安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)設(shè)計(jì)

1、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè) 局域網(wǎng)技術(shù)安農(nóng)大校園網(wǎng)設(shè)計(jì)學(xué) 期 2013 至 2014 學(xué)年 第 2 學(xué)期年 級(jí) 12級(jí) 專業(yè)班級(jí) 網(wǎng)絡(luò)工程 學(xué)生姓名 凌 廣 學(xué)號(hào) 任課教師 馬 玉 寶 2014 年 6 月 引言隨著計(jì)算機(jī)、通信和多媒體技術(shù)的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用更加豐富。同時(shí)在多媒體教育和管理等方面的需求，對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)也提出進(jìn)一步的要求。因此需要一個(gè)高速的、具有先進(jìn)性的、可擴(kuò)展的校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的趨勢并滿足學(xué)校各方面應(yīng)用的需要。信息技術(shù)的普及教育已經(jīng)越來越受到人們關(guān)注。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、廣大師生們已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，學(xué)校未來的教育方法和手段，將是構(gòu)筑在教育信息化發(fā)展戰(zhàn)略之上，通過加大信息網(wǎng)絡(luò)教

2、育的投入，開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)，開展教育信息服務(wù)和遠(yuǎn)程教育服務(wù)等將成為未來建設(shè)的具體內(nèi)容。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)始建于2000年8月，至今已經(jīng)歷了四個(gè)主要發(fā)展階段，網(wǎng)絡(luò)覆蓋已遍及現(xiàn)有的教學(xué)辦公區(qū)和學(xué)生宿舍區(qū)。截止目前，校園網(wǎng)光纜鋪設(shè)約一萬二千米，信息點(diǎn)鋪設(shè)7570個(gè)（其中辦公網(wǎng)3100個(gè)，學(xué)生宿舍網(wǎng)4470個(gè)），開設(shè)上網(wǎng)帳號(hào)8540個(gè)（辦公網(wǎng)帳號(hào)3755人，宿舍網(wǎng)帳號(hào)4785人），辦理學(xué)校免費(fèi)郵箱1962個(gè)（教工郵箱1101個(gè)，學(xué)生郵箱861個(gè)）。校園網(wǎng)主干現(xiàn)為雙千兆環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),接入均為千兆光纖到大樓，百兆交換到桌面，具有良好的網(wǎng)絡(luò)性能。校園網(wǎng)現(xiàn)有三條寬帶出口并行接入Internet，500兆中國電信、1

3、00兆中國網(wǎng)通和100兆中國教育科研網(wǎng)，通過合理的路由策略，為校園網(wǎng)用戶提供了良好的出口帶寬。校園網(wǎng)資源建設(shè)成效顯著，現(xiàn)有資源服務(wù)包括安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)門戶網(wǎng)站、新聞網(wǎng)站、各學(xué)院和職能部門網(wǎng)站、安農(nóng)科技網(wǎng)站、郵件服務(wù)、電子校務(wù)、畢博輔助教學(xué)平臺(tái)、青禾BBS、在線電視、VOD點(diǎn)播、音樂欣賞、公用FTP、文檔下載、軟件下載、知識(shí)園地、站點(diǎn)導(dǎo)航、在線幫助、系統(tǒng)補(bǔ)丁、網(wǎng)絡(luò)安全、個(gè)人主頁、計(jì)費(fèi)服務(wù)、VPN、DHCP、域名服務(wù)等。還有外國語學(xué)院的外語學(xué)習(xí)平臺(tái)，圖書館豐富的電子圖書資源，教務(wù)處的學(xué)分制教學(xué)信息服務(wù)網(wǎng)、科技處的科研管理平臺(tái)等。眾多的資源服務(wù)構(gòu)成了校園網(wǎng)的資源子網(wǎng)，為廣大師生提供了良好的資源服務(wù)。 1

4、 需求分析（1）提高教師的效率，允許教師和其他學(xué)院的同仁一起參加更多的項(xiàng)目研究。（2）每次到學(xué)生選課期間，學(xué)校的教務(wù)系統(tǒng)就會(huì)崩潰，提高學(xué)生提交作業(yè)，選課，和查詢成績的效率。（3）允許學(xué)生在圖書館用手機(jī)以及電腦用無線網(wǎng)訪問校園網(wǎng)和因特網(wǎng)。（4）保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全。（5）提交關(guān)鍵任務(wù)的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)安全性和可靠性。（6）具有良好的可擴(kuò)展性，可以將來支持多媒體應(yīng)用。2 學(xué)校的地圖與相對(duì)位置全校的拓?fù)鋱D： 根據(jù)我們學(xué)校整個(gè)的地圖來看，把學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)置在新圖書館是很有市場的，既方面了在校學(xué)生，也為學(xué)校的網(wǎng)線節(jié)省了資金。3 設(shè)計(jì)方案宿舍：教學(xué)樓： 說明：學(xué)校接入的網(wǎng)絡(luò)為電信，教育網(wǎng)，近年來也購買了移動(dòng)。將

5、學(xué)校分為辦公（教學(xué)區(qū)），和學(xué)生居住區(qū)兩個(gè)部分。學(xué)校安裝了2臺(tái)核心交換機(jī)，其中辦公教學(xué)區(qū)每棟樓安裝一臺(tái)匯聚交換機(jī)，每層安裝一個(gè)接入交換機(jī)，使得每臺(tái)辦公電腦都可以通過網(wǎng)線和因特網(wǎng)或者校園網(wǎng)進(jìn)行連接。學(xué)生居住區(qū)，把東西分開來考慮，這樣不必在每個(gè)學(xué)生宿舍下面都要設(shè)計(jì)一臺(tái)匯聚交換機(jī)這樣子節(jié)省了資金，可在每個(gè)房間安裝一個(gè)路由器，方便學(xué)生和網(wǎng)絡(luò)連接。當(dāng)然，在條件允許的情況下，校園內(nèi)可以安裝一個(gè)無線信號(hào)發(fā)射塔，盡量做到每個(gè)地方都有無線信號(hào)接收器，方面學(xué)生和教職工在學(xué)校類的各個(gè)地方都可以與因特網(wǎng)以及校園網(wǎng)連接。5 學(xué)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)概況大樓功能分布信息點(diǎn)信息點(diǎn)合計(jì)距核心網(wǎng)絡(luò)的距離學(xué)生公寓區(qū)A區(qū)500015000250

6、mB區(qū)5000C區(qū)5000校內(nèi)寢室區(qū)A區(qū)500015000250mB區(qū)5000C區(qū)5000行政區(qū)財(cái)務(wù)處20100500m人事處40教務(wù)處30招生就業(yè)處10圖書館學(xué)生閱覽室3017020m電子閱覽室30學(xué)校機(jī)房100借書室10教學(xué)區(qū)人文系10004500200m工學(xué)院2000經(jīng)管系500機(jī)電系500信息工程系500辦公區(qū)A區(qū)100350250mB區(qū)150C區(qū)100合計(jì)348202450m6 IP地址問題為了提高IP地址的使用效率，將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為子網(wǎng)：采用借位的方式，從主機(jī)位最高位開始借位變?yōu)樾碌淖泳W(wǎng)位，所剩余的部分則仍為主機(jī)位。這使得IP地址的結(jié)構(gòu)分為三級(jí)地址結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)位、子網(wǎng)位和主機(jī)位。如圖

7、所示，能夠劃分的子網(wǎng)序號(hào)子網(wǎng)名稱包含的信息點(diǎn)6校內(nèi)寢室子網(wǎng)校內(nèi)寢室區(qū)所有的計(jì)算機(jī)5行政辦公區(qū)子網(wǎng)行政區(qū)所有的計(jì)算機(jī)4圖書館子網(wǎng)圖書館區(qū)所有的計(jì)算機(jī)3教學(xué)區(qū)子網(wǎng)教學(xué)區(qū)所有的計(jì)算機(jī)2服務(wù)器群子網(wǎng)該區(qū)所有的計(jì)算機(jī)1無線網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)該區(qū)所有的計(jì)算機(jī)7 學(xué)校vlan的劃分VLAN，虛擬局域網(wǎng)，就是將一個(gè)大的物理的局域網(wǎng)（LAN）在交換機(jī)上通過軟件劃分成若干個(gè)小的虛擬的局域網(wǎng)（VLAN）。因?yàn)榻粨Q機(jī)通信的原理就是要通過“廣播”來發(fā)現(xiàn)通往的目的MAC地址，以便在交換機(jī)內(nèi)部的MAC數(shù)據(jù)庫建立MAC地址表，而廣播不能跨越不同網(wǎng)段。證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。提高網(wǎng)絡(luò)安全性，通過劃分VLAN，LAN被劃分不同子網(wǎng)段，因此不能直接通信

8、。必要的通信必須經(jīng)過路由來實(shí)現(xiàn)，因此可在路由器（或三層交換機(jī)）上配置訪問列表來進(jìn)行跨子網(wǎng)段的授權(quán)訪問，從而提高校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問的安全性。方便網(wǎng)絡(luò)管理：采用VLAN技術(shù)來劃分校園網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)VLAN可以根據(jù)不同的院系、辦公室或者服務(wù)器組將不同地理位置的工作站劃分為一個(gè)邏輯網(wǎng)段。在不改動(dòng)網(wǎng)絡(luò)物理連接的情況下可以任意地將工作站在子網(wǎng)之間移動(dòng)，VLAN提供了網(wǎng)段和機(jī)構(gòu)的彈性組合機(jī)制。VLAN技術(shù)很好的解決了網(wǎng)絡(luò)管理的問題，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督與管理的自動(dòng)化，從而更有效的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。如表所示，校園網(wǎng)絡(luò)Vlan的劃分及IP的分配。（ISP分配給學(xué)校的全局IP地址地址段為: 210.45

9、.176.126/24）序號(hào)子網(wǎng)名稱網(wǎng)段IP網(wǎng)關(guān)IP備注2校內(nèi)寢室子網(wǎng)1721700/161721731Vlan 33行政區(qū)子網(wǎng)19216840/2419216841Vlan 44圖書館子網(wǎng)19216870/2419216871Vlan 75教學(xué)區(qū)子網(wǎng)1721800/161721861Vlan 67服務(wù)器群子網(wǎng)19216880/2419216881Vlan 88無線網(wǎng)子網(wǎng)19216800/2419216801Vlan 98 學(xué)校基本網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（1）服務(wù)器設(shè)備選型學(xué)校教學(xué)系統(tǒng)使用的是Windows 2003 服務(wù)器軟件系統(tǒng)平臺(tái)，服務(wù)器要處理和存放大量的數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)算速度的要求較高，應(yīng)選性能較高的PC

10、 SERVER作為服務(wù)器，另外考慮到需要長小時(shí)不間斷工作，服務(wù)器的可靠性，耐用性尤其重要，硬盤有問題也不用停機(jī)便可更換，即使用RIAD技術(shù)進(jìn)行保證數(shù)據(jù)的可靠性。讀寫數(shù)據(jù)也有要求，應(yīng)選擇SCSI硬盤接口，同時(shí)采用自適應(yīng)10/100/1000M網(wǎng)卡。（2）交換機(jī)選型使用雙核心網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實(shí)現(xiàn)冗余的連接防止單點(diǎn)失效，從邏輯上，大型網(wǎng)絡(luò)可分為核心層、分布層和接入層，每層都有其特點(diǎn)。層次化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)可以總結(jié)為如下幾點(diǎn)：可擴(kuò)展性：因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)可模塊化增長而不會(huì)遇到問題；簡單性：通過將網(wǎng)絡(luò)分成許多小單元，降低了網(wǎng)絡(luò)的整體復(fù)雜性，使故障排除更容易，能隔離廣播風(fēng)暴的傳播、防止路由循環(huán)等潛在的問題；設(shè)計(jì)的靈活性：

11、使網(wǎng)絡(luò)容易升級(jí)到最新的技術(shù)，升級(jí)任意層次的網(wǎng)絡(luò)不會(huì)對(duì)其他層次造成影響，無需改變整個(gè)環(huán)境；可管理性：層次結(jié)構(gòu)使單個(gè)設(shè)備的配置的復(fù)雜性大大降低，更易管理 其中，三層交換機(jī)的最重要的功能是加快大型局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)，加入路由功能也是為這個(gè)目的服務(wù)的。因此具有路由功能的快速轉(zhuǎn)發(fā)的三層交換機(jī)就成為首選。a核心層的功能主要是實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的優(yōu)化傳輸,核心層設(shè)計(jì)任務(wù)的重點(diǎn)通常是冗余能力、可靠性和高速的傳輸。網(wǎng)絡(luò)的控制功能最好盡量少在核心層上實(shí)施。核心層一直被認(rèn)為是所有流量的最終承受者和匯聚者，所以對(duì)核心層的設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求十分嚴(yán)格。b匯聚層交換機(jī)有以下功能：地址的聚集部門，和工作組的接入，

12、廣播域/多目傳輸域的定義，Inter VLAN路由，介質(zhì)的轉(zhuǎn)換，安全控制c接入層是最終用戶(教師、學(xué)生) 與網(wǎng)絡(luò)的接口，它應(yīng)該提供即插即用的特性，同時(shí)應(yīng)該非常易于使用和維護(hù)。另外，通過VTP的設(shè)置，我們可以更好的將匯聚層的vlan信息導(dǎo)入到接入層，只需要將不同的端口加入不同的vlan，就能夠是機(jī)器之間通信。（3）路由器的選型 路由器是內(nèi)部局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的分界點(diǎn)，主要是能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和路徑的選擇。另外，路由器要能夠支持不同網(wǎng)絡(luò)提供商的接入，實(shí)現(xiàn)線路的冗余，選擇Cisco 1841路由器。 路由器的管理方式可分為兩種:帶內(nèi)管理和帶外管理。通過路由器的Console口管理交換機(jī)屬于帶外管理，不

13、占用交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口，特點(diǎn)是線纜特殊，需要近距離配置。telnet指路由器的網(wǎng)絡(luò)接口，連接到網(wǎng)絡(luò)中的某臺(tái)主機(jī)。利用這臺(tái)主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和配置，特點(diǎn)是網(wǎng)管可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。9 學(xué)校網(wǎng)絡(luò)安全和管理（1）網(wǎng)絡(luò)管理：校園網(wǎng)的建設(shè)主要是為了教學(xué)應(yīng)用，而多媒體輔助教學(xué)和多媒體教室是教學(xué)應(yīng)用的核心，所以視頻信息的傳輸很重要。在校園網(wǎng)中常會(huì)出現(xiàn)幾十個(gè)學(xué)生進(jìn)行并發(fā)操作的現(xiàn)象，所以要考慮并發(fā)信息的控制；而且，校園網(wǎng)的應(yīng)用和管理應(yīng)簡便易行，界面友好。 校園管理工作的要求：滿足高速的局域網(wǎng)連接 校園網(wǎng)的核心為面向校園內(nèi)部師生的網(wǎng)絡(luò)，因此園區(qū)局域網(wǎng)是該系統(tǒng)的建設(shè)重點(diǎn)。由于參與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的師生數(shù)量眾多，而且信息中包含大量多

14、媒體信息，故保持大容量、高速率的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸是網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的一項(xiàng)基本要求。 滿足信息結(jié)構(gòu)多樣化要求 校園網(wǎng)應(yīng)用分為電子教學(xué)（多媒體教室、電子圖書館等）、辦公管理和遠(yuǎn)程通訊（遠(yuǎn)程教學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)接入）三大部分內(nèi)容：電子教學(xué)包含大量多媒體信息，辦公管理以數(shù)據(jù)庫為主，遠(yuǎn)程通訊則多為Web方式，從而造成數(shù)據(jù)成分復(fù)雜以及不同類型數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸不同的質(zhì)量需求。 安全可靠 校園網(wǎng)中同樣有大量關(guān)于教學(xué)和檔案管理的重要數(shù)據(jù)，不論是被損壞、丟失還是被竊取，都將帶來極大的損失。 經(jīng)濟(jì)實(shí)用 學(xué)校對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投入有限，因此要求建成的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用 校園網(wǎng)絡(luò)測試a 從介質(zhì)測試到網(wǎng)絡(luò)性能測試，貫穿網(wǎng)絡(luò)七層，能進(jìn)行快速的故障定位，從

15、局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全面的透視網(wǎng)絡(luò)； b由于OPV分布式網(wǎng)絡(luò)綜合協(xié)議分析儀可以同時(shí)允許8個(gè)人訪問，所以在滿足網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的同時(shí)，還可以部分地滿足理工類高等院校用于教學(xué)的需求； c 所有測試是在不中斷網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行的情況下進(jìn)行，所有干線流量統(tǒng)計(jì)信息的獲得，不依賴于任何現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這將大大減少測試設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的影響，并減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載； c 可以通過協(xié)議分析軟件遠(yuǎn)程遙控硬件數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行流量分析，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的集中管理； d 簡單易用的Windows 網(wǎng)絡(luò)測試界面、人性化的操作方式，使得網(wǎng)絡(luò)操作人員無需大量的培訓(xùn)就可以直接操作，省下了培訓(xùn)的時(shí)間； e 把通常PC網(wǎng)卡過濾掉的超長楨、超短楨等

16、統(tǒng)統(tǒng)捕獲，而這些錯(cuò)誤信息是網(wǎng)絡(luò)人員發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的關(guān)鍵，從而使得網(wǎng)絡(luò)的各種故障隱患，被網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)具體有網(wǎng)絡(luò)線纜測試，網(wǎng)絡(luò)整體性能測試，廣域網(wǎng)的監(jiān)測。（2）網(wǎng)絡(luò)安全許多學(xué)校的校園網(wǎng)都以WINDOWS NT做為系統(tǒng)平臺(tái)，由IIS（Internet Information Server）提供WEB等等服務(wù)。下面本人結(jié)合自己對(duì)WINDOWS NT網(wǎng)絡(luò)管理的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，就技術(shù)方面談?wù)勛约簩?duì)校園網(wǎng)安全的一些看法 a密碼的安全眾所周知，用密碼保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全是最經(jīng)常采用也是最初采用的方法之一。目前發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)安全問題，是由于密碼管理不嚴(yán)，使 入侵者得以趁虛而入。因此密碼口令的有效管理是非常

17、基本的，也是非常重要的。那么我們該怎么辦呢？首先在密碼的設(shè)置安全上，首先絕對(duì)杜絕不設(shè)口令的帳號(hào)存在；其次，在密碼口令的設(shè)置上要避免使用弱密碼； b系統(tǒng)的安全最近流行于網(wǎng)絡(luò)上的紅色代碼、藍(lán)色代碼及尼姆達(dá)病毒都利用系統(tǒng)的漏洞進(jìn)行傳播。從目前來看，各種系統(tǒng)或多或少都存在著各種的漏洞，系統(tǒng)漏洞的存在就成網(wǎng)絡(luò)安全的首要問題，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)修補(bǔ)漏洞是每個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理人員主要任務(wù)。當(dāng)然，從系統(tǒng)中找到發(fā)現(xiàn)漏洞不是我們一般網(wǎng)絡(luò)管理人員所能做的，但是及早地發(fā)現(xiàn)有報(bào)告的漏洞，并進(jìn)行升級(jí)補(bǔ)丁卻是我們應(yīng)該做的。而發(fā)現(xiàn)有報(bào)告的漏洞最常用的方法，就是經(jīng)常登錄各有關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)站，對(duì)于我們有使用的軟件和服務(wù)，應(yīng)該密切關(guān)注其程序的最新版

18、本和安全信息，一旦發(fā)現(xiàn)與這些程序有關(guān)的安全問題就立即對(duì)軟件進(jìn)行必要的補(bǔ)丁和升級(jí)。 在校園網(wǎng)中服務(wù)器，為用戶提供著各種的服務(wù)，但是服務(wù)提供的越多，系統(tǒng)就存在更多的漏洞，也就有更多的危險(xiǎn)。因些從安全角度考慮，應(yīng)將不必要的服務(wù)關(guān)閉，只向公眾提供了他們所需的基本的服務(wù)。最典型的是，我們在校園網(wǎng)服務(wù)器中對(duì)公眾通常只提供WEB服務(wù)功能，而沒有必要向公眾提供FTP功能。 c目錄共享的安全在校園網(wǎng)絡(luò)中，利用在對(duì)等網(wǎng)中對(duì)計(jì)算機(jī)中的某個(gè)目錄設(shè)置共享進(jìn)行資料的傳輸與共享是人們常采用的一個(gè)方法。但在設(shè)置過程中，要充分認(rèn)識(shí)到當(dāng)一個(gè)目錄共享后，就不光是校園網(wǎng)內(nèi)的用戶可以訪問到，而是連在網(wǎng)絡(luò)上的各臺(tái)計(jì)算機(jī)都能對(duì)它進(jìn)行訪問。這也成了數(shù)據(jù)資料安全的一個(gè)隱患