校园网规划设计方案32.docx

校园网规划设计方案32.docx

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校园网规划设计方案32

一、概述

目前，全球已掀起一股信息高速公路规划和建设的高潮，作为其雏形，国际互联网（Internet）上相连的计算机已近达数千万台，全球有数亿人在Internet上进行信息交换和各种业务处理。

Internet上积累了大量信息资源，这些资源涉及人类面对和从事的各个领域、行业及社会公用服务信息。

成为信息时代全球可共享的最大信息基地。

由于计算机网络技术和通信技术的飞速发展，人们对信息的要求越来越强烈，“网络就是计算机”的说法被全世界普遍接受。

各国纷纷宣布建设本国的信息高速公路，全球信息一体化局面已指日可待。

我国自1993年与Internet连通以来，已建成了四大主干信息网：

中国公众信息网ChinaNET，中国金桥网ChinaGBN，中国教育科研网CERNET和中科院网CASNET。

全国各大中城市的网络节点相继开通。

Internet显示出诱人的商业前景，被国人称为"第二国道的建设。

随着信息技术的飞速发展，中小学校园网的建设已经逐渐提到议事日程上来。

当前由于网络、数据库及与之相关的应用技术不断发展，尤其国际互联网（Internet）和内部网（Intranet）技术的广泛应用，世界正在迈入网络中心计算（NetworkCentricComputing）时代。

人们传统的交互和工作模式正在改变。

处在不同地理位置的人们可以共享数据，使用群件技术（GroupWare）进而能够协同工作；多媒体数据的存储、传输、应用技术的不断成熟；以上这些计算机技术的发展对学校传统的计算机业务系统产生影响，使用户能更方便、更直观的使用系统，也使系统的性能更完善、功能更强大。

Internet的发展带动了全世界的信息产业的发展，也为现代学校应用程序结构提供了一个新的计算模式，这种计算模式能真正适应学校发展的需要，使学校的计算机应用提高到一个新的水平。

将Internet技术应用到学校内部，并建立基于这种开放技术的学校应用程序，使学校本身具有了Internet的特性，这种应用体系结构就是Intranet──学校内部网。

Internet和Intranet代表着全新的信息时代的到来。

Intranet使实现学校内部的信息化成为可能。

学校工作人员和在校学生面对的信息资源已不仅仅来自于一个部门、一个学校或者是一个行业，而是所有Internet世界上的资源，使得学校教学、科研、管理和决策更为有效。

是否在学校采用最先进的信息和传播技术是一个有决定性意义的问题，而且十分重要的是，学校应该处于影响整个社会深刻变革的中心地位。

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。

新技术提供的机会以及它们在教学方面具有的优势都是很多的，特别是计算机和多媒体系统的使用有助于个人化的道路，每个学生在个人的学习道路上都可以按照自己的速度发展。

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。

毫无疑问，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。

Internet在学校的应用越来越普遍，也越来越普及。

据统计，美国的学校建设了校园内部信息网络并与Internet连通的比例高达90%，国内的主要大学也已经建成或正在建设自己学校的内部信息网络。

广东省的绝大多数高校，包括中专学校，都建成了自己的内部网络。

因此，建设学校内部网，是一个高瞻远瞩的举措，也是一个迫在眉睫的事情。

随着校园网络的成功建设，必将给学校的管理部门、各级行政部门、学校的教育科研带来积极的影响，提高学校的教学科研水平、管理水平和工作效率，极大地提高学校的知名度。

二、需求分析

2.1鹤庆三中网络现状

鹤庆三中位于云南省大理州鹤庆县境内，目前，鹤庆三中已有部分教学楼内部单独组建了网络，但教学楼与教学楼之间并没有相互连接。

它们主要分布在教师办公楼（145个信息点）、主教学楼（32个信息点）、图书馆（90个信息点）、实验楼电脑室（共两间，分别62个和64个点）。

另外，有部分楼宇需要建立网络，它们分别是教师宿舍（70个信息点），学生宿舍（两幢楼，共约384个信息点），饭堂（5个信息点），，实验楼的部分实验室（15个信息点）。

上述计算机房主要是根据不同的配置情况用于办公、教学、实验之用。

虽然有些已单独组网，但仍相互独立没有互连。

图书馆资料信息未采用开放的服务方式，图书信息查询仍需到图书馆。

各科室基本上都以单机方式工作，计算机上网比率仍然较低。

目前配置的计算机也仅用作一般计算机教学之用。

综上所述，鹤庆三中计算机应用水平和使用效率还有待于改进和提高。

2.2用户需求分析

设计一个网络，首先要为用户分析目前面临的主要问题，确定用户对网络的真正需求，并在结合未来可能的发展要求的基础上选择、设计合适的网络结构和网络技术，提供用户满意的高质服务。

网络在鹤庆三中日常教学办公环境中起着至关重要的作用，校园网的运作模式会带来大量动态的www应用数据传输，会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络的需求（目前为100/1000Mbps，今后可会更高）。

这就要求网络有足够的主干带宽和扩展能力。

同时，一些新的应用类型，如网络教学、视频直播/广播等，也对网络提出了支持多点广播和宽带高速接入的要求。

除上述考虑外，还要注意到由于逻辑上业务网和管理网必须分开，所以建成后校园网应能提供多个网段的划分和隔离，并能做到灵活改变配置，以适应教学办公环境的调整和变化，及实现移动教学办公的要求。

按目前通常的考虑，建议数据信息点的接入以交换10/100Mbps自适应以太网端口接入为主，以供带宽需求较高用户或应用使用。

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。

2.3功能需求

1、满足计算机教学科研、行政办公需要，提供各种教学、办公工具和支撑平台，并提供丰富的计算机软硬件系统资源。

2、具有完善的办公事务处理能力，包括电子公文传递、电子公文管理、电子邮件、邮件收发等无纸办公自动化功能。

3、满足信息情报交流的需要，方便学校各级领导和教学科研人员对各种信息资料、科技情报的检索和查阅。

包括Web查询、电子公告、电子新闻等。

4、具有远程通信能力，借助电话网等通信手段，以最低的通信成本，方便地实现远程互联，跨越地域限制，满足学校要求，加强各单位之间的业务联系和信息资源共享。

5、具有收集、处理、查询、统计各类信息资源的能力，充分利用原有数据资源，为学校领导提供准确、快捷的数字信息，实现数据化管理和智能化决策。

6、学校网络系统要确保整个计算机网络系统的可靠性、安全性，具有一定的冗余。

容错能力强，确保信息处理安全保密。

7、学校信息网络系统要保证实用和技术先进，便于非计算机专业人员使用，并能不断满足学校未来业务发展的需要，具有很强的扩展能力。

三、网络系统结构

3.1总体设计原则

⑴系统开发基于Client/Server体系结构，又兼顾Internet/Intranet,使本系统成为一个跨平台的开放式应用系统。

⑵校园网建设过程中应充分体现和贯彻网络建设、信息资源建设、队伍建设并重的指导思想。

要具有应用现代教育技术的超前意识。

⑶校园网建设中既要坚持高标准采用成熟技术，又要讲究实效、兼顾现实。

网络建设必须整体规划，分步实施，滚动发展。

⑷校园网的总体规划设计与实施中，应充分体现自身办校的特色与特长，应用先行，着重加强校园网应用功能开发与利用，利用网络优势为学校的教育管理与辅助教学服务。

⑸鹤庆三中校园网是鹤庆县实施素质教育和应用现代教育技术的一扇窗口，争取成为鹤庆县中小幼教育信息系统中校园网建设，特别是网络应用方面的示范学校。

在校园网的应用上，尤其要重视和抓好对广大学生信息素养的培养。

⑹校园网建设应遵循边建设、边使用、边培训的原则，重点要抓好广大教师与学生的使用培训，不断把校园网的应用水平推向新的高度。

⑺充分利用现存的计算机软件和硬件资源，特别要保护好现有的信息资源，应用软件的开发与选购，要注重效益和效果，避免低水平的重复劳动，加快建设进度。

⑻在软件开发过程中与用户保持密切的联系，应用软件开发过程中采用不断演示与讨论修正的方法与用户进行交流，在各个开发阶段让用户参与检查，提出修改意见。

⑼运用工程原形法与生命周期相结合的方法开发系统，使系统具有强大可扩充性能。

10根据系统需求，采用合适的管理及安全策略，以确保信息系统的安全。

113.2系统方案设计的总体思路

校园网络系统的设计、实施，按照一切从实际出发，遵循经济实用的原则，依照以下思路进行：

1、总体规划，分步实施，基础设施建设一步到位

考虑到学校资金、学校计算机应用的现状、学校教职员的现有水平以及网络建设和应用系统开发的固有规律，学校网络系统的建设应该分步实施。

但是分步实施是在总体规划下的分步实施。

没有总体规划，整个系统有可能陷入各个部分相互不兼容和前期投资的极大浪费。

基础设施建设，这里主要是指综合布线系统的建设，采用一步到位的办法。

因为综合布线系统有它的特殊性，综合布线的材料并不昂贵，且双绞铜线已经发展到六类，可以满足1000M的应用需求，专家预测，铜线的性能基本已经到了物理极限，不会再有什么七类、八类铜线出现了；现有的光缆，其性能也足以满足十年以内各种应用对介质的要求。

而综合布线系统的施工费用比较高，在旧的楼房里就更是这样，且对工作、学习、生活有一定的影响。

为了尽量减少对学校教职员生活的影响，综合布线系统建设采取一步到位的办法，适度超前。

2、特别注重应用系统的建设

建设校园网络的目的就是为了应用，从而提高学校的办事效率、教学效率，所以要特别注重应用系统的建设，这一点应该是不言而喻的。

应用系统的覆盖范围相当广泛，大致就是功能需求里提到的几个方面：

校园网内部网站应用（Web发布系统、信息查询系统、电子邮件系统、BBS电子公告系统和文件传输系统）、网络教学和远程教学系统（网上课件制作平台、网上课件管理与浏览、网上作业与考评系统、网上答疑系统、网上教学管理系统和实时交互式远程教学系统）、计算机辅助教学系统（VOD视频教学系统、多媒体课件制作平台、电子备课系统、COD课件点播系统、试题库管理系统和素材库管理系统等）、办公自动化系统（校长办公系统、网络会议系统、办公审批系统、通知公告系统、公文收发系统和文档管理系统）和管理信息系统（校长查询系统、后勤管理系统、财务管理系统、图书管理系统、教务管理系统和学籍管理系统）。

校园网应用系统是一个庞大的系统工程，且各个学校有各个学校的实际情况。

建设校园网应用系统的总体思路是边使用、边改进、边开发，力争在两到三年能够把应用系统完善起来。

具体做法是：

市面有现成的应用系统且符合鹤庆三中要求的，买来就用；市面有现成的应用系统，大体符合鹤庆三中要求的，改进后用；市面上没有现成应用系统，而鹤庆三中又确实需要的，定制开发后使用。

3、把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性结合起来

这里的先进性指的是系统的硬件和软件不落后并能在相当长的时间内发挥极大的作用，而不仅仅看现在的网络建设中包含了多少新的或称为先进的技术。

当前计算机技术和网络技术发展很快，设备更新淘汰也快。

先进的技术只有在使用中产生了巨大的效益时才被赋予了先进性，只是采用了先进的技术并不表示就有了先进性。

一个系统是否具有长久的生命力是考察一个系统是否具有先进性的最重要的考察依据。

系统的可扩展性是指系统的硬件和软件对未来技术的包容能力和现实的扩充能力。

其主要表现为系统的结构是否开放，其重要性远远超过具体的设备是否开放和冗余。

只有把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性有机地结合起来，才能保证一个系统具有长久的生命力，从而具有先进性。

4、符合标准（国际标准和国家标准）

符合标准，其实是系统具有开放性的前提条件，是不言自明的。

因为当今时代是一个强调开放的时代，从而是一个强调标准的时代，所以把这一条单列，以示重视。

5、特别注重对人员的培训

前面已经强调了在校园网络的建设中要特别注重应用系统的建设，而应用系统总是由人去使用的，所以要特别注重对人员的培训；除了应用系统的使用人员以外，一个系统，在它的生命周期里，是需要系统维护人员对它进行大量的维护的，所以系统维护人员的培训要特别注重。

概括地说，在校园网络建设的过程中，要特别注重对人员的培训，要注重对实施系统的工程人员、维护系统的管理人员和使用系统的教职员工们的培训；工程人员是系统建设成功的保证、系统维护人员是系统正常运行的保证、而教职员工作为系统的最终用户，是系统真正发挥作用的关键。

3.2网络结构

根据以上分析，鹤庆三中校园网络物理拓扑图可以是：

3.3网络拓扑结构图

3.4网络实现

3.4.1产品技术选型

随着计算机科技的不断进步，现代计算机网络传输技术已取得突飞猛进的发展。

在局域网和城域网中有多种可选的主流网络技术，以下我们将针对不同技术类型，简单阐明其特点，为我们的技术选型提供科学的依据。

千兆以太网络技术

千兆位以太网（GigabitEthernet）是IEEE802.3以太网标准的扩展，传输速度为每秒1000兆位（即1Gbps）。

应用于大型校园网，能把现有的10Mbps以太网和100Mbps快速以太网连接起来。

它可取代100MbpsFDDI网，也是ATM技术的强劲对手。

千兆位以太网采用同样的CSMA/CD协议，同样的帧格式，是现有以太网最自然的升级途径，使用户对以太网原有设备管理工具的投资得以保护。

千兆位以太网是超高速主干网的一种选择方案。

在数据、话音、视频等实时业务方面它虽然不能提供真正意义上的服务质量（QoS），但千兆位以太网频宽较高，能克服原以太网的一些弱点，提供服务保证等特性。

IEEE802.3Z工作组已确定了以下一组规范，统称为1000Base－X。

1.1000Base－LX：

多模光纤传输距离为550米，单模光纤传输距离为3000米。

2.1000Base－SX：

62.5微米多模光纤传输距离为300米，50微米多模光纤传输距离为550米。

3.1000Base－CX：

用于短距离设备的连接，使用高速率双绞铜缆，最大传输距离为25米。

4.1000Base－T：

5类铜缆传输最大距离为100米。

千兆位以太网支持交换机之间、交换机与终端之间的全双工连接，支持共享网络的半双工连接方式，使用中继器和CSMA/CD冲突检测机制。

千兆位以太网联盟（GEA）为千兆位以太网的应用提出以下几种方案：

1.更新快速以太主干网：

更换核心交换机，全面提高原有网络性能。

2.用于交换机到服务器链路：

服务器使用千兆位以太网卡，直接与千兆位以太网交换机相接，提供每秒百万个包的处理能力。

3.千兆位以太网到桌面台式机。

高性能工作站安装千兆位以太网卡，直接与千兆位以太网相连。

4.用于交换机之间的链路。

千兆位以太网交换机用光纤相接，提供一条高性能主干线路。

5.更新FDDI主干：

保留现有光缆，提高带宽10倍。

●ATM网络

“ATM（异步传输模式）”这一名词最早就为与电话中继通讯中常用的技术“STM（同步传输模式）”相对应而产生的，它既汲取了话务通讯中电路交换的“有连接”服务和服务质量保证，又保持了以太、FDDI等传统网络中带宽可变、适于突发性传输的灵活性，从而成为迄今为止适用范围最广、技术最先进、传输效果最理想的网络互连手段。

概括起来，ATM技术具有如下特点：

1、实现网络传输有连接服务，实现服务质量保证（QoS）

这是ATM先进于其他网络交换技术、最有魅力的特点所在。

以太网、FDDI等传统网络由于受当时技术所限，传输机制主要围绕解决信息包冲突碰撞问题、保证发端的信息包能够到达收端就可以了，并不考虑“如何到达”。

而提出ATM技术的主要目标则是为了解决传输的服务质量问题，不仅要能够到达，还要控制如何到达，因而ATM技术是网络通讯技术中革命性的突破，具有其他技术在产生时所不具备的"天生优势"。

2、交换吞吐量大

ATM交换理论在建立时，充分利用了当时刚刚成熟的超大规模集成电路（VLSI）技术，其定长的帧结构使所有交换工作能用纯硬件完成，因而ATM交换机本身硬件交换性能就远大于一般传统网络交换设备。

3、带宽利用率高

ATM是有连接的网络服务，内部交换是通过建立"虚电路"完成的。

每一个虚电路所需带宽由服务质量保证体系按需分配，不同的应用要求分配不同的信道带宽。

一经分配，该带宽就由所属应用以统计的方式所占用，有传输则提供始终如一的持续带宽，无传输则自动让出带宽给其他通讯使用，因而带宽分配灵活，利用率极高，可达90%以上。

4、具有灵活的组网拓扑结构和负载平衡能力，伸缩性、可靠性极高

由于ATM采用有连接的网络服务，因而在ATM网络中可以存在多条冗余链路，实现环接、并行连接等冗余拓扑结构，在传输时可同时传输，带宽按链路冗余数目加倍，使全网具有极高的可伸缩性和可靠性，这在传统网络中都是难以做到的。

比如：

以太网是不能同时启动两条和两条以上的冗余链路的，这样会导致永无休止的“回环包”占据所有有用带宽，让网络崩溃。

一旦网络中出现冗余，则必须启动一种称之为SpanningTree算法的寻径技术，堵塞住所有冗余链路端口。

用这种算法重新拓扑后的网络不仅会失去所有负载平衡功能，而且还会带来额外的网络负担，降低网络性能。

5、局域网与广域网技术统一

ATM是现今唯一可同时应用于局域网、广域网两种网络应用领域的网络技术，两种技术的统一是网络未来发展的趋势，也是实现宽带综合业务数字网（B-ISDN）这一计算机网络未来的宏远目标的必由之路，具有广阔的发展前景。

在整个业界的充分重视下，ATM近八年的发展已使其走向一个成熟稳定发展的轨道，逐步占据网络市场的主流。

ATM是一个在现有技术水平上已获得成熟的发展、同时兼具有新技术所特有的勃勃生命力的技术。

不过，ATM有一个不足之处就是，采用ATM技术来构建网络主干，需要较高的成本。

其经济可行性较差，对鹤庆三中所建的中等规模偏小的校园网络就更是如此。

在阐述完当今几种主流网络主干技术后，我们回到鹤庆三中校园网的设计中来，结合前面所强调的设计原则和用户的具体需求，我们可以得出一个最佳的主干设计方案。

从鹤庆三中的网络建设资金以及网络应用信息流量的实际情况出发，我们设计了一套基于千兆以太网主干技术的校园网方案，它以1000Mbps以太网交换技术为主干，可以做到1000Mbps全光缆到二级交换机，100Mbps到桌面。

它能很好地支持鹤庆三中的校园内部的网络通信以及与CERNET其它节点的信息交互，而且在性能有很大的优势，而且价格上并不贵多少，是一种比较先进的校园网络解决方案。

3.4.2主干网

考虑到在目前通信条件的成熟和对性能要求的提高，采用ATM技术和快速以太网技术相结合，网络的主干建议采用Bay的Centillion100中心交换机与Centillion50中心交换机各一台通过155M光纤连接，Centillion50/100交换机提供多个多模光纤端口及多个10/100MUTP端口。

Centillion100是业界领先的多LAN/ATM交换机,提供了超过10Gbps的总体交换功能，Centillion100是模块化的，它以集成的帧和信元交换来完成以太网、高速以太网、令牌网和ATM交换。

（也可以选用Cisco相应的产品）

数据库服务器、Internet服务器等服务器均接在ATM交换机上这样可以提供足够的带宽，减少由于用户对服务的集中要求所产生的瓶颈。

3.4.3分支网设计

主楼及几幢辅楼的用户通过100M、10MUTP与主干交换机相连，各分支网可采用快速以太网、交换以太网等技术。

3.4.4对其它系统的控制

采用集散型控制系统将实时的对综合系统中的音响、电视、监控……各子系统进行自动监控。

3.4.5应用平台

当前主流的应用平台主要是SUN（Solaris），PC（NT）或PC（Linux）的结构：

SUN（Solaris）是一种比较安全和稳健的网络服务器结构，对管理人员的技术要求比较高。

PC（NT）：

NT是在PC上发展起来的32位操作系统。

基于Client/Server体系结构的多线程的操作系统，支持虚拟内存。

管理简单方便，价格适中，具有C2级安全性。

系统开销合理，运行效率较高。

PC（Linux）：

价格最为便宜，但安全性没有经过认证，另外无生产厂家提供可靠的技术支持，出现问题时没有保障。

校园网整体网络管理平台对整个系统的稳健性与安全性有重大影响，因此建议网管平台采用Sun的Solaris配合Sun的小型机使用，这样系统的稳定性及安全性可以达到最佳状态。

从近期的发展方向来看，Microsoft公司正在提供源源不断的产品支持保证一个Intranet方案，在这个方案中，从操作系统层次就具备支持Internet/Intranet的基本特性，以MicrosoftBackOffice产品族表现了极强的整合能力。

Microsoft的解决方案更具有灵活性、系列性和可持续性，各种组件之间的联系非常紧密，效率也自然提高。

尤其在教育信息系统中，存在各种灵活的应用层次，因此选择Microsoft的从操作系统开始的Intranet解决方案具备可比的优势。

就现代化的教育信息系统来说，提供统一化的解决方案更具备管理和开发上的便利。

Microsoft公司在Intranet方面已经有了完整的解决方案，所以选择这种方案是有益的。

在鹤庆三中校园网的方案中，对于基本应用系统，我们将主要采用Microsoft公司在PC（NT）上的解决方案，在一些涉及应用安全性和伸缩性敏感的部件上，可以选择更有效的产品作为Microsoft产品的替代。

3.4.6后台数据库

为了使系统与鹤庆三中已有应用系统能够很好的兼容，建议后台数据库采用Sybase或者MSSQLServer。

3.4.7远程服务

为了满足教师在家中进行科研与办公的需要，采用远程拨号把教师家中的计算机和校园网通过公共电话网连起来，充分利用现代通信手段和校园网资源。

学生也可以通过电话拨号访问校园网上的资源。

3.4.8与外部网络的连接

与国际互联网的连接可以获得大量的信息资源，使鹤庆三中与国内外的广泛交流更快捷、更方便，同时又能直接将自己介绍给世界，这将是培养跨世纪人才的必然趋势。

3.4.9安全性

采用防火墙,确保校园网络的安全性.

基于路由器的防火墙：

在校园网和外部网络连通后，可以封锁外部网络对校园网的访问；

基于口令的用户认证系统：

所需的经费较低，效率较高，并且不会将正