校园校园网组建计算机网络专业毕业论文.docx
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校园校园网组建计算机网络专业毕业论文
【关键字】校园
三门峡职业技术学院
毕业设计(论文)
题目
校园网组建
系别
信息工程系
专业
计算机网络技术
姓名
雷少鹏(06)
指导教师
王献宏
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摘要
本组网主要完成对三门峡职业技术学院校内网络的组网,步线的组网及解决方案。
论文主要介绍了三门峡职业技术学院的组网所要完成的的整个过程。
重点的说明了校园网的设计思路.难点技术和解决方案。
具体说明了校园网建设的必要性和实际意义及其涵义。
简明介绍了三门峡职业技术学院组网的设计需求,设计原则,建设目标及接点数和大概的思路。
详细列出了所需交换机,服务器等的规格和参数。
并对设计方案进行了充分的说明且规划出了具体的组网拓扑图。
关键字:
组网,方案,设计思路,拓扑图,校园网
第一章需求分析
设计一个网络,首先要确定用户对网络的真正需求,其中包括分析原有网络现在面临的主要问题,并找出新的用户需求和未来的发展可能,在此基础上设计选择合适的网络结构和网络技术,建设满足需求的网络。
为确保三门峡职业技术学院校园网建设和应用的成功,对网络方案的设计大致可归纳出以下的需求:
1.1高带宽
为了支持数据.话音.视像多媒体的传输能力,在技术上要到达当前的国际先进水平。
要采用比较先进的网络技术,以适应大量数据和多媒体信息的传输,既要满足目前的业务需求,又要充分考虑未来的发展。
为此应选用高带宽的先进技术。
1.2高可靠性
网络系统应具有高可靠性、高安全性,具体到本项目中,要求采用可靠性较高的产品和网络架构,在物理层、数据链路层和网络层等多个层次都有相应的技术,以最大程度的保证网络的正常运转。
1.3多协议支持
由于网络将要存在不同的业务和办公应用系统,并基于不同的网络协议,所以网络系统应能支持多种协议(IP、SNA、Netbios等),是一个开放型的网络,支持各种协议的互连。
1.4易管理,易维护
由于三门峡职业技术学院校园网的网络系统规模庞大,需要网络系统具有良好的可管理性,网管系统具有监测、故障诊断、故障隔离、过滤设置等功能,以便于系统的管理和维护。
同时应尽可能选取集成度高、模块可通用的产品,以便于管理和维护。
1.5安全性
网络系统应具有良好的安全性,要充分的保证网络的安全性,应该根据相应的管理制度和网络策略制定一套完善的安全政策,基于此安全政策,采用合适的技术手段,以达成目标,保证系统的安全性。
1.6可扩展性和可升级性
系统要有可扩展性和可升级性,随着业务的增长和应用水平的提高,网络中的数据和信息流将按指数增长,需要网络有很好的可扩展性,并能随着技术的发展不断升级。
1.7符合国际标准
选用符合国际标准的系统和产品,可以保证系统具有较长的生命力和扩展能力,满足将来系统升级的要求。
第二章校园网概述
2.1背景
当今社会已步入信息社会,信息成为社会经济发展的核心因素,信息化已成为当今世界潮流。
半导体集成电路、计算机、光纤、卫星、多媒体等电子信息科技发展迅猛,并迅速广泛应用于社会各领域,产生和激发出新的生产力,正引起社会经济乃至人们工作、生活方式的深刻变革。
可以说,信息化程度已成为衡量一个国家现代化水平和综合国力强弱的重要标志。
近年来国家加快改革教育体系,以教育为立国之本,建设一个高度发达的国家教育体系。
为提高我国教育的现代化、建立先进高效的教育体系。
提供更为先进的教育手段,学校很有必要建设一个校园网络管理应用系统,这样可以达到校园资源共享、建立完备的数据交换体系、快速的传递信息等目的。
以顺应无纸教学,无纸办公的发展趋势,充分利用现代化技术来进一步提高教学质量和办公效率,为培养二十一世纪人才提供一个优良的硬件教学环境。
2.2设计原则
2.2.1以学校需求为前提原则
坚持以学校具体需求为校园网信息系统方案设计的根本和前提,同时,也要注重源于需求又高于需求的原则,注意用专业化的技术思想来帮助校方进行校园网的规划与设计,确保校园网的实用性.先进性和便于扩展性。
2.2.2品质与成本匹配原则
选择品质最好的设备不一定是最佳方案,成本因素也是一个不容忽视的问题,只有将品质与成本实现最佳匹配,才是一个最优秀的方案。
2.2.3设备选型兼顾原则
满足学校对现代化教学手段的要求;满足校园网建设及国联网的要求;所选设备在国际上保持技术先进性;供应商有良好的商业信誉和优质内.国际的售后服务。
2.2.4技术应用全面原则
在技术应用方面,我们全面考虑其实用性.先进性.开放性.可扩充性.可靠性.安全保密性及友好性。
2.2.5坚持标准原则
一切校园网设计和施工,均要严格遵循国际和国家标准
2.3什么是校园网
概括地讲,校园网是为学校师生提供教学.科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。
首先,校园网应为学校教学.科研提供先进的信息化教学环境。
校园网是一个具有交互功能和专业性很强的局域网络。
多媒体教学软件开发平台.多媒体演示教室.教师备课系统.电子阅览室以及教学.考试资料库等,都可以通过网络运行工作。
如果一所学校包括多个专业学科(或多个系),也可以形成多个局域网络,并通过有线或无线方式连接起来。
2.4校园网建设的目标
1.与外界的资源共享和信息共享,如通过Cernet(中教网)与国内外各院校.各部.各省等相连,又如通过Internet与各国相连.
2.校内的资源共享与信息交换,如校园行政管理系统.教学管理系统.各年级师生对图书馆资源的远程检索和资料阅读系统等等。
可以和企业的Internet/Intranet对比,但在应用中由于教学等需要而具有特殊性,如对多媒体教学传输的需求。
因此,我们充分考虑校园网应用需求来确定解决方案。
2.5系统问题与用户需求
1.建立一个校园网综合布线系统
2.建立一套基于Intranet的学校信息管理系统主要包括教务.财务等方面的管理功能。
实现学生管理.教师管理,教学安排.公文流转.餐务管理.人事考勤管理.财务管理等功能。
3.建立一套高速多媒体校园网教学系统采用国际先进的数字监控技术和视频流技术,使每个教室都成为多媒体网络教室,具有视频广播.视频点播.轮流监控.遥控.电子白板等功能。
4.具有完善的网络安全机制;
5.能够与原有的单机使用的计算机和独立的小型局域网平滑连接,保护原有的投资和足够的Internet连接。
2.6方案分析
1.在每一座楼上放置一台千兆分支交换机.
2.在流量要求不大的地方,采用三级交换到桌面的方式,来扩展端口数量.
3.为使系统运行稳定.连续及安全,在本系统中采用北京科尔茂公司的高性能的数字化在线式UPS---Chroma9100系列DSPUPS。
其采用DSP.大屏幕液晶显示.智能化电池管理等先进技术,达成UPS的高性能化.高效率化.高可靠度化与智能化。
为用户的重要设备提供绝对纯净稳定的不间断电源,结合双变换技术完全隔离不良电源如断电.尖峰.频率漂移.电源下陷.谐波
等对设备的损害及防止数据资料的损失,结合智能化电源监控软件,为网络中的服务器.网络设备及用户端设备提供可靠安全完整的电源保护。
4.SuperMicro8060机架式服务器是采用4U机柜式机箱.支持四路PIIIXeon处理器的具有较高性能及可靠性的互联网机架式服务器,它专门为服务提供商而精细设计,占地少.布线容易.而且管理和维护方便,用户可以根据自己的需要灵活安装.并且能够并行堆叠服务器,以提高可用性服务。
高度集成的设计增强了系统的互操作性,以太网.SCSI.图形与服务器管理控制器均紧密集成于一个平台。
互联网机架式服务器是服务提供商的最佳选择,大量的7U服务器可有前端为ISP/ICP的用户提供多种Internet服务,极大地扩充ISP/ICP的业务量。
SuperMicro8060机架式服务器可稳定运行于多种操作系统平台,它所采用的最新技术及高可靠性和高性能确保其能胜任WEB服务器.ERP.电子商务.数据中心服务器及其它关键领域
2.7校园网组建的原则
建网要遵循依据需求,统筹规划,分步实施,成熟可靠的原则。
校园网的建设要考虑学校的需要与可能,首先要满足教学需要,要把服务教学作为校园网建设的出发点。
校园网建设的方案要符合学校长远发展规划,应将基础设施建设.教学软件建设和人员培训统筹规划。
建设校园网时,根据经费情况,可一步到位,也可统筹规划.分步实施.逐步到位。
校园网建设方案的制订要采用经过实践证明是成熟的.先进的,同时又能满足校园网要求的技术。
第三章校园网设计需求
3.1现代教育中心(网管中心)
多媒体教室十个(10个机房,52台/个)
语音教室(10个,52台/个)
投影教室(6个,1台/个)
办公计算机(10台)
电子阅览室(100台)
机房(600台,一个200台,50台/个(有8个机房))
3.2行政楼行政管理中心
财务处5台
院团委2台
党办2台
招生就业1台
总务3台
人事处2台
科研处3台
学生处2台
3.3教学楼
一号教学楼(64个点)
二号教学楼(46个点)
三号教学楼(57个点)
四号教学楼(47个点)
五号教学楼(46个点)
第四章组网组网拓扑图
图1
第五章设计说明
5.1系统概述
网络平台在整个校园网络系统中占有举足轻重的地位,它是整个网络的基础。
在网络平台上,数据传输.信息发布.资源共享.学校以后的BBS.办公自动化系统.VOD系统.远程教学系统.NTERNET接口.以及与其他兄弟学校的数据交换都将运行在这个网络上。
因此,主干网的好坏直接影响到以后网络系统的运行效率,速度快慢,网络性能等参数。
因此,建立一条高速的.多能的.可靠的.易扩展的主干网络,解决目前存在的带宽问题,和适应未来发展的需要是校园网建设中一个重要的课题。
5.1.1建设目标
校园网建设的总体目标是利用各种先进.成熟的网络技术和通信技术,采用统一的网络协议(TCP/IP),建设一个可实现各种综合网络应用的高速计算机网络系统,校内各部门通过网络连接起来。
在局域网上,为各信息点提供可靠的.高速的和可管理的网络环境,为用户提供广泛的数据资源共享.丰富便捷的网络应用(如:
实时多媒体视频/音频.校园综合信息管理.查询.网络远程教学.网络会议等),提供各种网络服务(电子邮件.文件共享.WWW信息查询等),为各用户提供多种形式的访问,实现网络的扩展,扩大联网的范围和规模。
网络不仅要现在网络上的一般功能:
如E-MAIL.FTP.网络论坛.网络图书馆.搜索引擎.网上聊天.管理数据的传输.处理与查询,还需要实现包括视频点播(VOD).电话会议.网络电话(IP电话)等功能,是一个高速多媒体互联网络,并最终实现整个校园系统的资源共享。
然而网络化地观念在推进的过程中,首先面临来自网络带宽瓶颈的挑战。
单一的传输模式无法适应网络化的应用,所以如何提供令人满意的网络应用服务质量,这是目前解决网络化瓶颈中最为关键的一环。
当今网络化发展已不能够简单地以限制人们上网的方式以避免带宽稀缺导致的网络拥塞。
为了尽可能地利用好对满足多种网络应用需求最为关键的稀缺带宽资源,避免可能出现地网络性能问题,我们在网络化的建设过程中的每一个细节都作了努力把网络的性能优化到极限,使qos等策略不再神秘莫测充分应用到解决相识问题当中。
如此一来凡对网络流量实施策略管理地方就再也没有那些无法容忍的迟延现象出现。
这不仅减少了大量管理成本,还为客户节省了大量时间,同时提高了用户满意度。
通过网络系统资源的整合,传统的模式将改变,实现多层次.交互式,从而提高质量,扩大规模
5.1.2实现功能
要求完全建成以后能实现除现在网络上的一般功能:
如E-mail.FTP.网络论坛.网络图书馆.搜索引擎.网上聊天.管理数据的传输.处理与查询外,还应包括视频点播(VOD).电视会议.网络电话(IP电话)等功能,是一个高速多媒体互联网,实现整个校园系统的资源共享。
5.1.3主要技术问题
八十年代中期,信息系统管理人员首次安装EthernetLANs,以太网提供的10Mbps带宽看起来似乎接近于无穷大,但是,使共享型以太网带宽似乎用之不竭的条件已很长时间以前就消失了。
台式机系统的能力火箭般上升,图形应用信息流汹涌澎湃,联网用户之多已达到几乎凡有计算机或终端的每一位企业员工都上网的程度。
从不拥堵的10Mbps共享型工作组LAN过渡到今天的高性能网络主干,随着网络演变到今天的任意点对点连接模型,边界应用的需要迫使网络厂家连续开发了几代更高性能的LAN技术。
第2层交换机开始提供基于硬件的数据包处理能力。
第3层交换能力使它们可以取代LAN路由器的其它功能以加快主干的传输速度。
今天,网络管理人员已把第3层交换看作是扩大主干核心性能的实际要求。
第三层交换。
第3层交换机保留了第3层拓扑结构和服务的优点又没有传统LAN路由器那种基于软件进行数据包处理的缺点。
第3层拓扑结构在网络分段.安全性.可管理性和抑制广播等方面有诸多有益的优势。
此外,它鉴别各种应用层协议的能力有助于实行基于策略的网络控制。
所以,下一代交换机必须支持基于硬件的数据包处理,以利于传输各种主要的可路由协议:
IP.IPX和AppleTalk。
今后的趋势依然是台式机的能力越来越强。
对多媒体和实时应用须提供确定性的服务。
用户群日益扩大,以及全企业范围的信息流模型。
因此,对主干带宽的要求肯定将以更快的速度增长。
与大多数网络产器一样,核心交换机的设计也要在性能.复杂性和成本之间权衡折衷。
模块之间的所有信息流都必须经过这条总线进行传输。
数据是利用时分制多工传输(TDM)方式在总线上传输,每个模块重复分得一个时段供连续传输。
这种分配方案提供了可预计的性能。
下一代交换机不仅必须提供千兆位数量级的容量和性能,还必须为明天企业网络的形成解决其它的关键的方向性问题。
基于总线的交换机的主要设计限制是TDM必须采用的工作频率。
在标准的19英寸背板上,频率极难超过50MHZ。
由于这个限制,基于总线的交换机的背板实际最高容量平均为2Gbps。
此外,这种设计还存在许多方面的问题,包括接口卡带电更换能力,公平获得带宽.有效支持在并行背板上进行广播和多址联播,这些问题进一步增加了这种设计的固有复杂性。
5.1.4信息安全问题
用户信息安全问题一直是IP网络中的讨论热点。
事实上,在网络建设初期,用户对安全性可能要求不高,但是,随着用户数的不断上升和提供点服务种类不断增多,用户将会越来越多地考虑到信息的安全性。
用户信息的不安全性主要是由用户处于以太网环境中引起的,因此要保证用户信息的安全性,就必须实现以太网环境下的用户隔离,目前主要采用的技术为VLAN技术,VLAN技术是由IEEE802.3q和IEEE802.1q定义的,其基本思想是:
对每一层上的设备,下行端口分别处于一个VLAN中,上行端口分别与每个端口处于一个VLAN中,传输的以太网帧为传统的以太网帧,不含VLANID,一方面可以使网络支持的用户数不受VLAN个数的限制,另一方面静态分配IP地址时只需要给用户分配一个IP地址。
5.1.5网络规划
对于如此规模点中型网络,一般来说出于网络安全和性能考虑,需要将网络划分为多个VLAN,要求既可按不同的班级.单位划分VLAN,也可按用户IP子网划分VLAN。
计算机教室与各办公科室接入入用户之间不能互相通信,只能访问校园网资源,以此屏蔽广播风暴。
借助三层交换机可实现跨VLAN访问。
楼宇接入交换机应具有千兆上联端口,能够通过堆叠或增加模块来提高接入端口密度,应支持SNMP等网管协议,以便通过网络对所有设备的状况进行监控和管理。
在此推荐采用千兆通DES-3624系列交换机,采用1台主交换机DES-3624i,最多可与3台从交换机DES-3624组成堆叠组,提供94个10/100Base-TX端口。
DES-3624i可选择1口1000Base-T模块DES-361T.1000Base-SX模块DES-361G以及1000Base-LX模块DES-361GL上联骨干网。
当然也可以在DES-3624i和DES-3624的前面板插槽上扩展1口SC或2口MT-RJ100Base-FX光纤模块,实现远距离百兆上联。
千兆通系列交换机支持端口聚合(PortTrunking).VLAN.流量控制(FlowControl).端口镜像(PortMirror)等功能,可以增加网络连接带宽,提高网络性能,并使网络更易于监控,IGMP组播协议可以在多媒体传输时有效降低网络流量。
支持SNMP和RMON网管协议,符合标准化网管要求,可以通过网络的D-View全中文网管系统进行监控.管理和远程配置。
如果学校暂不需要三次交换技术,在此我们提供两套方案以供比较选择,并对其网络设计分别进行阐述。
5.2主干网络设计
5.2.1布线及网络规划
建立网络中心(试验楼),连接各建筑物(图书楼与南.北教学楼);网络中心.各建筑物之间布线根据距离采用室外铠装4芯单模光纤,以便采用链路聚合技术及备份线路。
光纤布线采用星型结构,即由试验楼网络中心向其它建筑辐射。
建筑内部布线采用6类双绞线进行垂直和水平布线,如建筑物规模较大,也可部分采用室内多模光纤。
网络结构包括网络中心.楼宇设备间两层结构,因北教学楼.南教学楼和试验楼的信息点数量少于90个,可在楼宇设备间采用堆叠交换机直接连接到桌面,从而减少网络层次,提高可靠性和可管理性。
图书楼因信息点较多,建议采用DHS-3226作为楼宇接入交换机。
5.2.2核心交换机
中心交换机采用D-Link千兆通DGS-3308FG可网管独立型三层交换机。
该交换机结合了二层三层交换机的性能,融合有IP路由选择功能,并且使用ASIC芯片代替CPU,大幅度增强楼交换机的楼数传输性能。
据DGS-3308FG是一款全千兆接口的三层交换机,具有6个1000Base-SX端口和2个GBIC插槽,可根据实际需求选择DGS-7011000Base-SX或DGS-7021000Base-LX用于连接GBIC接口的模块, 16Gbps交换背板可提供12Mpps的线速包转发速率,并支持RIP.RIPII以及OSPF路由协议,是一款性价比极高的校园网中心交换机。
IEEE802.3x流量控制能够允许多台服务器与该交换机连接,进行快速.可靠的数据传输。
在2000M全双工模式下,该交换机能够向服务器提供高速率数据传输通道,使数据传输损失降到最底。
DES-3624i交换机支持SNMP等网管协议,方便通过网络对所有设备的状况进行监控和管理。
支持IEEE802.1d生成树(SpanningTree)协议。
各楼宇接入交换机采用千兆通DES-3624系列或DES-3226支干交换机。
DES-3226是一款独立式交换机,具有24个10/100Base-TX端口,后面板可选插1口千兆模块,背板带宽8.8Gbps。
DES-3226适合于用户数量较少的楼层接入。
DES-3226可选择2口的1000Base-T模块DES-322T.2口1000Base-SX模块DES-132G以及2口1000Base-LX模块DES-132GL。
前面板插槽可扩展1口或2口SC100Base-FX多膜光纤模块DES-131F/132F,实现远距离百兆上联。
前面板插槽还可扩展1口或2口SC100Base-FX单膜光纤模块DES-131FL/132FL,实现超远距离百兆上联。
以校校通EDS-1624交换机作为极连交换机,连接100M到桌面。
5.2.3网管和存储
网管服务器安装D-View网管系统,可以对所有网络设备进行监控和管理。
在网络中心配置一台NL360网络存储服务器,用于存储课件及电子图书资料。
5.2.4方案特点
采用高性能三层交换技术,确保大型校园网具备高性能.高安全性;
具备电信级的容错能力,确保网络的高可靠性;
支持丰富的网络接口类型,包括城域网远程连接;
强化的多媒体及QoS功能支持,可满足大流量的多媒体传输需求;
全中文网管系统,易于管理和维护。
采用DGS-3308FG和DES-3624堆叠组,可以根据校园网的发展来增加新模块和堆叠交换机数量,扩展性强。
可支持多种速率和介质类型,可以在充分利用原有设备的同时对网络主干进行升级和扩展,灵活性高。
支持D-View全中文网管系统,易于管理和维护;
5.2.5相关设备参数
DGS-3308FG
1个DB-9RS232控制端口
交换方式:
储存/转发
路由选择协议:
RIP-1.RIP-2
MAC地址列表:
每台设备8K
IP路由选择列表:
每台设备2K
RMON组:
IP地址自动识别:
通过DHCP客户端.Bootp客户端
前面板故障诊断LED指示灯
内置通用电源
标准19英寸机架
EMI:
FCCClassA,C-Tick,VCCIClassA,BSMIClassA
安全性:
UL/CUL,TUV/GS
5.3服务器技术参数
服务器是网络服务器用量最大的地方。
服务器的选择标准很大程度上取决于中心客户的类型和应用种类。
就中小学情况而言,Web应用和数据库应用仍然占整个数据中心的各类应用的主要部分。
因此对服务器的网络响应能力在很大程度上体现了服务器的硬件体系结构设计的合理性.CPU或CPU组(SMP)对操作系统的进程或线程的分配能力以及磁盘I/O的性能。
以及可行性与稳定性,同时散热.功耗和易安装性也是重点考察和评价的对象。
基于以上考虑,所选的服务器必须具有高可靠性,I/O吞吐能力强,数据处理快,可扩展性和可管理性良好的特点。
可靠性
冗余是消除系统单点故障的重要手段。
它可分部件级和系统级两种。
系统级冗余指整个服务器系统的冗余,部件级冗余主要包括如下几点:
1.可热插拔冗余电源
2.可热插拔冗余磁盘和RAID技术
3.带ECC校验的内存容错
4.支持SMP技术的CPU冗余
5.多I/O卡(网卡.磁盘控制器)冗余容错
6.多段PCI总线冗余
7.I/O吞吐能力
服务器可提供网络平台.文件服务.打印服务以及网站的信息浏览服务和其他的Internet/Intranet服务,为了加快访问速度,获得迅速的响应,要求网络.硬盘.I/O吞吐能力更大,可以从以下几方面来考虑:
1.采用PCI总线并发操作以提高系统I/O吞吐量
2.支持智能I/O技术,减轻主CPU的负担,优化总线的传输
3.采用先进的SCSI技术
4.支持10000转/秒以上的高速硬盘,巡道时间小于7ms
5.具有以上先进技术的I/O吞吐能力的服务器,可完全满足校园网目前以及将来的所有服务要求。
强大的处理能力
服务器的数据处理能力主要由CPU的处理能力,可扩展大容量内存和系统带宽所决定。
1.CPUPentium42.0双处理器;
1.支持GB级的ECC.EDO内存;
2.支持400MHZ以上和高出并行FSB总线。
3.只有满足上述条件的服务器才可以突破瓶颈,改善服务器的系统带宽。
4.集成双1000M网络控制器。
高扩展性
考虑到将来网络规模的扩大,服务器在选型时必须要兼顾高的扩展性,服务器通过外加设备的支持,可以支持更高要求的性能与速度。
可管理性
保证整个系统的正常运行和降低网络维护费用,需要使用具备优
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