山西省榆次一中网络设计方案.docx
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山西省榆次一中网络设计方案
山西省榆次一中网络设计方案
引言2
一、系统分析3
(一)客户概况及应用需求3
(二)建筑物分布4
二、系统设计5
(一)网络系统结构设计5
(二)网络逻辑设计9
(三)应用系统设计10
(四)设备选型12
(五)布线方案设计19
三、系统集成23
(一)施工组织方案23
(二)工程验收方案25
四、人员培训和售后服务承诺26
(一)人员培训26
(二)服务承诺27
五、设计明细报价27
六、总结31
引言
在Internet飞速发展的今天,互联网成为人们快速获取、发布和传递信息的重要渠道,它在人们政治、经济、生活等各个方面发挥着重要的作用。
因此Internet在用上的地位显而易见,它已成为政府、企事业单位信息化建设中的重要组成部分,从而倍受人们的重视。
Internet是一个资源的网络,其中拥有的信息资源几乎覆盖所有的领域。
Internet面向人类的社会,世界上数以亿计的人们利用它进行通信和信息共享,通过发送和接受电子邮件,或和其他人的计算机建立连接并免费使用各种信息资源,实现资源共享。
然而,教育信息化、网络信息化是实施终身的保证,今后的社会是终身教育的社会,随着社会的高速发展,不具备适应新世纪应用计算机的能力将成为现代化社会的“功能文盲”。
现在培养的学生质量如何将直接关系到21世纪国家经济与社会发展的质量。
通过计算机使学生了解更多的知识,从而使思维比较活,创新能力比较强,近而有助于以后的发展,因此计算机教育网络的设置至关重要。
校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过网络设备相互连接起来,形成校园内部的INTERNET系统。
对外通过路由设备接入广域网。
这一方面加强了学校与国内外的联系,有利于及时了解国内的信息,有助于提高学校的科研教学水平;另一方面,校园网的建立及以其为基础的管理信息系统的开发,也有利于各学校管理水平的提高。
建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事情,校园网不只是涉及技术方面,而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成份的综合化、信息化教学管理环境系统。
应此每个校园网的设计、建设都要经过周密的论证、谨慎的决策和紧张的施工。
榆次一中校园网工程的实施,将充分利用丰富的网络资源,极大的推动对传统教育手段的革新,是现代化教育手段与先进网络技术的有机结合,对该学校教育将起到重大作用。
一、系统分析
(一)用户概况及应用需求
1.用户概况
山西省榆次一中学校是一所有着半个世纪历史的地方名校,属山西省首批重点中学之一,也是山西省普通中学中具有窗口性、示范性的一所中学。
担负着教育和培养高素质、高标准人才的光荣任务。
学校占地面积200余亩,绿化面积37821.34平方米,该校有教学楼(二栋各6层)、餐厅(一栋三层)、学生宿舍楼(4栋各6层)和教工家属楼(2栋各6层),楼与楼之间最大距离为180米。
就现在完成高素质、高标准的教育发展趋势而言,进入高中的人数将会越来越多,所以他的基础设施也将进一步扩大。
校园网的建成,建成后的校园将为1500多师生提供信息服务。
校园网将为学校的科研、教学、管理提供必要的技术手段,为研究开发和培养人才建立平台,借此加快学校的发展,成为一个具有示范性的学校。
根据学校的要求,我们按照“统一规划、分布实施、讲究实效、安全可靠的原则,进行对榆次一中校园网综合系统设计,以满足校园内计算机系统的需要。
2.应用需求
(1)应用的需求:
通过校园网建设满足学校现代化教学及管理需要,实现信息化教育提高教学水平。
通过计算机网络增加学校与学校之间的资源共享、学校与家长之间的沟通等等。
具体的如下:
①教学方面,利用多媒体、网络技术实现高质量的教学资源、信息资源和资源的共享和传播,同时促进高水平的师生互动,促进主动式的研究学习,从而形成开放、高效的教学模式。
更好的培养学生的信息素养、问题的解决能力等。
②管理方面,利用信息技术实现职能信息管理的自动化,实现上下级部门之间更迅速、更快的沟通,实现不同部门之间的数据共享与协调,提高科学性和明主性。
实现教学计划管理、学籍管理、选课管理、教学调度管理、成绩管理等。
③科研方面,促进科研的资源共享,加快科研信息传播,促进院内外学术交流。
(3)对网络的需求:
网络需求要考虑网络本身和网络管理员的需求,要求网络易于管理,其中包括网络的拓扑结构、连网软件、网络互连设备等。
所有网络设备均可用适当的网管软件进行监控、管理和设置。
网络设备要求具有高的可靠性和可升级性,能够适应用户的数量扩展,能够保证未来网络的升级时的平稳,提供足够的带宽,以适应校园网上信息结构多样化;网络必须安全可靠,应有一定的防范、安全机制,防止被破坏、滥用。
(2)对计算机平台的需求:
我们必须对计算机平台的需求做分析,因为每种计算机硬件和软件的特性都会影响网络,所以作需求工作应该收集连接到网上每台计算机的详细信息。
包括CPU、内存、操作系统等详细信息。
校园网中的计算机平台主要考虑以下几点:
服务器的性能、操作系统的性能等。
在这里主要考虑的是服务器平台和桌面平台的需求。
①桌面计算机:
在这里操作系统可选用WindowsXP。
②服务器平台:
网络操作系统采用WindowsServer2003。
(二)建筑物分布
榆次一中建筑物包括教学楼2幢,实验楼2幢,学生宿舍2幢,食堂1幢,图书馆1幢,体育场看台1座,教工宿舍2幢等。
建筑物分布图如下:
楼名
层数
所在位置
包含
教学楼主楼
6
位于以校门为坐标正对面40米处
教室、教师办公室
教学楼2#
6
位于教学楼主楼左侧45米处
教室、教师办公室、多媒体实验室
图书楼
3
位于教学2#楼后方20米处
借书处
电子阅览室
实验楼1#
3
位于实验楼2#后方25米处
中心机房、实验室、阅览室、学生机房
实验楼2#
3
位于教学主楼后方20米处
学生机房、物理、
化学实验室
教工楼#1
6
位于实验楼2#右侧30米处
每层2户
教工楼#2
6
位于1号家属楼右边
每层2户
楼名
楼层
信息点
备注
图书楼
1
70
电子阅览室
2
25
借书处等
3
5
多媒体教室
实验楼1#
1
50
机房
2
20
中心机房(设备间),机房
3
15
网络中心等
实验楼2#
1
30
物理、化学实验室
2
45
学生机房
教学主楼
6
65
包含办公中心、教室
教学楼2
6
35
多媒体教室,教室
教工楼1#
6
50
教工楼2#
6
50
合计信息点数:
460个信息点
信息点分布图如下:
二、系统设计
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。
首先校园网络应为学校的教学、科研提供先进的信息化教学环境。
这就要求校园网是一个宽带具有交互功能和专业性很强的局域网网络。
在这里需求坚持以下几个设计原则:
(1)可扩展性:
要充分考虑到今后网络的发展,在网络服务器以及软件系统的设计上保证系统性能能够平滑升级,保护现有的投资。
(2)简单性:
通过将网络分成许多小单元,降低了网络的整体复杂性,使鼓掌排除更容易能隔离广播风暴的传播,防止路由循环等问题。
(3)管理性:
因为上网的用户很多,为保障信息中心的正常运行,网络必须易于管理。
易于操作使用和开发。
并具有记费管理功能。
(4)安全性:
网络系统因具有良好的安全性。
由于学校网络连接学校各个部分,所以安全管理十分重要。
(一)网络系统结构设计
1、主干系统设计
在榆次一中校园网的拓扑方面,选用分层的星型结构,将校园网整体划分为核心层、汇聚层和接入层三个逻辑层次。
各建筑用光纤进行互连,楼内采用超5类非屏蔽双绞线,在同一幢楼的汇聚层和接入层交换机采用超5类非屏蔽双绞线。
校园网设计一个核心层节点,位于网络中心。
核心层为下两层提供优化的数据传输功能,它是一个高速的交换骨干,起到的作用是尽可能的交换数据包,满足各个学校与学校之间高速的通信需求。
汇聚层提供基于统一策略的互连性,它是核心层和接入层的分界点。
汇聚层主要提供地址的聚焦、部门和工作组的接入、任何介质的转换、安全控制等。
接入层的主要功能是为最终用户提供对校园区的访问的途径。
校园网的拓扑图如下:
如图所示,整个网络系统采用了“主干千兆、支干百兆、百兆交换到桌面”,各骨干和支干线路均为1000M光纤,100M接入到用户。
校园网中核心和各个节点以光纤连接,充分满足了应用发展对主干带宽的需求,并能顺利过渡到万兆以太网。
考虑到在目前通信条件的成熟和对性能要求的提高,校园网接入广域网,我们采用FTTX+LAN接入方式。
FTTX+LAN方式是采用千兆以太网交换技术,利用光纤+超5类线方式实现。
FTTX+LAN接入方式的特点:
①高速上网。
②可靠性高、稳定性好。
楼内的交换机与局端交换机之间以光纤相连。
③用户投资少、价格便宜。
用户只需要一台带有网络接口卡(NIC)的PC机即可上网。
④应用广。
高速上网、远程办公。
在此方案中设计网络中心设备主要有交换机、防火墙。
交换机是一种基于MAC地址识别,在通信系统中完成信息交换功能的网络设备,防火墙主要是防备外网的侵入。
2、安全设计
特别是近年来,随着学生宿舍、教职工家属等接入校园网后,网络规模急剧增大。
同时,校园网络的应用水平也在不断提高。
规模的壮大和运用水平的提高就决定了校园网面临的隐患也相应加剧。
校园网中局域网数目较多,根据需要多个网络可能要互相连接。
正是这种多网的互联,使我们对网络层的安全要极度重视。
(1)划分安全子网
如果同一局域网内有不同等级的安全域,可以通过划分子网及VLAN的方法加以访问控制。
VLAN可以不考虑用户的物理位置,而根据功能、应用等因素将用户从逻辑上划分为一个个功能相对独立的工作组,每个用户主机都连接在一个支持VLAN的交换机端口上并属于一个VLAN。
同一个VLAN中的成员都共享广播,形成一个广播域,而不同VLAN之间广播信息是相互隔离的。
这样,将整个网络分割成多个不同的广播域(VLAN)。
(2)采用硬件防火墙系统
如校园内网、校园外网和Internet之间,利用防火墙进行访问控制和内容过滤。
可有效地解决需求中提到的多种威胁。
我们这里采用天融信NGFW4000-E防火墙,天融信NGFW4000-E防火墙是天融信公司开发的新一代专业防火墙设备,可以作为中小企业的出口防火墙设备,也可以作为大中型企业的内部防火墙设备。
支持外部攻击防范、内网安全、流量监控、网页过滤、邮件过滤等功能,能够有效地保证网络的安全;可对连接过程和有害命令进行监测,可以确保在开放的Internet上实现安全的、可靠的网络。
(3)建立网络防病毒系统
在校园网中安装网络版的防毒系统,集中控制、管理查杀网络中服务器、终端的病毒,保护全网不被病毒侵害。
现在比较流行的是瑞星杀毒软件。
瑞星杀毒软件网络版是一款应用于复杂网络结构的企业级反病毒产品,该产品专门为企业用户量身定做,使企业轻松构建安全的立体防毒体系。
产品主要适用于企业服务器与客户端,支持Windows2000/XP、Unix、Linux等多种操作平台,全面满足企业整体反病毒需要。
(4)采用入侵检测系统
我们采用的是东软IDS2050-FE2,它的功能齐全,可以提供:
网络攻击与入侵检测功能、入侵实时报警功能、网络分布管理、名单快速查看功能、入侵切断连接的功能、主机信息查看功能、系统日志管理功能、身份认证与控制功能、防火墙等设备互动等。
以下是东软IDS2050-FE2的特性:
综合使用多项创新技术,综合应用会话分析、智能协议分析、异常状态检测等先进的检测技术,拥有高速报文处理引擎,强大的可疑事件(SNA)检测能力,优化的抗IDS规避功能,内置强大的、灵活的协议解码器,用户可根据需求灵活定义各种入侵规则。
提供强大的网络入侵检测功能为用户提供简单、实用的图形化用户界面,简便的入侵响应选择功能,详尽的入侵检测日志功能,实时监控和阻断功能,同时提供强大的病毒(蠕虫)检测功能,可以细粒度检测出各种入侵攻击企图。
3、网络管理系统的设计
随着校园网规模的逐渐扩大和系统应用的不断深入,网络环境越来越复杂。
行政管理、图书资料管理、资源信息等局域网应用加大;通过与广域网的互联,实现校际间的信息共享及与因特网(INTERNET)的连接;通过与宽带数字卫星相联,实现远程教育,为学校的教学、管理、日常办公、内外交流等各方面提供全面、切实的支持。
网管系统主要是指在网络环境中实现网管方法的计算机应用系统,网管系统的能力对于网络的维护管理具有重要的意义,网管中心可以实现对全网设备的管理。
StarView网络管理系统是一套基于Windows平台的高度集成、功能完善、实用性强、方便易用的全中文用户界面的网络级网络管理系统。
它是由锐捷网络自主开发的软件产品。
StarView管理系统能提供整个网络的拓扑结构,能对以太网络中的任何通用IP设备、SNMP管理型设备进行管理,结合管理设备所支持的SNMP管理、Telnet管理、Web管理、RMON管理等构成一个功能齐全的网络管理解决方案,实现从网络级到设备级的全方位的网络管理。
StarView可以对整个网络上的网络设备进行集中式的配置、监视和控制,自动检测网络拓扑结构,监视和控制网段和端口,以及进行网络流量的统计和错误统计,网络设备事件的自动收集和管理等一系列综合而详尽的管理和监测。
通过对网络的全面监控,网络管理员可以重构网络结构,使网络达到最佳效果。
4、可扩展性
随着教学科研的快速发展,校园网网络系统面临的任务将越来越艰巨,越来越复杂。
为了适应计算机技术日新月异的发展,我们的网络十分注重扩充性。
无论是网络硬件还是系统软件,都可以方便的扩充和升级。
在网络技术和通信设施也可以发展。
如网络的分支采用了100M快速以太网技术,随着发展,可以向千兆位以太网转换。
对于千兆位以太网,只要购买新的设备即可。
(二)网络逻辑设计
1、VLAN划分
虚拟局域网技术用于在不更改网络的拓扑结构的前提下对局域网进行重组。
采用虚拟局域网技术后,网管人员只需在交换机上对网络进行逻辑重构,即可使网络结构适应新的通信要求,并维持通信的高效率。
VLAN是一种不采用路由器对广播数据进行抑制的解决方案。
在VLAN中,对广播数据的抑制由三层交换机完成。
按照榆次一中校园网各部分功能划分如图:
VLAN及IP编址方案
VLAN号
VLAN名称
IP网段
部门
1
JX
192.168.8.0/24
教学部门
2
JSJPX
192.168.7.0/24
计算机培训部门
3
HQ
192.168.6.0/24
后勤部门
4
TS
192.168.5.0/24
图书部门
5
WHSY
192.168.4.0/24
物、化实验部门
6
CW
192.168.3.0/24
财务部门
7
DZ
192.168.2.0/24
党政部门
8
WLSY
192.168.1.0/24
网络实验部门
(三)应用系统的设计
当今社会是信息化的社会,对信息的需求在不断的上升,通过校园网,将实现各种最新信息的共享,包括学院本身的信息,国内信息,国际信息,内容可涉及各个领域,如科研、学术、教育、经济、政治等,从而有利于科研教育的发展,这样也能利用学校的计算机资源,避免重复引进,从而节省投资。
1、教务管理系统
(1)学校管理
学校管理是实现系统信息初始化的过程,主要为学校提供有关学校本身的各种基本信息管理,包括学校的校名,校规、校长、基本信息、学校类型、机构管理、班级管理、科目管理等等,系统在设置这些基本信息后自动将其中的重要信息显示在系统的起始中。
学校管理中的模块主要有学校信息设置、学校机构设置、学校年级设置、学校班级设置、学校科目设置、学校教室信息以及教师工资条目状况管理。
(2)教学管理
能够对班主任的工作进行录入和查询。
可以录入和查询教学情况、教学效果、教学评价并能打印输出。
班主任教学管理:
在这里可对班主任的教学情况录入和查询。
教学信息管理:
可以录入和查询任何教师的教学情况、教学效果、教学评价。
(3)考试管理
考试管理主要是进行成绩信息录入、修改、浏览、查询、统计等,包括对考试、优秀率,及格率,分数段、最高分等定义。
具有成绩管理功能操作权限的网络用户可输入、输出与成绩相关的信息,如可打印输出学生成绩单、单科成绩、学期成绩、历次考试成绩。
不同角色网络用户可不同的浏览考试信息,根据教学需要可将考试信息发布到网上,供有查询权限的用户(如学生、家长)浏览查询。
(4)档案管理
对教师、学生信息按机构班级归档,方便统计查询。
本功能包括教师档案管理、学生档案管理和学生异动处理,具体介绍如下:
教师档案管理主要包括:
教师的基本信息、教师档案的相关信息、教师的培训信息、教师考勤信息、教师的教学情况、教师的工资状况、教师的健康状况、教师的心理状态等多种信息,并可根据需要对与班主任相关的信息进行处理,同时对教师的考核、工资评定、教师的聘用等信息进行处理。
教师档案管理提供可以根据学校的机构设置将教师进行分类管理,不同的机构管理不同的教师。
2、办公自动化系统(OA)
OA办公自动化系统实现人事档案管理,方便数据录入。
除了人事档案管理外,人事管理还包含工作经历管理、社会关系管理、证书管理、职称评定管理、职工培训管理、奖惩管理、人员调动管理等日常人事工作。
OA系统对常规会议和临时会议提供计划、准备、记录、查询的功能:
在会议召开前进行会议准备,准备内容包括合理地安排会议的参加人员、时间、场地、内容议题,准备会议文件,以电子邮件的方式发出会议通知等;会议结束后要对出席情况、议题讨论结果、会议内容作记录并整理会议记要,会议信息归档等。
OA办公系统选用网盾办公自动化系统软件。
3、图书管理系统
实现学校图书馆管理科学规范化;实现学校图书管理自动化;提高图书馆管理水平和服务质量;学校的教职员工和学生能够在校园网内的任何一台计算机上快速、方便的完成对图书馆内藏书情况的查询。
查询到自己想要的书,同时可以看到该图书现在能否借阅,目前的藏书数量。
这些操作不必亲自动图书馆完成,可以通过远程访问图书馆实现,节约读者的时间,能大大简化借阅手续,提高图书利用率。
(四)设备选型和软件选型
1、设备选型
(1)交换机的选型
核心层交换机:
核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输,骨干层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。
网络的控制功能最好尽量少在骨干层上实施。
核心层一直被认为是所有流量的最终承受者和汇聚者,所以对核心层交换机的设计以及网络设备的要求十分严格。
在这里我们选择了华为公司的QuidwayH3CS7503-Ac交换机。
核心层交换机是一个网络交换的关键设备,肩负着信息交换“中枢“的重任,必须是一台全线速、无阻塞的交换网络设备。
并且随着端口数和负荷的增加,它的性能呈上升趋势。
QuidwayH3CS7503-Ac6以太网交换机是一款大容量、高密度、基于分布式处理采用模块化设计的二/三层线速以太网交换产品,主要面向IP城域网、大型企业网及园区网用户。
主要参数如下表:
交换机类型
路由交换机
传输速率(Mbps)
10Mbps/100Mbps/1000Mbps
网络标准
IEEE802.1d、IEEE802.1w、IEEE802.1s、IEEE802.1q、IEEE802.3x、IEEE802.3ad、IEEE802.3af、IEEE802.1p
传输模式
全双工/半双工自适应
交换方式
存储-转发
背板带宽(Gbps)
≥640Gbps
VLAN支持
支持
模块化插槽数
4
尺寸(mm)
436×480×352.8mm
重量(Kg)
最大50kg
汇聚层交换机:
汇聚层交换机是连接接入层设备和网络核心设备的。
因此汇聚层交换机也需要较高的性能。
汇聚层提供基于统一策略的互连性,它是核心层和访问层的分界点,定义了网络的边界,对数据包进行复杂的运算。
针对学校的网络用户而言,对此设备的选择应充分考虑稳定性、安全性、综合性能价格比等因素。
在这里选用选QuidwayS6506系列交换机。
QuidwayS6506系统交换容量达64Gbit/s,包转发能力48Mpps,背板容量64Gbps。
系统共提供7个槽位,其中1个槽位为交换路由处理板槽位,其他6个为业务板槽位。
其业务板的端口密度非常高,在一个业务板上可支持8个千兆端口,或者24个光纤百兆以太网接口或者48个铜线百兆以太网接口。
用户端口总容量可达48千兆端口或288个百兆端口。
该交换机采用了分布式处理结构,每个业务板上都具备独立的交换能力,不同业务板之间的交换要通过交换路由处理板完成。
系统还提供了华为自主知识产权的弹性通道技术,从中心交换单元到业务处理板的通道带宽实现0G/2G/4G/6G/8G的动态调整,可以根据不同的处理板、不同的业务、不同的工作组配置不同的通道带宽,使得整个网络的灵活性更高,可升级特性更好。
主要参数如下表:
传输速率(Mbps)
10Mbps/100Mbps/1000Mbps
网络标准
IEEE802.1d、IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x等
接口介质
10/100/1000Base-t,1000Base-FX/SX
传输模式
支持全双工
配置形式
独立式
交换方式
存储-转发
背板带宽(Gbps)
1600
VLAN支持
支持
模块化插槽数
7
接入层交换机:
接入层的主要功能是为最终用户提供对园区网络访问的途径。
我们在核心层和汇聚层的设计中主要考虑的是网络性能和功能性要高,那么我们在接入层设计上主张使用性价比高的设备。
接入层是最终用户与网络的接口,它应该提供即插即用的特性,同时应该非常易于使用和维护。
在这里选用华为3ComH3CS3100-26C-SI-AC系列接入层交换机
Quidway®S3100系列以太网交换机是华为3Com公司针对当前网络终端业务不断丰富,边缘网络设备在转发性能、安全可靠以及智能管理方面的需求不断提高,新推出的二层可网管以太网交换机产品。
Quidway®S3100系列千兆智能以太网交换机使用华为3Com通用的VRP(通用路由平台)网络操作系统,能够提供完善的线速流量交换、VLAN控制等机制、完备的业务控制和用户管理能力。
Quidway®S3100系列交换机根据用户需求的不同,分别提供8/16/24口的不同规格,同时提供良好的堆叠功能,通过增加设备来扩展端口数量和交换能力,多台设备之间的互相备份增强了设备的可靠性,从而保证了网络的平滑升级并能降低扩建成本。
主要参数如下表:
传输速率(Mbps)
10Mbps/100Mbps
端口数量
24
接口介质
10/100BASE-TX
传输模式
全双工/半双工自适应
交换方式
存储-转发
VLAN支持
支持
MAC地址表
8K
模块化插槽数
2
(2)防火墙的选型
防火墙的功能是用来限制外部非法用户访问内部网络资源和阻止内部网络用户向外传递机密信息或管理内部用户访问外界的权限。
在这里选用天融信NGFW4000-E防火墙。
NGFW4000-E是天融信公司
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