网络管理课程设计--安徽工程大学大学学生宿舍网优化方案设计

安徽工程大学学生宿舍网优化方案设计
一、需求分析
高等学校和网络的关系十分密切，网络最初是在校园里进行实验并获得成功的，许多网络新技术也是首先在校园网中获得成功，进而才推向社会的。

另一方面，作为“高新技术孵化器”的高校，是知识、人才的高地，资源十分丰富，比其他行业更渴求网络新技术、网络新应用，希望能有一个高性能、稳定、可靠的校园网来促进自身在研究、学术上的进步。

1当前校园网存在的问题
校园网建设已经有十多年历史了，很多学校的校园网，都存在设备老化、品牌混杂、私拉乱接等现象。

加上前几年院校合并，几张校园网拼成一张校园网，导致很多院校的校园网运行十分不稳定，问题多多，网管中心忙于应付网络突发故障，苦不堪言。

2网络优化的目标
1) 从互连型网络向可管理网络过渡
2) 从可管理网络向可信任网络过渡
3) 从匿名制网络向实名制网络过渡
二、拓扑示意图
1.简化拓扑示意图（局域网）
2. 局域网模型
3. 安徽工程大学校园网拓扑全图
三、设计方案
1.网络优化的三段论
网络优化包括“平台优化、管理控制、资源整合”的三个不同的内容与阶段，具体说明如下：
⑴平台优化。

首先是对网络承载平台进行硬件设施的优化，从设备选型、重整架构着手，建造一个高性能、高带宽、稳定可靠的校园网承载平台。

⑵管理控制。

其次通过强化网络管理与接入认证，达到净化网络应用环境，优化网络空间的目的，让垃圾信息没有用武之地。

让真正的应用大行其道。

⑶资源整合。

整合目前零星的网络应用，在网络平台的基础上，实现“三网合一”、“远程教育”、“网络课堂”等典型应用，让网络为知识插上腾飞的翅膀。

2平台优化
核心层优化设计
建议在每个校区设置一台核心交换机。

原来的核心设备，由于处理能力逐渐不能满足核心设备的需求，因此，建议下移到汇聚层，做汇聚设备。

每个校区的核心交换机，通过校区间的单模光纤组成ZESR以太环网或全互连网状连接，选择一个校区的核心交换机作为主核心交换机，和出口路由器连接。

对于大型校园网来说，核心层逐步采用路由型骨干网的模式来建设核心层。

汇聚层优化
现有校园网络主要依靠堆叠的方式来进行汇聚。

在信息点的数量较少的情况下，采用
堆叠的方式有简便易行的优点。

但是当信息点数量增加的时候，多达7、8台48口设备进行堆叠，将导致出口交换机的处理能力大大超过负荷。

从而严重影响网络性能。

因此，建议在信息点较少的楼宇，采用堆叠方式组网，结构简单清晰。

在信息点数量较大的学生宿舍，建议采用楼宇汇聚的方式。

在每栋楼宇各有一个汇聚节点，汇聚节点上连核心交换机，各接入交换机通过ZESR以太环连接到汇聚交换机，同时通过百兆连接各信息点。

采用汇聚交换机的优点：当网络流量继续增大的时候，一旦万兆接口价格下降到适当水平的时候，可以把汇聚-核心之间的链路升级到万兆，从而大大增加网络的扩容能力。

合理划分功能子网
校园网应用极为丰富，相对来说，大致分为学生宿舍、办公行政、教学科研、数字图书馆、一卡通、教工宿舍等不同类型的网络，为了保证正常教学科研办公的正常进行，有必要对学校网络进行适当的功能划分，分成不同的功能子网，在子网间访问设置相应的控制策略，从而保证各个功能子网的正常运行。

根据校园网规模的不同，可以采用不同的技术来划分功能子网。

小型校园网拓扑简洁，可以采用VLAN的方式来划分;中型校园网存在数量不等的分校区，形成了一定规模的校园网骨干层，可以通过MPLSVPN技术来划分不同的子网;大型校园网网络规模庞大，分校区众多，可以通过划分物理子网和MPLSVPN相结合的方式来合理划分功能子网。

接入层优化
接入层设备，应考虑如下几个方面：
①802.1x认证支持能力。

由于校园网采用802.1x认证计费方式，因此，接入层设备对802.1x的支持能力就显得尤为重要。

②VCT线路测试。

由于接入链路十分分散，是维护工作量最大的部分，采用VCT线缆测试功能，可以有效减少网络维护的工作量，是重要的考虑因素。

③端口隔离。

每个用户只能纵向传递信息，而不能横向访问。

这是网络安全的保证。

④设备噪音。

由于接入层设备数量巨大，因此如果设备噪音很大，会影响网络管理人员的身心健康，采用静音设备，是一个很好的选项。

⑤防雷性能。

尽管校园网大部分布线都是在室内布置，但是，在雷电多发季节，雷电对接入层设备的危害，仍然是维护工作的重中之重。

防雷性能，是衡量接入层设备的重要指标。

网络出口优化
大学校园网有Cernet和运营商出口，未来可能还有IPv6出口或者其他一个或多个ISP 接入，为了分担流量和提高访问的响应速度，可对校园网内部访问外部资源的流量进行负载分流和相互备份，策略路由和负载均衡的工作，建议由专用出口路由设备担任。

安全部分采用防火墙+IPS的策略，将防火墙设置成透明模式来对出口进行防火墙功能，同时启用IPS侦测网络非法操作。

可在防火墙或路由器上启用NAT以实现教育网IP地址访问公众网资源时的地址转换。

考虑到有校外访问校内服务器的需求，因此，可以在出口部分，设置独立的DMZ区域。

DMZ区域的出口和入口，均通过防火墙进行隔离，从而有效阻止了校外非法访问对校园内服务器的破坏的危险。

网络优化时推荐采用支持IPv4/IPv6双栈路由协议的路由器做为出口路由器，该路由器可以实现策略路由、负载均衡、NA T、IPv6骨干网接入等功能。

综上所述，就是采用电信级设备、电信级设计、电信级技术来建设一个电信级的校园网络平台。

3.管理控制
有了一个高性能的网络平台，还要有强有力的网络管理与控制系统，来控制网络中非法操作与垃圾信息泛滥的情况。

实名认证策略
ZTE实名认证策略是以ZXISAM用户认证管理系统为基础，配合承载网中的网络认证设备实现的，包括用户接入认证、用户定位、用户信息复合绑定、防代理私接、DHCP策略服务、用户终端管理等功能模块组成。

其中用户接入认证、用户定位、用户信息复合绑定、防代理私接、DHCP策略服务这些功能模块都是为了保证合法用户的安全接入，防止非法用户进入网络。

用户终端管理功能则包括了用户终端软硬件资产管理、终端系统补丁管理、终端用户行为控制以及文件策略管理。

通过用户终端管理功能，可以有效保证资产清晰、补丁完整、行为可控、文件安全。

灵活计费策略
·支持包月、时长或有限时长包月、流量或有限流量包月、预付时长、预付流量、实时扣费、卡业务、封顶、增值服务等计费方式，网络管理员同时可以自定义计费策略，如设
置优惠时段、对不同的用户、不同的增值服务类型可采用不同的计费策略和资费标准等。

·支持包月、包日方式时，对于当月、当日没有认证使用情况不计费，依次顺延
·支持包月情况下，根据不同开户日期，采用不同的当月资费标准。

·支持Keepalive报文，支持中间记帐报文、开机记帐报文等，避免用户呆死、交换机死机情况的计费信息丢失。

·支持网管、计费平台的二次开发功能
网络管理策略
网络管理系统是校园网络中非常重要的一部分，通过一套功能完善的网管系统，可以有效地对整个网络进行配置、监控、定位故障、部署安全策略等，达到使整个网络成为一个可管理、高性能、高可用性的系统。

实现统一的网络管理，数据网管平台功能包括拓扑与视图管理、故障管理、性能管理、配置管理、安全管理、策略管理、资源管理、日志管理、系统管理等。

可对网络实行集中监测、分权管理，并统一进行资源分配，并提供流量统计分析和故障自动报警，为网管决策提供依据。

网络安全策略
·支持PORT+VLA·+IP+MAC的绑定，保证用户的安全。

·支持基于端口、VLA·的用户地址数目限制
·完善的ACL，提供基于VLA·、以太网类型、用户MAC、IP地址、应用以及端口的安全控制功能，支持基于时间的ACL功能
·支持VLA·隔离功能，控制对用户资源的访问
·支持PVLA·、UpLinkPort的端口隔离方式，隔离用户的之间的直接访问
·支持DHCPSnooping/Relay、DynamicARPInspectio·功能，防止用户私接DHCPServer，防止IP地址冲突、IP地址盗用
·支持DHCPOptio·82，VBAS功能，支持用户和端口、接入交换机等元素绑定功能，提供对用户的端口反查、对上网信息的反溯和追查功能
·设备具备抗病毒、防攻击能力(DOS/DDOS攻击、端口扫描、源路由攻击、IP碎片攻击、DNS/ICMP/RIP/SY·攻击等)
·支持安全联动功能，支持动态策略下发、支持IDS联动功能、支持IDS日志，保护全网的安全
·配置硬件防火墙与IDS，保障内网的安全
·具备完善的日志功能，支持向日志服务器导出，具备日志冗余功能
·利用数据容灾技术，保护关键数据
·支持容错技术，如双机备份、故障恢复、双电源备份等
部署QoS的策略
校园网解决方案应具备具备完善的Qos保证能力，网络设备应选择具备强大业务感知能力，支持L2～L7的复杂流分类，支持基于端口、VLA·、802.1P、DSCP、MPLSEXP 优先级，支持CAR功能，支持三色带宽保证，支持流量监管、流量整形，支持PQ、CQ、WFQ、WRED等多种拥塞管理和拥塞避免算法，支持流镜像、流量统计、SFLOW，从而能够保障教学和管理正常稳定运行。

对于网络教学等多媒体业务，可以采用组播的方式进行传送，节省网络带宽，该校园网解决方案支持全网组播的开展，支持IGMP、DVMRP、PIM-SM/DM等多种组播协议，支持IPTV可控组播管理方案，保障教育视频、音频等组播内容的高质量传输。

IPv6过渡策略
现有的IPv4网络是一个巨大的网络，只有是保护已有投资基础上的IPv6部署才是一个好的部署方案。

网络中的不同路由器分别在不同的层次上。

在部署IPv6时，要避免对已有的设备浪费，避免影响已有的用户和网络，保护用户的投资。

IPv6的业务是影响IPv6应用的一个重要因素。

在部署IPv6设备时，要保证已有的IP 业务，使得其平滑的过渡到IPv6的网络中。

另外，在开发IPv6的设备的同时，应该开展IPv6业务的研究。

IPv6和IPv4间良好的过渡机制也会方便IPv6的部署。

在开发和研究IPv6的设备时，应该提供完善的过渡机制，尽可能的方便IPv4和IPv6之间的访问。

根据上述因素，对IPv6的部署应该从边缘开始逐步过渡到核心，要提供平滑的网络过渡策略，保护用户的投资。

4.资源整合
整合零散信息系统
信息应用系统是指利用网络体系控制信息的有序流动，实现信息资源的共享，更有效地形成、整理、使用各类信息，分成内部信息建设、外部信息建设。

内部信息是指封闭在校园内部的各类信息资源，对内部信息的建设包括校园办公系统、校园内部主页、内部电子邮件、多媒体教室、电子图书馆系统、校园管理系统、内部信息服务系统等;外部信息是指与校园外部相互交流的信息，对于外部信息的建设包括外部主页、电子邮件、远程教学等学等。

网络教学——IPTV
对于网络教学等多媒体业务，可以采用组播的方式进行传送，节省网络带宽，该校园网解决方案支持全网组播的开展，支持IGMP、DVMRP、PIM-SM/DM等多种组播协议，支持IPTV可控组播管理方案，支持视频点播，保障教育视频、音频等组播内容的高质量传输。

远程教育
有了高性能的网络平台，加上强有力的QoS做保证，开展远程教育就有了良好的基础。

数字图书馆
数字化图书馆建设方兴未艾，建设相对独立、安全可靠、性能卓越的数字化图书馆是目前数字化校园建设的重要任务。

四、总结
校园网优化方案通过“平台优化、管理控制、整合资源”三个优化手段提供了一个可管理、可信任的校园网络蓝图，该校园网方案支持TriplePlay多业务融合，实现数据(DA TA)、语音(VOIP)、视频(VOD)的承载。

可以对Email、FTP、网页浏览、视频会议、视频广播、视频点播、V oIP等各种不同的应用类型的数据流分配各自所需的网络带宽，保证各种实时多媒体应用的服务质量(QoS)。