現(xiàn)代交換技術課程設計---大學校園網(wǎng)絡設計方案

1、<p>　　現(xiàn)代通信交換技術課程設計</p><p>　　設計題目：大學校園網(wǎng)絡設計方案</p><p>　　姓 名： *******</p><p>　　學 號： *********</p><p>　　班 級：********</p><p>　　指導老師： ******* &l

2、t;/p><p><b>　　****年*月</b></p><p>　　設計題目：大學校園網(wǎng)絡設計方案</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1 組建校園網(wǎng)的重要性和必要性</p><p>　　信息時代的熱潮撲面而來，計算機變的越來越強大，而

3、應用軟件使計算機變的越來越容易使用，它們正在迅速改變著人們的生活、學習、工作方式。在一個好的校園網(wǎng)里人們用計算機和網(wǎng)絡進行工作、交流和學習，計算機改變了人的教學方式，同時也改變了人的學習方式。這些只有校園網(wǎng)才能辦到。社會變的很快，我們必須跟上時代的步伐，因此在經(jīng)濟條件允許的情況下，盡快盡早的建設校園網(wǎng)好處將是顯著的和長遠的。</p><p>　　校園網(wǎng)特點就是把分布在校園不同地點的多臺電腦連接，按照網(wǎng)絡協(xié)議相互通

4、信，以共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源為目標的網(wǎng)絡系統(tǒng)。提供豐富的教育教學信息和資源是校園網(wǎng)的生命力。校園網(wǎng)絡具有距離短、延時少、相對成本低和傳輸速率高等優(yōu)點；它的低層協(xié)議較簡單，控制選擇等問題大大簡化，因而又具有組網(wǎng)簡單、易于實現(xiàn)的特點。</p><p>　　1.1.1校園網(wǎng)需求分析</p><p>　　隨著計算機多媒體和網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展與普及，校園網(wǎng)信息系統(tǒng)的建設，是非常必要的，也是可行的。

5、主要表現(xiàn)在：</p><p>　　1、當前校園網(wǎng)信息系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了與校際互聯(lián)、國際互聯(lián)、靜態(tài)資源共享、動態(tài)信息發(fā)布、遠程教學和協(xié)作工作的階段，發(fā)展對學校教育現(xiàn)代化的建設提出了越來越高的要求。</p><p>　　2、教育信息量的不斷增多,使各級各類學校、家庭和教育管理部門對教育信息計算機管理和教育信息服務的要求越來越強烈。</p><p>　　3、我國各級教育研究

6、部門、軟件開發(fā)單位、教學設備供應商和各級學校不斷開發(fā)提供了各種在網(wǎng)絡上運行的軟件及多媒體系統(tǒng)，并且越來越形象化、實用化，迫切需要網(wǎng)絡環(huán)境。</p><p>　　4、現(xiàn)代教育改革的需要。在校園網(wǎng)中將計算機引入教學各個環(huán)節(jié)，從而引起了教學方法，教學手段，教學工具的重大革新。對提高教學質量，推動我國教育現(xiàn)代化的發(fā)展起著不可估量的作用。網(wǎng)絡又為學校的管理者和老師提供了獲取資源、協(xié)同工作的有效途徑。毫無疑問,校園網(wǎng)是學校提

7、高管理水平、工作效率、改善教學質量的有力手段,是解決信息時代教育問題的基本工具。</p><p>　　5、隨著經(jīng)濟發(fā)展，我國各級學校對教育的投入不斷加大；計算機技術的飛速發(fā)展，使相應產(chǎn)品價格不斷下降；同時人們的認識水平和經(jīng)濟實力不斷提高。大量計算機進入學校和家庭，使得計算機用于教育信息管理和信息服務是完全可行的。</p><p>　　1.1.2校園網(wǎng)應具備的基本功能 </p>

8、<p>　　校園網(wǎng)應為學校的教學過程、管理、日常辦公、內外交流等各方面提供全面、切實的支持。其主要的功能是： </p><p>　　1、 教師備課教學功能</p><p><b>　　2、 學生學習功能</b></p><p><b>　　3、 教務管理功能</b></p><p>&l

9、t;b>　　4、 行政管理功能</b></p><p><b>　　5、 資源信息功能</b></p><p><b>　　6、 對外交流功能</b></p><p><b>　　1.2網(wǎng)絡設計原則</b></p><p>　　1.2.1.校園網(wǎng)系統(tǒng)設計原則&

10、lt;/p><p>　　網(wǎng)上資源，進行教學和科研工作；學生可以方便地瀏覽和查詢網(wǎng)上資源實現(xiàn)遠程學習；通過網(wǎng)上學習學會信息處理能力。學校的管理人員可方便地對教務、行政事務、學生學籍、財務、資產(chǎn)等進行綜合管理，同時可以實現(xiàn)各級管理層之間的信息數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)網(wǎng)上信息采集和處理的自動化，實現(xiàn)信息和設備資源的共享，因此，校園網(wǎng)的建設必須有明確的建設目標。</p><p>　　建設校園網(wǎng)的基本原則：<

11、;/p><p>　　1、校園網(wǎng)的建設要考慮學校的實際需要和可能，以滿足教育教學的需要為根本出發(fā)點。</p><p>　　2、校園網(wǎng)的建設要適應學校的長遠發(fā)展規(guī)劃，要根據(jù)具體情況采取統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施，逐步到位的建網(wǎng)原則。</p><p>　　3、校園網(wǎng)建設應體現(xiàn)先進性、實用性、開放性、靈活性、可擴展性、安全性、易用性、經(jīng)濟性的原則，要實現(xiàn)學校教師、技術與管理人員的全員培

12、訓，形成一支能使校園網(wǎng)正常持續(xù)運行的軟、硬件管理建設的骨干隊伍。</p><p>　　4、有條件的學校校園網(wǎng)建設可考慮三網(wǎng)（數(shù)字網(wǎng)、電視網(wǎng)、廣播網(wǎng)）合一方案，以滿足學校的實際需要和規(guī)范校園的整體建設。</p><p>　　5、在建和已建校園網(wǎng)的學校要有專職校園網(wǎng)網(wǎng)絡中心管理人員，負責網(wǎng)絡日常運行、管理和維護工作。</p><p>　　6、要制定適合本校的校園網(wǎng)安全使

13、用的管理規(guī)章制度。</p><p>　　第二章 校園網(wǎng)的技術標準及其核心技術 </p><p>　　2.1校園網(wǎng)三個類型的技術標準</p><p>　　共享的服務器在校園網(wǎng)的網(wǎng)絡中心，學校是應用的工作站，所以學校的校園網(wǎng)建設就不是通常意義的包含一個完整的信息中心的校園網(wǎng)，而是重在方便應用校園網(wǎng)中心資源的學校計算機的網(wǎng)絡聯(lián)結?；诮逃畔⒕W(wǎng)的學校校園網(wǎng)建設有三種類型

14、，其技術標準為：</p><p>　　1、I類校園網(wǎng)網(wǎng)絡主干線達到1000Mbps的傳輸帶寬，工作組子網(wǎng)選用100M交換模式，使用戶終端獨占100M帶寬的數(shù)據(jù)交換。服務器至少應有Web/數(shù)據(jù)庫服務器、視頻服務器、以及面向全校的專用服務器，千兆以太網(wǎng)(GE)光纖接入學校，校內信息點在200個以上，主要布線點在辦公樓、教學樓、圖書館、實驗樓、宿舍樓、食堂等，提供網(wǎng)絡上的一般功能。</p><p&

15、gt;　　2、II類校園網(wǎng)　網(wǎng)絡主干線達到1000Mbps的傳輸帶寬，用上聯(lián)1000M主交換機和10M/100M自適應集線器(或交換機)共享(或獨占)100Mbps到桌面，服務器至少應有Web/數(shù)據(jù)庫服務器、以及面向全校的專用服務器，快速以太網(wǎng)(FE)1000M光纖接入學校，校內信息點在100個以上，主要布線點在辦公樓、教學樓、圖書館(包括電子閱覽室)等。</p><p>　　3、III類校園網(wǎng)網(wǎng)絡干線達到10

16、0Mbps或以上的傳輸帶寬，利用10M/100M交換機或自適應集線器共享10～100Mbps到桌面，服務器選擇一臺性能較好的PC機或中低檔服務器，通過100兆以太網(wǎng)(E)光纖接入學校，校內信息點在100個以內。</p><p>　　2.2校園網(wǎng)的核心技術</p><p>　　目前，可用于校園局域網(wǎng)的技術有Ethernet(以太網(wǎng)).Fast Ethernet（快速以太網(wǎng)）.Gigabit

17、Ethernet（千兆位以太網(wǎng)）.Token-Ring(令牌環(huán)網(wǎng)).FDDI(千兆分布式數(shù)據(jù)接口)和ATM（異步傳輸模式）。</p><p>　　Ethernet作為幾年前主干網(wǎng)組網(wǎng)的主要技術，現(xiàn)在主要被用于工作組級組網(wǎng)，使網(wǎng)絡交換到桌面工作站。</p><p>　　Fast Ethernet是一種非常成熟的組網(wǎng)技術，造價低，性能價格比很高，可作為資金不很充分的中小型單位組建Interne

18、t網(wǎng)的首選技術?？焖倬W(wǎng)以太網(wǎng)技術現(xiàn)在泛用于大型企業(yè)網(wǎng)的二級.三級網(wǎng)絡組網(wǎng)或直接連至桌面工作站。</p><p>　　FDDI野是一種成熟的組網(wǎng)技術，但是技術復雜.造價高，F(xiàn)DDI網(wǎng)絡難以向更先進的網(wǎng)絡技術升級，現(xiàn)在FDDI組建主干網(wǎng)的情況已經(jīng)非常少見。</p><p>　　Gigabit Ethernet技術已成為大型Fast Ethernet的升級目標。雖然Fast Ethernet和G

19、igabit Ethernet因采用CSMA/CD的介質訪問控制方式而廣泛存在著“廣播風暴”的問題，但可以更好的傳輸介質和交換設備予以克服，其優(yōu)點是兼容先前的設備投資，師生的網(wǎng)絡應用及培訓更易進行，網(wǎng)絡的可管理性和擴展性也很好。</p><p>　　ATM是一種快速分組交換技術，它在廣域網(wǎng)上體現(xiàn)的強大功能和在局域網(wǎng)上的成功應用，是多媒體應用系統(tǒng)的理想網(wǎng)絡平臺，均已事實說明了他的技術的先進性。但是ATM不兼容以往的

20、以太網(wǎng)投資，其管理和操作有異于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)平臺，故不使用于以太網(wǎng)的升級改造。</p><p>　　從網(wǎng)絡應用、維護、安全和擴展方面而言。Gigabit Ethernet和ATM在實際應用中得到了廣泛的采用。但在本方案中選擇使用千兆以太網(wǎng)技術，主干位千兆網(wǎng)，10M/100M自適應或10M交換到桌面。其理由是：</p><p>　　1.以低廉的價格提供高寬帶。千兆位以太網(wǎng)提供10倍于快速以太網(wǎng)

21、的性能而價格遠遠低于其10倍，于ATM相比，其價格則遠遠低于322mbps ATM。</p><p>　　2.良好的兼容性和管理的簡單性。ARM必須使用局域網(wǎng)仿真才能與現(xiàn)有的網(wǎng)絡設施兼容。在網(wǎng)絡系統(tǒng)管理的技術要求上，千兆以太網(wǎng)比ATM要簡單的多。</p><p>　　3.能保證服務質量。所有這些技術正促使校園網(wǎng)逐漸向千兆網(wǎng)以太網(wǎng)發(fā)展。</p><p>　　4.支持千

22、兆以太網(wǎng)的第3/4曾交換機的出現(xiàn)。</p><p>　　第三章 校園網(wǎng)絡系統(tǒng)主要設施及其設計方案</p><p>　　3.1校園網(wǎng)絡系統(tǒng)主要設施</p><p>　　校園網(wǎng)絡系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡設備、服務器、工作站和軟件系統(tǒng)等。 </p><p>　　網(wǎng)絡系統(tǒng)硬件設備的選型、施工、網(wǎng)絡布線應符合當前國際通行標準。</p><p

23、>　?。?）主干網(wǎng)及交換設備：大、中型網(wǎng)的主干網(wǎng)應采用光纖通訊和交換設備，子網(wǎng)采用10/100M交換式以太網(wǎng)星型結構，雙絞線布線。</p><p>　　（2）校園網(wǎng)服務器：應根據(jù)網(wǎng)絡功能、信息量及校園網(wǎng)實施計劃選擇網(wǎng)絡服務器。一般網(wǎng)絡服務器有文件服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、視頻服務器、信息服務器和光盤塔/光盤庫等。（3）網(wǎng)絡綜合布線系統(tǒng)要兼顧校園網(wǎng)的需求和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，采用結構化布線系統(tǒng)設計。</p>

24、;<p>　　（4）操作系統(tǒng)建議采用Windows2000、WindowsNT、UNIX或LINUX。　</p><p>　?。?）網(wǎng)絡軟件：網(wǎng)絡軟件包括系統(tǒng)軟件和應用軟件。</p><p><b>　?。?）網(wǎng)絡安全產(chǎn)品</b></p><p>　　網(wǎng)絡連入互聯(lián)網(wǎng)之前必須安裝上防火墻和殺毒軟件，以確保網(wǎng)絡的安全和上網(wǎng)內容的健康。

25、建議采用公安部推薦的防火墻和殺毒軟件。</p><p>　　3.2校園網(wǎng)絡設計方案</p><p>　　校園網(wǎng)核心采用環(huán)形拓撲設計，核心設備采用高性能路由交換機，并借助鏈路匯聚將兩條10Gbps鏈路綁定在一起，從而實現(xiàn)核心設備之間的無阻塞連接，并實現(xiàn)鏈路的冗余備份和負載均衡。</p><p>　　核心交換機與匯聚層交換機、堆疊交換機之間采用兩條1000Mbps連接，

26、實現(xiàn)骨干鏈路的冗余備份。匯聚層交換機與接入層交換機之間采用1000Mbps連接，保證所有接入計算機獲得高速上行鏈路。校園網(wǎng)借助兩條鏈路分別接入CERNET和中國電信（或中國鐵通），并將其置于網(wǎng)絡防火墻的保護之下。</p><p>　　大學校園網(wǎng)拓撲結構如下圖所示，其中，3臺核心交換機分別連接學生公寓子網(wǎng)絡、教學與辦公子網(wǎng)絡、以及圖書館子網(wǎng)絡。</p><p>　　圖1 大學校園網(wǎng)絡拓撲結構

27、</p><p><b>　　圖2 分系統(tǒng)機構圖</b></p><p><b>　　3.3設備的選擇</b></p><p>　　3.3.1路由器的選擇</p><p>　　路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點設備，路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉發(fā)，轉發(fā)策略稱為路由選擇，這也是路由器名稱的由來。</p>

28、;<p>　　路由器的一個作用是連通不同的網(wǎng)絡，另一個作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡系統(tǒng)通信負荷，節(jié)約網(wǎng)絡系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。</p><p>　　圖3 思科3845-HSEC\K9</p><p>　　表1 思科3845-HSEC\K9 系統(tǒng)硬件配置和性能參數(shù)</p>&l

29、t;p>　　3.3.2交換機的選擇</p><p>　?。?）核心交換機的選擇</p><p>　　圖4 CISCO WS-C3750G-24T-E </p><p>　　表2 CISCO WS-C3750G-24T-E系統(tǒng)硬件配置和性能參數(shù)</p><p>　　（2）匯聚層交換機的選擇</p><p>　　圖5

30、 CISCO WS-C2960-24TT-L </p><p>　　表3 CISCO WS-C2960-24TT-L系統(tǒng)硬件配置和性能參數(shù)</p><p>　?。?3）接入層交換機的選擇</p><p>　　圖6 思科(CISCO) WS-C2960-24TT-L </p><p><b>　　市場報價 4200</b>

31、</p><p>　　該系列還包括一系列針對網(wǎng)絡管理員所作的硬件改進，包括雙介質(或有線)千兆以太網(wǎng)上行鏈路配置，允許網(wǎng)絡管理員使用銅纜端口或光纖上行鏈路端口。另外，它包括一款24端口千兆以太網(wǎng)交換機，可加速網(wǎng)絡中的桌面千兆位(GTTD)傳輸。</p><p>　　24個以太網(wǎng)10/100端口和2個10/100/1000 TX上行鏈路端口 </p><p>　　1機

32、架單元（RU）固定配置交換機</p><p>　　提供入門級企業(yè)智能服務</p><p>　　安裝了LAN基本鏡像</p><p>　　Cisco Catalyst 2960系列提供了以下優(yōu)勢：</p><p>　　為網(wǎng)絡邊緣提供了智能特性，如先進的訪問控制列表 (ACL)和增強安全特性。</p><p>　　雙介質上

33、行鏈路端口提供了千兆以太網(wǎng)上行鏈路靈活性，可以使用銅纜或光纖上行鏈路端口。每個雙介質上行鏈路端口都有一個10/100/1000以太網(wǎng)端口和一個SFP千兆以太網(wǎng)端口，在使用時其中一個端口激活，但不能同時使用這兩個端口。</p><p>　　通過高級QoS、精確速率限制、ACL和組播服務，實現(xiàn)了網(wǎng)絡控制和帶寬優(yōu)化。</p><p>　　通過多種驗證方法、數(shù)據(jù)加密技術和基于用戶、端口和MAC地址

34、的網(wǎng)絡準入控制，實現(xiàn)了網(wǎng)絡安全性。</p><p>　　通過嵌入式設備管理器和思科網(wǎng)絡助理，簡化了網(wǎng)絡配置、升級和故障排除，可作為中型市場或分支機構解決方案的一部分。</p><p>　　3.3.3服務器的選擇</p><p>　　圖7 聯(lián)想 R520G7 </p><p>　　聯(lián)想萬全R520 G7采用至強5500系列處理器，通過全新處理

35、器間QPI總線互聯(lián)的系統(tǒng)架構，將處理器間的連接帶寬提升至25.6GB/s。標配2顆Intel Xeon E5504處理器，核心頻率2.26GHz，四核共享8MB三級緩存，支持超線程和Turbo Boost技術。同時，R520 G7集成三通道內存控制器，配合高速DDR3內存，使CPU與內存間的數(shù)據(jù)帶寬高達32GB/s，整體計算性能較上代產(chǎn)品提升100%。</p><p>　　存儲方面，R520 G7標配4條2GB

36、ECC DDR3內存，擴展能力優(yōu)秀，最高支持12塊3.5寸熱插拔硬盤，標配3塊146GB SAS硬盤。不僅如此，R520 G7服務器在主板上集成了8口SAS控制器，并可兼容支持SATA II硬盤，為用戶提供了更加靈活的選擇機會。此外，多達7個USB接口的設計，也為用戶帶來了強大的功能擴展能力。網(wǎng)絡方面集成雙千兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡，標配單電源。</p><p>　　表4 聯(lián)想 R520G7系統(tǒng)硬件配置和性能參數(shù)</p

37、><p><b>　　第四章 設備總報價</b></p><p><b>　　表5 設備報價表</b></p><p>　　以上總價只是路由、交換等設備的總費用，具體施工過程中還需要考慮電纜光纜等物理層傳輸鏈路所需的費用以及施工過程中耗費的施工費、人工費等。所以針對校園網(wǎng)的綜合報價，應該是這些費用的總和。</p>

38、<p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　（1）局域網(wǎng)的連接與維護 電子工業(yè)出版社 2002</p><p>　?。?）局域網(wǎng)組建與管理 郝文化主編 機械工業(yè)出版社 2003</p><p>　　（3）校園網(wǎng)絡技術與管理 張際平主編 東南大學出版社 2001</p><p>　?。?）網(wǎng)