拓扑结构分析与设计
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Байду номын сангаас
2、灵活性 双环状树型结构的FDDI可以通过增加或拆除集中器，很方便地扩大或者 减少网络的规模。在严格的布线场合，网络的规模是根据用户的需求自 由决定，而不应为了适应网络拓扑结构的需求而设计，集中器固有的灵 活性可以允许用户自行决定网络的增长变化。双环树结构还允许用户在 不分隔网络节点的情况下，进行一定的增加、移动和改变工作，这种在 线灵活性与EIA/TIA568标准布线方案是一致的。 3 可用性 由双环树拓扑结构组成的网络容错性较好，在单个或多个故障点的情 况下仍可维持正常工作，这一点对连接站点非常实用。这种结构还允许 多个站点从网上拆除。而不会影响其它站点的正常使用。各局域网段间 的FDDI集中器选择CISCO公司的WS-C1400；WS-C1400可堆叠 FDDI/CDDI工作组集中器结合了工作组集中器的紧凑性和模块化HUB的 多用途特点，支持多种接口卡，因而配置紧凑又灵活。 特点： 可配置的为4-32口的FDDI/CDDI集中器 特有的数据流产生功能在诊断时能产生高达100Mbps的数据 流 IP地址可用BOOTP服务器配置 广泛的管理特性：可由Workgroup Director来管理；支持 SNMP、SMT7.3、MIBII、FDDI、MIB、CISCO专有的MIB； SMB窗口可观察环上任何设备的SMT参数；环映射功能可用 来查看连接到同一个FDDI环上的所有设备的顺序列表。 端口：8个SM光纤接口卡。 每个局域网的主机服务器可直接以DAS方式接入FDDI；使用一个 CISCO 7507路由器与整个全国校园网相连，同时路由器7507DAS接入WSC1400的M口；每台Catalyst 5000交换机以DAS入WS-C1400的M口。这 样既能保证高负荷的网络设备有足够带宽，又能保证重要设备的冗余连 接。 也可由Catalyst 5000交换机提供的交换100M的端口连入骨干网中。 校方原有的计算机网络设备经Catalyst 5000交换机桥接入FDDI骨干网。 另外对于数据量和原由网络比较规模比较小的局域网段，可以采用 Catalyst 3000交换机，Catalyst 3000可有效地应用在中小型工作组交换 环境，由于自身具有交换堆叠能力的灵活型，也适合于大规模的应用环 境。同样对于使用小规模的局域网段，也可以采用使用CISIO2511的路 由器代替CISCO 7507。
到位时间 计划阶段
计划阶段
计划阶段
执行阶段
立项阶段
执行阶段 执行阶段
2需求调查
2.1业务现状 学校拥有计算机上千台，但由于目前各个系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连网络的建成，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、由于各网络应用系统是各系根据本系自己的教学、实验、工作的需
特点，对学校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；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校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，确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求、建 设目标和学校主要建筑分布特点，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，规划安排校园网建设的实施步骤。
主干网是负责学校各个局域网之间的数据传输，信息发布，资源共享， 学校以后的BBS，办公自动化系统，VOD系统，远程教学系统， INTERNET接口，与其他兄弟学校的数据交换都将运行在这个网络上， 因此，主干网的好坏直接影响到以后网络系统的运行效率，速度快慢, 网络性能等参数。因此，建立一条高速的、多能的、可靠的、易扩展的 主干网络，解决目前存在的带宽问题，和适应未来发展的需要是校园网 建设中一个重要的课题。 校园内各个局域网之间通信采用基于美国CISICO公司的Catalyst 5000交 换机的快速交换式以太网。Catalyst 5000是能支持所有主要网络技术的 模块化结构的交换机。它是为数据中心提供高密度局域网交换的理想设 备。它包括一个1.2G bps的数据交换主干，最多可支持98个交换的以太 网端口或50个交换的快速以太网端口。可通过交换口，原有系统可无逢 地纳入整个骨干网之中。新增的系统可利用100M口，提供100M高带 宽。用户可利用其内在的CISCO IOS功能，它可提供虚拟网络和多层交 换的能力，组成灵活的VLAN。Catalyst 5000交换机通过FDDI端口，以 DAS方式接入整个校园网FDDI。Catalyst 5000交换机还提供ATM模块接 口，在未来伸级到ATM网络。 Catalyst 5000交换机的特点如下： 1.2G bps带宽，每秒超过一百万个包的交换能力 所有端口都是全交换的 支持三个用户可定义的优先级别队列 支持16000个有源MAC地址 24M HZ 68EC040网络处理器支持SNMP 支持在Catalyst内部或与其他Catalyst之间形成虚拟网络，最多达1024个 VLANS 所有VLAN支持IEEE802.1D生成树算法，以支持容错连接 选择模块： 1个快速以太网端口 2个单模FDDI双连接端口 12个快速以太网端口 每个校园网段区域之间可以采用直达单模光纤，采用技术最成熟的高速 的FDDI技术。它可提供带宽高达100M。能满足企业级要求。 FDDI的网络结构选用双环树型拓扑结构，它具有如下独特之处 1、带宽利用率高 环型拓扑使网上站点可以公平地使用网络所提供的带宽，不存在竞争问 题。即使在重负荷的情况下运行，传输效率也不会有明显下降。
教学楼
Internet
防火墙 路由器
中心交换机
主交换机
E-mail服务器
FTP服务器 Web服务器
主交换机 交换机
交换机
主交换机 交换机
交换机
主交换机 交换机
教师专用服务器工作站
3 逻辑设计
对于校园网这种规模大、集成度高的网络，我们建议采用 Client/Server结构模式，即将网络结构建立在各类信息分布处理和集中 管理相结合的方式上；由于将数据处理工作放在各客户机(Client)独立 处理，减轻了服务器（Server)的负担，设备的性能可得到了良好的应 用，而且资源信息可以分布共享、集中管理，使得系统的可靠性、开放 性不单单依赖服务器，互补性很强。这种结构灵活性好，速度快，可靠 性高，是当今流行的网络系统方案。 3.1主干网 主干网在整个校园网络系统中占有举足轻重的地位，它是整个网络的中 枢。
1.1.2人才需求 项目人员需求一览表 具体能力要求
项目组成成员 需求人 数 项目经理 1 具有相当的组织管理能力， 精通项目管理，熟知该项目 的流程及应达到的目的 项目副经理 2 具有一定的组织管理能力， 可以帮助项目经理协调个部 门的合作关系。 需求调研组 5 有吃苦耐劳的精神，对该项 目所需信息能做反复的调查 研究，获取所有效信息。 测试组 3 为人要细心，对测试有浓厚 的兴趣，喜欢钻研，要有一 定的工作经验。 文档组 5 语言表达能力强，能清楚的 表达每个文档的意思，让客 户一看就明白，一目了然。 数据库设计组 2 具备一定的数据库设计能 力，而且要有团队合作精神 技术负责人 3 技术能力强，能负责整个项 目的技术，有领导风范
1、需求分析
1.1需求分析的任务 根据CNNIC 2002年的最新调查结果来看，我国目前的上网总人口已 达4580万，其中学生用户占了26%，是最大的用户群。 另据华为公 司市场部提供的资料，中国网民的普及率是1.2%，但在大学生群体 中的普及率是93%。目前87%学生在网吧上网，97%的学生用201校 园卡打电话。同时，随着国家信息化工作的深入开展，提高教育系统 信息化水平成为当前工作的重点。而校园网建设则是教育系统信息化 建设的关键，尤其是高校校园网建设。在信息化的建设过程中，它的 作用体现在如下几个方面： 1、校园网能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平；信息技 术学科的内容是发展的，它是一门应用型学科，因此，为了让学生学 到实用的知识，必须给他们提供一个实践的环境，这个环境离不开校 园网。 2、校园网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，所以校园网是学校进行教学改革、推行素质教育的一种必不可 少的工具。 3、校园网是学校现代化管理的基础，深入、全面的学校信息管理系 统必须建立在校园网上。 4、校园网提供了学校与外界交流的窗口，学校应将校园网与互联网 联接，这也是学校信息化的要求，做到了这一步，通过校园网去了解 世界、在互联网上树立学校的形象都是很容易的。 教育即未来。作 为国家最重要的战略工程，如何应用信息技术改造我们传统的教学和 管理手段；如何加深学生对于信息化和信息技术的理解与了解；如何 造就同时具备传统和信息双重文化的一代新人，已成为教育界当前最 为紧迫的任务之一。信息技术的应用，势必极大地推进教育手段和教 育内容的革命性变革。 1.1.1社会需求 首先，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
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、各系、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/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，而目前学校已经拥有了自己的INTERNET 网络出口与自己的IP 地址。这使得这些优势资源大家不能实现共享。 6、随着多媒体教学、远程教育、图象监控等业务的开展，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。 2.1.1外部要求 提供E-mail功能、WWW访问服务，加速内外人员间的信息交流和查询 教学资料。远程教学这种崭新形式的教学活动是通过卫星、数据专线等 与国内的教学机构相连，相互之间直接通过网络交流信息，具备观摩教 学、演示、辅导等功能。 2.1.2功能要求 由于现有应用系统存在上述缺陷，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的分 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、不对目前各网络系统做大规模修改，各系自己的网络系统应能平滑 地过渡到整个校园网中。 2、提供各种灵活多变的连网方式，系统要有一定的可扩充性和可扩展 性。
3、提供高速平台与足够的带宽，为将来的OA系统、图象系统、 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。 4、必须对整个校园网进行有效的集中资源管理和网络管理。 5、可以为校园内各个系之间提供邮件服务、BBS服务、文件服务、 WEB服务等多种INTERNET服务。
1、需求分析 1.1需求分析的任务 1.1.1社会需求 1.1.2人才需求 2需求调查 2.1业务现状 2.1.1外部要求 2.1.2功能要求 3 逻辑设计 3.1主干网 3.2广域网络 4、网络物理设计 4.1布线系统设计 4.2 设备间布线设计： 4.2.1建筑系统间的布线： 4.2.2光纤的选择： 4.2.3光纤布线 4.2.4管理子系统的布线： 4.2.5连接设备的选择： 4.3中心设备室的选择： 4.3.1教师公寓设备间选择 4.3.2学生公寓1-3的设备间的选择 4.3.3教学楼各设备之间的选择 4.3.4办公楼设备间的选择 4.3.5垂直子系统的布线： 5、网络管理系统 5.1系统内部各种网络互连 5.2系统的安全性和可靠性
2、灵活性 双环状树型结构的FDDI可以通过增加或拆除集中器，很方便地扩大或者 减少网络的规模。在严格的布线场合，网络的规模是根据用户的需求自 由决定，而不应为了适应网络拓扑结构的需求而设计，集中器固有的灵 活性可以允许用户自行决定网络的增长变化。双环树结构还允许用户在 不分隔网络节点的情况下，进行一定的增加、移动和改变工作，这种在 线灵活性与EIA/TIA568标准布线方案是一致的。 3 可用性 由双环树拓扑结构组成的网络容错性较好，在单个或多个故障点的情 况下仍可维持正常工作，这一点对连接站点非常实用。这种结构还允许 多个站点从网上拆除。而不会影响其它站点的正常使用。各局域网段间 的FDDI集中器选择CISCO公司的WS-C1400；WS-C1400可堆叠 FDDI/CDDI工作组集中器结合了工作组集中器的紧凑性和模块化HUB的 多用途特点，支持多种接口卡，因而配置紧凑又灵活。 特点： 可配置的为4-32口的FDDI/CDDI集中器 特有的数据流产生功能在诊断时能产生高达100Mbps的数据 流 IP地址可用BOOTP服务器配置 广泛的管理特性：可由Workgroup Director来管理；支持 SNMP、SMT7.3、MIBII、FDDI、MIB、CISCO专有的MIB； SMB窗口可观察环上任何设备的SMT参数；环映射功能可用 来查看连接到同一个FDDI环上的所有设备的顺序列表。 端口：8个SM光纤接口卡。 每个局域网的主机服务器可直接以DAS方式接入FDDI；使用一个 CISCO 7507路由器与整个全国校园网相连，同时路由器7507DAS接入WSC1400的M口；每台Catalyst 5000交换机以DAS入WS-C1400的M口。这 样既能保证高负荷的网络设备有足够带宽，又能保证重要设备的冗余连 接。 也可由Catalyst 5000交换机提供的交换100M的端口连入骨干网中。 校方原有的计算机网络设备经Catalyst 5000交换机桥接入FDDI骨干网。 另外对于数据量和原由网络比较规模比较小的局域网段，可以采用 Catalyst 3000交换机，Catalyst 3000可有效地应用在中小型工作组交换 环境，由于自身具有交换堆叠能力的灵活型，也适合于大规模的应用环 境。同样对于使用小规模的局域网段，也可以采用使用CISIO2511的路 由器代替CISCO 7507。
到位时间 计划阶段
计划阶段
计划阶段
执行阶段
立项阶段
执行阶段 执行阶段
2需求调查
2.1业务现状 学校拥有计算机上千台，但由于目前各个系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连网络的建成，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、由于各网络应用系统是各系根据本系自己的教学、实验、工作的需
特点，对学校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；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校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，确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求、建 设目标和学校主要建筑分布特点，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，规划安排校园网建设的实施步骤。
主干网是负责学校各个局域网之间的数据传输，信息发布，资源共享， 学校以后的BBS，办公自动化系统，VOD系统，远程教学系统， INTERNET接口，与其他兄弟学校的数据交换都将运行在这个网络上， 因此，主干网的好坏直接影响到以后网络系统的运行效率，速度快慢, 网络性能等参数。因此，建立一条高速的、多能的、可靠的、易扩展的 主干网络，解决目前存在的带宽问题，和适应未来发展的需要是校园网 建设中一个重要的课题。 校园内各个局域网之间通信采用基于美国CISICO公司的Catalyst 5000交 换机的快速交换式以太网。Catalyst 5000是能支持所有主要网络技术的 模块化结构的交换机。它是为数据中心提供高密度局域网交换的理想设 备。它包括一个1.2G bps的数据交换主干，最多可支持98个交换的以太 网端口或50个交换的快速以太网端口。可通过交换口，原有系统可无逢 地纳入整个骨干网之中。新增的系统可利用100M口，提供100M高带 宽。用户可利用其内在的CISCO IOS功能，它可提供虚拟网络和多层交 换的能力，组成灵活的VLAN。Catalyst 5000交换机通过FDDI端口，以 DAS方式接入整个校园网FDDI。Catalyst 5000交换机还提供ATM模块接 口，在未来伸级到ATM网络。 Catalyst 5000交换机的特点如下： 1.2G bps带宽，每秒超过一百万个包的交换能力 所有端口都是全交换的 支持三个用户可定义的优先级别队列 支持16000个有源MAC地址 24M HZ 68EC040网络处理器支持SNMP 支持在Catalyst内部或与其他Catalyst之间形成虚拟网络，最多达1024个 VLANS 所有VLAN支持IEEE802.1D生成树算法，以支持容错连接 选择模块： 1个快速以太网端口 2个单模FDDI双连接端口 12个快速以太网端口 每个校园网段区域之间可以采用直达单模光纤，采用技术最成熟的高速 的FDDI技术。它可提供带宽高达100M。能满足企业级要求。 FDDI的网络结构选用双环树型拓扑结构，它具有如下独特之处 1、带宽利用率高 环型拓扑使网上站点可以公平地使用网络所提供的带宽，不存在竞争问 题。即使在重负荷的情况下运行，传输效率也不会有明显下降。
教学楼
Internet
防火墙 路由器
中心交换机
主交换机
E-mail服务器
FTP服务器 Web服务器
主交换机 交换机
交换机
主交换机 交换机
交换机
主交换机 交换机
教师专用服务器工作站
3 逻辑设计
对于校园网这种规模大、集成度高的网络，我们建议采用 Client/Server结构模式，即将网络结构建立在各类信息分布处理和集中 管理相结合的方式上；由于将数据处理工作放在各客户机(Client)独立 处理，减轻了服务器（Server)的负担，设备的性能可得到了良好的应 用，而且资源信息可以分布共享、集中管理，使得系统的可靠性、开放 性不单单依赖服务器，互补性很强。这种结构灵活性好，速度快，可靠 性高，是当今流行的网络系统方案。 3.1主干网 主干网在整个校园网络系统中占有举足轻重的地位，它是整个网络的中 枢。
1.1.2人才需求 项目人员需求一览表 具体能力要求
项目组成成员 需求人 数 项目经理 1 具有相当的组织管理能力， 精通项目管理，熟知该项目 的流程及应达到的目的 项目副经理 2 具有一定的组织管理能力， 可以帮助项目经理协调个部 门的合作关系。 需求调研组 5 有吃苦耐劳的精神，对该项 目所需信息能做反复的调查 研究，获取所有效信息。 测试组 3 为人要细心，对测试有浓厚 的兴趣，喜欢钻研，要有一 定的工作经验。 文档组 5 语言表达能力强，能清楚的 表达每个文档的意思，让客 户一看就明白，一目了然。 数据库设计组 2 具备一定的数据库设计能 力，而且要有团队合作精神 技术负责人 3 技术能力强，能负责整个项 目的技术，有领导风范
1、需求分析
1.1需求分析的任务 根据CNNIC 2002年的最新调查结果来看，我国目前的上网总人口已 达4580万，其中学生用户占了26%，是最大的用户群。 另据华为公 司市场部提供的资料，中国网民的普及率是1.2%，但在大学生群体 中的普及率是93%。目前87%学生在网吧上网，97%的学生用201校 园卡打电话。同时，随着国家信息化工作的深入开展，提高教育系统 信息化水平成为当前工作的重点。而校园网建设则是教育系统信息化 建设的关键，尤其是高校校园网建设。在信息化的建设过程中，它的 作用体现在如下几个方面： 1、校园网能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平；信息技 术学科的内容是发展的，它是一门应用型学科，因此，为了让学生学 到实用的知识，必须给他们提供一个实践的环境，这个环境离不开校 园网。 2、校园网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，所以校园网是学校进行教学改革、推行素质教育的一种必不可 少的工具。 3、校园网是学校现代化管理的基础，深入、全面的学校信息管理系 统必须建立在校园网上。 4、校园网提供了学校与外界交流的窗口，学校应将校园网与互联网 联接，这也是学校信息化的要求，做到了这一步，通过校园网去了解 世界、在互联网上树立学校的形象都是很容易的。 教育即未来。作 为国家最重要的战略工程，如何应用信息技术改造我们传统的教学和 管理手段；如何加深学生对于信息化和信息技术的理解与了解；如何 造就同时具备传统和信息双重文化的一代新人，已成为教育界当前最 为紧迫的任务之一。信息技术的应用，势必极大地推进教育手段和教 育内容的革命性变革。 1.1.1社会需求 首先，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
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、各系、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/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，而目前学校已经拥有了自己的INTERNET 网络出口与自己的IP 地址。这使得这些优势资源大家不能实现共享。 6、随着多媒体教学、远程教育、图象监控等业务的开展，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。 2.1.1外部要求 提供E-mail功能、WWW访问服务，加速内外人员间的信息交流和查询 教学资料。远程教学这种崭新形式的教学活动是通过卫星、数据专线等 与国内的教学机构相连，相互之间直接通过网络交流信息，具备观摩教 学、演示、辅导等功能。 2.1.2功能要求 由于现有应用系统存在上述缺陷，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的分 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、不对目前各网络系统做大规模修改，各系自己的网络系统应能平滑 地过渡到整个校园网中。 2、提供各种灵活多变的连网方式，系统要有一定的可扩充性和可扩展 性。
3、提供高速平台与足够的带宽，为将来的OA系统、图象系统、 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。 4、必须对整个校园网进行有效的集中资源管理和网络管理。 5、可以为校园内各个系之间提供邮件服务、BBS服务、文件服务、 WEB服务等多种INTERNET服务。
1、需求分析 1.1需求分析的任务 1.1.1社会需求 1.1.2人才需求 2需求调查 2.1业务现状 2.1.1外部要求 2.1.2功能要求 3 逻辑设计 3.1主干网 3.2广域网络 4、网络物理设计 4.1布线系统设计 4.2 设备间布线设计： 4.2.1建筑系统间的布线： 4.2.2光纤的选择： 4.2.3光纤布线 4.2.4管理子系统的布线： 4.2.5连接设备的选择： 4.3中心设备室的选择： 4.3.1教师公寓设备间选择 4.3.2学生公寓1-3的设备间的选择 4.3.3教学楼各设备之间的选择 4.3.4办公楼设备间的选择 4.3.5垂直子系统的布线： 5、网络管理系统 5.1系统内部各种网络互连 5.2系统的安全性和可靠性