中学校园网络规划设计方案

摘 要随着计算机、网络应用的不断普及，学校管理也相应的发生着变化。如何能更加充分的利用学校现有的教学资源进行教学、管理，又能达到事半功倍的效果？校园网的实施为学校提供了很好的解决方法。校园网的建设是现代教育发展的必然趋势，建设校园网不仅能够更加合理有效地利用学校现有的各种资源，而且为学校未来的不断发展奠定了基础，使之能够适合信息时代的要求。校园网络的建设及其与Internet的互联，已经成为教育领域信息化建设的当务之急。校园网工程是一项技术性较强的综合工程，它涉及到网络交换设备、路由设备、服务器与工作站、校园网应用软件、传输介质等许多方面。本文简要地讨论了校园网络规划设计中涉及到的网络技术、规划设计方法、网络性能及应用分析等问题，为校园网络的规划、设计和升级改造等方面在技术及应用上提供参考，以使在建或规划中的校园网络具备较高的整体性能。 关键词：校园网络；规划设计；无线网络局域网技术；目 录摘 要I一、需求分析4（一）目的4（二）该校园网实现的主要功能41.共享国内外信息资源42.www浏览43.电子邮件系统（E-mail）44.匿名FTP服务45.电子公告牌BBS.46.网络考试47.CIMS、MIS等教学科研实验网48.建立电子图书馆，提供联网查询4（三）该校园网技术方案的特点51.先进性52.标准化53.实际性54.经济性55.易维护性5（四）网络接入技术和网络访问策略51.建立虚拟网52.网络管理53.网络安全需求分析64.广域网连接6二、网络规划设计7（一）网络规划原则71.实用性与先进性72.开放性与标准化73.可靠性与安全性74.经济性与可扩充性7(二) 网络拓朴图8（三）网络技术的选择81.快速以太网82.千兆以太网93.网络传输电缆的选择94.组网技术的选择95.布线系统的选择9（四）硬件选择10（五）网络中的操作系统软件111.校园网络管理平台选型112.网上教育资源库11（六）校园网络的设计模式11三、校园网安全威胁分析13（一）来自校园网内部用户的威胁13（二）作为学校对外宣传的平台、办公的需要而与互联网连接13（三）黑客攻击13（四）网络应用层威胁13四、无线局域网技术14五、网络安全的设计目标及准则15（一）有效的访问控制15（二）集中安全漏洞检查和攻击监控15（三）多层防御和完善的认证体系15（四）数据备份和恢复15- 16 -一、需求分析网络的规划设计是一个系统建立和优化的过程，建设网络的根本目的是在Internet上进行资源共享与通信。要充分发挥投资网络的效益，需求分析成了网络规划设计中的重要内容，它提供了网络设计应到达的目标，并有助于设计者更好地理解网络应该具有的性能；结合学校的办学规模、管理需求和师生对教学科研的需要，确立一个性能较高的网络计算平台。（一）目的概括的讲，校园网是为学校提供教学、科研和综合信息服务的宽带媒体网络。校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境，并具有教学教务、行政事务和总务后勤管理功能。教学教务管理包括：课程管理、学生成绩与学籍管理、图书资料管理，德育教育管理：行政事务管理包括：党务、行政管理（会议、文件、资料等），档案管理（人事、科研成果、固定资产、财务账本等）：总务后勤管理包括：财务管理、设备、房产、食堂、招待所及办工厂管理。 （二）该校园网实现的主要功能1.共享国内外信息资源。2.www浏览。3.电子邮件系统（E-mail）。4.匿名FTP服务。5.电子公告牌BBS.。6.网络考试。7.CIMS、MIS等教学科研实验网。8.建立电子图书馆，提供联网查询。（三）该校园网技术方案的特点1.先进性选择代表世界先进水平的技术和设备，不使校园网在短期内落伍。2.标准化采用成熟技术，符合国际标准。3.实际性紧密结合本校的实际情况。4.经济性选择性能价格比较高的设备、器件，经济配套，投资与维护费用低。5.易维护性系统质量稳定，容易维护与管理。（四）网络接入技术和网络访问策略我们可以对整个网络采用虚拟网技术和交换技术，以使整个网络具有更加灵活高效的网络系统。对外与CERNET 和Internet 互联，形成一个高速、高性能、开放的校园网系统，为全体师生提供一个先进、快捷的网络环境，分享国内外的计算机资源信息，促进学校的全面提高与发展。1.建立虚拟网虚拟网主要作用和目的是：解决主干网内网络站点的增加、删除、移动等操作，方便网络的维护和管理；可以建立不受物理区域限制的，覆盖整个校园的相互具有一定独立性的网络或者逻辑子网，即虚拟网。校园网应可以有效管理和限制虚拟网之间的访问，各部门可以各自占用一个独立的虚拟网，整个虚拟网是可升级的、可扩展的。并且，根据校园网的实际需求，有共同研究项目或兴趣的科研人员需要在一个逻辑子网内。因此，无论从网络管理，还是用户的角度来讲，校园网络都需要虚拟网技术的支持。2.网络管理校园主干网是覆盖多幢大楼的园区网络，组成了一个相当复杂的计算机网络。随着网络复杂度的增加，给网络管理带来成级数增加的管理工作量。网络管理要求解决的问题包括以下两点。（1）虚拟网管理、分配目前的虚拟网主要基于局域网交换端口，如果一个部门扩展新的入网地点，今后的扩展将改变交换机端口设置。管理软件应该提供远地虚拟网的修改功能。（2）对所有网络设备端口的监视和管理对所有网络设备的远地配置和控制，包括网络设备端口的开放和关闭、整个网络的故障检测、故障自动报警功能、整个网络性能的统计和分析报告，甚至收费项目，等等。按照这些网络管理的需求，应采用基于GUI 界面的网络管理软件。3.网络安全需求分析校园网络安全主要考虑以下几方面要求：各个部门、系所访问网络的控制，各单位之间在未经授权的情况下，不能相互访问。内部网中要建立防火墙，即禁止外部用户未经许可访问内部的数据，或者内部用户未经许可访问外部数据。对安全问题的考虑主要是两个方面：一是校园网应该是一个开放的系统，它不需要与政府或商业公司的一样的网络安全保密性；二是校园网应该是安全的，它不应该受到恶意的攻击而无法运行，一些科研成果也不应该对任何人都开放。我们主要利用虚拟网技术和防火墙技术来合理解决安全与开放的问题。4.广域网连接校园网对广域网的连接需求主要表现在：能够与国际互联网连接，与国际交流信息；能够与CERNET 国内各个单位交流信息。满足出差在外的校领导及其他公务人员及时与学校保持联络。为此，应通过DDN、无线网等公用或者专用数据网络与CERNET 连接，再连到Internet。此外，必须提供通过电话拨号连接上网的访问接口，为移动用户和家庭用户提供入网服务。二、网络规划设计（一）网络规划原则1.实用性与先进性根据学校的实际情况和特点，在设计中应特别强调实用性与先进性的结合，采用成熟的网络技术，保证校园网实用；跟踪国际网络技术的新发展，设计技术先进的网络。在保证校园网可靠、实用、先进的基础上，可以提供研究先进网络技术的科研环境，方便学校的科研与开发。2.开放性与标准化整个校园网的设计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。3.可靠性与安全性在校园网的设计中，主要考虑两个层次：一是整个网络的可靠性与安全性，采用高可靠性高安全性的网络体系结构，包括合理设计广域网的访问控制和内部虚拟网的访问控制、对外部网络访问链路的备份等；二是网络设备的安全性和可靠性，主要依靠采用可带电插拔的模块、配置双电源、端口冗余、设置网络设备的用户表及口令限制等手段实现。4.经济性与可扩充性在满足学校需求的前提下，选用性价比高的网络设备和服务器。采用的网络架构和设备应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。 (二)网络拓朴图图2.1 网络拓扑图（三）网络技术的选择目前比较常见的主干网技术有FDDI、ATM、快速以太网和千兆以太网等。前二种技术，由于缺点众多，已经退出了主流市场；后二种以太网技术由于有很多技术优势，已经成为现今网络的主流，其中具有交换功能的快速以太网，支持VLAN，并容易升级到千兆以太网，性能优越，价格适中，一般建议采用快速以太网作为校园网的主干技术。快速以太网，以上已经提到主要应用在校园的接入层，如楼层，楼间；千兆以太网主要应用在核心设备之间，主校园与分校之间及上连广域网设备上。1.快速以太网 传统以太网用的是10Mb/s技术，快速以太网是以太网的升级，速度可提升到100Mb/s，现在的网卡和集线器等网络终端设备都支持这种技术，是当今的网络技术的主流，应用非常广泛。不仅应用于校园，快速以太网也很好的应用在政府、企业的网络中。快速以太网的设计非常灵活，几乎对网络结构没有限制，可以是交换式、共享式的或基于路由器的。现在正在应用的网络互联技术，例如，特定IP交换技术和第三层的交换技术，都与快速以太网完全兼容，并且可以通过价格便宜的共享集线器、交换机或路由器来实现。2.千兆以太网千兆位以太网是相当成功的10Mb/s以太网和100Mb/s快速以太网连接标准的扩展，并且继承了快速以太网的所有优点。现在千兆位以太网成熟的标准为IEEE802.3z。千兆位以太网技术以简单的以太网技术为基础，为网络主干提供1Gb/s的带宽。千兆位以太网使用的传输介质有光纤、5类非屏蔽双绞线(UTP)或同轴电缆。目前，千兆以太网支持单模光纤、多模光纤和同轴电缆，支持5类非屏蔽双绞线的标准正在制定中。3.网络传输电缆的选择关于网络传输电缆的选择可分成室外电缆和室内电缆两个部分。室外电缆可以采用电话线和光缆。如果是以网络互联方式连接的电缆，具有较大的带宽，建议采用光缆；如果是以单个计算机（特别是微机）相连，而且今后不会有大量传输视频或者图像信息应用的连接方式的，可以采用电话线。这样，在学校科技楼、实验楼、教学楼可通过多模光缆相连。室内电缆目前一般选择双绞线，办公大楼内要采用结构化布线，内部基本上采用双绞线。4.组网技术的选择对于共享10M 的一般以太网，如果用户不超过20 个，并且网络应用的数据量较小时，网络的性能还可以满足一般的需求。对于静态图像等数据量较大的网络应用，共享10M 的以太网因网络碰撞的次数不断增加导致网络延时的增加而难以满足性能的要求。在这种情况下，交换10M 的交换以太网技术可以满足大量数据应用的需求。采用交接以太网技术，如果主干网仍然为10M 的速率，多个用户同时使用网络时，主干网会成为整个网络的瓶颈，这就需要提高主干网的带宽，快速以太网技术是一种选择。ATM 技术是非常适于多媒体实时信息网络应用的技术，特别是对于视频会议、视频点播等大量数据的实时传输，ATM 技术是首选。采用IBM 的网络设备，从18M 网络技术发展的策略来看，构建ATM 网络是较为合理的。5.布线系统的选择布线系统通常采用综合布线系统或结构化布线系统。结构化布线系统是一套符合国际标准的、完整的、开放的布线系统。结构化布线系统符合商用建设布线系统标准EIA71A568，无论各楼层布线，还是主干线均采用量形结构。这种布线结构可以实现各种网络拓扑结构，包括总线型、量型、环型或若干种形式的组合。因此，无论今后网络如何发展，结构化布线系统总可以适应。学校校园网布线系统可以组