1、 1 目录 第一章 校园网概述 . 4 1.1 项目背景及现状 . 4 1.2 建设目标 . 5 第二章 校园网设计原则 . 6 2.1 网络系统概述 . 6 2.2 网络设计原则 . 6 2.3 网络组网技术的选择 . 6 2.4 以太网技术 . 8 2.4.1 以太网介质访问控制技术 . 8 2.4.2 以太网标准 . 9 2.4.3 快速以太网 . 9 2.4.4 千兆以太网 . 10 2.5 与 Internet 接入设计 . 11 第三章 校园网络总体结构设计 . 13 3.1 网络设计方案描述 . 13 3.1.1 网络总体规划设计 . 13 3.1.2 校园自然情况 . 13 3
2、.1.3 网络拓扑结构 . 14 3.1.4 信息 点分布及统计 . 16 3.2 IP 地址规划 . 17 3.2.1 IP 地址规划目标 . 18 2 3.2.2 IP 地址规划原则 . 18 3.2.3 校园网 IP地址规划方案 . 18 3.3 VLAN 设计 . 19 3.3.1 VLAN 概述 . 19 3.3.2 VLAN 类型 . 21 3.3.3 VLAN 划分 . 23 3.3.4 VLAN 之间通信 . 25 3.4 网络流量分析 与设计 . 26 3.4.1 网络流量的特性 . 26 3.4.2 网络流量设计模型 . 27 3.4.3 网络流量分析计算 . 30 第四章
3、 布线系统设计 . 31 4.1 综合布线系统设计 . 31 4.1.1 综合布线系统标准 . 31 4.1.2 设计范围 . 32 4.1.3 设计 要求 . 32 4.1.4 设计步骤 . 32 4.2 布线系统设计方案描述 . 33 4.2.1 工作区子系统 . 33 4.2.2 水平布线子系统 . 34 4.2.3 垂直主干子系统 . 34 4.2.4 管理子系统 . 35 3 4.2.5 设备间子系统 . 35 4.2.6 建 筑群主干子系统 . 36 第五章 设备选型 . 37 5.1 网络设备的选择原则 . 37 5.2 核心层设备 . 38 5.2.1 核心层设备的功能 . 3
4、8 5.2.2 核心层设备的选择 . 38 5.2.3 核心层设备的配置 . 39 5.3 汇聚层设备 . 40 5.3.1 汇聚层设备的选择 . 40 5.3.2 汇聚层设备的配置 . 41 5.4 接入层设备 . 41 5.5 路由器介绍 . 42 5.6 防火墙介绍 . 43 5.7 服务器选型 . 44 第六章 总 结 . 46 参考文献 . 47 4 第一章 校园网概述 1.1 项目背景及现状 在当今信息产业蓬勃发展的今天，信息已经成为一种关键性的战略资源，计算机技术 在人们的生活中已经起到了越来越重要的作用。校园作为知识基地和人才基地，它理应成为代表信息产业应用最成功的典范。一所成
5、功的学校不仅在学术上、教育上要力争上游，更应在管理上上一个台阶。利用各种成熟的技术带动学校各单位、各部门的电脑化管理，通过校园信息网，将各处的电脑联成一个数据网，实现各类数据的统一性和规范性；教职员工和学生可共享各种信息，进行各种信息的教流、经验的分享、讨论、消息的发布、工作流的自动实现和协同工作等，从而有效地提高学校的现代化管理水平和教学质量，增强学生学习的积极性、主动性，为信息时代培育出高 素质的人才。在学校中建立计算机网络已经是十分迫切的需要。 高等院校除了作为人才培养基地外，也是重要的科研基地，每年有大量的课题在高校中进行，研究人员需要收集资料、与同行交流研究心得等，促使研究的进展，作
6、为全球最大的信息源和交流方式，计算机网络正是最合适的选择。 随着计算机技术、网络技术的发展，网络设备的价格不断下降；同时国家各级政府对于教育的投入不断增加，大量计算机进入了校园，组建校园网不仅是十分迫切的工作，可行性也非常高。 5 1.2 建设目标 现今的网络系统包括网络交换机以及叠加其上的语音、数据、视频装置以 及可变化的软、硬件应用。它的开放式设计意味着更好的整体化及高品质应用的能力。提供的带宽可适合话音、图像、数据的传输，这种带宽结合设备厂商优秀网管模式，可以向用户提供面对面的通讯。在建设校园网时，要达到以下目标： (1) 在校园内部实现资源高度共享，为教学、科研、管理提供服务，为计划、
7、组织、管理与决策提供基础信息和科学手段； (2) 支持教育教学改革，提高教育技术的现代水平和教育信息化程度、为学校教师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境； (3) 实现办公自动化，提供与上级教育部门、社会、家庭之间通讯的出入 口，提供电子函件、公告牌和教育教学信息查询等服务，提高工作效率和管理水平； 总之，校园网的建设能 促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平，为学生提供了一个实践的环境，为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库。 然而，校园网络管理应用系统 支持的是一个不断多元化的网络应用系统设备组合，用以支持其日常运作和实现其长远目标。系统设备、管理者及使用者之间的联系
8、必须是亲密无间的，自觉而透明的，从而具备较强的扩展性。所以，这需要学校和我们共同设计建成一个先进的多媒体校园网络系统而努。 6 第二章 校园网设计原则 2.1 网络系统概述 第一期工程： 根据学校建筑物的分布在校园内敷设光纤缆线和网络电缆，形成了覆盖全校所有楼群的计算机网络，在学校任何一点只要有联网需求都可以就近上网。根据学校的规模来估计计算机总的台数，从而决定校园网主干交换能力。 第二期工程：在完成第一期工程的基础上，实现校园网建设的目标，达到支持多媒体教学的最初预定目标，如：视频的教学节目、视频网络会议、学术报告、实时点播等都可以在网上实现。为教师学生进行与网络有关的课题提供实验环境，为今
9、后大量采用网络多媒体化教学、科研打基础。 2.2 网络设计原则 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。 2.3 网络组网技术的选择 目前，可用于校园 LAN（局域网）的技术有 Ethernet（以太网）、 Fast Ethernet（快速以太网）、 Gigabit Ethernet（千兆位以太网）、 Token-Ring（令牌环网）、 FDDI（光纤分布式数据接口）和 ATM（异步传输模式）。 Ethernet作为几年前主干网组网的主要技术，现在主要被用于工作组级 组网，使网
10、络交换到桌面工作站。 Fast Ethernet是一种非常成熟的7 组网技术，造价很低，性能价格比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建 Intranet网的首选技术。快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。 Gigabit Ethernet技术已成为大型 Fast Ethernet的升级目标。虽然Fast Ethernet和 Gigabit Ethernet因采用 CSMA/CD的介质访问控制方式而广泛地存在着 “ 广播风暴 ” 的问题，但可以用更好的传输介质和交换设备予于克 服，其突出的优点是兼容先前的设备投资 ,师生的网络应用及培训更易进行，网络
11、的可管理性和扩展性也很好。 ATM是一种快速分组交换技术，它在 WAN（广域网）上体现的强大功能和在 LAN上的成功应用， 是多媒体应用系统的理想网络平台 ，均以事实说明了它的技术的先进性。在 ATM中，不同速率的各种数据，如：语音、图像、视频都被分成标准的 53字节的信元，以光纤作为传输通道，避免了以太网中的 “ 广播风暴 ” ，提升了网络的整体性能。但是 ATM不兼容以往的以太网投资，其管理和操作有异于传统的以太网平台，故不适用于以太网的升级改造。 从网 络应用、维护、安全和扩展方面而言， Gigabit Ethernet和 ATM在实际应用中得到了广泛的采用。 本方案中选择使用百兆以太网
12、和千兆位以太网技术。主干为千兆网， 10M/100M自适应或 10M交换到桌面。其理由是： (1) 以低廉的价格提供高带宽。千兆位以太网提供 10倍于快速以太网的性能而价格远远低于其 10倍，与 ATM相比，其价格则远远低于 622Mbps的 ATM。 8 (2) 良好的兼容性和管理的简单性。 ATM必须使用局域网仿真才能与现有的网络设施兼容。在网络系统管理的技术要求上，千兆以太网比 ATM要简单得 多。 (3) 能保证服务质量。目前普遍认为：合理组织的千兆位以太网永远不需要考虑 QoS管理，这也是千兆位以太网的宗旨 。 (4) 支持千兆以太网的第 3/4层交换机的出现。这大大地增强了千兆以太
13、网在园区的地位，原来认为的以太网的一些不足，如对多媒体应用的支持、灵活的网络拓扑结构和多链路负载均衡、基于标准的虚拟网等，已被新的技术和标准所解决。 2.4 以太网技术 2.4.1 以太网介质访问控制技术 以太网采的介质访问方式是带有冲突检测的载波监听多路访问（ CSMA/CD）技术和冲突避免（ CSMA/CA）技术。 1.载波监听多路访问技术 /冲突检测 （ CSMA/CD） 在以太网中，同一时刻只允许一个节点发送信息。在这种模式下，当发送者在以太网上发送数据之前要先检测，以确定以太网是否“闲”，即网上无数据传输。如果没有数据传输，则发送信息 ,不需要进行其他认可 ;如果说在太网“忙”，即正
14、在传输数据，则发送者要等待一段时间，再尝试发送。这一过程称为“冲突检测”。 2.载波监听多路访问技术 /冲突避免（ CSMA/CA） CSMA/CA不如 CSMA/CD流行，在 CSMA/CA 技术中 ,计算机发送数据前会发出一个警示信息，表明自己 想发送数据。这样 ,计算机就可以避免冲9 突 ,但是这也会使网络的性能变慢。 2.4.2 以太网标准 以太网可以使用粗同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光纤等多种介质进行连接，并且在 IEEE802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准。 表 2-1 常见以太网标准的比较 特性 10Base-5 10Base-2 10Base-T 1
15、0Base-F 数据速率 /Mbps 10 10 10 10 信号传输方式 基带 基带 基带 基带 最大传输距离 /m 500 185 100 2000 传输介质 50 粗同轴电缆 50 细同轴电缆 UTP 光缆 拓朴结构 总线型 总线型 星型 点对点 2.4.3 快速以太网 快速以太网是在 10Base-T 和 10Base-F 技术的基础上发展起来的具有 100Mbps 传输速率的以太网。其访问控制方式遵循 IEEE802.3u 的基本标准，保留了 CSMA/CD协议，只是将延时从 100ns 降到 10ns，将传输速率提高到 100Mbps，所以 10Mbps以太网可以非常平滑地过渡到快
16、速以太网。 表 2-2 100Base-T 传输介质类型 规格 介质类型 连接器类型 应用场合 最大传输距离 /m 100Base-T4 4对 3类或 5 类 UTP双绞线 RJ-45 连接器 网络的水平布线环境 100 100Base-TX 2对 5灰 UPT双绞线或 2 对 STP 双绞线 RJ-45 连接器 100 100Base-FX 2 束光纤 SC 型连接器 建筑物主干电缆 2000 10 2.4.4 千兆以太网 1996年 3 月， IEEE802委员会成立了 IEEE802.3z 工作组，专门负责千兆以太网及其标准的制定，并于 1998年 6 月正式公布了千兆以太网的标准。千兆
17、以太网是对以太网技术的再次扩展，其数据传输速率为1000Mbps，与以太网和快速以太网完全兼容，从而使得原有的 10Mbps 和快速以太网可以方便地升级到千兆以太网。 表 2.3 千兆以太网支持的传输介质类型 规格 介质类型 连接器类型 应用场合 最大传输距离/m 1000Base-LX 50 m 多模光纤 SC 连接器 主干建筑电缆和园区互联 550 62.5 m 多模光纤 SC 连接器 550 9 m 多模光纤 SC 连接器 5000 1000Base-SX 50 m 多模光纤 SC 连接器 水平建筑电缆 550 62.5 m 多模光纤 SC 连接器 275 1000Base-CX 150
18、屏蔽双绞线 9 芯 D 型连接器 设备群集的互联 25 1000Base-T 5 类，超 5 类 UTP RJ-45 型连接器 网络的水平布线环境 100 1000Base-LX 是用长波激光作信号源的传输介质， 1000Base-SX 是用短波激光作信号源的传输介质， 1000Base-CX 适用于交换机与交换机之间、交换机与主服务器之间的短距离连接。 1000-T 标准的制定可使百兆以太网平滑地升级到千兆以太网。同时千兆以太网弥补了 10Mbps以太网和快速以太网的不足。 千兆以太网以其完善的标准、良好的 兼容性和高性价比得到了越来越广泛的应用。随着越来越多的网络新技术应用于以太网，千兆以太网的应用正在从核心走向边缘。千兆以太网已经从最初网络主干的连接应
