国际标准的RJ45插座,以统一的线路规格和设备接口,使任意信息点都能插接不同类型的终端设备,如电脑、打印机、网络终端、电话机、传真机等,以支持语音、数据、图形、图像等数据信息和多媒体信息的传输。
B.信息点
根据学校多种功能并存的实际条件,以及用户对系统的要求,同时也兼顾到其未来长远发展,学校布线系统共布置信息点数约为346个。
C.各子系统:
工作区子系统(课室):
所有信息点处采用非屏蔽超五类信息模块。
模块支持带宽150MHz,在100MHz时近端串扰(NEXT)值为45db,衰减(Attenuation)值为0.20db。
最少可以提供750次重复插拔。
插座面板选用耐火、高强度防尘面板,带易识别的标志,用户可以通过上面的图形标志迅速识别信号的类型。
水平区子系统(配线间):
数据的水平部分采用非屏蔽超五类4对双绞线,支持GibaBit以太网。
24AWG实芯铜线,阻燃。
水平线缆的距离限制是无源连接小于90米。
垂直主干区子系统(网络中心—配线间):
主干光纤全部采用6芯50um多模光纤。
2.2.4机房环境
网络中心机房建设包括机UPS电源供电系统、防雷、通风和无人监控系统等。
A.网络中心机房配置5KVA,4小时长延时,智能在线式不间断电源1套;
B.机房装修建设;
C.网络中心必须做到高标准的三级防雷标准;
D.要充分考虑设备在潮湿、雷雨季节的运行能力;
E.空调、通风系统。
3详细设计方案
3.1整体设计
图3.1-1校园总体网络拓扑设计图
3.2网络分层结构设计
图3.2-1网络分层结构
从逻辑上,校园网络可分为核心层、分布层和接入层。
核心层:
核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输,负责整个网络的网内数据交换。
网络的功能应该少在核心层上实现。
核心层设计的主要任务应该是冗余能力,可靠性和高速传输。
核心层往往是流量的最终承受者和汇聚者,所以核心层应该具有较高的可靠性和性能。
汇聚层:
汇聚层负责连接接入层和核心层中心,汇聚分散的接入点,扩大核心层设备的端口密度和种类,汇聚的各区域数据流量,实现骨干网络之间的优化传输。
汇聚交换机还负责本区域的数据交换,汇聚交换机一般与中心交换机相同类型,仍需要较高的性能和比较丰富的功能,但吞吐量较低。
接入层:
接入层作为两层交换网络,提供工作站等设备的网络接入。
接入层在整个网络中接入交换机很多,具有即插即用的特性。
对此交换机的要求,一是价格合理;
二是可管理性好,易于使用和维护;
三是有足够的吞吐量;
四是稳定性好,能够在比较恶劣的环境下稳定地工作。
每层都有其特点。
层次化设计的优点可以总结为如下几点:
灵活性和可扩展性:
随着学校规模的扩大,对网络系统的可伸缩性要求成为网络设计的一个重要考虑。
一个设计良好的网络系统应能够方便地对其规模和技术进行扩充。
用户对网络资源的要求经常随着应用发生变化,系统应具有一定的灵活性,为满足用户的不同需求而进行灵活的系统配置和资源在分配。
网络的扩展应该包括如下内容。
网络规模的扩展:
包括用户数和地理分布。
应用内容的扩展:
包括视频和语音服务也会不断加入到IP网络中,这就要求主干网络设备具有支持多种业务的能力。
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