兰州教育学院校园局域网网络建设规划方案优选.docx
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兰州教育学院校园局域网网络建设规划方案优选
题目校园局域网规划与设计方案
学院:
兰州职业技术学院(教院校区)
班级:
11计算机应用班
学号:
11140024
姓名:
范娜
指导教师:
赵志斌
成绩:
二〇一三年十一月
一.引言
1.1校园网建设的必要性
随着计算机多媒体和网络技术的不断发展与普及,校园网信息系统的建设,是非常必要的,也是可行的。
主要表现在:
1.当前校园网信息系统已经发展到了与校际互联、国际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段,发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求。
2.教育信息量的不断增多,使各级各类学校、家庭和教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息服务的要求越来越强烈。
个人是否具有获得信息和处理信息的能力对于能否成功进入职业界和融入社会及文化环境都是个决定性的因素,因此学校应该培养所有学生具有驾驭和掌握这种技术的能力。
另一方面,信息技术在作为青少年教育工具的同时也向青少年提供了前所未有的机会。
新技术特别是计算机和多媒体系统的使用有助于个人化的道路。
3.我国各级教育研究部门、软件开发单位、教学设备供应商和各级学校不断开发提供了各种在网络上运行的软件及多媒体系统,并且越来越形象化、实用化,迫切需要网络环境。
4.现代教育改革的需要。
在校园网中将计算机引入教学各个环节,从而引起了教学方法,教学手段,教学工具的重大革新。
对提高教学质量,推动我国教育现代化的发展起着不可估量的作用。
网络又为学校的管理者和老师提供了获取资源、协同工作的有效途径。
校园网是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段,是解决信息时代教育问题的基本工具。
5.随着经济发展,我国各级政府对教育的投入不断加大;计算机技术的飞速发展,使相应产品价格不断下降;同时人们的认识水平和经济实力不断提高。
大量计算机进入学校和家庭,使得计算机用于教育信息管理和信息服务是完全可行的。
1.2校园网建设原则
1.实用性,校园网设计应能满足学校目前对网络应用的要求,充分实现学校内部管理、教学和科研的网络化、信息化的要求,使网络的整体性能尽快得到充分的发挥,并且便于掌握。
。
2.先进性,在系统的开发过程中,既能满足当前学校对网络的应用需求,又可以在将来需要扩展的时候,方便扩展,保护目前的所有投资。
3.灵活性,通过采用结构化、模块化的设计形式,满足系统及用户各种不同的需求,适应不断变革中的要求。
4.安全性,应能抵挡来自内部和外部的攻击;采用的安全措施有效、可信,能够在多层次上、以多种方式实现安全的控制。
5.经济性,在充分满足以上要求的前提下,应充分考虑到学校的经济承受能力,尽可能地节约投资,花好每一分钱。
6.规范性,采用的技术标准要遵循国际标准和国家标准与规范,保证系统发展的延续和可靠性。
二.校园网的概况描述
2.1校园网结构分析
兰州职业技术学院(教院校区)是一所全日制封闭高校,该学校现有在校师生2800人,学院占地75.52亩:
校内分为教学区,学生生活区和教工生活区三个区域;
其中学生宿舍区包括1栋、2栋、学生宿舍楼。
教工生活区有两栋楼分别为A区、B区,教学区分为综合楼、教学楼。
学校的平面图如表2-1所示:
表2-1为每一栋楼的房间数及楼层数
2.2校园网需求分析
在信息高速发展的时代,校园网已经成为学校提高水平的重要途径。
校园网络的主干承担着很大的信息量,校园网络的建设的目标是在校园内实现多媒体教学、教务管理、通信等信息共享功能,能实现办公的自动化。
能通过与Internet的互联,为学校师生提供国际互联网上的各种服务。
教室可以制作多媒体课件以及在网上保存和查询教学资源,能对学生进行多媒体教学和通过网络对学生进行指导与考查等。
学生也可以通过在网上浏览和查询网上学习资源,从而可以更好地进行学习,校园网能为学校的信息化建设打下基础。
其主要的性能需求如下:
1、用户的应用需求:
根据用户单位的具体工作职能能提供各种应用服务,例如,要求此校园网能为用户提供教务管理、学籍管理、办公管理等。
能为用户提供常用的服务,如WWW服务、文件服务、远程登录等等。
2、通信需求:
通过E-mail及网上BBS以及其他网络功能满足全校师生的通信与信息交换的要求,提供文件数据共享、电子邮箱服务等。
3、性能需求:
根据用户的业务需求,弄清用户对网络的主要性能指标的要求,如网络的容量、响应的时间与延迟、网络利用率与可靠性等。
该校园网网络支持学校的日常办公和管理,包括:
办公自动化、档案管理、学生管理、教学管理等。
4、安全与管理需求:
由于校园网与外部网进行互联,应该采用一定的技术来控制网络的安全性,从内部和外部同时对网络资源的访问进行控制。
当前主要的网络安全技术有,用户身份验证,防火墙等技术。
三.校园网详细设计方案
3.1网络拓扑结构图
我校采用星型的组网模式。
这种结构的网络是各工作站以星形方式连接起来的,网中的每一个节点设备都以中防节为中心,通过连接线与中心节点相连,如果一个工作站需要传输数据,它首先必须通过中心节点。
由于在这种结构的网络系统中,中心节点是控制中心,任意两个节点间的通信最多只需两步,所以,能够传输速度快,并且网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。
但这种网络系统,网络可靠性低,网络共享能力差,并且一旦中心节点出现故障则导致全网瘫痪。
图3-1为校园网的拓扑图
3.2学校子网划分方案
为了提高IP地址的使用效率,引入了子网的概念。
将一个网络划分为子网:
采用借位的方式,从主机位最高位开始借位变为新的子网位,所剩余的部分则仍为主机位。
这使得IP地址的结构分为三级地址结构:
网络位、子网位和主机位。
这种层次结构便于IP地址分配和管理。
它的使用关键在于选择合适的层次结构--如何既能适应各种现实的物理网络规模,又能充分地利用IP地址空间。
子网的划分主要是根据子网掩码来区分的,掩码的作用就是用来告诉电脑把“大网”划分为多少个“小网”,以及每个子网中的主机数目。
如表3-2所示,学校子网的划分。
序号
子网名称
包含的信息点
1
学生公寓子网
学生公寓区所有的计算机
2
教师公寓子网
教师公寓区所有的计算机
3
综合楼子网
综合楼所有的计算机
4
图书馆子网
图书馆区所有的计算机
5
教学区子网
教学区所有的计算机
6
办公区子网
办公区所有的计算机
7
服务器群子网
该区所有的计算机
8
无线网络子网
该区所有的计算机
表3-2学校子网的划分表
3.3学校VLAN划分
VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)称为虚拟局域网,是指在逻辑上将物理的LAN分成不同小的逻辑子网,每一个逻辑子网就是一个单独的播域。
简单地说,就是将一个大的物理的局域网(LAN)在交换机上通过软件划分成若干个小的虚拟的局域网(VLAN)。
因为交换机通信的原理就是要通过“广播”来发现通往的目的MAC地址,以便在交换机内部的MAC数据库建立MAC地址表,而广播不能跨越不同网段。
通过划分VLAN子网,能划小了广播域,避免了数据碰撞在大的物理LAN内产生严重后果的可能,也避免了广播风暴的产生。
提高交换网络的交换效率,保证网络稳定。
提高网络安全性,通过划分VLAN,LAN被划分不同子网段,因此不能直接通信。
必要的通信必须经过路由来实现,因此可在路由器上配置访问列表来进行跨子网段的授权访问,从而提高校园内部网络访问的安全性。
方便网络管理:
采用VLAN技术来划分校园网络,一个VLAN可以根据不同的院系、办公室或者服务器组将不同地理位置的工作站划分为一个逻辑网段。
在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在子网之间移动,VLAN提供了网段和机构的弹性组合机制。
VLAN技术很好的解决了网络管理的问题,能实现网络监督与管理的自动化,从而更有效的进行网络监控。
根据实际情况的需求分析,我们兰州教育学院的网络根据地理区域分为3个部分:
教学楼﹑家属楼﹑综合楼。
每一个部分建设一个网络中心。
校园网的VLAN规划主要是根据兰州教育学院得网络拓扑图,首先基于核心路由CISCOWS-C4948-S交换机上根据每分配一个C类的IP地址划分为一个VLAN;然后再基于交换机根据网络管理的要求和网络的安全需要进行VLAN划分。
如为了使有些部门之间在网络中不能进行访问,确保本部门的信息不会被本部门以外的人窃听,而把各个部门划分为各个单独的VLAN,从而提高各个部门的网络安全性。
如下表所示:
IP地址与VLAN的划分
名称
有效的主机ip地址
网络地址
默认网关
最多容纳主机的数量
子网掩码
501
192.168.1.1到192.168.1.62
192.168.1.0
192.168.1.0
62台
255.255.255.192
502
192.168.1.163到192.168.1.223
192.168.1.0
192.168.1.0
62台
255.255.255.192
411
192.168.2.1到192.168.2.30
192.168.2.0
192.168.2.0
30台
255.255.255.224
409
192.168.2.31到192.168.61
192.168.2.0
192.168.2.0
30台
255.255.255.224
413
192.168.2.62到192.168.2.82
192.168.2.0
192.168.2.0
20台
255.255.255.254
家属楼
192.168.3.1到192.168.3.254
192.168.3.0
192.168.3.0
220台
255.255.255.0
教学楼
192.168.4.1到192.168.4.254
192.168.4.0
192.168.4.0
254台
255.255.255.0
图书馆
192.168.5.1到192.168.5.14
192.168.5.0
192.168.5.0
14台
255.255.255.240
学生公寓
(一)
192.168.7.1到192.168.7.254
192.168.7.0
192.168.7.0
254
255.255.255.0
学生公寓
(二)
192.168.8.1到192.168.8.130
192.168.8.0
192.168.8.0
127(三台以后扩展)
255.255.255.128
综合楼办公室
192.168.9.1到192.168.30
192.168.9.0
192.168.9.0
20台
255.255.255.224
平房
192.168.9.31到192.168.9.51
192.168.9.0
192.168.9.0
20台
255.255.255.224
VlanID
所属位置
网段地址
子网掩码
Vlan1
综合楼
192.168.9.0/24
192.168.9.254
Vlan2
家属楼
192.168.3.0/24
192.168.3.254
Vlan3
教学楼
192.168.1.0/24
192.168.1.254
表3-3VLAN配置
3.4网络设备的选择原则
根据已制定的网络设计原则,我们所选择的网络设备必须具有以下一些特定:
(1)安全、稳定、可靠:
作为整个校园网络系统的硬件基础,网络设备必须是具备安全性、稳定性和可靠性的特点。
这是网络系统稳定运行的最基本条件。
(2)技术先进性:
在选择网络设备应该采用当今较先进的技术,能够保持该设备在相当长的一段时间内不会因为技术落后而被淘汰。
同时,在网络规模进一步扩大,该设备不能承担繁重的负荷时,能够降级使用。
(3)易于扩展性:
由于信息技术和人们对于新技术的需求发展都非常迅速,为了避免不必要的重复投资,应选择具有一定扩展能力的设备,能够保证在网络规模逐渐扩大的时候,不需要增加的设备,而只需要增加一定数量的模块就行。
(4)管理和维护方便:
先进的设备必须配合先进的管理和维护的方法,才能够发挥最大的作用。
所以,在选择设备时必须支持现有的、常用的网络管理协议和多种网络管理软件,便于管理人员的维护。
四.校园网络设备配置
4.1交换机的选择
使用双核心网络的主要目的是实现冗余的连接防止单点失效,从逻辑上,大型网络可分为核心层、分布层和接入层,每层都有其特点。
我们选择CISCO3560-24PS作为核心层交换机,这个设备有26个端口,其中有两个端口支持1Gbps的带宽,选择CISCO2950-24二层交换机作为接入层交换机,这个设备有24个接口,能够实现10M/100M自适应到桌面的功能,而且,这两款交换机都支持vlan功能。
汇聚层交换机则选用H3CS3100-26TP-S1224-CN。
4.2路由器选择
路由器是内部局域网和广域网的分界点,主要是能够进行数据包的转发和路径的选择。
另外,路由器要能够支持不同网络提供商的接入,实现线路的冗余,我们选择Cisco1841路由器。
4.3设备清单
主要的设备配置清单如下表所示:
表4-1主要的设备清单
序号
设备
型号及规格
数量
1
核心层交换机
CISCO3560-24PS
2
2
汇聚层交换机
H3CS3100-26TP-S1224-CN
5
3
接入层交换机
CISCO6509
9
4
路由器
CISCO1841
1
5
服务器(加配件)
IBMX3650(7979R05)
4
6
防火墙
CISCOASA5510-BUN-K9
3
五.校园网安全解决方案
1、部署防火墙
在防火墙设置上按照以下原则配置来提高网络安全性:
1)将防火墙配置成过滤以内部网络地址进入路由器的IP包,这样可以防范源地址假冒和源路由类型的攻击;过滤掉以非法IP地址离开内部网络的IP包,防止内部网络发起的对外攻击。
2)在防火墙上建立内网计算机的IP地址和MAC地址的对应表,防止IP地址被盗用。
3)定期查看防火墙访问日志,及时发现攻击行为和不良上网记录。
2、部署保护系统
入侵检测系统IDS(IntrusionDetectionSystem)是继防火墙之后迅猛发展起来的一类安全产品,它通过检测、分析网络中的数据流量,从中发现网络系统中是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,及时识别入侵行为和未授权网络流量并实时报警。
3、部署网络防病毒系统
在高校校园网部署网络版防病毒系统,进行全网病毒防护。
网络版防病毒系统具有集中式管理、分布式杀毒的特点,非常适合大型复杂网络的部署。
4、部署WEB应用防护系统
高校网络安全体系中,需要新型的技术和设备来应对WEB攻击,保证网站安全,维护高校声誉;为广大师生等用户提供持续优质服务。
这种新型的技术就是WEB防火墙。
5、部署内容安全管理系统
六.总结语
该方案对学院的校园网建设给出了总体的设计方案,从而进一步完善学院的校园网,使其更加优秀,使网络更完善的应用于教学与科学研究。
本文也从多个角度对校园网的硬、软件设施进行考虑,特别是以学院的实际应用为导向、以经济性为原则、以未来的发展为导向、切合实际的对建设中的具体应用与布局进行了详细的分系设计。
在软件方面,尽量采用主流操作系统,选择稳定性比较高的Windows操作系统,以求达到资源的全放位,合理的应用;在硬件设备方面,尽量选择思科的设备,为以后校园网络的发展奠定基础,这些设备的选取不仅在满足学院的基本教学、资源共享等方面完全能够胜任而且在科研,前沿学科的研究、探索上都能充分发挥他的作用。
在设计思路上,我曾多次上网查阅各个方面的资料、也曾多次向指导老师征求宝贵的意见,以便制作出完备的、先进的、方案新颖的校园网规划系统。
在布线系统的设计上,通过实地考察相关的著名建筑设施,决定采用EIA/TIA568国际布线标准,以便刚好的发挥主干网络的性能、从而也给以后的管理带便利。
由于时间仓卒,不能做到尽善尽美,疏漏之处在所难免,如在整个系统的节能上并不能令人满意;同时由于在整体规划设计上的一些限制,从而使得整个系统在维护、管理上并没有达到国际先进水平。
并在某些方面的设计不当会增大整体的设计开销。
又如:
受开发条件和时间的限制,本方案布线方式操作简单。
对未来升级方向以及新的需求描述仍不够具体,考虑不是十分慎密。
这些都是需要完善的地方,该组网设计离实际还是有一定的距离,需要进行不断地补充和完善。
但就整体而言,能够满足目前的教学和科研应用并且所需资金在学院承受范围之内。
本设计在整体结构上留出了为满足以后需求的升级空间,对各个设备均能进行扩展,升级。
在未来,研究的方向将是详细设计出综合布线的具体方案,结合实例详细描述结构化综合布线的特点。
然后仔细考虑升级方向与具体方案,对校园网将来的应用做出一个更为明确的需求分析。
从而进一步完善学院校园网。
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