中学计算机网络规划.doc
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1、*实践教学*兰州理工大学计算机与通信学院2011年春季学期计算机网络 课程设计题 目:中华路中学计算机网络规划专业班级: 信管2班 姓 名: 学 号: 103602 指导教师: 梁 成 绩: 摘 要中华路中学校园网对外将实现与教育科研网信息中心相连;对内实现与校内各部门进行通信。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。中华路中学是定西市的一所教学和教研力量较强的中学,为了提高工作效率和水平,有必要建立一个全校范围内、有效、实用和快速的计算机网络,这是迈向校园信息化和现代化的第一步。本文从中华路
2、中学的需求分析入手,阐述了校园网的应用特点,网络产品如何满足校园网用户的多方面需求,以及怎样维护校园网的正常运行。计算机网络和数据通信发展迅速,全国都通过建成的公用数据通信网享用各种数据库资源和网络设备资源,为发展高新技术和国民经济服务做出巨大贡献。该设计方案主要完成对中华路中学校园网络的布线组网及解决方案。主要介绍了中华路中学校园网中主干传输网和Internet接入网的组网,所要完成的是组网的整个过程。重点的说明了校园网的设计思想、网络拓扑图、难点技术和解决方案。关键词:网络拓扑图;IP划分;主干网;网络管理前 言校园网是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段,是解决信息时代教育
3、问题的基本工具。校园网建设的目标主要是建立以校园网络为基础的行政、教学及师生之间交互式管理系统,逐步建立学校信息管理网络,实现办公自动化;为开展网上远程教学、多媒体交互式立体教学模式的探索提供高速、稳定的支持平台;逐步建立计算机辅助教学、计算机辅助考试等系统,为实现多媒体课件制作网络化,教师备课电子化、多媒体化打好基础;保证网络系统的开放性、可持续发展性。校园网的建设是现代教育发展的必然趋势,建设校园网不仅能够更加合理有效地利用学校现有的各种资源,而且为学校未来的不断发展奠定了基础,使之能够适合信息时代的要求。校园网络的建设及其与Internet的互联,已经成为教育领域信息化建设的当务之急现代
4、办学条件的学校必须建立完善的服务于教育教学的计算机校园网、信息库。校园网为学校的教学、管理、办公、信息交流和通讯等提供综合的网络环境。校园网的使用,使学校的教育、教学研究和管理工作跨上一个新台阶,我们可以充分利用现有计算机资源,实现信息交流和软硬件资源的共享,实现学校办公、管理、教学的现代化。校园网是当今信息社会发展的必然趋势。它是以现代网络技术、多媒体技术及Internet技术等为基础建立起来的计算机网络,一方面连接学校内部子网和分散于校园各处的计算机,另一方面作为沟通校园内外部网络的桥梁。校园网为学校的教学、管理、办公、信息交流和通信等提供综合的网络应用环境。要特别强调的是,不能把校园网简
5、单的理解为一个物理意义上的由一大堆设备组成的计算机硬件网络,而应该把校园网理解为学校信息化、现代化的基础设施和教育生产力的劳动工具,是为学校的教学、管理、办公、信息交流和通信等服务的。要实现这一点,校园网必须有大量先进实用的应用软件来支撑,软硬件的充分结合是校园网发挥作用的前提。中华路中学校园网建设的目标是建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心,以现代网络技术为依托,技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络,将学校的各种PC机、工作站和终端设备连接起来,并与有关广域网相连,在网上宣传自己和获取网上的教育资源。形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统,在此基
6、础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境,开发各类信息库和应用系统,为学校各类人员提供充分的网络信息服务。整个高速多媒体校园网建设的原则是经济高效、领先实惠,既要领先一步,具有发展余地,又要比较实惠。 校园网是集计算机技术、网络技术、多媒体技术于一体的系统,能够最大限度地调动学生对教学内容的参与性以及积极性。中华路中学校园网建设的目标是建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心,以现代网络技术为依托,技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络,将学校的各种PC机、工作站和终端设备连接起来,并与有关广域网相连,在网上宣传自己和获取网上的教育资源。形成结构合
7、理、内外沟通的校园计算机网络系统,在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境,开发各类信息库和应用系统,为学校各类人员提供充分的网络信息服务。整个高速多媒体校园网建设的原则是经济高效、领先实惠,既要领先一步,具有发展余地,又要比较实惠。 校园网是集计算机技术、网络技术、多媒体技术于一体的系统,能够最大限度地调动学生对教学内容的参与性以及积极性。III目 录摘 要I前 言II第1章 企业描述1第2章 需求分析32.1 校园网络现状及需求32.2 带宽(核心层、(部门层、)桌面)42.3 子网与VLAN规划42.4 实现的信息服务52.5 应用程序62.5.1 办公信息管理系统软件6
8、2.5.2 教学管理系统软件62.5.3 图书管理系统72.5.4 远程教育系统72.5.5 校园网通讯服务系统72.6 存储系统分析82.6.1 数据量82.6.2 访问流量82.7 系统及数据安全分析82.8 QoS92.9 网间隔离9第3章 拓扑图及方案整体描述113.1 主干网传输方案设计113.2 Internet接入方案113.3 远程访问支持133.4 子网划分与VLAN设定133.5 网间隔离方案设计153.6 存储方案163.7 设备选型163.8 软件183.9 信息服务方案183.10 综合布线方案19第4章 网络管理23第5章 系统主要设备报价24参考文献25课程设计总
9、结26致 谢27第1章 企业描述中华路中学 是甘肃省定西市的一所普通高中。占地11亩,位于友谊北路末段临近中华路100米处(北接友谊北路,东临中华路)。该校始为独立初中,1988年设高中部,现在是安定区城区惟一的完全中学。现有教学楼两栋,多媒体教室一栋,实验综合办公楼一栋,学生公寓一栋;教学班44个,高中20个,初中24个;学生近4000名,高中2200多名,初中1700多名。教职工198人。近年来,学校先后建成多座教学楼,实验楼及学生微机室。为了实现教育教学现代化,学校需要建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心,以现代网络技术为依托,技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要
10、楼宇的校园主干网络,形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统,在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境,开发各类信息库和应用系统,为学校各类人员提供充分的网络信息服务,以适应新世纪素质教育的需要。校园网为园区网,楼群间子系统采用光缆连接,可提供千兆位的带宽,有充分的扩展余地。在此设备间放置布线的线架和网络设备,端接楼内来自在各层的主干线缆,并端接连接网络中心的光纤。在校园网中不仅有普通业务,还有校园网关键业务,如校务管理系统、高性能计算等,这是各个学校特有的应用。教学活动和教学过程中的大量视频和音频数据的传输是校园网络的关键问题,采用高速以太网、光纤建立校园网络,千兆为主干,
11、百兆到桌面。学校建筑物布局相对分散(最远楼间距超过100米)。学校主要布线环境为:办公楼,教学楼A,教学楼B,图书馆与机房,学生宿舍楼。中华路中学布局图如下:图书馆和机房 教学楼A办公楼宿舍楼教学楼B大门 中院后院水房南信息点分布位置介绍,如表所示:大 楼楼层信息点信息点合计图书馆和机房1:图书馆4102:计算机教室43:网络中心2教学楼A1:教室 301602:教室办公室50教学楼B1:教室302:教师办公室50办公楼8080学生宿舍200200合计450450表1-1 中华路中学信息点分布第2章 需求分析2.1 校园网络现状及需求有许多学校很早就开展了计算机辅助教学,并建立了大规模的 计算
12、机实验室,学校拥有计算机上千台,但由于目前各个系统都是自己组建自己的内部网络,采用的软件平台、硬件平台和网络结构各不相同,因此随着学校网络发展和各个学校之间互联网络的建成,现有的网络结构与水平已经不能适应高速发展的信息网络建设,主要表现在:1 由于网络应用系统是各系根据本系自己的教学、实验、工作的需求组建的,因而各种信息既有大量的冗余,又有相互冲突。同时由于各套网络系统的开发单位不同,技术水平参差不齐,因此信息的规范化程度低,各部门信息无法共享,交互操作的难度很大。2 各办公室、各工作终端有自己的传输线路,传输速率不等,速率低且安全性、可靠性差,不利于统一管理,随着工作终端的增多,此问题将日益
13、突出。3 由于当时组建网络时都是由本专业自己开发,因此存在多种机型,多种操作系统,多种协议,网络异构等情况。所以很难实现资源共享、系统互访、统一管理,对于后期的开发难度很大,这将影响实现办公自动化。4 由于大部分系统没有实现客户机/服务器模式。因此系统远程互访时,需要较大的带宽。5 由于校园内计算机之间对Internet都只能通过自己使用拨号网络方式连接,尽管目前学校已经拥有了自己的Internet网络出口于自己的IP地址,这些优势资源大家还是不能实现共享。6 随着多媒体教学、远程教育、图像监控等业务的开展,校园网本身的业务范围不断扩大,对学校的网络性能提出了新的要求。 由于现有应用系统存在上
14、述缺陷,而实际发展需求不可能在短时间内对所有网络系统进行更换,因此必须对目前的现状和需求进行科学分析,制定出全局网络的规划,既能满足发展,又要容纳现有系统,具体要求如下:1 提供各种灵活多变的联网方式,系统要有一定的壳扩容性和可扩展性。2 提供高速平台与足够的带宽,为将来的OA系统、图像系统、Internet/Intranet、远程教学、多媒体教学应用等系统提供一条可靠、健壮的信息高速公路.3 必须对整个校园网进行有效地集中资源管理和网络管理。2.2 带宽(核心层、(部门层、)桌面)中华路中学对计算机网络的应用主要是多媒体教学和办公自动化,通过计算机网络这种先进的技术手段,实施多媒体、交互式、
15、内容丰富、形象生动的教学,以培养出能适应社会需求的具有专业技能的人才。根据这一实际应用情况,我们分析在网络上传输的信息是音频、视频、数据相结合的信号,这样对网络的带宽需求就较高,因此,必须对网络带宽和网络的使用性能进行分析,以保证网络满足用户应用的需求。为适应学校将来对各种网络应用的需求,另外随着技术和工艺的进步,考虑到目前各类布线材料在价格方面比较接近,因此拟对所有信息点都使用双绞线连接,每个信息点可实现不低于100Mb的带宽,当网络规模比较大,网络用户比较多,网络中的多个用户同时发起音频、视频信号和其它各种数据信号的传输时,往往会对网络带宽带来压力,令网络带宽不堪负荷,造成网络拥塞,严重时
16、会导致阻塞,使网络通信停顿。为了解决网络拥塞问题,必须对各种网络技术进行选择,以符合用户对网络实际应用所提出的各项要求,以最高的性价比,实现网络功能。2.3 子网与VLAN规划VLAN不仅可以将物理上互连的网络在逻辑上划分为多个互不相干的网络,而且还可以减少冲突域,解决网络中的广播问题,从而提高网络的效率。逻辑上划分的子网在功能上与传统物理上划分的子网相同。子网的划分有以下几种,基于端口的VLAN划分:这种划分是把一个或多个交换机上的几个端口划分一个逻辑组,这是最简单、最有效的划分方法。该方法只需网络管理员对网络设备的交换端口进行重新分配即可,不用考虑该端口所连接的设备。基于MAC地址的VLA
17、N划分:MAC地址其实就是指网卡的标识符,每一块网卡的MAC地址都是惟一且固化在网卡上的。MAC地址由12位16进制数表示,前8位为厂商标识,后4位为网卡标识。网络管理员可按MAC地址把一些站点划分为一个逻辑子网。基于路由的VLAN划分:路由协议工作在网络层,相应的工作设备有路由器和路由交换机(即三层交换机)。该方式允许一个VLAN跨越多个交换机,或一个端口位于多个VLAN中。 就目前来说,对于VLAN的划分主要采取上述第1、3种方式,第2种方式为辅助性的方案。由上可知,划分子网可以根据交换机的端口,MAC地址,IP地址来划分,中华路中学的网络规划设计中采用IP地址来划分子网。2.4 实现的信
18、息服务中华路中学校园网在信息服务和应用方面应满足以下几个方面的需求:(1)信息共享:学校的各种资料,各种信息,如图书资料,教学资料,一些最新的学校公告等可通过网络进行查询。 (2)成绩管理:包括与每次考试相关的成绩信息录入、修改、浏览、查询等功能,具有成绩管理功能操作权限的用户可输入、输出与成绩相关的信息,如可打印输出学籍卡片、单科成绩、学期成绩。(3)课程管理:编排课表,并提供冲突校验,择任意的组合条件查询课表(可选项包括班级名称、星期几、课程名等)。 (4)计算机网络实现多媒体教学。如电子幻灯片、多媒体交互教学、电子白板等。(5)办公自动化。通过运用先进的计算机技术实现办公自动化,使学校的
19、各种行政、财务、日常办公等计算机化,提高学校的办事效率。(6)信息交流。可通过连接Internet实现与外部资讯的交流和沟通,从而获取当今世界的最新信息。(7)档案管理:管理教工和学生档案,包括教工基本信息、政治面貌、社会关系、职称历史、履历、参加培训记录等,包括学生基本信息,所受奖罚等。 (8)WEB文件浏览服务:校园网的主要功能是WEB服务,也就是学校教育网站的服务。我们学校的网站建设从4个方面发挥作用:把学校网站做成对外宣传的窗口。把学校网站建成为学校教学工作的平台,逐步实现无纸化办公。把学校网站建成教师和学生展示自己才华的平台。学校网站建设成多方沟通的平台。(9)电子邮件功能:校园网信
20、息平台应有功能强大的邮件系统,可以为每个使用者建立自己的信箱,安全保密又极大地方便了通信。许多事务处理均可以通过邮件提醒,高效便利。(10)FTP文件传输服务:FTP文件传输是学校校园网使用的一个重要服务,建立了FTP服务后,将大大方便教师文件的传输和管理,以及学校资源库的建立。给各科室建立独立的帐户,像校长室、教导处、教科室、总务处等都有帐户,方便资料文件的上传。FTP文件传输服务与互联网开通,无论走到哪里,我们的教师只要能上网就能随时读取自己需要的文件,真正实现异地办公。2.5 应用程序在对中华路中学校园网的需求分析后,我们最后必须要有相关的软件设备来实现其基本的服务功能,在软件设备这方面
21、,根据分析将来的校园网要实现办公自动化,教学管理自动化,在线信息的共享,必需在服务器端安装相关的应用程序。如:办公自动化系统,教学管理系统,网上教学辅助系统等。学校有自己的一套内部网络通讯软件,用于员工之间方便的通讯交流,并且有自己的数据库,和数据库管理软件,做为校园的各种数据存储。还有各个部门根据自己的实际情况,可以在自己的服务器上安装相应的应用系统,如部门内部的人事管理系统等。未来课根据学校的需求,在动态增加服务器的基础上可相应的增加应用系统来扩展整体系统的功能。 2.5.1 办公信息管理系统软件办公管理信息系统是在WINDOWS NT操作系统上,以SQL Server为平台运行的。由于使
22、用了最先进操作系统和开发技术,本系统对资料存储的可靠性和安全性提供了全面有效的保护;强大的功能设置,使烦琐而枯燥的日常管理工作变得简单快捷。2.5.2 教学管理系统软件教学管理系统软件是专为校园网用户开发的针对课件及课件素材进行开发、管理、应用的系统软件,它提供对课件资源、课件素材资源方便、有力的管理维护。它可以作为校园管理系统的一部分,亦可以作为独立的系统为用户服务。它通过将课件文件、课件素材文件存放在校园网服务器的共享目录上,并由管理软件统一进行管理,从而实现全学校范围内的信息资源共享,使课件及课件素材更好地为教员服务,为教学服务。2.5.3 图书管理系统图书管理系统是基于INTERNET
23、和INTRANET开发的二十一世纪的数字化图书馆管理系统。该系统除提供了图书编目、图书流通、图书检索、图书总帐等功能外,还提供了电子图书、网上阅览等特有功能,为各类图书馆管理提供全面的服务。2.5.4 远程教育系统远程多媒体网络教学系统是架构在Internet或Intranet网络上采用目前最先进的多媒体技术开发出来的远程多媒体教育系统。该系统分为五个独立的模块:教学及管理模块、考试及管理模块、讨论组模块、聊天室模块和电子白板模块。 在课程设计方面,远程多媒体网络教学系统为网上课程提供了良好的交互性。若是纯粹的资料传递,靠函授就能实现,而学生真正需要的是如同面对面效果的针对性辅助和启发,只有在
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