第1章校园网工程项目概述

第1章校园网工程项目概述·1··1·第1章校园网工程项目概述任务目标了解校园网的主要技术要求以及网络工程实施过程。任务要求任务要点知识能力要求用户需求考查工程现场，与用户进行交流，提炼出网络技术要求网络技术要求根据调查结果，分析出校园网工程项目中所涉及的相关技术网络工程实施过程了解网络工程的组织实施过程网络规划与设计实训教程·2··2·1.1任务描述系统设计人员通过网络项目招标书中的内容结合现场考查并与用户进行交流，根据用户提出的应用情况提炼出主要的技术要求，对用户当前的网络现状、功能需求以及设计原则等有初步的分析、了解，描述完成工程大致实施过程。本系统以某高校校园网为样例进行分析描述。1.2用户需求分析设计一个网络，首先要分析用户目前面临的主要问题，确定用户对网络的真正需求，并在结合未来可能的发展要求的基础上选择、设计合适的网络结构和网络技术，提供用户满意的高质服务。网络在高校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100/1000Mbps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、OA应用、电子图书资源和Internet访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。通过以上的分析，我们确定用户的主要功能需求是：1）满足计算机教学科研、行政办公需要，提供各种教学、办公工具和支撑平台，并提供丰富的计算机软硬件系统资源。2）具有完善的办公事务处理能力，包括电子公文传递、电子公文管理、电子邮件、邮件收发等无纸办公自动化功能。3）支持网络教学平台的高效运行。一个完整的校园网络教学平台应该由四个系统组成：网上课程开发系统、网上教学支持系统、网上教务管理系统和网上教学资源管理系统；实现课程开发、网络教学、教务管理、教学资源管理等教学及管理功能。针对网络特点，可以开展多种形式的网络教学。4）满足电子期刊、信息情报交流的需要，方便学校各级领导和教学科研人员对各种电子期刊、信息资料、科技情报的检索和查阅，包括Web查询、电子公告、电子新闻等。5）学校网络系统要确保整个计算机网络系统的可靠性、安全性，具有一定的冗余。容错能力强，确保数据信息安全保密。第1章校园网工程项目概述·3··3·6）学校信息网络系统要保证实用和技术先进，便于非计算机专业人员使用，并能不断满足学校未来业务发展的需要，具有很强的扩展能力。高校校园网络的功能需求可以由下图概括：图1.1网络功能图1.3系统设计原则采用先进成熟的技术和设计思想，运用先进的集成技术路线，以先进、实用、开放、安全、使用方便和易于操作为原则，突出系统功能的实用性，尽快投入使用，发挥较好的效能。整个系统设计上依照以下原则确定。1.先进性世界上计算机技术的发展十分迅速，更新换代周期越来越短。所以，选购设备要充分注意先进性，选择硬件要预测到未来发展方向，选择软件要考虑开放性，工具性和软件集成优势。网络设计要考虑通信发展要求，因此，主要、关键设备以进口为主，但国内能满足要求的，尽量采用国产设备。超前性和先进性是每一个校园网建设期望达到的目标，但是随着计算机及网络技术的发展，先进的、新的网络技术面临着技术和产品上不十分成熟的问题，而原有的成熟的网络技术和产品又势必被新的技术所取代。网络设计的超前性是将校园网看成一个系统工程，不但要设计到它的产生还要设计它的发展和未来，将着眼点放在目前的应用系统及现有的技术并考虑以最小的代价来适应网网络规划与设计实训教程·4··4·络技术的不断的发展，使现有系统能够与业务需求同步增长，在系统规模急骤扩张中亦不需要重新进行系统规划与设计，并能够顺利、平稳地向更新的技术过渡。2.实用性系统的设计既要在相当长的时间内保证其先进性，还应本着实用的原则，在实用的基础上追求先进性，使系统便于联网，实现信息资源共享。易于维护管理，具有广泛兼容性，同时适应我国实际情况。3.安全性目前，计算机网络都与外部网络互连互通日益增加，都直接或间接与国际互连网连接。因此，在系统方案设计需考虑到系统的可靠性、信息安全性和保密性的要求。4.可扩充性系统规模及档次要易于扩展，可以方便地进行设备扩充和适应工程的变化，以及灵活地进行软件版本的更新和升级，保护用户的投资。目前，网络向多平台、多协议、异种机、异构型网络共存方向发展，其目标是将不同机器、不同操作系统、不同的网络类型连成一个可协同工作的一个整体。所以所选网络的通讯协议要符合国际标准，为将来系统的升级、扩展打下良好的基础。5.灵活性采用结构化、模块化的设计形式，满足系统及用户各种不同的应用要求，适应业务调整变化。6.规范性采用的技术标准按照国际标准和国家标准与规范，保证系统的延续性和可靠性。1.4项目技术分析校园网络的建设，旨在推动学校信息化建设，其最终建设目标是将建设成为一个借助信息化教育和管理手段的高水平的智能化、数字化的教学园区网络，最终完成统一软件资源平台的构建，实现统一网络管理、统一软件资源系统，为用户提供高速接入网络，并实现网络远程教学、在线服务、教育资源共享等各种应用。为保证这些目标的实现，校园网需要涉及以下几个技术方面：1.区分不同服务流在校园网络中，视频、音频、数据集于一身，如果保证不了高带宽、多种视频、音频、数据流混杂在一起进行传输，就没法对流做出最高优先级和次高优先级及最低优先级的分类，这样就不能保证重要业务的畅通，造成网络延迟、服务不可用。所以要想真正改变网络的效率，更有效的保证应用服务的运营，需要通过端到端的QOS，智能到边缘的方式来保证。通过智能到边缘，端到端的应用方式，可以减少对网络核心设备的消耗，这样保证了网络的有效畅通。可以对校园网应用中的诸如多媒体视频点播服务、数据备份服务、文第1章校园网工程项目概述·5··5·献传递服务、E-mail服务、数据库服务等服务按不同服务流进行详细的分类，划分优先级，以及尽可能地避免发生拥塞。同时保证网络的高效运行，充分利用现有的带宽。2.与原有网络的无缝衔接在校园网中，存在多样的网络设备及系统应用环境，并且要考虑在用户迅速增长的今天，考虑到网络设备的可扩展性。保证在多样网络设备，用户不断增加的环境中，仍能保证网络畅通。选择的网络平台就应具有良好的兼容性和可扩展性，能与当前校园网络无缝衔接，同时预留空间符合当前和以后的信息建设需要和足够的升级空间。3.快速转发能力在校园网络建设中存在多用户、多服务的现状，带来了对网络系统具有高效率的要求，以保证大数据量访问下有效的处理能力。针对需求设备要能对数据做到分布式处理，这样的分布式处理可以节省主交换引擎的消耗，使数据在独立的板卡上就能做出对数据的识别，这样比在中央处理器识别要快的多。并在大量的数据应用，数据传输的过程中，要保证所有硬件设备都可以进行快速的转发，要具备高背板带宽（交换容量），所有端口都能保证线速转发。这种分布式处理可以极大地提高整体处理能力，保证了网络畅通。4.网络冗余技术现在的网络环境中稳定可靠是争相谈论的话题，因现在网络中运行了众多重要应用及服务，通常要保证7*24小时不间断的服务，就要完全能保证网络设备全天候的可用性。即使在设备出现问题时切换到备用设备的过程中，也要保证较小的延迟，以满足网络应用中的有效畅通的需要。在这样的需求中利用冗余的管理交换引擎、冗余的电源等关键部件的冗余，支持802.1D、802.1W以及802.1S多Vlan生成树等协议保证链路级的冗余和负载均衡，支持VRRP、OSPF等三层路由协议保证路由级的冗余，支持loadbalancing技术实现了应用级的冗余备份和负载均衡，全方位的完全保证了设备、网络、应用系统的可靠性。5.网络安全在校园网络中，对于校园网的安全保障十分重要。校园网的信息点分布很广，与一般企业网比较，校园网用户的流动性大，信息点存在随意接入使用的问题。学生及外来不明身份的用户，在校园网中找到任何一个信息点，就可以进入到校园网，可以肆意干扰和破坏校园网网络平台及应用系统的正常运行。另外校园网的网络安全，还需要考虑外网及内网不同应用系统之间的安全访问控制。为了发生安全事件后，能够有效、快捷地处理事故，采用上网审计手段是十分有必要的。由于以前类似“冲击波”、“震荡波”病毒的肆虐，一个健壮的网络应该提供必要的手段，禁止特定病毒的传播以及由于病毒造成的流量拥塞。1.5网络工程建设实施步骤校园网络工程建设实施时我们可以按照系统工程的实施建设思想，分阶段、分步骤实施。工程建设实施步骤一般如下：（1）校园网建设需求调研网络规划与设计实训教程·6··6·在正式实施校园网络建设之前，需要对校园网络建设需求进行调研，其目标不仅是要明确目前校园网络建设的需要，还要考虑将来一段时期内校园网络的发展，要从学校的实际情况出发考虑校园网络的总体建设目标。建设需求中不仅包括学校信息化的硬件建设，还要考虑学校网络应用服务的需求。（2）校园网设计的实施在明确校园网建设内部需求后，就要根据需求确定校园网络拓扑结构和实现功能，确定技术设计的原则。从整体的分析和设计到技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面都要进行确定。（3）规划安排校园网建设的实施步骤根据学校的实际情况，依照设计方案确定校园网建设的具体实施步骤，制定一个详细具有可操作性的实施计划，将来的施工就依照这个计划进行。（4）结构化布线系统建设根据施工规范，组织技术力量，购置各种建设材料和工具，安全、高质量的完成布线任务。也可以委托综合布线的专业公司，实施结构化布线系统的建设。（5）网络设备的安装、配置与连通，网络基本服务的提供根据学校的需要，购置各种必需的网络设备，然后放置到位，根据规划配置好设备，做连通性测试，开通基本的网络服务，例如、邮件、视频点播等各项服务。（6）信息系统建设信息系统建设分成内部信息系统建设和外部信息系统建设。内部信息系统是指校园内部交流的各类信息资源，包括校园办公系统、校园内部主页、校园各类磁卡的管理系统、内部信息服务系统等；外部信息系统是指与校园外部相互交流的信息，如外部主页、电子邮件、远程教学等。1.6任务小结本章简要分析了网络用户的需求以及网络系统的设计原则，通过分析了解了网络中所涉及的相关技术，并对网络工程建设实施的步骤进行了简要描述。通过本章的学习，使读者初步了解校园网中应该使用的技术，并对工程的实施过程有了一定的认识。