現(xiàn)代交換技術(shù)課程設(shè)計---大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案

1、<p>　　現(xiàn)代通信交換技術(shù)課程設(shè)計</p><p>　　設(shè)計題目：大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案</p><p>　　姓 名： *******</p><p>　　學(xué) 號： *********</p><p>　　班 級：********</p><p>　　指導(dǎo)老師： ******* &l

2、t;/p><p><b>　　****年*月</b></p><p>　　設(shè)計題目：大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(jī)變的越來越強(qiáng)大，而

3、應(yīng)用軟件使計算機(jī)變的越來越容易使用，它們正在迅速改變著人們的生活、學(xué)習(xí)、工作方式。在一個好的校園網(wǎng)里人們用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作、交流和學(xué)習(xí)，計算機(jī)改變了人的教學(xué)方式，同時也改變了人的學(xué)習(xí)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(jì)條件允許的情況下，盡快盡早的建設(shè)校園網(wǎng)好處將是顯著的和長遠(yuǎn)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(luò)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(biāo)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。提供豐富的教育教學(xué)信息和資源是校園網(wǎng)的生命力。校園網(wǎng)絡(luò)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(jī)多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，校園網(wǎng)信息系統(tǒng)的建設(shè)，是非常必要的，也是可行的。

5、主要表現(xiàn)在：</p><p>　　1、當(dāng)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(yuǎn)程教學(xué)和協(xié)作工作的階段，發(fā)展對學(xué)校教育現(xiàn)代化的建設(shè)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(xué)校、家庭和教育管理部門對教育信息計算機(jī)管理和教育信息服務(wù)的要求越來越強(qiáng)烈。</p><p>　　3、我國各級教育研究

6、部門、軟件開發(fā)單位、教學(xué)設(shè)備供應(yīng)商和各級學(xué)校不斷開發(fā)提供了各種在網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(jī)引入教學(xué)各個環(huán)節(jié)，從而引起了教學(xué)方法，教學(xué)手段，教學(xué)工具的重大革新。對提高教學(xué)質(zhì)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(luò)又為學(xué)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(xué)校提

7、高管理水平、工作效率、改善教學(xué)質(zhì)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(jì)發(fā)展，我國各級學(xué)校對教育的投入不斷加大；計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使相應(yīng)產(chǎn)品價格不斷下降；同時人們的認(rèn)識水平和經(jīng)濟(jì)實力不斷提高。大量計算機(jī)進(jìn)入學(xué)校和家庭，使得計算機(jī)用于教育信息管理和信息服務(wù)是完全可行的。</p><p>　　1.1.2校園網(wǎng)應(yīng)具備的基本功能 </p>

8、<p>　　校園網(wǎng)應(yīng)為學(xué)校的教學(xué)過程、管理、日常辦公、內(nèi)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(xué)功能</p><p><b>　　2、 學(xué)生學(xué)習(xí)功能</b></p><p><b>　　3、 教務(wù)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(luò)設(shè)計原則</b></p><p>　　1.2.1.校園網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計原則&

10、lt;/p><p>　　網(wǎng)上資源，進(jìn)行教學(xué)和科研工作；學(xué)生可以方便地瀏覽和查詢網(wǎng)上資源實現(xiàn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)；通過網(wǎng)上學(xué)習(xí)學(xué)會信息處理能力。學(xué)校的管理人員可方便地對教務(wù)、行政事務(wù)、學(xué)生學(xué)籍、財務(wù)、資產(chǎn)等進(jìn)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(shè)備資源的共享，因此，校園網(wǎng)的建設(shè)必須有明確的建設(shè)目標(biāo)。</p><p>　　建設(shè)校園網(wǎng)的基本原則：<

11、;/p><p>　　1、校園網(wǎng)的建設(shè)要考慮學(xué)校的實際需要和可能，以滿足教育教學(xué)的需要為根本出發(fā)點。</p><p>　　2、校園網(wǎng)的建設(shè)要適應(yīng)學(xué)校的長遠(yuǎn)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(shè)應(yīng)體現(xiàn)先進(jìn)性、實用性、開放性、靈活性、可擴(kuò)展性、安全性、易用性、經(jīng)濟(jì)性的原則，要實現(xiàn)學(xué)校教師、技術(shù)與管理人員的全員培

12、訓(xùn)，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(shè)的骨干隊伍。</p><p>　　4、有條件的學(xué)校校園網(wǎng)建設(shè)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(xué)校的實際需要和規(guī)范校園的整體建設(shè)。</p><p>　　5、在建和已建校園網(wǎng)的學(xué)校要有專職校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心管理人員，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)日常運行、管理和維護(hù)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其核心技術(shù) </p><p>　　2.1校園網(wǎng)三個類型的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　共享的服務(wù)器在校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中心，學(xué)校是應(yīng)用的工作站，所以學(xué)校的校園網(wǎng)建設(shè)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(yīng)用校園網(wǎng)中心資源的學(xué)校計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)?；诮逃畔⒕W(wǎng)的學(xué)校校園網(wǎng)建設(shè)有三種類型

14、，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：</p><p>　　1、I類校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)主干線達(dá)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(wù)器至少應(yīng)有Web/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、視頻服務(wù)器、以及面向全校的專用服務(wù)器，千兆以太網(wǎng)(GE)光纖接入學(xué)校，校內(nèi)信息點在200個以上，主要布線點在辦公樓、教學(xué)樓、圖書館、實驗樓、宿舍樓、食堂等，提供網(wǎng)絡(luò)上的一般功能。</p><p&

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

16、0Mbps或以上的傳輸帶寬，利用10M/100M交換機(jī)或自適應(yīng)集線器共享10～100Mbps到桌面，服務(wù)器選擇一臺性能較好的PC機(jī)或中低檔服務(wù)器，通過100兆以太網(wǎng)(E)光纖接入學(xué)校，校內(nèi)信息點在100個以內(nèi)。</p><p>　　2.2校園網(wǎng)的核心技術(shù)</p><p>　　目前，可用于校園局域網(wǎng)的技術(shù)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(shù)，現(xiàn)在主要被用于工作組級組網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)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(shù)，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(shù)?？焖倬W(wǎng)以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在泛用于大型企業(yè)網(wǎng)的二級.三級網(wǎng)絡(luò)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(shù)，但是技術(shù)復(fù)雜.造價高，F(xiàn)DDI網(wǎng)絡(luò)難以向更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(shù)已成為大型Fast Ethernet的升級目標(biāo)。雖然Fast Ethernet和G

19、igabit Ethernet因采用CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制方式而廣泛存在著“廣播風(fēng)暴”的問題，但可以更好的傳輸介質(zhì)和交換設(shè)備予以克服，其優(yōu)點是兼容先前的設(shè)備投資，師生的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及培訓(xùn)更易進(jìn)行，網(wǎng)絡(luò)的可管理性和擴(kuò)展性也很好。</p><p>　　ATM是一種快速分組交換技術(shù)，它在廣域網(wǎng)上體現(xiàn)的強(qiáng)大功能和在局域網(wǎng)上的成功應(yīng)用，是多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的理想網(wǎng)絡(luò)平臺，均已事實說明了他的技術(shù)的先進(jìn)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(luò)應(yīng)用、維護(hù)、安全和擴(kuò)展方面而言。Gigabit Ethernet和ATM在實際應(yīng)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(shù)，主干位千兆網(wǎng)，10M/100M自適應(yīng)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于其10倍，于ATM相比，其價格則遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(luò)設(shè)施兼容。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理的技術(shù)要求上，千兆以太網(wǎng)比ATM要簡單的多。</p><p>　　3.能保證服務(wù)質(zhì)量。所有這些技術(shù)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(jī)的出現(xiàn)。</p><p>　　第三章 校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要設(shè)施及其設(shè)計方案</p><p>　　3.1校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要設(shè)施</p><p>　　校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、工作站和軟件系統(tǒng)等。 </p><p>　　網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件設(shè)備的選型、施工、網(wǎng)絡(luò)布線應(yīng)符合當(dāng)前國際通行標(biāo)準(zhǔn)。</p><p

23、>　　（1）主干網(wǎng)及交換設(shè)備：大、中型網(wǎng)的主干網(wǎng)應(yīng)采用光纖通訊和交換設(shè)備，子網(wǎng)采用10/100M交換式以太網(wǎng)星型結(jié)構(gòu)，雙絞線布線。</p><p>　?。?）校園網(wǎng)服務(wù)器：應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能、信息量及校園網(wǎng)實施計劃選擇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。一般網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器有文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、視頻服務(wù)器、信息服務(wù)器和光盤塔/光盤庫等。（3）網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)要兼顧校園網(wǎng)的需求和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)設(shè)計。</p>

24、;<p>　?。?）操作系統(tǒng)建議采用Windows2000、WindowsNT、UNIX或LINUX?！?lt;/p><p>　?。?）網(wǎng)絡(luò)軟件：網(wǎng)絡(luò)軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。</p><p><b>　?。?）網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)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(luò)的安全和上網(wǎng)內(nèi)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(luò)設(shè)計方案</p><p>　　校園網(wǎng)核心采用環(huán)形拓?fù)湓O(shè)計，核心設(shè)備采用高性能路由交換機(jī)，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(shè)備之間的無阻塞連接，并實現(xiàn)鏈路的冗余備份和負(fù)載均衡。</p><p>　　核心交換機(jī)與匯聚層交換機(jī)、堆疊交換機(jī)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(jī)與接入層交換機(jī)之間采用1000Mbps連接，保證所有接入計算機(jī)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(luò)防火墻的保護(hù)之下。</p><p>　　大學(xué)校園網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示，其中，3臺核心交換機(jī)分別連接學(xué)生公寓子網(wǎng)絡(luò)、教學(xué)與辦公子網(wǎng)絡(luò)、以及圖書館子網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　圖1 大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

27、</p><p><b>　　圖2 分系統(tǒng)機(jī)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　3.3設(shè)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(shè)備，路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)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(luò)，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(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)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(jī)的選擇</p><p>　?。?）核心交換機(jī)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>　?。?）匯聚層交換機(jī)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(jī)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(luò)管理員所作的硬件改進(jìn)，包括雙介質(zhì)(或有線)千兆以太網(wǎng)上行鏈路配置，允許網(wǎng)絡(luò)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(jī)，可加速網(wǎng)絡(luò)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(jī)

32、架單元（RU）固定配置交換機(jī)</p><p>　　提供入門級企業(yè)智能服務(wù)</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(luò)邊緣提供了智能特性，如先進(jìn)的訪問控制列表 (ACL)和增強(qiáng)安全特性。</p><p>　　雙介質(zhì)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(zhì)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(wù)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)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(shù)和基于用戶、端口和MAC地址

34、的網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)安全性。</p><p>　　通過嵌入式設(shè)備管理器和思科網(wǎng)絡(luò)助理，簡化了網(wǎng)絡(luò)配置、升級和故障排除，可作為中型市場或分支機(jī)構(gòu)解決方案的一部分。</p><p>　　3.3.3服務(wù)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(qiáng)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(gòu)，將處理器間的連接帶寬提升至25.6GB/s。標(biāo)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(shù)。同時，R520 G7集成三通道內(nèi)存控制器，配合高速DDR3內(nèi)存，使CPU與內(nèi)存間的數(shù)據(jù)帶寬高達(dá)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(biāo)配4條2GB

36、ECC DDR3內(nèi)存，擴(kuò)展能力優(yōu)秀，最高支持12塊3.5寸熱插拔硬盤，標(biāo)配3塊146GB SAS硬盤。不僅如此，R520 G7服務(wù)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(jī)會。此外，多達(dá)7個USB接口的設(shè)計，也為用戶帶來了強(qiáng)大的功能擴(kuò)展能力。網(wǎng)絡(luò)方面集成雙千兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡，標(biāo)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(shè)備總報價</b></p><p><b>　　表5 設(shè)備報價表</b></p><p>　　以上總價只是路由、交換等設(shè)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(yīng)該是這些費用的總和。</p>

38、<p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　?。?）局域網(wǎng)的連接與維護(hù) 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(jī)械工業(yè)出版社 2003</p><p>　　（3）校園網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理 張際平主編 東南大學(xué)出版社 2001</p><p>　?。?）網(wǎng)