校园网络建设方案

科学技术的发展日新月异，九十年代，在计算机技术和通信技术结合下，网络技术得到了飞速的发展。如今，不仅计算机已经和网络紧密结合，整个社会都不可能脱离网络而存在。网络技术已经成为现代信息技术的主流，人们对网络的认识也随着网络应用的逐渐普及而迅速改变。在不久的将来，网络必将成为和电话一样通用的工具，成为人们生活、工作、学习中必不可少的一部分。Internet，即国际互联网，是现在网络应用的主流，从它最初在美国诞生至今已经经历了三十多年。这个以TCP/IP协议为主体的国际互联网络已经成为覆盖全世界一百五十多个国家和地区的大型数据通信网络。最初的Internet是由科研网络形成的，主要是由一些大学和研究所等科研教育单位连接而成，逐渐发展到今天的规模。而进入九十年代后，由于各种商业信息进入了Internet，使得Internet得到了极大地发展，其拥有的主机数，连接的网络数以及覆盖面一直呈指数形式上升。现在在Internet上可以提供或者获得各种各样的服务，比如通过电子邮件进行合同的起草和签订，或利用Internet直接挑选商品和购物。Internet是一个资源的网络，其中拥有的信息资源几乎覆盖所有的领域。Internet面向人类的社会，世界上数以亿计的人们利用它进行通信和信息共享，通过发送和接收电子邮件，或和其他人的计算机建立连接、参加各种讨论组并免费使用各种信息资源实现信息共享。Internet也是一个服务的网络。在Internet上，许多单位、公司和组织提供了各种各样的服务。比如（WorldWideWeb全球信息网）服务、信息查询服务等，向网络上的其他用户展示自己各方面的情况，并帮助这些用户找到需要的信息。将来的网络在Internet基础上进一步发展，其功能、速度、适用范围等必将全面超过现有的Internet。我国对计算机网络的建设投入了大量的人力和物力，在短短的几年中，已经从最初仅仅局限在教育科研单位的网络，迅速发展到今天遍及全国的包括教育、科研、商业、民用各个方面的数个大型网络，如Chinanet（中国邮电网）、Cernet（中国教育网）、Gbnet（金桥网络）等等。目前在网络上提供有价值、有吸引力的信息，对一个单位或学校树立自己的形象，提高自己的知名度，以及开拓和国际上其他学校、组织的联系和往来能够起到很显著的作用。**学校以培养高层次人才为己任。当今世界随着计算机、网络通信等现代科学技术的发展，人类正迈入信息时代，在某学院建立覆盖全校，并可以与国内外著名网络互联的校园网已成为必然。我学院校园网将实现与校内各部门进行通信。我学院校园网将为学校的科研、教学、管理提供必要的技术手段，为研究开发和培养人才建立平台，借此加快学校的发展，以此加快学校的发展，成为一个具有示范性的学校。第一章需求分析近年来，学校的教学和管理工作不断向着信息处理计算机化、信息交流网络化、信息管理数据库化、信息服务电子化方向发展。形象化、交互性的教学以及海量的教学资源，使计算机网络技术在学校管理和辅助教学、科研活动中显示出其独特的优势，同时学校网络承载着多样的网络应用：网络下载、视频点播、网络聊天、专项课题研究、网络化教学，校园网络的建设势在必得。校园网的建设是利用各种先进、成熟的网络技术和通信技术，采用统一的网络协议（TCP/IP），建设一个可实现各种综合网络应用的高速计算机网络系统，将各系、办公室、图书馆、宿舍通过网络连接起来，与Internet相连。校园网必须具备教学、管理和通讯三大功能。教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行教学和科研工作；学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；通过网上学习学会信息处理能力。学校的管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享，因此，校园网的建设必须有明确的建设目标：能够充分利用校园网，扩充各种网络应用，如多媒体课件系统、多媒体教学系统、网络教学系统、图书检索系统等，使其为各学科的教学和实验服务。第二章网络系统设计2．1网络系统设计原则先进性与现实性作为中国教育科研网的一部分，我院的核心计算机网络系统处理的信息量将会十分庞大，要求计算机网络有很高的工作效率。而且随着教学科研任务工作的迅速系统面临的任务也愈来愈艰巨，所以，我们设计的网络在技术上必须体现高度的先进性。技术上的先进性将保证处理数据的高效率，保证系统工作的灵活性，保证网络的可靠性，也使系统的扩展和维护变得简单。我们将在网络构架、硬件设备、传输速率、协议选择、安全控制和虚拟网划分等各个方面充分体现我院校园网网络系统的先进性。在考虑系统先进性的同时，我们也会考虑实效、兼顾现实，建设不仅先进而且合适的系统。由于我学院大部分还处于规划阶段或基础建设阶段，因此我们建议实施分期建设的方法，先根据目前的需要建设第一期工程，但为以后的建设提供一定的可扩展空间。系统与软件的可靠性在我院校园网网络系统设计中，很重要的一点就是网络的可靠性和稳定性。在外界环境或内部条件发生突变时，怎样使系统保持正常工作，或者在尽量短的时间内恢复正常工作，是我院校园网网络系统所必须考虑的。在设计时对可靠性的考虑，可以充分减少或消除因意外或事故造成的损失。我们将从网络线路的冗余备份及信息数据的多种备份等方面保证我院校园网网络系统的可靠性。系统安全性与保密性保证系统可靠运行，在网络设计时，将从内部访问控制和外部防火墙两方面保证我院校园网网络系统的安全。系统还将按照国家相关的规定进行相应的系统保密性建设。易管理与维护我院校园网网络系统的节点数目大，分布范围广，通信介质多种多样，采用的网络技术也较先进，尤其引入交换式网络和虚拟网之后，网络的管理任务加重了，如何有效地管理好网络关系,是否充分有效地利用网络的系统资源等问题就摆在我们面前。用图形化的管理界面和简洁的操作方式，合理地网络规划策略,可以提供强大的网络管理功能，使网络日常的维护和操作变得直观、简便和高效。易扩展性随着教学科研的快速发展，我院校园网网络系统为了适应这个变化和日新月异的计算机技术的发展，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，我们网络十分注重扩充性。同时学校规模在不断扩大，用户数在持续增加，要求网络具有很好的扩展性。无论是网络硬件还是系统软件，都可以方便的扩充和升级。上述系统设计的原则将自始自终贯穿整个系统的设计和实现。2．2.网络设备的选择原则根据已制定的网络系统设计原则，我们所选择的网络设备必须具有以下一些特点：安全、稳定、可靠作为整个校园网络系统的硬件基础，网络设备必须是具备安全性、稳定性和可靠性的特点。这是网络系统稳定运行的最基本条件。便于扩展由于信息技术和人们对于新技术的需求发展都非常迅速，为了避免不必要的重复投资，我们必须选择具有一定扩展能力的设备，能够保证在网络规模逐渐扩大的时候，不需要增加新的设备，而只需要增加一定数量的模块就行。最好能够做到在网络技术进一步发展，现有模块不支持新技术的情况下，只需要更换相应模块，而不需要更换整个设备。方便管理和维护先进的设备必须配合先进的管理和维护方法，才能够发挥最大的作用。所以，我们选择的设备必须能够支持现有的、常用的网络管理协议和多种网络管理软件，便于管理人员的维护。2.3网络技术介绍2.3.1以太网（Ethernet）以太网是应用最为广泛的网络技术，它基于CSMA/CD（冲突检测媒体访问/载波侦听）机制，采用共享介质的方式实现计算机之间的通讯，带宽为10Mbps。CSMA/CD技术采用总线控制技术及退避算法。当一个站点要发送时，首先需监听总线以决定介质上是否存在其它站的发送信号。如果介质是空闲的，则可以发送，如果介质是繁忙的，则隔一次间隔后重发，即采用某种退避算法。早期的以太网由于它介质共享的特性，当网络中站点增加时，网络的性能会迅速下降，另外缺乏对多种服务和QoS的支持。随着网络技术的发展，现在的以太网技术已经从共享技术发展到交换技术，交换以太网的出现使传统的共享式以太网技术得到极大改进。共享式局域网上的所有节点（如主机、工作站）共同分享同一带宽，当网上两个任意节点交换数据时，其他节点只能等待。交换以太网则利用网络交换机在不同网段之间建立多个独享连接(就象电话交换机可同时为众多的用户建立对话通道一样)，采用按目的地址的定向传输，为每个单独的网段提供专用的频带（即带宽独享），增大了网络的传输吞吐量，提高了传输速率，其主干网上无碰撞问题。虚拟网技术与交换技术相结合，有效地解决了广播问题，使网络设计更加灵活，网络的管理和维护更加方便。交换式以太网克服了共享式以太网的缺点，并借助于IP技术的新发展，如IPMulticast等技术的推出使得交换以太网可以支持多媒体技术等多种业务服务。2.3.2快速以太网(FastEthernet)快速以太网技术仍然是以太网，也是总线或星型结构的网络，快速以太网仍支持共享模式，在共享模式下仍采用的是广播模式（CSMA/CD竞争方式访问，IEEE802.3），所以在共享模式下的快速以太网继承了传统共享以太网的所有特点，但是带宽增大了10倍。快速以太网的应用主要是基于它的交换模式。在交换模式下，快速以太网完全没有CSMA/CD这种机制的缺陷，除了上面谈到的交换以太网的优点以外，交换模式下的快速以太网可以工作在全双工的状态下，使得网络带宽可以达到200Mbps。因此快速以太网是一种在局域网技术中性能价格比非常好的网络技术，在支持多媒体技术的应用上可以提供很好的网络质量和服务。2.3.3令牌网(TokenRing)令牌网使用一种标记数据作为令牌，它始终在环上传输，当无帧发送时，令牌为空闲状态，所有的站点都可以俘获令牌，只有当站点获得空闲令牌后，才将令牌设置成忙状态，并发送数据。数据随令牌至目的站点后，目的站点将数据复制，令牌继续环行返回到发送站点，这时发送站点才将俘获的令牌释放，令牌重新成为空闲状态。一般令牌网指令牌环网（TokenRing）和令牌总线网（TokenBus）。基于IEEE802.4标准的TokenBus是一种物理上的总线结构，而其站点组成一个逻辑的环形结构，令牌则在逻辑环上运行，其运行原理与TokenRing基本一样。目前TokenBus非常少用；TokenRing是基于IEEE802.5标准的网络结构，目前说的令牌环网络多是指IBM的令牌传递环形网络的实现，它有4Mb/s和16Mb/s两种传输速率。令牌环网络传输的主要特点是可以保证每个节点设备在可以预定的时间间隔获得对网络的访问，适用于对实时性要求较高的应用。由于这种网络设备的价格较高，不利于普及，另外缺乏对多种服务和QoS的支持。在国内应用的例子较少。2.3.4光纤分布式数据接口（FDDI）FDDI是高性能的高速宽带LAN技术，其标准为ANSI×3T9.5/ISO9384。FDDI物理结构是二个平行的、相对作反向传输的双环结构网，它采用定时的令牌传送协议。因此，它可以被看作是一个令牌环网协议的高速版本。但与TokenRing技术不同的是当其发送完帧后就立即产生新的令牌帧，故其利用率较高，其运行速度可达100Mbps。其双环结构有非常好的冗余特性。FDDI有两种接入方式：双端口连接站（DAS），单端口连接站（SAS）。DAS方式比较贵，但有冗余功能；SAS需要有源集中器，且无冗余功能。FDDI有几个通过带宽分配来实现的优先机制，一个是同步带宽分配（SBA）机制，它可以让管理员将一定量的带宽分配给一些确定的工作站，让它们有更多的捕获令牌机会。第二个是异步服务（AS），它占用未通过SBA分配的带宽并将这部分带宽等分给环上的工作站。铜线分布式数据接口(CDDI)是FDDI的一种变型，可以在不昂贵的铜线电缆上运行而使用相同的协议。FDDI和CDDI的优点是冗余度、内置的网络管理、有保证的访问和广泛的适用性。但是，FDDI/CDDI是昂贵和复杂的，另外缺乏对多种服务和QoS的支持，始