校園網絡方案設計論文

時間：2023-03-12 17:52:27 論文我要投稿

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校園網絡方案設計論文

　　引導語：隨著信息技術的飛速發展，中小學校園網的建設已經逐漸提到議事日程上來。下面是小編為你帶來的校園網絡方案設計論文。希望對你有所幫助。

校園網絡方案設計論文

　　第1章需求分析

　　校園網必須具備教學、管理和通訊三大功能。教師可以方便地瀏覽和查詢網上資源，進行教學和科研工作；學生可以方便地瀏覽和查詢網上資源實現遠程學習；通過網上學習學會信息處理能力。學校的管理人員可方便地對教務、行政事務、學生學籍、財務等進行綜合管理，同時可以實現各級管理層之間的信息數據交換，實現網上信息采集和處理的自動化，實現信息和設備資源的共享，因此，校園網的建設必須有明確的建設目標。

　　一個良好的設計方案除體現出網絡的優越性能之外，還體現在應用的實用性、網絡的安全性、易于管理性和未來的可擴展性。因此，設計時要考慮以下問題：

　　① 要適應未來網絡的擴展和拓撲結構的變化。

　　② 要能為特定的師生用戶或用戶組提供訪問路徑。

　　③ 要保證網絡能不間斷地運行。

　　④ 當網絡擴大和應用增加時，變化的網絡結構要能應付相應的帶寬要求。 ⑤ 使用頻率較高的應用能夠支持網上大多數的師生用戶。

　　⑥ 能合理地分配用戶對網內、網外的信息第一文庫網流量。

　　⑦ 能支持較多的網絡協議，擴大網絡的應用范圍。

　　⑧ 支持IP的單點傳送和多點廣播數據流。

　　1.1項目概況

　　本次項目是為**中學建設的一個校園網，這個學校有一棟教學樓、一棟實驗樓、一棟圖書館、一棟辦公樓、兩棟女生宿舍和兩棟男生宿舍，教學樓、實驗樓都為六層，每層有十個教室，圖書館、辦公樓為三層，辦公樓一層有十二個辦公室，一個辦公室內最多有四臺計算機，圖書館三樓為電子閱覽室，一二層為圖書室，學生宿舍有六層，每層有二十四個寢室，每個寢室最多有六臺計算機，每個教室或者辦公室或者寢室內只安裝一個以太網接口，如老師或學生要連接多臺計算機需自己配置以太網交換機，該學校的中央機房設在電子閱覽室旁邊，該校園網中要求每臺計算機都能連接互聯網，局域網資源共享，局域網內采用VLAN技術限制不同辦公室的部分訪問。

　　該學校的平面分布圖（如圖1.1.1）：

　　的安全與可靠；圖1.1.1 1.2校園網的總體設計原則先進性。以先進、成熟的網絡通信技術進行組網，支持數據、語音、視像等多媒體應用，用基于交換的技術替代傳統的基于路由的技術；開放性。網絡協議采用符合ISO及其他標準，如IEEE,ITUT,ANSI等制訂的協議，采用遵從國際和國家標準的網絡設備；可靠性。選用高可靠的產品和技術，充分考慮系統在程序運行時的應變能力和容錯能力，包括交換機、路由器以及網絡服務器的可靠性，從而確保整個系統

　　可擴展性。網絡設計應具有良好的擴展性和升級能力，選用具有良好升級能力和擴展性的設備。在以后對該網絡進行升級和擴展時，必須能保護現有投資。應支持多種網絡協議、多種高層協議和多媒體應用；

　　可管理性：利用圖形化的管理界面和簡潔的操作方式，合理地網絡規劃策略，提供強大的網絡管理功能；使日常的維護和操作變得直觀，便捷和高效；

　　安全性：內部網絡之間、內部網絡與外部公共網之間的互聯，利用VLAN/ELAN、

　　防火墻等對訪問進行控制，確保網絡的安全；

　　投資保護：選用性能價格比高的網絡設備和服務器；采用的網絡架構和設備充分考慮到易升級換代，并且在升級時可以最大限度地保護原有的硬件設備和軟件投資；

　　易用性：應用軟件系統必須強調易用性，用戶界友好，帶有幫助和查詢功能，用戶可以通過Web查詢。

　　1.3網絡部分的總體要求

　　滿足網絡化，智能化，信息化的發展要求,為各類應用系統提供方便、快捷的信息通路，共享各種教學資源。

　　良好的性能，能夠支持大容量和實時性的各類應用。

　　能夠可靠的運行，較低的故障率和維護要求。

　　具有較高的性價比。

　　未來升級擴展容易，保護用戶投資。

　　用戶使用簡單、維護容易。

　　1.4系統部分的總體要求

　　易于配置：所有的客戶端和服務器系統應該是易于配置和管理的，并保障客戶端的方便使用；

　　更廣泛的設備支持：所有操作系統及選擇的服務應盡量廣泛的支持各種硬件設備；

　　穩定性及可靠性：系統的運行應具有高度穩定性，保障系統的高性能無故障運行；

　　可管理性：系統中應提供盡量多的管理方式和管理工具，便于系統管理員在任何位置方便的對整個系統進行管理；

　　更低的總成本：系統設計應盡量降低整個系統總成本；

　　安全性：在系統的設計、實現及應用上應采用多種安全手段保障網絡安全。除了滿足上述的基本特征外，本項目的設計還應具有開放性、可擴展性及兼容性，全部系統的設計要求采用開放的技術和標準選擇主流的操作系統及應用軟件，保障系統能夠適應未來幾年網絡發展需求，便于網絡的擴展和校園網的結構變更。

　　第2章設計目標

　　2.1商業目標

　　主要用于多媒體教學、行政辦公、學籍和人事管理、圖書管理、財務管理、信息共享、視頻點播、WEB服務、電子公告、科研和技術交流以及Internet應用等。

　　提高教員的效率，允許教員和其他學校的同仁一起參與更多的項目研究，提高學生的效率，消除交作業難的問題，允許訪問者使用他們的個人計算機從園區網絡訪問互連網絡，保護網絡防止入侵。

　　2.2技術目標

　　整個系統采用先進的教師機網絡技術、運用科學的管理方法，實現與與Internet的互聯，創造網際互聯通信環境，方便、快捷、低耗地獲取國內外的最新信息、輔助師生教學和科研活動；為學校各部門的信息交流和資源共享提供保證；保證網絡高性能、可擴展。

　　整個校園網應達到以下目標：

　　網絡項目建成后必須實現以下的功能需求：建設一個通暢、高效、安全、可擴展的小型校園網絡，支撐校園網的各種信息獲取，共享各種教學資源，降低校園網絡的總體運行費用。網絡系統必須運行穩定。

　　校園網需要滿足校園人員各種計算機應用系統的操作和信息獲取要求。校園網要具備良好的可管理性。減輕維護人員的工作量，提高網絡系統的運行質量。

　　校園網要具有良好的可擴展性。能夠滿足校園網未來發展的需要，保護學校的投資。

　　整個項目的施工，在技術上要保證在今后3到5年之內不落后，保持技術的先進性，符合信息技術的發展方向。

　　在項目實施完畢之后，系統集成商要對校園的相關管理人員進行培訓，并移交全部的項目工程資料，保證校園網的正常運行和管理維護。

　　第3章網絡技術選擇

　　3.1校園網的組網技術

　　主干網主要選擇千兆以太網技術來構建校園網絡，對兩層結點和桌面微機的接入也采用快速以太網，建立一個基于多層、全交換的虛擬園區網。

　　校園網在設計上應具備以下特性才能夠滿足需求，并保證建成后的網絡在一個較長的時間內具有較強的可用性和一定的先進性。

　　①高性能與技術先進性

　　校園網網絡系統要求具有較高的數據通信能力和較大的帶寬；并在主干網上提供較強的可擴展性。為了及時、迅速地處理網絡上傳送的數據，網絡應有較高的網絡主干速度。

　　②高可靠性

　　網絡要求具有高可靠性，高穩定性和足夠的冗余，提供拓撲結構及設備的冗余和備份，為了防止局部故障引起整個網絡系統的癱瘓，要避免網絡出現單點失效。在網絡骨干上要提供備份鏈路，提供冗余路由。在網絡設備上要提供冗余配置，設備在發生故障時能以熱插拔的方式在最短時間內進行恢復，把故障對網絡系統的影響減少到最小，避免由于網絡故障造成用戶損失；

　　③安全性

　　校園網作為一個支持眾多用戶、同時和INTERNET/CERNET存在連接的網絡，網絡安全性在整個網絡中是個很重要的問題，應該采用一定手段控制網絡的安全性，以保證網絡正常運行。網絡中應采取多種技術從內部和外部同時控制用戶對網絡資源的訪問。網絡系統還應具備高度的數據安全性和保密性，能夠防止非法侵入和信息泄漏。

　　④可管理性

　　強有力的網管軟件是有效地進行網絡管理的助手，網管軟件應能夠支持對網絡進行設備級和系統級的管理，并能支持通用瀏覽器進行網絡設備的管理及配置。靈活的設置每個用戶對Internet訪問功能，能夠對每個用戶實行管理；并且能夠實現計費管理。

　　⑤可擴充性

　　隨著應用規模的不斷擴大，要求網絡可以方便地擴充容量，支持更多的用戶及應用；隨著網絡技術的不斷發展，網絡必須能夠平滑地過渡到新的技術和設備，保證現有的投資。

　　⑥VLAN劃分

　　根據校園網的實際需求，屬于同一部門的工作人員可能在不同的建筑物中，但需要在一個邏輯子網內。網絡站點的增減，人員的變動，無論從網絡管理，還是用戶的角度來講，都需要虛擬網技術的支持。因此在網絡主干中要支持三層交換及VLAN劃分。在整個網絡中使用虛擬網技術，以提高網絡的安全性和靈活性。

　　⑦多層交換技術

　　通過三層交換技術，特別是基于硬件的第三層交換，可以充分地利用交換機的包處理能力，實現真正的線速交換。

　　⑧對多媒體應用的支持

　　校園網要求具有數據、圖像、語音等多媒體實時通訊能力；并在主干網上提供足夠的帶寬和可保證的服務質量，滿足大量用戶對帶寬的基本需要，并保留一定的余量供突發的數據傳輸使用，最大可能地降低網絡傳輸的延遲。整個網絡在服務質量、預留寬帶設置、合理進行帶寬管理方面應提供優良的品質。

　　第4章網絡設備的選擇

　　4.1中央機房設備選型

　　中央機房作為全校的信息核心，采用華為8512高端多層交換機，邊界采用華為NE40路由器。

　　4.2 圖書館設備選型

　　圖書館是全校區的計算機實驗中心，節點數目多，網絡訪問量大。采用銳捷37系列三層交換機作為匯聚層，在各個機房采用二層可管理交換機21系列接入。37系列交換機上連接NAT服務器提供計算中心的網絡訪問。

　　4.3 實驗樓設備選型

　　實驗樓為辦公和教學以及試驗的綜合教學大樓，節點數目較多，流量較大。采用銳捷的21系列可管理交換機。

　　4.4 宿舍樓設備選型

　　宿舍樓人數多，流量大。在這里采用接入層交換機。考慮到安全和方便管理，在此采用可管理的二層交換機。并在接入層交換機上開啟計費認證功能，配合認證服務器，和DHCP服務器的OPTION 82功能使得認證前用戶為192.168.x.x的私有地址，可以訪問校園網的服務器。認證過后重新分配為222.22.x.x的公有ip，可以訪問Internet。結合此特點，可以采用銳捷的21系列可管理交換機。

　　4.5 辦公樓設備選型

　　由于節點數目僅僅有12個，并且平時基本上沒有什么網絡流量，故采用一臺銳捷21系列24換機即可滿足需求。

　　第5章網絡拓撲結構及接入Internet設計

　　5.1拓撲結構的選擇

　　局域網的拓撲結構目前大多數使用的有三種：星型拓撲結構、環型拓撲結構、總線型拓撲結構。

　　由于星型結構便于集中控制,因為端用戶之間的通信必須經過中心站。由于這一特點,也帶來了易于維護和安全等優點。端用戶設備因為故障而停機時也不會影響其它端用戶間的通信，所以我們設計時采用這一結構。雖然這種結構非常不利的一點是,中心系統必須具有極高的可靠性,因為中心系統一旦損壞，整個系統便趨于癱瘓。單是我們決定對中心系統采用雙機熱備份,以提高系統的可靠性。以下是校園網絡的網絡拓撲結構示意圖（結構如圖6.1.1）：

　　5.2 接入Internet設計

　　Internet接入方式主要有以下六種:撥號上網方式,使用ISDN專線入網,使用ADSL寬帶入網,使用DDN專線入網,使用幀中繼方式入網,局域網接入。

　　由于DDN專線接入的特點是傳輸質量高，信道利用率高；傳輸速率高，網絡時延小；數據信息傳輸透明度高，可支持任何規程，可傳輸語音、數據、傳真、圖象等多種業務；適用于數據信息流量大的校園；網絡運行管理簡便，對數據終端的數據傳輸速率沒有特殊要求。因此，校園網采用DDN專線接入的方式上網，校園內上網采用NAT的方式，保證師生上網方便。

　　總結

　　本文針對校園網絡方案設計進行研究，校園網絡方案設計主要問題是要解決網絡拓撲結構的設計。要解決這個問題首先是要對這個校園整體的情況做一個詳細的了解，然后再做需求分析，做好需求分析之后才能對整個校園網絡進行設計，對設計的原則及目標進行研究，并對網絡技術及網絡設備進行選擇，做好以上工作之后就可以對整個網絡的拓撲結構進行設計了，這些全部弄完之后就可以接入Internet了。至此，整個網絡設計完成。

　　致謝

　　本論文是在選題及研究過程中得到李老師的親切關懷和悉心指導下完成的，從論文選題到搜集資料，從開題報告、寫初稿到修改，李老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在此謹向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。同時還要感謝這兩年多的大學生活，感謝所有老師同學以及我的家人和那些永遠也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠的財富。

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