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某中学校园网设计


某中学校园网设计
网络工程061
邢超,张峰,李征 陆建光,郭志星 2009.6.15

建设中学校园网的必要性
? 随着计算机多媒体和网络技术的不断发展与普及, 校园网信息系统的建设,是非常必要的,也是可 行的。主要表现在: ? 1.是否在学校采用最先进的信息和传播技术是一 个有决定性意义的问题,而且十分重要的是,学 校应该处

于影响整个社会深刻变革的中心地位。 ? 2.当前校园网信息系已经发展到了与校际互联、 国际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程 教学和协作工作的阶段,发展对学校教育现代化 的建设提出了越来越高的要求。

3、现代教育改革的需要。在校园网中将计算机引入 教学各个环节,从而引起了教学方法,教学手段, 教学工具的重大革新。对提高教学质量,推动我国 教育现代化的发展起着不可估量的作用。网络又为 学校的管理者和老师提供了获取资源、协同工作的 有效途径。毫无疑问,校园网是学校提高管理水平、 工作效率、改善教学质量的有力手段,是解决信息 时代教育问题的基本工具。

4、随着经济发展,我国各级政府对教育的投入不断 加大;计算机技术的飞速发展,使相应产品价格不 断下降;同时人们的认识水平和经济实力不断提高。 大量计算机进入学校和家庭,使得计算机用于教育 信息管理和信息服务是完全可行的。

某中学校园网需求分析
用户背景信息:
? 某中学是一所地方特色的民办公助学校,学生约有6000人, 教职工约有120人。学校拥有2个校区,相距约1.5公里。 共有教学楼5座,12个计算机实验室(分别有80~150台计 算机),1个电子图书馆和一个计算中心(12台服务器)。 拥有办公楼2栋,学生公寓3栋。随着学校教学和学生网上 应用的增长,特别是远程教育、校校通、家校通等网络应 用的发展,原有网络系统已经无法满足新环境下的网络应 用。为了满足该校信息化建设的需要,因此该校决定重新 规划建设校园网,实现行政、教学、科研的信息化、网络 化,实现接入中国教育科研网(Cernet)和Internet。该校 目前拥有2Mbps教育网连接,计划通过电信或网通增加一 条10Mbps因特网连接,分别从教育网和因特网获得5个和 2个IP地址。

用户需求
【需求1】要具有技术先进性:支持线速转发,支持万兆端口,核心设备支持T级 以上的背板设计,硬件支持ACL、QoS、组播等功能,达到低负载,高带宽,高可 靠,最简单,最有效; 【需求2】支持灵活的网络连接,支持学校开设远程教育、校校通、家校通等网络 应用。 【需求3】要具有稳定性、可靠性:确保物理层、链路层、网络层、病毒环境下的 稳定、可靠; 【需求4】要易于管理:具备网络拓朴发现、网络设备集中统一管理、性能监视和 预警、分类查看管理事件的能力;

【需求5】为了保证出口稳定可靠性,学校申请两条Internet线路,一条是接教育 网,另一条接网通。

用户需求的分析
? 网络在某中学日常教学办公环境中起着至关重要的作用, 校园网的运作模式会带来大量动态的www应用数据传输, 会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络的需求 (目前为100/1000Mbps,今后可会更高)。这就要求网 络有足够的主干带宽和扩展能力。同时,一些新的应用 类型,如网络教学、视频直播/广播等,也对网络提出 了支持多点广播和宽带高速接入的要求。 ? 除上述考虑外,还要注意到由于逻辑上业务网和管理网 必须分开,所以建成后校园网应能提供多个网段的划分 和隔离,并能做到灵活改变配置,以适应教学办公环境 的调整和变化,及实现移动教学办公的要求。按目前通 常的考虑,建议数据信息点的接入以交换10/100Mbps自 适应以太网端口接入为主,以供带宽需求较高用户或应 用使用。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、OA应用和Internet访问 等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。

具体技术要求:
? 1.要求网络设备具有集成的安全性; ? 2.实现内部网络按部门、用户、功能等进行VLAN 划分; ? 3.实现分布式三层架构,启用三层路由功能及相 应访问控制; ? 4.实现校园网内建筑物(办公楼、厂房等)布线 系统设计及之间园区布线设计 ? 5.提供WEB、Email、FTP以及域名解析等网络服务; ? 实现Web服务器,Email服务器,FTP服务器,DHCP 服务器,DNS服务器等。 ? 6.要求对网络主干、关键网络线路进行流量监控 ? 7.要求支持外网对Web服务器、Email服务器等服 务以及校内直播和监控系统的访问。

系统方案设计的总体思路
校园网络系统的设计、实施,按照一切 从实际出发,遵循经济实用的原则,依照 以下思路进行:
? 1. 总体规划,分步实施,基础设施建设一步到位 ? 2. 特别注重应用系统的建设 ? 3. 把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性结 合起来 ? 4. 符合标准(国际标准和国家标准) ? 5. 特别注重对人员的培训

网络系统设计方案
整体结构
校园网网络系统从结构上分为核心层、汇聚层和接入层。 ? 核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输,骨干网 络设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。 因学校存在大量的语音和视频传输。据此,考虑汇聚层对 QoS有良好的支持并且能提供大的带宽。接入层设备是最 终用户的最直接上联的设备,它应该具备即插即用特性以 及易于维护的特点。根据学校建设要求与总体目标,骨干 网采用三层结构,由核心层,汇聚层和接入层构成。

? 整个网络通过汇聚层交换机RG-S6806E和核心交换机RGS6810E之间的链路冗余备份和负载均衡提供安全可靠的 网络构架,其安全保障技术提供一个全网概念的整体网 络安全,而通过简单地增加万兆模块可以平滑升级到万 兆骨干的校园网。 ? 在网络中心两台核心交换机各通过两条千兆链路连接 校园图书馆子网,两台核心交换机间业务量增大时,也 可考虑通过上行双链路Trunk来连接。其中公寓干网以千 兆链路下联至公寓楼宇交换机STAR-S2126G/STAR-S2150G; 同时网络中心通过千兆连接专项课题研究楼子网;在网 络中心核心交换机通过千兆链路连接行政/教学楼子网交 换机,以千兆链路下联至楼宇交换机STAR-S2126G/STARS2150G;计算中心子网及应用服务器群另在网络中心通 过千兆链路下行连接。实现百兆交换到桌面。

设备选型
项目 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10

设备名称 核心交换机
汇聚层交换机 模块骨干路由器 接入层交换机 应用服务器集群 数据/数据库服务器 视频服务器 图书馆服务器 硬件防火墙 网络管理和计费系统

产品型号 RG-S6810E
RG-S6806E RG-R3662 STAR-S2126 865841Y 865851Y 8666-31Y 847862x RG-WALL 1000 StarView

数量 2
4 8 40 1 1 1 1 2 1

单位 台
台 台 台 套 台 台 台 套 套

网络拓扑图

IP地址规划
? IP地址规划是整个网络设计中的重要组成部分, 地址规划的科学性和合理性将直接反应网络拓 扑的设计思想,对网络的稳定起到至关重要的 影响。好的地址规划同科学的分层网络拓扑设 计相辅相承,共同形成整体的网络设计解决方 案。 ? 合理的网段划分结合灵活的VLAN规划,可以有 效地降低网络风暴的产生,保证整个网络的稳 定,同时也起到一定的网络安全功能。

校园网地址规划方案
? 校园网IP地址分为三大块: ? 校园网内部的私有IP地址,采用RFC中规定的 地址段,不能访问Internet和Cernet; ? Cernet分配的5个C类公网IP地址,作为和国际 互联网互连的地址,域名xxx.edu.cn就解析在 这片地址上,主要供网络中心和图书馆、部分 实验室专用; ? 运营商分配的公网IP地址,用于访问Internet。 ? 关键服务器拥有两个公网IP,分别跨接在 Cernet和Internet上。

校园网内部私网IP地址的分配
内部地址的分配原则是按建筑物进行的,视用户的数量, 1/4、1/2、整个C的划分。为了安全考虑对所有的都采用静 态分配IP地址,为防止地址盗用,采用IP地址、MAC地址 与端口绑定。

IP地址的分配
用户的计算机在连接到校园网上时,首先获得一个校园网 内部的IP地址,此时该计算机只能访问校园网内部。 用户需要访问Cernet和Internet,要使用帐号登陆,认证通 过后才能访问。

谢谢
2009.6.14


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