大學校園網總體設計方案.doc

大學校園網綜合設計方案大學校園網綜合設計方案 作者：1尹傳勇 劉壽強 2. 鐘志鈺 (1.華南師范大學 廣州 510631) （2. 廣東廣風隆電子科技有限公司 廣州 510300）摘 要：本文首先就某大學校園網設計建設的相關知識技術要求作了必要的介紹，然后重點就綜合設計方案的多方面展開論述，并給出具體的實施方案和設備選型，由于基于實際的工程建設，因此有一定的借鑒參考作用。關鍵詞：設計目標 原則 需求分析 規(guī)劃設計方案 Synthetical Design Solutions to the CampusNetworksAbstract: This paper puts forth the brief introduction to the Simulation Testing Flat & its related content, methods,setting firstly. Then puts emphases to the equipment testing with electricity, testing connectedness, routing policy etc, together with the detailed implementing solutions & some testing results. Readers can get considerable reference from it.Key Words: Design Object principle Demand Requirement Design solution某大學是一所極具現代意識、以現代化教學為特色的民辦學校。為了更好地發(fā)揮計算機及其網絡在教學、管理等方面發(fā)揮應有的作用，為全校教師、科研人員、管理人員、學生提供一個先進的計算機網絡環(huán)境，引入教學、科研、管理和學習等各個領域，培養(yǎng)熟悉現代化的工作環(huán)境和掌握先進的教學、科研、管理和學習手段的高層次人才。學校計劃在校內建立校園網并與國際互連網（Internet）相連。根據學校的要求，按照“統一規(guī)劃、分步實施、講究實效、安全可靠”的原則，進行了該大學校園網綜合系統設計。1、設計目標建成一個具有高可靠性和開放性的校園網絡，它應支持流行的SNMP等網絡管理協議；采用Internet上的標準協議-TCP/IP協議，提供校園內部及面向全球的WWW服務、FTP服務、NEWS服務、電子郵件服務，實現與國際互聯網的完全接軌；同時它還應具有支持通用大型數據庫的功能，支持多種協議，具有良好的軟件支持；采用模塊化結構設計，容易升級；還應針對學校的教學特點，具有一些基本的教學功能，以完成學校的基本教學任務。2、設計原則（1）度身定制：對用戶的需求進行了定量分析。站在用戶的立場上，為用戶“度身定制”出網絡方案。本著實用的原則，盡量使用成熟先進的平臺軟件，以縮短教學課件的開發(fā)周期。（2）素質教育與先進技術的完美結合：采用先進成熟的技術和分布式的結構，以便于開發(fā)和維護；采用集群解決方案，以保證連續(xù)工作；為保證網絡速度而采用高的帶寬等，真正實現了“現代化素質教育與Intel先進技術的完美結合”。（3）校園網對網絡設備的要求：采用Intel全線產品，高性能、高可靠性和高可用性、可管理性、采用國際統一的標準。（4）可擴展性：考慮現有網絡的平滑過度，使學?，F有陳舊設備盡量保持較好的利用價值；選用產品應具有最佳性價比，又要應充分考慮未來可能的應用，具有高擴展性。3、用戶需求分析31 校園網功能（1）連接校內所有教學樓、實驗室、辦公樓中的PC。（2）同時支持約600用戶瀏覽Internet。（3）提供豐富的網絡服務，實現廣泛的軟件，硬件資源共享，包括：（A）提供基本的Internet網絡服務功能：如電子郵件、文件傳輸、遠程登錄、新聞組討論、電子公告牌、域名服務等。（B）提供校內各個管理機構的辦公自動化。（C）提供圖書，文獻查詢與檢索服務，增強校圖書館信息自動化能力。（D）全校共享軟件庫服務，避免重復投資，發(fā)揮最大效益。（E）提供CAI教學和科研的便利條件。（F）經廣域網接口，提供國內外計算機系統的互連，為國際間的信息交流和科研合作，為學?？焖佾@得最新教學成果及技術合作等創(chuàng)造良好的信息通路。32 對主機系統的要求主機系統應采用國際上較新的主流技術，并具有良好的向后擴展能力；主機系統應具有高的可靠性，能長時間連續(xù)工作，并有容錯措施；支持通用大型數據庫，如SQL、Oracle等；具有廣泛的軟件支持，軟件兼容性好，并支持多種傳輸協議；能與Internet互聯，可提供互聯網的應用，如WWW瀏覽服務、FTP文件傳輸服務、E-mail電子郵件服務、NEWS新聞組討論等服務；支持SNMP網絡管理協議，具有良好的可管理性和可維護性； 4、網絡規(guī)劃設計方案41 主干網組網技術通過對千兆位以太網和ATM兩種技術在性能特點及工程中應用的比較，可知：千兆位以太網在具有以前ATM所有的功能之外，還能提供一個更為綜合性的解決方案；千兆位以太網能完成許多ATM的功能，但是有價格低、更易和LAN結構融合的優(yōu)點。因此，在網絡方案的選擇上，采用千兆以太網做為校園網的網絡總體結構無論在高帶寬、可適應性、可擴展性、高性價比、良好的管理性和維護性等各方面都是最明智的選擇，成為學校校園網完整的、經濟的解決方案。本千兆位以太網設計方案，采用最新的1000M交換機作為全網的核心，在此基礎上建立起以1000M為主干校園網絡。然后根據不同的應用，將校園網分割為幾個以100M交換機為核心的子網。為滿足學校與Internet的連接，另設一子網，將Web服務器，路由器等Web應用設備用防火墻將它們與內部網隔離開來。以達到保護校內數據的目的。42 校園網拓樸結構本校園網的主干網絡設備的選擇初步確定如下（拓撲結構見附圖一）。網絡建設將采用新型的背板堆疊技術，根據功能區(qū)劃分由Intel Express 510T交換機組成4-6個交換機組。適當的分配堆疊數量，提供600個100M交換端口，所有工作站都通過100M網卡連接到交換機組上，使100M交換到桌面。交換機組采用GB2模塊與Intel Express Gigabit Switch 千兆交換機相連。這樣，在交換機組之間可達到1000M的帶寬，而同一交換機組內部可達到最高15Gbps的帶寬。中心計算機房的Web服務器、E-mail服務器、文件服務器、影視服務器等設備直接與1000M交換機上的100M以太網模塊連接。與Internet的連接采用一臺Intel Express 9100 Routers路由器，通過DDN線路與Internet相連。在不改變網絡技術情況下的擴展方式：隨著網絡流量的增加，主干網上1000M交換機的帶寬壓力不斷提高。這時我們可以采用Intel Express Gigabit Switch交換機特有的冗余連接特性，增加一臺1000M交換機。并在這兩個1000M交換機之間建立多條連接。這樣不僅提供了更大的帶寬（最高可達32Gbps），同時又增強了主干網段的連接剛性，還增加了更多的1000M交換端口，為以后增加更多的服務設備提供了良好的擴充余地。43 協議標準本校園網以TCP/IP 為主要協議，它是一種事實上的工業(yè)標準協議，采用TCP/IP為網絡主要協議，可保證與ChinaNET和Internet保持一致，還可支持IPX，DECNET等其它協議。真正實現于國際互聯網的無縫連接。從計算機網絡通訊的觀點來看，TCP/IP網絡實質上可稱為IP網絡，它是由許多IP網關（或稱為IP路由器）通過若干直接連通的通信線路（點到點通信）形成一個計算機通信網絡。在IP網點上再接入主機，子網便構成一個互聯的計算機網絡，這些安裝了TCP/IP的各類計算機間需要通信時，它就不再要求設置協議轉換開關，而且主要的網絡服務都可建立在TCP/IP服務器上。44 網絡操作系統本校園網的網絡操作系統以Microsoft Windows 2000為主，它是發(fā)展速度最快的集成了Web應用的網絡操作系統。具有界面友好、系統強壯、穩(wěn)定可靠、與桌面主流操作系統相容性好等優(yōu)點。并擁有大量的服務器端軟件，是Intranet網絡中最佳的網絡操作系統平臺。4.4 網絡設備選型4.4.1 主干交換機主干交換機是指連接服務器及樓與樓之間、層與層之間的數據交換設備。本校園網工程將分為三期，根據工程三個階段中網絡點成批增加其間伴隨著的使用需求增長，對主干交換機基本設備的選型及其階段性的擴展需求進行總體的合理規(guī)劃。第一期要求連接就達600個網絡站點，應用對主干服務器的訪問及其數據流量對主干帶寬要求很高，通過以上分析，在INTEL EXPRESS 500系列百兆堆疊交換機組的基礎上采用世界上目前第一個真正已經投放市場的千兆模塊把百兆交換機組通過光纖相連到Intel Express Gigabit千兆交換機上，通過千兆交換機實現和WEB服務器千兆帶寬的主干連接。在第二期中，將面臨著對主干帶寬的更高要求，將使用2臺千兆交換機通過4GB高速通道來實現千兆交換機冗余連接，使網絡主干帶寬比第一期增長一倍。4.4.2 接入交換機采用交換機而不使用共享式集線器到桌面是由于學校實際使用情況是主要表現在集中突發(fā)性，即學生同時使用同一軟件的情況比較多，如果使用共享到桌面，網絡就會產生擁阻而影響速度，因此在校園網中應使用百兆交換到桌面。在十兆與百兆交換機中應選擇百兆交換，因為10兆雖然在目前校園網絡使用中剛剛能達到要求，但是已經不適應功能越來越強的計算機與新的應用軟件的發(fā)展，更不適應更快的計算機通訊產品的要求，將成為它們之間最大的瓶頸。因此采用Intel Express 510T Switches作為校園網工作組級接入交換機，直接連接學生站點。通過Intel先進的、獨特的堆疊背板技術（SST）將第一期的600個站點分成若干個網段，即3-6個510T交換機堆疊在一起的獨立組群，這樣就在每個交換組中最多144個站點提供高達15Gb的帶寬，因此形成的交換網絡就能夠滿足不斷增長的流量需求。另外還通過虛網技術，使每個教室或每個年級之間的互訪得到有效的管理和控制，提高網絡的安全性。以合理價格實現工作組與終端設備的100Mbps連接的可擴展交換器，Intel Express 510T是將專用快速以太網式的性能擴展到整個網絡的理想選擇，它可使用戶的終端設備服務器及其它網絡設施享受這種高性能的解決方案。這種高性能的解決方案可隨網絡的成長而自由地擴展。4.4.3 服務器網卡在一期工程中，建議學校在Internet應用教學中，采用定期下載，內部瀏覽的原則，因此WEB服務器是學校內部Intranet瀏覽和連接Internet服務器，學生站點對其訪問在相應教學時段對的數據流量相對來說比較大。要求園區(qū)級服務器能夠提供足夠的連接帶寬。Intel Express PRO/100服務器網卡是唯一一種支持標準10BASE-T、100BASE-TX、和100BASE-FX以太網的千兆服務器專用網卡。這是一種智能的網卡，它能夠利用其內置的Intel i960 RP處理器最大限度地優(yōu)化服務器資源。4.4.4 校園網絡出口設備考慮到Internet和其他網絡的連接(如CHINANET等)，目前設計的局域網都要考慮對廣域網絡的連接，更廣的資源和更多的應用將是在各種廣域連接中發(fā)現。目前，越來越多的學校還開展了網絡教學和建立自己的WEB。因此，能否有效地連接Internet是校園網建立的一個重要的目標。4.4.5 路由器在此方案中，考慮Internet出口路由器的配置一臺Intel Express Router 9100路由器。它是學校的校園網對外的出口，也可以作為保護校園網的第一道防火墻。因為使用Intel Express Routers在Internet上配置安全的VPN隧道極為簡單，Intel Express Router 9100對通道傳輸提供強大的加密功能，確保您的私人通訊數據通過公用網域時的安全。但根據客戶和局域網配置的具體不同情況，也應該采取適當的步驟來確保來自Internet的局域安全。這至少要包括配置通過協議過濾器的訪問控制目錄。采用DDN線路與Internet連接，以64KB2MB帶寬支持校園的應用，而且性能非常穩(wěn)定。Intel Express Router 9100有2個能與專用數字線路或Frame Relay及X.25網絡相連的WAN接口。4.5 網絡系統平臺Windows 2000是目前適用的完善的服務器平臺，它提供了一個在建構您的企業(yè)內部網絡方面健全、可靠的基礎。除了集成的應用程序、通訊處理和文件/打印支持以外，Windows 2000是唯一一個具有完善的、集成的