网络工程设计与实现课程设计(2)

摘 要

随着信息的调整膨胀，全球信息已经进入以计算机网络为核心的时代。作为科技先导的教育行业，计算机校园网已是教育进行科研和现代化管理的重要手段。近几年、校园网已经取得很大的发展，中国教育科研网投入运营，全国多所高校校园网络开通联网。本文通过校园网建设的教育目的、策略、流程图，并进一步分析、总结、建设一个完善的校园网项目。校园网的建成，为全校的教学、科研、教务、人事、行政、财务、图书、管理等提供了一个高效高性能的工作环境，对提高全校的教学、科研、管理水平，进行国际交流，都会起到巨大的推动作用。本文从以人为本的角度，阐述了如何从组织、规划、校园网络文化的构建及维护管理等方面做好校园网站建设，开创新时代高校网站建设的新局面。

引 言

当今时代网络发展速度如同光速，计算机变的越来越强大，更多应用软件使计算机变的越来越容易使用，它们正在迅速改变着人们的生活、学习、工作 方式，人们能够明显感觉到这种变化，总之整个世界正进行着一次又一次深刻的变革。

学校利用计算机辅助教学、计算机辅助管理将大大提高办学效益，而计算机及校园网络建设是学校计算机辅助管理的\重中之重\。我校作为一所刚沐浴春风的大学，建设经济、适用、发展的校园网势在必行。建设好校园网，同时也要努力用好校园网，充分发挥校园网络资源在计算机辅助管理中的作用。

目前全国各大高校正加紧对信息化教育的规划和建设。开展的校园网络建设，旨在推动学校信息化建设，其最终建设目标是将建设成为一个借助信息化教育和管理手段的高水平的智能化、数字化的教学园区网络，最终完成统一软件资源平台的构建，实现统一网络管理、统一软件资源系统，并保证将来可扩展骨干网络节点互联带宽为10G，为用户提供高速接入网络，并实现网络远程教学、在线服务、教育资源共享等各种应用；利用现代信息技术从事管理、教学和科学研究等工作。最终达到在网络方面，更好的对众多网络使用及数据资源的安全控制，同时具有高性能，高效率，不间断的服务，方便的对网络中所有设备和应用进行有效的时事控制和管理。

随着网络建设的逐步普及，大学高校局域网络的建设是高校向高水平、研究性大学跨进的必然选择，高校校园网网络系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为高校的发展、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且，能够使教育、教学、科研三位一体，提高教育教学质量。而校园网网络建设中主要应用了网络技术中的重要分支局域网技术来建设与管理的，因此主要以校园局域网络建设过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为校园网的建设提供理论依据和实践指导。高校园网的网络建设与网络技术发展几乎是同步进行的。高校不仅承担着教书育人的工作，更承担着部分国家级的科研任务，同时考虑未来几年网络平台的发展趋势, 为了充分满足高校骨干网对高速，智能，安全，认证计费等的需求,可以利用万兆以太网的校园网组网技术。构建校园网骨干网，实现各个分校区和本部之间的连接，以及实现端到端的以太网访问，提高了传输的效率，有效地保证了远程多媒体教学、数字图书馆等业务的开展。

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一、 校园网需求分析

1.1需求分析及需求调查

1.1.1项目背景 某高校共有：

1）.教学楼2幢（均为11层），每层有教室20间，每个教室布设信息点1个。 2）.实验大楼1幢（13层），每层有实验室12间，每个实验室布设信息点4个，13层为计算机中心，布设信息点500个。

3）.行政大楼1幢（8层），每层有办公室10间，每间办公室布设5个信息点。第三层为网络中心，有4间办公室和一间大机房，每间办公室布设12个信息点，大机房布设信息点100个，并通过两根光纤分别接入教育网和电信网并接入Internet。

4）.学生宿舍楼8幢（11层），每层有24间房间，每间布设信息点6个。

5）.食堂2幢（均为3层），1、2楼为餐厅，布设信息点5个，3楼为5间管理办公室，每个办公室布设信息点2个。

6）.图书馆1幢（5层），1－4层每层有办公室或阅览室8间，每间布设信息点2个，5层为电子阅览室，布设信息点200个。

7）.体育馆1幢，布设信息点10个。

8）.应用系统支持：教务管理系统，学校网站和各部门网站，办公自动化系统，图书馆应用系统（位于图书馆5楼），电子邮件服务器，DNS服务器。 1.1.2工程项目概况

要求建立一个连接教学楼，行政办公楼，图书馆，宿舍楼，网络中心等区域的校园网，实现主干10 G，1000兆到各楼，100兆到桌面。为广大师生员工提供Internet接入、E-mail、DHCP、DNS、Web等网络服务的校园局域网。主要实现功能是：

1）.信息资源共享

通过校园网络实现学校内部，学校与国内、国际信息的快速交流，达到资源共享，使广大师生及时了解国内外科学技术和高等教育发展的最新动态，促进教学、科研、管理事业的发展。

2).图书资料检索、借阅自动化

通过改造原有图书检索系统，建设电子图书馆，提高校内图书资料的利用率，充分利用校外图书资料，实现远程计算机图书检索和借阅。

3).学校管理系统的信息化、自动化

依托校园网，构建相应的交互式应用软件平台，实现教学、科研、人事、学生、财务、后勤、档案等管理工作的自动化，实现统计监测网络化，提高管理效率和水平。实现网上招生、网上人才招聘、学生网上求职等。

4).建立计算机网络辅助教学系统

建立基于网络的电子教学CAI课件开发、视频点播（VOD）、网上题库、答疑与作业批改等计算机辅助教学系统，实现教学手段的现代化。

5).创建学院网站，使之成为对外宣传的重要窗口，让世界了解我们，提高学院的知名度。

6).为广大师生提供宽松，开放、易用的网络环境，使网络触入日常工作和生活中，发挥网络的最大效用。

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1.1.3 各区域功能需求分析

1).网络中心：中心机房到汇聚层节点采用10G单膜光纤连接，汇聚层到接入层采用千兆的单膜光纤连接。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).行政办公楼：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。

3).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Internet、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。

4).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。

5).宿舍楼：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。

1.1.4 建网的要求

本方案的设计将在追求性能优越、经济实用的前提下，本着严谨、慎重的态度，从系统结构、技术措施、设备选择、系统应用、技术服务和实施过程等方面综合进行系统的总体设计，力图使该系统真正成为符合该校园的网络系统。

从技术措施角度来讲，在网络的设计和实现中，本方案严格遵守了以下原则： 1).实用性和经济性

校园网的特点决定了网络系统必需要有实用与经济性。实用性使得网络便于管理、维护，以减少网络使用人员运用网络的难度，从而降低人为操作引起的网络故障，并使更多的人掌握网络的使用。应根据学校的实际情况，由于学校的建设资金有限，所以一般都要求网络具有较高的性价比，所以在建设校园网时一定要使用性价比高的网络技术和网络设备，以节约建设资金。

2).高性能与技术先进性

校园网网络系统要求具有较高的数据通信能力和较大的带宽；并在主干网上提供较强的可扩展性。为了及时、迅速地处理网络上传送的数据，网络应有较高的网络主干速度。

3).高可靠性

网络要求具有高可靠性，高稳定性和足够的冗余，提供拓扑结构及设备的冗余和备份，为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，要避免网络出现单点失效。在网络骨干上要提供备份链路，提供冗余路由。在网络设备上要提供冗余配置，设备在发生故障时能以热插拔的方式在最短时间内进行恢复，把故障对网络系统的影响减少到最小，避免由于网络故障造成用户损失；

4).安全性

包括两个方面：网络用户级的安全性，数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予以考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。

在网络设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括端口隔离、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、系统安全机制、多种数据访问权限控制等，有多种的保

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护机制，如划分VLAN、IP/MAC地址绑定（过滤）、ACL、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、802.1x认证机制、SSH加密连接等具体技术提升整个网络的安全性。

5).可管理性

强有力的网管软件是有效地进行网络管理的助手，网管软件应能够支持对网络进行设备级和系统级的管理，并能支持通用浏览器进行网络设备的管理及配置。灵活的设置每个用户对Internet访问功能，能够对每个用户实行管理；并且能够实现计费管理。

6).可扩充性

随着应用规模的不断扩大，要求网络可以方便地扩充容量，支持更多的用户及应用；随着网络技术的不断发展，网络必须能够平滑地过渡到新的技术和设备，保证现有的投资。 1.1.5 主要的信息和应用系统设备需求分析

为提高网络可靠性及安全性，需要在主干网采用光纤布线。校园网应实现虚拟局域网（VLAN）的功能，以保证全网的良好性能及网络安全性。主干网交换机应具有很高的包交换速度，整个网络应具有高速的三层交换功能。主干网络应该采用成熟的、可靠的快速以太网和千兆位以太网技术作为校园网主干。校园网应选用先进的网管软件，建立完善的网络管理体系。在设备方面，应选择有校园网成功案例的网络厂商的设备，同时为Internet、拨号用户和移动用户提供接口，网络还应具有良好的扩展性。

1).网络信息点分布

对学校信息点的分析，如表2-1所示：

表2-1 学校信息点的分析表 建筑物名称 信息点的分布 教学楼 实验大楼 行政楼 学生宿舍 食堂 图书馆 体育馆 合计 2幢 1幢 1幢 8幢 2幢 1幢 1幢 11层 13层 8层 11层 3层 5层 1层 信息点的数量 440 1076 498 12672 40 264 10 15000 主要应用 资源共享、internet服务 等 资源共享、internet服务 等 教务管理系统,、人力资源管理、资源共享、OA 办公、internet服务等 internet服务 等 internet服务 等 图书馆应用系统 internet服务 等 2).应用系统需求分析

服务器在校园网中充当不可或缺的角色，根据学校的实际情况，至少需要6台服务器设备，具体服务器设备如下：

校园网服务器需求如表1-2-2所示: 服务器名 DNS WWW FTP E-mail DHCP 数量 1 1 1 1 2 应用系统软件 Server2012 APACHE WWW Server Server2012 Microsoft Exchange Server2012 3

图书馆应用系统 教务管理系统 办公自动化系统 备用服务器 1 3 2 1 ? ? ? ? 1.1.6 目前校园网络现状

学校目前正加紧对信息化教育的规划和建设。开展的校园网络建设，旨在推动学校信息化建设，其最终建设目标是将建设成为一个借助信息化教育和管理手段的高水平的智能化、数字化的教学园区网络，最终完成统一软件资源平台的构建，实现统一网络管理、统一软件资源系统，并保证将来可扩展骨干网络节点互联带宽为10G，为用户提供高速接入网络，并实现网络远程教学、在线服务、教育资源共享等各种应用；利用现代信息技术从事管理、教学和科学研究等工作。最终达到在网络方面，更好的对众多网络使用及数据资源的安全控制，同时具有高性能，高效率，不间断的服务，方便的对网络中所有设备和应用进行有效的时事控制和管理。

二、 拓扑图及IP地址分配

2.1 网络拓扑结构图

1、网络建设结构：星型结构是目前局域网建设的典型结构，也是校园网的主流结构。结合学校楼宇较多分布范围较广的特点方案拟定星型拓扑结构。以根结点（核心交换机）为核心，下连楼宇交换机、桌面交换机。如图1.1

图1.1高校校园网络拓扑结构图

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