图书馆网络设计方案

图书馆网络设计方案
华南师范大学增城图书馆网络构建方案设计
概述
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。

一、需求分析
(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。

(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。

(3) 网络安全需求
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。

(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。

增城学院图书馆网络结构及各层平面图如下：
·主楼：
——五楼电子阅览室（104台），办公室及会议室（7间）；
——四楼读者查询（4台）；
——三楼读者查询（4台）；
——二楼读者查询（4台）；
——一楼读者查询（2台），图书馆管理员（3台）。

·附楼：
——领导办公室（院长、党委书记、各系部办公室及其他功能办公室19间）。

二、技术选择
根据需求为图书馆建立一个OSPF(Open Shortest Path First)的快速以太网络，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Cisco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。

三、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。

主楼1—4楼17台PC机接交换机0，5楼电子阅览室可用2台交换机堆叠接PC机，每5—7台PC机用集线器连接，领导办公室若有多台PC机也用集线器连接，再接到交换机上，附楼从主楼接一个交换机过去，每间办公室若有多台PC机，则用集线器连接。

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4个VLAN。

四、网络设计与规划
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：
交换机配置：
Switch 0:
(1)划分vlan：
(2)把端口静态地划分到vlan中：
(3)trunk配置：
Switch 1:
(1)划分vlan：
(2)把端口静态地划分到vlan中
(3)trunk配置：
Switch 2:
(1)划分vlan：
(2)把端口静态地划分到vlan中
(3)trunk配置：
五、调试验证
以PC3（172.16.2.15/24）为例：
①PC3（172.16.2.15/24）(VLAN 5)ping PC3（172.16.2.16/24）(VLAN 5)
②PC3（172.16.2.15/24）(VLAN 5)ping PC2（172.16.2.8/24）(VLAN 2)
③PC3（172.16.2.15/24）(VLAN 5)ping PC0（172.16.2.110/24）(VLAN 3)
④PC3（172.16.2.15/24）(VLAN 5)ping PC5（172.16.2.211/24）(VLAN 4)
⑤PC3（172.16.2.15/24）(VLAN 5)ping PC6（172.16.2.222/24）(VLAN 5)
六、设备及工程预算
主要设备实物图如下所示：路由器：
交换机：
计算机：
集线器：
双绞线：
设备名称单价（元）数量总价（元）Cisco路由器11018 1 11018 Cisco交换机6500 4 26000 Lenovo计算机3300 150 495000 双绞线1~1.5（/米）4000米4000~6000
集线器120 20~25 2400~3000 布线工具及工程造价约10000元
总计≈￥551018
七、后期技术支持及服务
管理和保护OSPF网络，OSPF网络的管理如同其安全一样重要,实现管理应用公认的常见技术SNMP（简单网络管理协议）和MIB（管理信息库）随着网络配置和使用的增加，网络管理正日益变成许多组织关注的焦点。

网络管理是所有网络中的一项关键任务。

防御直接针对网络设备的攻击，任何UDP诊断服务和TCP诊断服务都可以使用的网络设备全部都应该通过防火墙保护，或者至少禁用这些服务。

对一台Cisco路由器而言，可以通过使用下面这些全局配置命令来实现这一操作：
no service udp-small-servers
no service tcp-small-servers
心得体会
课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

随着科学技术发展的日新日异，计算机网络技术已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握计算机网络技术是十分重要的。

此次课程设计，从理论到实践的过程中，我不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

[参考资料]
[1]老师课件；
[2]Douglas er:《计算机网络与因特网》；
[3]Thomas M.Thmas II,CCIE No.9360《OSPF网络设计解决方案（第二版）》。