西安电子科技大学校园网改造和信息化建设规划

西安电子科技大学校园网改造和信息化建设规划方案【西电】计算机网络工程与试验第1页1.1.1.1.校园网建设原则和需求分析1111．1111校园网建设的原则校园网的建设要为学校的根本利益服务，要使校园网在学校的人才培养、学科建设和科研工作方面发挥最大作用，这是校园网成败的关键。建设校园网的根本目的是为学校的教学、科研和管理提供先进实用的计算机网络环境，为学校的发展和全球信息资源的共享而服务。校园网设计是否合理，对校园网的未来发展和效益起着极为重要的作用。通过分析国内部分大学建设校园网的成功经验，我校老校区校园网的建设应采用“整体规划、分步实施”的方针，其总体设计方案的确定，不仅要考虑到近期目标，还要为系统的进一步发展和扩充留有余地。整个校园网络的建设不是一朝一夕可以实现的，必须分步实施，设计中需要考虑各阶段的情况，适应长远发展，进行统一规划和设计。在制定网络建设规划时，应遵循如下原则：1．先进性原则先进的设计思想、网络结构、开发工具，采用市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品；按照学校的教学和科研需求及技术与经济实力，在明确建网目标的基础上进行全面合理的规划，制订边投资、边建设、边出效益的建设方针和实施策略。2．实用性原则建网时应考虑利用和保护现有的资源、充分发挥设备效益；灵活性，采用积木式模块组合和结构化设计，使系统配置灵活，满足学校逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可扩展性；建设方案应该完全适应校园网的需求，以提供完美的系统综合处理能力和性能为核心，要求网络带宽(包括主干层、接入层和用户层的带宽)足够高，网络能快速有效地传送IP数据包。3．开放性原则校园网络应具有良好的开放性。这种开放性靠标准化来实现，必须遵循统一的网络体系结构，并运行统一的通信协议标准。网络体系结构和通信协议应选择广泛使用的国际工业标准，使校园网络成为一个完全【西电】计算机网络工程与试验第2页开放式的计算机网络环境。开放的网络环境，可与其他网络互联并实现信息的交换与共享。基于IM的下一代校园网设计研究开放性可以保证所选择的产品能和其他网络产品互联和协同工作。校园网络不但是覆盖全校的网络，也是CERNET和Internet的一个组成部分，所以遵循开放性原则至关重要。4．可靠性原则具有容错功能，管理、维护方便。对网络的设计、选型、安装、调试等各环节进行统一规划和分析，确保系统运行可靠，经济性，投资合理，有良好的性能价格比。5．易扩展升级原则目前的网络方案主要是基于满足当前需求的前提下，同时保证投资方案中所基于IM的下一代校园网设计研究选择的网络设备在未来网络升级或者再投资的情况下具有相当的使用价值，即能把替换下来的网络设备应用到分支或者边缘子网上。因此，网络设计应该充分考虑到未来网络升级的平衡衔接，保证网络通讯介质、网络基本设计核心的向后兼容性。在软件上，也要保证便于升级和移植。校园网和CERNE下地区分中心通过光纤直接相连。6．安全性原则安全性分为内部网络的安全性与外部网/互联网连接时的安全性。内部的安全性体现在对于各个部门、各个功能区的信息应该按网络管理人员的安全策略进行分组或划分网段，严格控制信息的流向。在与外部网/互联网连接时，应能够隔离内部和外部的信息通道，对外部信息资源可进行访问控制，能保护内部网络免受非法入侵者的破坏。Intranet和Internet的根本区别是安全保护机制。没有安全保护机制，整个网络资源的保密性就得不到保证。高层次的网络安全防护手段，同样是网络设计、日常维护的重要环节。校园网是建构在多媒体技术和现代网络技术之上的为教学、科研、管理服务并与因特网连接的校园内局域网络环境，是一种教育科研网络。计算机网络毕竟是个新生事物，在各方面还不尽人所知，不顾自身需求和经济实力而一掷千金的事例层出不穷。究其原因，多数为对校园【西电】计算机网络工程与试验第3页网工程的具体事项了解不够，作为一项庞大的系统工程，校园网工程事关学校的发展大计，必须慎重考虑。1111．2222用户需求分析我校校园网的出口干线包括两条：CERNET干线，千兆连接，通过西安交大（CERNET西北中心节点）连接北京CERNET根结点。西安电信CHINANET专线，百兆连接，通过西安电信（全国八大区域中心节点）连接CHINANE。主大楼有房间720间，共分布信息点约2200，西大楼有房间300余间分布了700多信息点，东大楼80多间房间分布了400多信息点，科技楼有房间500间，信息点将近2000个，逸夫图书馆共有房间80多间，信息点1000余个，办公楼有房间100余间，信息点250个。学生宿舍32栋共有房间5500间左右，住宿生约12000人，信息点近6500个。规划中的家属楼50栋将在今年内完成2500左右个点，这些楼容纳了大部分的教职工及其家属。科技楼二期工程目前已完工，新增房间数目不详，信息点设置为2000个左右，采用静态分配IP地址。所建设的网络要支持整个校园的Internet/Intranet应用。主要应用包括：�支持各种方式的Internet接入�支持各应用及文件服务器的接入�支持多点对多点的视频会议�支持多媒体的广播教学应用�支持图书馆管理系统�支持学校信息管理系统�能采用VLAN技术以提高流量控制，安全及防止网络风暴【西电】计算机网络工程与试验第4页2222．系统设计原则及实现目标2222．1111系统设计原则学校需求为前提原则：坚持以学校具体需求为校园网信息系统方案设计的根本和前提，同时，也要注重源于需求又高于需求的原则，注意用专业化的技术思想来进行校园网的规划与设计，确保校园网的实用性、先进性和便于扩展性。设备选型兼顾原则：满足学校对现代化教学手段的要求；满足校园网建设及互联网的要求；所选设备在国际上保持技术先进性；供应商有良好的商业信誉和优质的售后服务。坚持标准原则：一切校园网设计和施工，均要严格遵循国际和国家标准。统一规划，分步实施。校园网的实现要求通讯协议、网络平台等应具有世界性的开放性和标准化的特点，并且应采用统一的网络体系结构。坚持先进的成熟的技术原则：采用通用的、成熟的技术方案可以降低建设成本、减小设计、施工和使用难度、缩短建设周期。有利于保护投资，并且有利于校园网的维护和升级。选择品质最好的设备不一定是最佳选择，成本因素也是一个不容忽视的问题，将品质与成本实现最佳匹配。坚持规范布线，考虑长远发展原则：布线系统使网络的重要基础，布线系统的好坏是衡量一个网络好坏的非常重要的标志。布线系统不合理将降低网络的可靠性，使网络难以管理和维护，所以必须采用标准的综合布线系统。坚持易于使用和管理原则：校园网的各种软件应用项目必须易于使用，对最终用户的起点要求不能太高，一般以熟练使用操作系统、办公软件系统、浏览器和电子邮件系统为宜；系统的日常管理和维护工作要方便、简易。网络拓扑结构一经配置确定，不应轻易更改。坚持可扩展性原则：考虑现有网络的平滑过度，使学校现有陈旧设备尽量保持较好的利用价值；选用产品应具有最佳性价比，又要应充分考虑未来可能的应用，具有高扩展性。【西电】计算机网络工程与试验第5页2222．2222系统建设目标西安电子科技大学校园网始建于1995年，经过几年的发展，现已连接校内的各主要教学及科研区，辐射到所有的院系。其下一代校园网建设的总体目标是：建设一流的数字化网络环境、数字化资源、数字化教学与学习环境，实现数字化学习、教学、科研和管理，创建数字化的生活空间。将老校区和新校区建设成高速互联的数字化校园。我校的下一代校园网建设，不能仅仅着眼于网络带宽的建设，而且应该极其强调建成以后网络的可管理性、安全性、扩展性和各级网络设备和链路的冗余性和可靠性。比如安全性，作为网络应用一个很重要的方面，是需要重点考虑的部分，在保障数据传输安全的同时，还要同时加强网络安全、防病毒系统建设，保护校园网系统免受黑客攻击，防止非法的访问，为网络系统和应用提供安全的防护屏障。从可靠性和冗余性方面来考虑，由于整个网络需要长期不间断运行，设备的维护工作比较困难，所以要求采用的核心设备应该是高可靠，免维护的高质量网络产品。老校区的下一代校园网络预想中的设计规模大约有一万八千个信息点，支持近三万个用户，使全校区绝大多数计算机设备都连接上网。网络基础平台将覆盖我校老校区规划的九十几座大楼。所以还要充分考虑到网络管理的功能，实行有效的配置管理、失效管理、安全管理、计费管理、性能管理。网络的扩展性要求也是网络设计的基本要求，建设完毕的校园网络应该能够满足业务增长的需要，尤其是网络核心设备必须能够满足这一需要。主干核心层与汇聚层实现千兆、几千兆bps速率连接，可平滑升级至万兆。下一代校园网应完全支持IM、以适应网络技术高速的发展，在图书馆，办公大楼等处建立无线上网站点，提供无线上网服务作为有线网络的补充。另外，基于对未来应用的考虑，通过网络输送的还有大量的用于教学和研究的视频信息。因此建立的视频服务系统可以同时在两个校区之间召开视频会议或者现场直播重大活动，并为远程教育和网上教学提供一个基础平台，使远程教育和网上教学成为可能。所以需要考虑建立基【西电】计算机网络工程与试验第6页于高性能的QOS多媒体信息系统和以信息交换、信息发布和查询应用为主的计算机网络应用基础环境。因此，总的来说，下一代校园网络应该具有以下显著的特征：对于核心层的网络设备，要求骨干交换机全面支持IM技术，具备强大和完整的第三层交换能力，支持今后的视频点播、电视电话会议等宽带多媒体应用，并要求留有一定的扩充千兆和万兆的能力。网络速率要求主要的信息点100M交换到桌面系统，网络技术可同时支持数据、语音、图像等各种类型信息的传输。对于网络可靠性，要求骨干设备应具有很高的容错能力，不仅要有设备级的冗余性，还应配备冗余引擎和冗余电源，所有的设备接口模块可以进行热插拔更换。对于网络管理，要求采用智能化网络管理软件，实现对网络的自动监测和控制，用户界面应该友好并能进行常见的网络配置，支持虚拟网络功能。3333．系统总体方案设计调研了国内外高校的校园网络，大多是采用优化的宽带IP网络结构，有别于传统的窄带Internet网络结构所采用的路由器加专线形成的网状结构。宽带IP网大多是采用分层结构，由核心层、汇聚层、接入层组成。采用分层结构可以有效地隔离各个层次之间的相互影响，为每个层次的需求实现优化设计，提高整个校园网设计研究网络的灵活性、扩展性、有效性和可靠性。各个层次的要求如下：(1)核心层：将多个汇聚层连接起来，为汇聚层网络提供数据的高速转发，同时实现与其他骨干网络的互联，高速IP数据出口。骨干层网络结构重点考虑高速的交换能力、高带宽、高可靠性、良好的扩展能力、清晰的网络结构、多业务的支持能力，包括QOS保证、流量管理，提供IPv6隧道接口、IPv6/IPv4双栈通道等等。(2)汇聚层：完成本地业务的区域汇接，进行带宽和业务汇聚、收敛及分发，并进行用户管理，通过识别定位用户，实现基于用户的访问控制和带宽保证，以及提供安全保证和灵活的计费方式。要求具有高端【西电】计算机网络工程与试验第7页口密度、高性能、高容量、多技术支持，支持各种接入技术如以太网、ATM,CableModem等、安全控制、流量管理、多业务支持、计费管理，支持IPv6/IPv4双栈协议，允许两种网络长期共存。(3)接入层：通过各种接入技术和线路资源实现对用户的覆盖，并提供多业务的用户接入，必要时配合完成用户流量控制功能。要求具有高性能、高容量、多技术支持、多业务支持、用户管理能力等，支持IPv6/IPv4双栈协议，校内任何信息点的用户都可以方便地访问IPv6或者IPv4资源。3333．1111主干系统设计主干系统指的是核心层和汇聚层。核心层和汇聚层设备主要负责对园区网内各VLAN之间和跨交换机之间的数据进行高速转发，为终端用户和数据中心之间大容量信息交换提供有效的高速通道，主干网络如果出现故障，整个校园网就会全部瘫痪。因此，在核心交换机选型方面，对交换机的安全性、可靠性、稳定性、可扩展型等方面都有相当高的要求。选择的设备必须由主流厂商制造，这样