校园网络的规划与设计

校园网络的规划与设计

摘要：本文主要从校园网建设的需求分析、校园网建设目标、组网技术要求、网络设计要求、方案整体设计、网络设备选型、设备配置、网络规划、网络计费与服务系统到校园网应用系统等方面进行了比较详细的分析与描述，对准备建设校园网和进行网络升级的学校具有一定的参考价值。

关键字：网络设计、网络设备、交换技术、校园网应用系统

由于计算机及网络技术的不断发展，极大地推动了校园网的建设，各高校及其中小学都在筹备建设校园网，希望通过校园网的建设，增加硬件的投入，改善办学条件，提高教学、科研和管理水平，提高办学质量。校园网的建设对于学校来说是一项大的工程，必须精心设计、精心施工，做到经济适用，技术先进、开放性能良好、投资强度合理、与国内外网络互联、能长期、稳定运行的高性能的校园网络。

一、需求分析

校园网必须具备教学、管理和通讯三大功能。教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行教学和科研工作；学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；通过网上学习学会信息处理能力。学校的管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享，因此，校园网的建设必须有明确的建设目标。校园网的总体设计原则是：开放性采用开放性的网络体系，以方便网络的升级、扩展和互联；同时在选择服务器、网络产品时，强调产品支持的网络协议的国际标准化；

可扩充性从主干网络设备的选型及其模块、插槽个数、管理软件和网络整体结构，以及技术的开放性和对相关协议的支持等方面，来保证网络系统的可扩充性；

可管理性利用图形化的管理界面和简洁的操作方式，合理地网络规划策略，提供强大的网络管理功能；使日常的维护和操作变得直观，便捷和高效；

安全性内部网络之间、内部网络与外部公共网之间的互联，利用VLAN/ELAN、防火墙等对访问进行控制，确保网络的安全；

投资保护选用性能价格比高的网络设备和服务器；采用的网络架构和设备充分考虑到易升级换代，并且在升级时可以最大限度地保护原有的硬件设备和软件投资；

易用性应用软件系统必须强调易用性，用户界友好，带有帮助和查询功能，用户可以通过Web查询。

校园网的组网技术一般有以下选择：

主干网技术的选择

主要选择千兆（适合于高校）或百兆以太网技术来构建校园网络，对两层结点和桌面微机的接入也采用快速以太网，建立一个基于多层、全交换的虚拟园区网。

校园网在设计上应具备以下特性才能够满足需求，并保证建成后的网络在一个较长的时间内具有较强的可用性和一定的先进性。

1、高性能与技术先进性

校园网网络系统要求具有较高的数据通信能力和较大的带宽；并在主干网上提供较强的可扩展性。为了及时、迅速地处理网络上传送的数据，网络应有较高的网络主干速度。

2、高可靠性

网络要求具有高可靠性，高稳定性和足够的冗余，提供拓扑结构及设备的冗余和备份，为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，要避免网络出现单点失效。在网络骨干上要提供备份链路，提供冗余路由。在网络设备上要提供冗余配置，设备在发生故障时能以热插拔的方式在最短时间内进行恢复，把故障对网络系统的影响减少到最小，避免由于网络故障造成用户损失；

3、安全性

校园网作为一个支持众多用户、同时和INTERNET/CERNET存在连接的网络，网络安全性在整个网络中是个很重要的问题，应该采用一定手段控制网络的安全性，以保证网络正常运行。网络中应采取多种技术从内部和外部同时控制用户对网络资源的访问。网络系统还应具备高度的数据安全性和保密性，能够防止非法侵入和信息泄漏。4、可管理性

强有力的网管软件是有效地进行网络管理的助手，网管软件应能够支持对网络进行设备级和系统级的管理，并能支持通用浏览器进行网络设备的管理及配置。灵活的设置每个用户对Internet访问功能，能够对每个用户实行管理；并且能够实现计费管理。

5、可扩充性

随着应用规模的不断扩大，要求网络可以方便地扩充容量，支持更多的用户及应用；随着网络技术的不断发展，网络必须能够平滑地过渡到新的技术和设备，保证现有的投资。

6、VLAN划分

根据校园网的实际需求，属于同一部门的工作人员可能在不同的建筑物中，但需要在一个逻辑子网内。网络站点的增减，人员的变动，无论从网络管理，还是用户的角度来讲，都需要虚拟网技术的支持。因此在网络主干中要支持三层交换及VLAN划分。在整个网络中使用虚拟网技术，以提高网络的安全性和灵活性。

7、多层交换技术

通过三层交换技术，特别是基于硬件的第三层交换，可以充分地利用交换机的包处理能力，实现真正的线速交换。

8、对多媒体应用的支持

校园网要求具有数据、图像、语音等多媒体实时通讯能力；并在主干网上提供足够的带宽和可保证的服务质量，满足大量用户对带宽的基本需要，并保留一定的余量供突发的数据传输使用，最大可能地降低网络传输的延迟。整个网络在服务质量、预留宽带设置、合理进行带宽管理方面应提供优良的品质。

二、方案整体设计

校园网设计主要包括以下部分：校园内部主干网设计、广域网互联设计、拨号网络设计、服务器系统设计、校园网应用系统设计。

设备选型主要从以下几方面考虑：

1、网络设备选型

在网络设计时应选用扩充能力和升级能力比较强的网络设备，如Cisco、3COM和INTEL公司的网络设备，国产的交换机、路由器等网络设备有较高的性价比，应该也在选择之列。主要考虑网间网互联技术和产品供应商，能为客户提供可靠、可用、先进、安全而又易于管理的产品。所选用的交换机应支持设备管理、VLAN划分等。

2、服务器平台选择

SUN服务器和HP服务器或者国产的联想、浪潮服务器都有很好的开放性和互连性，可以作为服务器硬件的选择。

在主机系统建设中，选用UNIX与WindowsNT相结合的方式：用UNIX服务器作为外部WWW服务器、FTP、PROXY、DNS服务器以及网管工作站；用NT服务器作为数据库服务器和应用服务器，为用户提供友好的界面。

校园网的网络拓扑结构：校园主干网采用一台千兆多层交换机作为中心交换机，配置多台二层交换机作为二级交换机；

在网络中心配置多台工作站，一台网管工作站，一台作为连入INTERNET/CERNET的路由器，同时在路由器上配置相应的拨号访问模块供拨号用户访问校园网；

二级交换机通过千兆光纤上连到主干交换机上，构成星形的拓扑结构，使得主干网具有较好的可扩展性和可管理性；下属站点采用10/100M接入方式，可以实现100M到桌面。

网络中心的设备配置各高校可根据方案的“需求分析”部分，本着实用、高效的原则进行选型、配置（含二级接点和其他接点交换设备的选择）。

对所有系统内的用户，IP地址规划由网络中心统一规划；对于上公网的用户，需要进行IP地址转换（NAT），即将内部私有地址转换为公有IP地址。这样的好处是既节省了有限的公有IP地址资源，又对外屏蔽了内部的网络，有利于网络的安全管理。

校园网广域网的设计主要考虑如何实现和INTERNET、CERNET的互联。

校园网的拨号网络，主要目的是解决校内和校外零散用户以及出差在外的临时用户的接入服务。访问网中的技术关键是拨号访问服务器的选择和对拨号上网用户的安全控制。要求路由器有简单的防火墙功能，具有良好的扩展性，即以后拨号用户的扩展，其它公网的接入等。根据实际需要，能够不断增加拨号用户的数量。