某校图书馆网络系统集成设计方案.doc
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1、兰州职业技术学院(信息工程系)毕业设计(论文)课 题 某校图书馆网络系统集成设计方案所属教学单位 电子与信息工程系 专 业 计算机网络技术 2013年 12 月 5 日兰州职业技术学院(信息工程系)毕业设计(论文)任务书课 题 某校图书馆网络系统集成设计方案 2013年9月20 日至2013年12月20日共10周专 业 计算机网络技术 年 级 11A网络2班 姓 名 所属教学单位负责人(签字) 指 导 教 师 (签字) 年 月 日word文档 可编辑复制课题来源自拟课题课题的目的、意义目的:1、掌握网络系统集成的主要内容、程序、方法及有关规范;2、使学生可以学以致用,加强学习的同时与实践相结合
2、;3、培养认真执行国家规范及使用技术资料解决实际问题的能力;4、提高绘制布线施工图的能力;5、培养发现及解决问题的能力,为以后的工作和学习打下坚实的基础。意义:由于计算机技术迅猛发展,日益成熟的Internet技术使现代计算机网络信息系统的概念与传统典型的局域网络概念已经发生了很大差异,传统局域网仅需进行简单规划设计既可实施,而当今的网络信息系统,特别是企业级的计算机网络信息系统集成则必须进行详细、周密的规划和设计,才能使网络信息系统达到建设目的。要求1、根据用户要求和CAD结构图合理的进行综合布线系统的设计和网络功能设计;2、利用Visio画出综合布线系统设计图,要求在图中标注出设备间、管理
3、间的位置,在图中画出综合布线的走线及网络设备的安放位置;3、根据综合布线系统的设计,计算出使用的材料,包括交换机、路由器、网线、水晶头以及相关材料的统计,计算并给出总预算;4、根据网络功能设计,使用Cisco Packet Tracer 5.3.3仿真实现所设计的内容;5、整理所有材料并撰写论文。课题主要内容及进度第一周:大量阅读相关文章,搜集资料,根据相关建筑图纸,确定整体思路。由组长为小组成员分配任务,开始论文前的准备工作;第二周:确定论文的题目,并写出论文目录和大概的提纲;第三周第五周:根据CAD图纸画出Visio图,设计出布线方案(包括网络信息点的位置),合理设计综合布线的各子系统,以
4、及合理的网络系统集成方案,形成论文初稿;第六周第八周:计算所需的材料,进行概预算,并根据设计方案进行仿真;第七周第十周:整合论文材料,撰写论文正文,并将初稿交予老师审阅,直至最后定稿。word文档 可编辑复制摘要由于计算机和网络应用的日益普及,各高校行政办公及教学管理的方法、方式和手段也发生着巨大的变化。兴起于20世纪80年代的校园网,为高校图书馆的建设以及发展提供了更加富有创意的解决办法。它不仅能更加有效合理地利用现有资源,且能够使高校图书馆更适应信息时代的发展要求。新建图书馆是否具有先进的、完整的弱电系统是衡量其建设水平的一个主要标志。为了满足目前和今后的需要,绝大多数学校在建设时都将图书
5、馆的弱电系统放在一个很主要的位置。图书馆的数字化建设已经成为国家信息化重点发展的方向之一。图书馆作为人类知识传播领域的文献信息(知识)中心,其信息资源的开发利用程度将会深远影响知识经济的发展进程。这就给图书馆提出了新的要求:实现对电子媒体和传统纸介质的集成管理,跨越物理局限为读者服务,实现从信息服务到知识服务的转化。而实现这一切就必须借助信息技术手段,建设一个图书馆网络就成了首要目标。因图书馆网络建设是一项涉及多种信息技术的系统工程,因此对于资金实力和技术力量有限的院校来说,寻找一套行之有效的规划实施及运行管理方案是摆在学院管理者面前的难题。本文将从系统设计、综合布线系统构成及设计、机房设等几
6、个环节来探讨图书馆网络规划及建设的相关问题。本文介绍了高性能图书馆网络建设需考虑的网络选型、综合布线、硬件需求、技术实现等方面的问题。关键字: 数字化建设,电子媒体,图书馆网络,综合布线系统构成及设计word文档 可编辑复制目录第1章 绪论11、需求分析12、设计目标13、网络系统设计建设的目标24、网络系统设计建设的原则2第2章 网络平台设计41、图书馆网络的总体设计与规划42图书馆网络具体设计与规划63、设备及工程预算94、网络硬件平台及相关操作115、后期技术支持及服务116、本方案的主要特点127、图书馆综合布线要注重的问题12第3章 系统安全131、应用系统的安全技术132、病毒防护
7、的主要技术133、无线网安全13总结15参考文献16致谢17word文档 可编辑复制第1章 绪论1、需求分析图书馆的网络建设包括图书馆局域网建设以及该网与校园网主干的互联,局域网将以交换式千兆以太网为主干,具有独享100M带宽到桌面的星形拓扑结构。从数字化图书馆的要求来看,图书馆网络不仅要传送文本,还要支持语音、视屏等时间延迟敏感型的大信息量流媒体应用,因此对网络的带宽及响应性的要求很高。这就要求网络设备具有较大的交换容量以及对Qos数据库等技术的良好支持。同时从实际出发要求在图书馆局域网中遇到划分VLAN来建立逻辑子网,合理地处理逻辑子网间的连接、划分和安全性设计是保障图书馆网络可靠、稳定工
8、作的关键。图书馆建设将设置300个信息点。图书馆一楼、二楼和三楼各设有一个配线间,同时二楼的配线间兼做图书馆主配线间。从图书馆到校园网网络中心以及各配线间之间的链路属于主干链路,采用光缆连接(要求1000M)。对于主干光纤,从图书馆主交换机到校园网网络中心的核心交换机以及从图书馆主配线间到各配线间采用的是多模光纤,传输千兆以太网信息,主干网络要求高带宽、大吞吐量。因此主干交换机应选择具有较高交换背叛的高速率三层交换机,这样才能保证在网络流量高峰时不会形成网络瓶颈,避免造成流量拥塞和数据包丢失的现象。作为网络主干链路汇聚点的图书馆中心交换机,必须能划分若干虚拟子网和物理子网,同时还须具备良好的第
9、三层交换机能力和升级扩展能力。主干网络中心交换机是整个网络的关键设备,如果出现故障将导致主干网路的瘫痪,影响整个图书馆网络的正常工作,因此设计方案中必须考虑建立一定的容错措施。在中心交换机上要有电源、风扇、模块等关键部件的冗余配置,还应有良好的扩充性和必要的端口冗余。1.1组网需求采用成熟的组网技术,保证最优性价比。采用简单、清晰的网络拓扑结构,保证网络的稳定和高性能。1.2设备需求可扩展性强,通过增加新的模块和设备解决网络需求的增长,实现网络的平滑扩容。设备稳定可靠,性能高,能耐受一定程度的大数据量的冲击和安全问题干扰。设备具备多功能支持,要求能够采用较少的投资实现较多的功能。1.3网络安全
10、需求针对校园网学生比较活跃,易发生IP地址盗用、账号盗用、计算机入侵等安全问题,要求能够实现端到端的网络安全解决方案。1.4网络管理需求采用方便、灵活的管理方式、支持分层次的IP管理。2、设计目标总体设计是图书馆网络建设的总体思路和工程蓝图,是搞好图书馆网络建设的核心,因此首先必须对本馆的性质、任务、应有需求、发展思路有一个明确的了解,对社会信息化环境和发展前景有一个清醒的认识,在此基础上对本馆的网络建设水平提出一个准确的定位,并围绕应用要求来安排图书馆网络建设的实施步骤。其具体设计思路可围绕整个网络系统的设计目标和原则、网络技术的选择、主干交换机的选择、服务器的选型、系统结构设计等方面来进行
11、。作为大学图书馆,必须建设快速、便捷、安全和稳定可靠的网络系统,应能够适应当前信息技术高速发展的要求,满足各种计算机应用系统和网络多媒体应用技术的要求,有高度的系统兼容性和扩展能力,并保证系统有一定的先进性,使系统在相当的时间范围内仍能满足应用的需求。进行图书馆自动化总体设计,首先是进行对象研究和需求调查,弄清学校的性质、任务和改革发展的特点,对图书馆的信息化环境进行准确的描述,明确系统建设的需求和条件;共次,在应用需求分析的基础上,确定图书馆Intranet服务类型,进而确定系统建设的具体目标,包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标;第三,是确定网络拓扑结构和功能,根据应用需求、
12、建设目标和图书馆各部室分布特点,进行系统分析和设计;第四,确定技术设计的原则要求,如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求;第五,规划安排图书馆自动化建设的实施步骤。随着网络技术的发展,图书馆自动化、数字化以及网络化的发展也越来越快,图书馆工作的运行模式、业务管理、文献信息资源的服务对网络的依赖程度也越来越大,特别是近年来随着数字图书馆的诞生,对网络的要求也越来越高。与其他网络相比,图书馆网主要有这样几个特点:具有极高的可靠稳定性、可扩展性、可管理性,具有高速度和高带宽,满足流介质媒体、远程学习等对带宽和数据敏感的实时应用。3、网络系统设计建设的目标图书馆从传统模式过渡大现
13、代阶段,主要表现在管理手段的自动化、存储方式的数字化、运行环境的网络化及服务形式的多样化。根据这一特征,现阶段其网络建设的总体目标确定为:使用高性能的计算机系统设备和成熟的管理应用软件,充分利用先进、实用的网络设备和网络技术,通过结构化布线,建设一个覆盖整个图书馆区域的安全、稳定、高效的现代化计算机信息网络系统,用于对馆藏信息资源的管理、加工和组织上网,实现馆内业务自动化;向国内外网上读者提供检索、查询、阅读、下载等无偿或有有偿服务;与其它信息网交换信息,进行网上信息的二次整理开发;实现图书馆业务系统的网络化,完成与校园网的互联互通,以满足我校学科建设和人才培养对信息的需求,为学校教学科研提供
14、方便快捷的文献信息服务,为实现图书馆的数字化、信息化提供一个稳定、高效的网络平台。这一目标的提出应结合图书馆的实际状况,重点应体现在建立一个良好的信息网络环境上。目前,基于网络的声音、图像等多媒体应用日益增加,这对网络服务质量比如带宽延迟、延迟的变化等有很高的要求。图书馆网络系统建设充分考虑到上述因素,建立了由三层交换的千兆位以太网为核心的、能够满足各种类型数据传输、具有很好服务质量、规模可扩展的高性能计算机网络系统。4、网络系统设计建设的原则建立一个良好的网络环境需要遵循以下设计原则:4.1先进性与成熟性网络建设应适应图书馆的发展及网络通信技术的更新换代。因此,在主机选择、网络结构设计、网络
15、设备配备、网络管理方式等方面应具有先进性,采用既先进又成熟的技术,发挥最佳的集成效果,以保证整个网络系统在相当一段时期内处于先进水平。并充分考虑今后对数据、语音、视像等多媒体应用的支持,既要保证系统得先进性,也要兼顾技术上的成熟性。4.2实用性和经济性方案设计时应对本馆现状和需求有充分的了解,即既能对已有的设备加以利用,保护原有投资,又能集中财力,提高薪购设备的档次,获得良好的性能价格比,在有限的投资中构造一个性能最佳的实用性系统。同时,系统能够提供多种业务的同时传输与综合,如语音、图形、图像等多媒体业务。性能高度稳定、可靠,具有较好的容错能力,具有灵活的虚网划分能力和强大的第三层交换能力。4
16、.3可管理性采用集成式结构化配线系统,模块化的设计,集中分散的配置,使网络系统得设备、安全性、数据流量、性能等能得到很好的监控和控制,并可进行远程监管和故障诊断,整个网络系统简单明了,运行、维护及管理成本低。4.4标准化与开放性。在使用新技术的同时考虑技术的国际标准化,严格按照国际标准设计。网络协议采用ISO及IEEE、ITU-T、ANSI等国际标准化组织制定的标准和协议,采用符合国际和国家标准的网络设备,采用开放性的网络体系,以方便今后对稳拿管理的升级、扩展和互联,确保在网络扩充时在结构上不做或少做改动。4.5高可靠性严格依照网络工程的技术规范要求,设计一个具备网络诊断、测试和在线故障恢复能
17、力,关键设备、线路能够做到实时备份和自动故障切换的网络,为用户提供24H不间断的网络访问能力。4.6安全性实现内网的安全控制和与外网的安全互联。网络系统应能够提供一套完整的安全防范措施,防止由于操作人员的误操作以及系统中的某些故障而造成的数据被破坏或系统得误动作。网络系统应能够防止系统外部成员的非法侵入以及操作人员的越级操作。第2章 网络平台设计1、图书馆网络的总体设计与规划1.1有线网络拓扑结构图书馆总的拓扑结构图如下所示,采用星型拓扑结构。图2-1为了防止广播风暴等问题以及实现网络的安全性、适应性强、和网络的分割等优点,把图书馆的网络划分成7个VLAN。1.2图书馆无线网络拓扑分析针对学校
18、图书馆的需求分析,NETGEAR提供了整套高性能网络方案。该图书馆的无线覆盖我们分为两层结构:接入层和汇聚层。接入层主要有无线AP构成,用来实现用户无线终端的接入;汇聚层主要有无线网桥构成,主要用来实现将各个无线AP接入的信号汇聚到图书馆网络出口。在保证覆盖的基础上,为了降低可能的故障率,汇聚层的无线级联层数要求越少最好。因此在本方案中,部分楼层将通过一级网桥直接将AP的信号汇聚至网络出口。根据前面提到的图书馆无线覆盖的原则,我们将整个图书馆先进行分组覆盖,第一层为第1组,第二层为第2组,以此类推。其他第2组通过架设在图书馆中心无线网桥,实现与架设在图书馆有线网络中心机房的通信,第1、3、4、
19、5组采用直接将架设在有线网络的边缘的无线网桥通过一级网桥直接汇聚至网络出口。覆盖采用如下图所示的方式:图2-5 各楼层无线覆盖方式五个分组中1、2、3、5组各有七到十个区室,排列和结构类似。整个网络的拓扑结构如下图所示:图2-6 网络拓扑结构图整个网络呈星形拓扑结构,我们在每层需要进行无线覆盖的区域选择最佳地点放置无线热点AP,放置时保证无线信号覆盖的范围,力求楼层内最少布点,最大覆盖范围。每层所布置的AP 通过超五类屏蔽双绞线连接到中心机房的交换机上实现集中管理。2图书馆网络具体设计与规划2.1技术选择根据需求为图书馆建立一个OSPF(Open Shortest Path First)的快速
20、以太网络,实现网络的功能特性,可伸缩性,可适应性,可管理性以及节约成本和提高效率。OSPF是一个动态链路状态路由选择协议,它使用一个链路状态数据库(LSDB)来构建和计算达到所有已知目的地的最短路径。它使用Dijkstra的SPF算法根据LSDB中的信息计算路由。OSPF度量标准(代价)的缺省值是基于带宽的,其计算代价的公式表示如下:代价=基准带宽/接口带宽快速以太网的度量是1,OSPF中代价的最小值是1。OSPF属于无类路由选择,使得IP地址空间得到更加有效的使用并且减少了路由流量。无类路由选择有如下的特点:一个路由选择出口可能匹配一批主机、子网或网络地址;路由选择表更加短小;如果不使用Ci
21、sco快速转发,交换性能会有更大提高;路由选择协议流量减少。图书馆,有很多需要对外提供公共服务的服务器,如门户服务器、DNS服务器、邮件服务器等,如果将这些服务器直接放置在Internet上,则很容易受到攻击。为此我们将这些提供公共服务的服务器全部放置在防火墙的DMZ区域。在防火墙上设置一个DMZ端口,在DMZ区域放置一台交换机,该交换机通过2条千兆光纤与2台防火墙的DMZ端口联接,而所有的公共服务器则全部接入到该交换机上。2.2具体规划为图书馆申请分配了一个NETWORK ID(172.16.2.0/24),划分成4个VLAN。划分VLAN的好处主要有三个:(1)端口的分隔。即便在同一个交换
22、机上,处于不同VLAN的端口也是不能通信的。这样一个物理的交换机可以当作多个逻辑的交换机使用。(2)网络的安全。不同VLAN不能直接通信,杜绝了广播信息的不安全性。(3)灵活的管理。更改用户所属的网络不必换端口和连线,只更改软件配置就可以了路由配置:一楼汇聚二楼汇聚1二楼汇聚2三楼汇聚四、五、六楼汇聚七楼汇聚3、设备及工程预算表2.1 预算参考列表设备名称单价(元)数量总价(元)Cisco三层交换机11018111018Cisco二层交换机6500639000Lenovo计算机3300150495000双绞线11.5(/米)6000米60009000布线工具及工程造价约 10000元总计 ¥
23、5510183.1无线AP选型从需求分析上面我们了解到整个无线网络的用户结点数量为300个,设备所需总带宽为16.2G。根据每个阅览的面积300m2(长30m,宽10m)、用户节点数75个,需求分析中我们已经选择出了适合本次方案的协议802.11g.根据802.1g协议传输速率为54MB/S(理想值)进行计算可以得出每间阅览室的总传输速率为225MB.无线AP的传输速率为108MB/S。每间阅览室安装两个无线AP的传输速率为216MB,根据实际情况了解到阅览室内不可能每个人都同时拿着笔记本电脑上网,即使是每个人都同时上网,也就是上网速率也不会影响用户正常上网。3.2服务器选型本次方案中需要架设
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