校园网络设计实施方案.ppt
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1、局域网组建、管理与维护第11章校园网络设计实施方案课件制作人:刘永华第第11章章 校园网络设计实施方案校园网络设计实施方案*11.1工程论证与需求分析11.1.1工程项目与论证报告11.1.2网络现状11.1.3用户需求分析与需求分析报告*11.2总体设计方案11.2.1总体设计的指导原则11.2.2网络系统拓扑结构11.2.3网络通信与联网协议11.2.4网络总体结构目标课件制作人:刘永华第第11章章 校园网络设计实施方案校园网络设计实施方案*11.3网络系统详细设计11.3.1系统设计分析的指导原则11.3.2网络布局与传输系统设计11.3.3网络操作系统与应用软件设计11.3.4网络结构
2、化布线系统设计11.3.5网络安全设计11.3.6网络管理与维护设计课件制作人:刘永华第第11章章 校园网络设计实施方案校园网络设计实施方案*11.4网络系统工程实施11.4.1实施部门的协调与组织11.4.2布线工程实施与验收内容11.4.3网络硬件系统的安装与调试11.4.4网络软件系统的安装与测试11.4.5网络系统验收11.4.6用户培训*11.5工程项目实施文档*11.6小结课件制作人:刘永华11.1工程论证与需求分析n程论证主要从经济与技术2个方面就项目的可行性给出结论。经济,主要考虑资金情况;技术,主要考虑是否具备实施项目的技术手段。n11.1.1工程项目与论证报告工程项目主要包
3、括:1.工程名称:校园网络工程。委托方:大学开发方:公司建设地点:省市课件制作人:刘永华11.1工程论证与需求分析2.工程概况:校园网络工程计划硬件设备投资万元,系统与应用软件投资万元。整个系统将提供先进的教学与管理网络平台,优秀的对外站点门户,功能完善与强大的应用软件系统,为学校的办公、教学、信息交流和通信工作提供坚实的基础。3.项目工期:年月日至年月日课件制作人:刘永华11.1工程论证与需求分析n11.1.2网络现状缺乏好的应用软件和教学资源,校园网的基础优势无法体现。各办公信息管理系统各自为政,无法发挥整合优势。学校之间,学校与外界互相孤立。课件制作人:刘永华11.1工程论证与需求分析n
4、11.1.3用户需求分析与需求分析报告1.需求分析的任务(1)建立一个基于校园Intranet的信息管理和应用的网络系统,应提供哪些相应的服务。(2)为共享网络上各种软、硬件资源,快速、稳定地传输各种信息,应提供哪些有效的网络信息管理手段。(3)采用开放式、标准化的系统结构,以利于功能扩充和技术升级。能够与外界进行广域网的连接,提供、享用各种信息服务(与各级教育信息中心相连、与国内外著名站点相连)。课件制作人:刘永华11.1工程论证与需求分析(4)网络安全机制的要求。(5)如何保证能够与原有的计算机局域网络和应用系统平滑地连接,调用原有各种计算机系统的信息。(6)各结点具体的业务处理需求。为了
5、实现上面几点,必须对大学教育本身有相当了解,并能够充分利用校园网,扩充各种网络应用,如多媒体课件系统、多媒体教学系统、网络教学系统、图书检索系统等,使其为各学科的教学和实验服务,最终形成需求分析报告。课件制作人:刘永华11.1工程论证与需求分析2.需求分析报告(1)背景。系统名称:大学网络管理系统本项目的任务提出者:大学本项目的最终用户:大学(2)用户需求分析。在此仅给出需求分析的主要格式条目,具体内容应根据用户实际应用环境、应用目标等情况给出详细内容。课件制作人:刘永华11.1工程论证与需求分析n提出系统要求。n系统总体需求。n对性能的要求。n条件、假定和限制。n硬件系统的网络需求。n软件功
6、能需求。n系统数据流程描述(数据流、数据处理)。课件制作人:刘永华11.2总体设计方案校园网系统总体设计方案应包括设计原则、网络的拓扑结构、采用的网络通信协议、使用的联网技术、网络的基本组成、使用的传输介质、应用软件系统的功能设计与安全措施等方面。n11.2.1总体设计的指导原则根据校园网网络需求的分析,我们制定以下系统设计的指导原则:课件制作人:刘永华11.2总体设计方案1.标准化与规范化2.先进性与成熟性3.安全性与可靠性4.可管理性与可维护性5.灵活性与可扩充性6.实用性与优化的性能价格比课件制作人:刘永华11.2总体设计方案n11.2.2网络系统拓扑结构1.体系结构网络系统的体系结构包
7、括功能的分层及各层功能通信所遵守的协议。网络系统设计的第1步就是选择网络体系结构,核心内容是决策应当采用的协议集合。选择目前应用范围最为广泛,并且是事实上的Internet/Intranet标准的通信协议簇TCP/IP,作为架构整个网络体系结构的核心协议。为了支持远程访问功能,还使用了异步通信协议PPP。课件制作人:刘永华11.2总体设计方案n根据学校目前的情况和用户的要求,决定校园网工程的主要任务是:将图书馆、教学大楼、办公楼和宿舍连入校园网,构建校园网络的初步框架,为以后网络规模的进一步扩展打下坚实的基础。n由于目前校园网的中心结点放置在网络中心的计算机机房,其他结点集中分散在图书馆、宿舍
8、楼、办公楼和各教学楼,而且结点数量很大。所以目前网络的拓扑结构呈星形,即以网络中心为核心,向图书馆、宿舍楼、办公楼和各教学楼辐射,建筑物间使用多模光纤连接。同时,鉴于目前的主要建筑以3层至5层为主,宽度也比较适中,所以,建筑物内部也将采用星形布局,每幢建筑只需要1个设备间,统一放置交换设备。课件制作人:刘永华11.2总体设计方案n由于图书馆、办公楼、宿舍楼和各教学大楼可能的通信量比较大,信息点比较多(均在50以上),根据设计原则和网络设备选择原则,我们在图书馆、办公楼和各教学大楼各放置1台CiscoCatalyst2916MxL交换机和2台CiscoCatalyst1924-EN交换机,在宿舍
9、楼各放置2台CiscoCatalyst1924C-EN交换机。n使用1台Cisco3620路由器,与校外网络相联,同时也作为校园网络内部各VLAN之间数据交换的纽带。还可以为以后拨号接入校园网计划提供支持。课件制作人:刘永华11.2总体设计方案2.网络拓扑结构网络系统拓扑结构如图11.1所示。图11.1 网络拓扑结构 课件制作人:刘永华11.2总体设计方案n11.2.3网络通信与联网协议校园网需要与其他网络互联,使信息交换的范围扩展到整个Internet上。目前Internet/Intranet事实上的网间互联标准是TCP/IP协议。校园网既可以通过边界路由器和DDN线路连接到Internet
10、,也可以通过城域网联到Internet。如果学校要对外发布信息,应增加对外的信息服务器。对外的Internet服务器由于完成多种服务,所以不但速度要快,I/O能力也必须很强,选择1台或多台高性能服务器作为外部Internet服务器。课件制作人:刘永华11.2总体设计方案n11.2.4网络总体结构目标在设计时主要考虑以下总体结构目标因素:(1)采用综合布线系统作为网络的线路基础。(2)应用以客户/服务器和浏览器/Web服务器为主要模式。(3)信息流动以内部为主,对网络吞吐能力要求较高。(4)应用系统采用集中配置、集中管理的模式。(5)流量具有中心汇集的特点。(6)未来将与其他网络互联。(7)支持
11、远程访问。(8)可管理性要求较高。(9)提供安全控制措施。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计n11.3.1系统设计分析的指导原则校园网已超出了传统局域网能覆盖的范围,涉及到局域网互联技术,网络层次较多。职能不同的部门分布在不同的地理位置上,需要进行子网划分,以便于管理。校园网采用星型拓扑结构。核心是主干网,周围是各个子网,子网向下连接工作组网,工作组网向下再连接基层网段。计算机根据功能和配置的情况,可以连接到不同的网络层次。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计主干网必须有大的带宽和很强的中心交换处理能力。子网相对独立,在主干汇接处形成子网边界。支持远程访问。n11.3.2网络布局
12、与传输系统设计n校园网事实上为园区级网络,拓扑结构为分层的集中式结构或称星型分级拓扑。针对这种结构,做出如下设计:n主干网汇接各子网,形成中心交换。n子网通过路由器连接到主干网。n主干网上不直接接入用户网络。n网络中心的网络构成一个单独的子网,汇接到主干网。n在网络中心进行集中控制和管理。n每个子网按部门划分成多个工作组网。n每个工作组网划分成多个基层网段。n桌面机连接到基层网段上,服务器、工作站连接到高层网络。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计主干网必须有大的带宽和很强的中心交换处理能力。子网相对独立,在主干汇接处形成子网边界。支持远程访问。n11.3.2网络布局与传输系统设计校园网
13、事实上为园区级网络,拓扑结构为分层的集中式结构或称星型分级拓扑。针对这种结构,做出如下设计:n主干网汇接各子网,形成中心交换。n子网通过路由器连接到主干网。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计n主干网上不直接接入用户网络。n网络中心的网络构成一个单独的子网,汇接到主干网。n在网络中心进行集中控制和管理。n每个子网按部门划分成多个工作组网。n每个工作组网划分成多个基层网段。n桌面机连接到基层网段上,服务器、工作站连接到高层网络。n流量划分层次,跨越基层网段的流量汇接到工作组网,跨越工作组网的流量汇n接到子网,跨越子网的流量汇接到主干。n水平结构对称,子网、工作组网、基层网段具有一致的流量水
14、准。n拨号访问形成独立子网,通过路由器接入主干。n在关键子网设立防火墙,防止来自内部或外部的恶意攻击。n在完善的网络基础之上,提供基本的Internet服务。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计n校园网网络系统的总体结构包括如下的部分。1.主干网校园网主干网是数据信息流动的主动脉,同时担负着信息流动的总调度任务。主干网从功能上来看包括几个方面:n为子网间互联提供高速路由,实现核心高速交换。n连接校园网共享的高性能服务器。n实现全网的系统管理和安全管理。n实现国际互联网络的连接。n实现拨号接入。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计n主干网采用核心交换、划分虚网的设计方案。交换核心使用
15、一台高性能、高可靠性的交换机,实现冗余备份和负载平衡。这种方案最大的特点是可管理性好、可维护性好。n这种方案通常在广域网中采用。由于路由器的包转发速率已达到线速,并且价格大幅度下降,因而在保证性能的前提下,使用路由器作为局域网的互联方案是合理和可行的。采用路由器组网使网络的可管理性、可维护性大幅度提高。路由器互联的网络系统,有3个网络层次,因而非常便于管理,这对于大型网络,特别是需要进行集中控制和维护的网络来说尤其重要。nVLAN作为局域网的解决方案,如在桌面的移动管理方面具有一定优势,但作为大型网络的整体解决方案,还需要与路由技术配合,所以需要支持虚拟网路由的产品,即具有第3层交换于一体的高
16、性能交换机。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计2.子网子网按照学校的地理分布和应用的数据流量进行划分。每个子网覆盖一幢楼或楼的某些层。子网通过楼间的户外光缆与网络中心相连。子网是一个相对独立的局域网,内部采用交换技术作为主要连接手段,通过VLAN形成边界,并与主干网汇接。具体技术方案要点如下:n各子网通过接入交换机接入主干网。n各子网采用与主干网一致的通信协议。n各子网通过网络中心实行统一集中的管理。n子网内的各工作组网的交换机接入子网交换机。n子网内部采用交换技术组网。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计3.工作组网工作组网可以是一个教学组,也可以是一间办公室,还可以是其他划分
17、。工作组网的连接设备是低端交换机,各桌面计算机连接到工作组网的交换机上,工作组网实现100Mb/s到桌面。具体的技术方案要点如下:n各工作组网接入子网交换机。n各工作组网采用与主干网一致的通信协议。n各工作组网通过网络中心实行统一集中的管理。n工作组网上可设置工作组内共享的服务器。n工作组网内部采用共享或独占10Mb/s端口的方式组网。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计n11.3.3网络操作系统与应用软件设计1.网络操作系统网络建设者应熟悉这几种网络操作系统的特性及优缺点,并应根据应用目的、具体的应用情况(包括安全性、稳定性、可靠性和以后网络升级的需要等)及网络使用者的水平来选择合适的
18、网络操作系统。1)几种操作系统的共同点同为网络操作系统,NetWare、WindowsNT、UNIX及Linux具有一些共同的功能和特点:协调用户,对系统资源进行合理分配和调度。提供网络通信服务。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计 控制用户访问。可对用户的访问权限进行设置,保证系统的安全性和提供可靠的保密方式。管理文件。在网络系统中,各种文件可达上万个,通常它们存放在系统中的一个专用设备里。快速、准确、安全可靠地对文件进行管理是非常重要的。系统管理。跟踪网络活动,建立和修改网络的服务,管理网络的应用环境。多用户、多任务的操作系统课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计2)可操作性比较
19、nNetWare是Novell公司开发的用于文件和打印共享的局域网网络操作系统。NetWare以其对系统的要求较低等特点曾一度成为网络操作系统的主流。但它不是采用图形界面,而是需要管理员熟练掌握一些命令,并且其网络服务的实现和配置也需要管理员掌握一定的网络知识。nWindowsNT采用人们熟悉的图形用户界面,其安装、使用和管理都比较简单,工作人员经过简短的培训即可掌握基本操作。特别是它内置IIS(InternetInformationService),可以很容易地实现WWW、FTP、Gopher等网络服务。因此,在一般的工作组局域网中被广泛地使用。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计n至
20、于UNIX操作系统,各大公司针对自己的服务器产品开发了各自的UNIX版本,例如IBM公司的AIX、惠普公司的HU-UX、SUN公司的Solaris及SGI的IRIX等。它们的安装(包括系统、应用程序及网络服务等)和配置比较复杂,需要专业的计算机网络人员来管理,并且对用户有一定的要求。nLinux操作系统作为UNIX系统的一个变种,近几年越来越受到各方面的关注。X-Windows使Linux的管理变得简单,但安装和配置各种服务(尤其是网络服务)还是比较复杂,需由专业人员来完成。掌握Linux对广大的普通用户来说是一件让人头疼的事。正因为如此,Linux打入桌面市场的行动遇到了很大的阻力。现在,大
21、多数的Linux桌面用户都局限于计算机专业人员。但Linux由于自身的特点及开放性,发展前景是广阔的,它必将成为WindowsNT的强有力的竞争对手。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计3)在作为文件和打印服务器平台方面的比较n计算机联网的目的之一就是实现文件和打印机等资源的共享,以充分利用计算机的硬件和软件资源。在这方面Novell公司的NetWare处于领先地位,因为它在设计之初首先考虑的就是方便地实现文件和打印共享,且占用的系统资源较小。UNIX对打印机共享的支持不足,且实现文件和打印共享比较复杂。Linux在这方面和UNIX差不多。WindowsNT虽然实现起来比较简单,但对系统
22、要求较高,且在共享速度方面不如NetWare。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计4)在作为应用服务器平台方面的比较n在网络操作系统主要为文件共享服务的年代,NetWare不失为一个理想的选择。NetWare的设计决定了它是一个好的文件服务器,但却不适合成为多目标应用程序服务器。它的早期版本没有一个增强多任务架构的关键特性。正是由于这一点,应用程序开发商必须费力去建立一些重复和冲突的功能。在操作系统和应用程序之间的混淆造成了一个不稳定和极难预料的平台。只有强健的操作系统才能阻止应用软件破坏系统稳定性、导致数据崩溃、阻塞系统操作的那些错误。而NetWare却缺乏这样的基础,所以在NetWa
23、re上安装新型客户机-服务器解决方案是困难的,尤其是在大型多功能服务器上。NetWare的高度专用的设计方案在文件和打印共享方面的确表现很好,而作为一个应用服务器它却不能可靠地运行。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计nUNIX系统是Web应用的早期领导者,其中尤以Sun的Solaris表现出色。它采用主机挂终端机的操作模式。这种老式结构无法充分运用主机CPU的运算能力与网络资源。UNIX的应用软件集成度不佳,在字元模式的UNIX环境下,管道(pipe)是软件集成的主要方式,其功能与效率仍有问题。UNIXWindowsSystem提供开发图形终端机应用软件的功能,但其技术落后于Windo
24、ws系统。而且UNIX没有应用软件集成功能(如WindowsDDE或OLE),再加上它会耗费大量CPU与网络资源,所以设计方案的伸缩性不好。但UNIX系统主机能长时间地稳定运行,并且有较好的网络安全性,因此它常被用来作为网络关键应用的操作系统平台,例如用来实现WWW、FTP、防火墙及数据库平台等。课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计nWindowsNT采用最新的分布式设计,充分发挥主从结构工作站的运算能力。这种模式比集中式处理更有弹性,服务器资源的运用效率更高,同时能提高使用者的工作效率。WindowsNT拥有先进的应用软件与集成能力,其集成技术包括动态资源交换(DDE)、网络DDE(N
25、etDDE)、对象连接与嵌入(OLE)等,为程序设计师提供了多种应用软件的集成方式,这一点远远胜过各种UNIX。另外,NT采用模块化设计,如内存防护、抢占式多任务系统等,可有效地防止出错程序干扰其他程序或操作系统的运行。全新的WindowsNTNTFS文件系统可记录数据变动并拥有容错功能(如RAID5),能够使数据快速复原,课件制作人:刘永华11.3网络系统详细设计确保数据的准确。WindowsNT的安全防护(符合美国政府C2级标准)可防止未经授权的使用者访问数据和软件。其完整的管理监督工具(包括不断电系统支持、磁带备份、系统参数管理、效能监视等)为分布式环境提供了易用的视窗化系统管理。Win
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