西交大校园局域网的组网方案设计

设计总说明（摘要）

在如今网络高速发展，广泛应用的时代，一个学校校园网的组网的优劣程度直接影响学校师生的正常工作学习，所以为学校设计一个合理的校园网组网方案显得尤为重要。在本次设计前分析了地理环境、用户设备、技术可行性、经济可行性。

本文西交大对校园网的实际需求及地理位置、环境条件、经济状况、人员素质等具体情况，结合了当前网络的技术特点及软、硬件设备条件，在需求分析的基础上，按照网络组网设计的一般方法，较为系统地进行相应得计算机网络组网方案设计。

文章通过网络规划，网络设计，网络实施三大步骤对设计方案做出了剖析。在网络规划阶段进行了必要的可行性分析，通过网络组网方案设计，网络拓扑结构的选择，针对学校的宿舍，教学楼，图书馆等建筑群的不同情况二采用的传输介质，以及学校信息点的分配情况采用子网和超网划分的技术来组网。在这个设计中也具体介绍了双绞线的制作合格工组网设备和操作系统的安装，以及IP地址的划分，网络设备和网络传输介质的选择等过程对网络设计做出了说明。在网络实施阶段主要介绍了网络布线的相关过程。文章的最后，对网络测试和网络安全以及安全管理方面也做出了阐述。

关键字：组网，校园网，网络设计，拓扑结构，网络设备，网络连接，局域网技术

目录

1网络规划 0

1.1地理布局 0

1.2用户设备情况 (1)

1.3可行性分析 (1)

1.3.1技术可行性 (1)

1.3.2经济可行性分析 (1)

1.4需求分析 (2)

2 网络设计 (4)

2.1网络组网方案的设计 (4)

2.2网络拓扑结构的选择 (4)

2.3网络传输介质的选择 (6)

2.4网络组网设备的选择 (6)

2.5网络操作系统的选择 (7)

2.6网络协议的选择 (7)

3 网络实施 (9)

3.1网络布线 (9)

3.1.1综合布线系统 (9)

3.1.2各个子系统的网络设计 (9)

3.1.3校园网的布线实现 (11)

3.1.4 校园网设计说明 (11)

3.1.5设计特点 (12)

3.2设备选择 (12)

3.3组网设备的连接方法及安装步骤 (17)

3.3.1网线的制作 (17)

3.3.2网卡的安装 (19)

3.4网络软件安装 (20)

3.5网络协议的添加 (21)

3.6子网的划分方法及IP地址的设置等（IP地址可自设） (22)

4 网络的测试维护及网络的安全管理 (23)

4.1 介质测试 (23)

4.2 网络维护与测试 (23)

5设备和经济可行性分析 (25)

6总结及收获 (27)

致谢 (28)

参考文献: (29)

1 网络规划

1.1地理布局

西交大位于西安市区，占地约310万平方米，建筑面积90余万平方米。学校本部包括普通学生宿舍楼12栋，高层的研究生楼一栋，教学主楼，大楼，东西阶，南阶各一栋，此外还有图书馆、粉体楼、环工楼等综合科研楼若干。楼与楼之间距离在30-50米之间。详情参见图1-1。

图1-1 校园内的建筑分布

网络的服务对象主要是各教学楼的多媒体教室和图书馆、综合科研楼的办公室和科研室，以及学生宿舍学生用户。

校园网连接建筑物有教学楼、综合科研楼、图书馆、学生宿舍等4个集中接入点。

1.2用户设备情况

教学楼主要是多媒体教室的多媒体设备，综合科研楼主要是各类个人计算机和部分科研类计算机、打印机、扫描仪等设备，图书馆主要是图书管理用的计算机设备，学生宿舍主要是手提电脑。

所有的这些设备在校园网内都应达到高度的资源共享（如硬件、软件、数据资源共享等）。部分站点对安全性方面要求更高，例如某些科研室的计算机设备。

1.3可行性分析

1.3.1技术可行性

本设计方案以网络中心为中心通过冗余的光纤链路上连到网络中心的核心层交换机上，构成西安建筑科技大学校园网光纤主干。核心层交换机通过）RG-S8614核心路由交换机接入教育科研网CERNET，即接入国际互联网。

本设计方案能够充分考虑高校网络教育的特点和应用对象的技术、资源、管理等方面的约束，并很好地结合锐捷网络产品特点进行方案的设计。比如住宅楼要求的静音设计，支持网络用户账号、MAC地址与端口的捆绑实现高效的用户控制能力，支持高密度端口的堆叠模式，支持通信负载均衡、带宽聚合、链路冗余的星型结构。

1.3.2经济可行性分析

西安交通大学校园网始建于1996年，是陕西省首批接入CERNET的高校之一。学校按照“统筹规划、搭建平台、资源共享、强化应用”的发展原则。近几年来，学校集中多方力量，从财力、人力、物力等方面加大了对校园网建设的投入力度，教育部也把西安建筑科技大学校园网建设工程按 A 类高校来投入，同时利用日元贷款项目对校园网又加大了投入。并且做了如下价格分析：

1.4需求分析

目前，校园网中所传输的数据从信息资源来看，它的功能需求有以下特点1）为实现网上多媒体信息的实时播放，要求主干网具有1000Mbps以上的网络传输带宽。

2）为了让电化教学室实现多媒体教学，信息需要100Mbps交换到桌面上。

3）从各局域网的安全性和数据速率考虑，要求系统能以多种方式实现虚网设置，既具有很强的虚网技术。

从地理布局可以看出，逸夫楼是我校的中心建筑，所以就定它为我校的网络中心，这样到周围建筑群的距离才最小，才可以最大程度上节约资源，然后就通过路由器与其他建筑群相连接，具体的设计方案将在下面的组网方案中详细介绍。其中每栋楼通过一个汇聚交换机来分配数据流量，4 能从100Mbps

网络向ATM网或千兆网升级。在一栋楼中还要用几个访问层的交换机来调节流量，以此来满足用户的需要。

校园网建设应有以下几个目标：

（1）实现校园内部资源共享

学校领导和教师能通过及时、准确地查询教学活动中的信息，掌握当前教学情况。并通过对信息的统计、汇总及分析，为教学、科研管理提供服务，为学校领导计划、组织、管理和决策提供详实的信息资源服务和科学管理手段，能及时制定、修正教学工作计划

（2）完备的数据库管理系统和资源库

能够支持大量的图文声像素材、多媒体课件片段，成百个教学光盘，总量达几百兆以上数据文件的收集、管理、存储的提取。检索方便，容错性强。

（3）以教学资源库为核心的教学自学环境

为学校教师提供制作环境、备课工具、良好的教学演播环境以及教学评估机制。为学生提供自主学习、交互式协作学习、发现探究式学习的良好学习环境和提供自我评价机制。利用现代教育技术，提高学生的素质，改革课堂教学

模式。

（4）现代化管理方法和管理手段

加强对学校的财、物的管理，提高办公效率、降低成本消耗，逐步实现办公自动化、网络化。

（5）实现校园网与互联网的连接

建立学校主页、教师主页、学生个人主页、电子邮箱、电子公告牌等信息发布窗口，发布有关教育教学信息，建立起学校、教师、家长、学生之间的信息交流平台，并逐步发展建设成为一个面向全省、全国的教育教学信息网站。

（6）提供有关教育教学信息网站的连接，增强教学交流能力

建立起各学校之间的教学信息资源库的共享，使不同学校的学生可以实现网上听课、辅导、交互协作式学习。

2 网络设计

2.1网络组网方案的设计

该部分主要包括校园网网络系统的规划设计，管理技术，设计原则以及设备性能介绍、选择的技术依据、解决方案等。校园网网络系统的设计应当在总体规划的指导下做充分周密的考虑，既要支持当前的应用，又要兼顾未来规模的发展及需求结构的改变，网路系统可采用虚拟组网技术（VLAN），利用网络管理和提高网络性能。主干网络设备选择应考虑互换性，主干网络应重点关注高可靠性，高安全性、高效性和可管理性，整个校园网建议采用统一的TCP/IP 作为核心协议，具体解决方案应统一按照总体规划进行子网划分以及IP地址的分配，并适当考虑一定的冗余，每个应用点都能申请得到独立的Internet网IP 地址，以便支持未来广泛的IP应用，一级节点但中心交换机的主干链路总带宽，可根据该节点对中心服务的需求量作相应设计的调整，总之，优良的网络系统设计一定要与应用紧密结合。

2.2网络拓扑结构的选择

本方案设计中选用星形拓朴结构（参见图2-1）。由于网络中心和个用户节点的位置关系以及星形拓朴结构和总线型相比，虽然不便于增加节点，网线用量也比较多，但是相对便于维护，即使某一节点出故障也不会影响其他节点的正常工作，所以，在校园网中应该采用星形结构的以太网。

FTP邮件

图2-1 拓朴结构

2.3网络传输介质的选择

在网络中心和各主要接入点之间和各楼宇间均采用光纤互联，在进入各接入点后采用双绞线连接。双绞线（如图所示）简称TP，由两根绝缘导线相互缠绕而成，将一对或多对双绞线放置在一个保护套便成了双绞线电缆。双绞线既可用于传输模拟信号，又可用于传输数字信号。

双绞线可分为非屏蔽双绞线

UTP和屏蔽双绞线STP，适合于短

距离通信。非屏蔽双绞线价格便宜，

传输速度偏低，抗干扰能力较差。

屏蔽双绞线抗干扰能力较好，具有

更高的传输速度，但价格相对较贵。

双绞线需用RJ-45或RJ-11连接

头插接，用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米。

2.4网络组网设备的选择

针对IPv6校园网网络结构的设计分析和用户的需求分析，结合校园网未来的业务发展需要，建议选用支持IPv6/IPv4双协议栈、IPv6 over IPv4隧道、ISATAP隧道、6to4隧道等过渡技术的核心、汇聚、接入的三层交换机。

而IPv6校园网网络出口路由器则需要满足先进的电信级IPv6/IPv4双栈路由器体系结构；交换背板提供高性能的多层和多种服务的交换结构，分布式体系结构，具有扩展性，交换矩阵无阻塞；支持IPv6协议及其编址结构、IPv6组播服务、MPLS服务支持、IPv6的访问控制；IPv4和IPv6互联互通及隧道技术等要求。

全面考虑了IPv6校园网建设对数据转发的能力与性能的要求，可以选择了具有自主知识产权的锐捷下一代高性能IPv6数据转发平台：

核心层设备：RG-S8614、RG-S8610

汇聚层设备：RG-S8606、RG-S5750

接入层设备：楼栋接入：RG-S5750、RG-S3760

楼层接入：RG-S2600

2.5网络操作系统的选择

网络操作系统是网络系统与用户之间的接口，主要用来屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为用户提供各种基本网络服务功能，完成网络资源管理，并保证系统的安全服务。

（1）操作系统。

网络操作系统软件选用Windows、LINUX、NETWARE系统。

（2）网络管理系统：

本网络中，网络中心采用网管软件对所有网络设备进行全方位动态在线监视与管理，网管人员在网络中心就可了解整个网络设备的运行情况，可采

HP OpenView进行整个系统的管理。

（3）数据库系统软件

要求数据库软件能与WEB服务器做到良好的集成，支持多媒体，支持多种平台，支持多种网络协议，具有良好的安全性、扩展性；系统运行稳定，有良好的容错能力。

（4）防火墙

选用Check Point Software Tehnologies 公司的FireWall-1网络产品。

（5）应用软件：

在目前我校暂不具备自主开发能力的情况下，为提高网络的利用率，宜选用国产校园网管理信息系统，多媒体课件制作系统和视频点播系统。

2.6网络协议的选择

校园网的组建，应采用TCP/IP的网络协议。它能够对网络IP地址进行分类以及子网划分，便于网络的管理。

TCP/IP是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议）协议，TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是

一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中，可以形象地理解为有两个信封，TCP和IP就像是信封，要传递的信息被划分成若干段，每一段塞入一个TCP信封，并在该信封面上记录有分段号的信息，再将TCP信封塞入IP 大信封，发送上网。在接受端，一个TCP软件包收集信封，抽出数据，按发送前的顺序还原，并加以校验，若发现差错，TCP将会要求重发。因此，TCP/IP 在INTERNET中几乎可以无差错地传送数据。对普通用户来说，并不需要了解网络协议的整个结构，仅需了解IP的地址格式，即可与世界各地进行网络通信。

3 网络实施

3.1网络布线

3.1.1综合布线系统

综合布线系统（PDS，Premises Distribution System）是一套开放式的布线系统，可以支持几乎所有的数据、话音设备及各种通信协议，同时，由于PDS充分考虑了通信技术的发展，设计时有足够的技术储备，能充分满足用户长期的需求，应用范围十分广泛。而且结构化综合布线系统具有高度的灵活性，各种设备位置的改变，局域网的变化，不需重新布线，只要在配线间作适当布线调整即可满足需求。结构化综合布线一般划分为六个子系统。

3.1.2各个子系统的网络设计

3.1.2.1工作区子系统（Work Area）及其网络设计

工作区子系统由终端设备连接到信息插座的连线，以及信息插座所组成。信息点由标准RJ45插座构成。信息点数量应根据工作区的实际功能及需求确定，并预留适当数量的冗余。例如：对于一个办公区内的每个办公点可配置2～3个信息点，此外应为此办公区配置3～5个专用信息点用于工作组服务器、网络打印机、传真机、视频会议等等。若此办公区为商务应用则信息点的带宽为100M可满足要求；若此办公区为技术开发应用则每个信息点应为交换式100M 甚至是光纤信息点。工作区的终端设备（如：电话机、传真机）可用康宁公司FutureCom超五类或六类双绞线直接与工作区内的每一个信息插座相连接，或用适配器（如ISDN终端设备）、平衡/非平衡转换器进行转换连接到信息插座上。

3.1.2.2水平子系统（Horizontal）及其网络设计

水平子系统主要是实现信息插座和管理子系统，即中间配线架（IDF）间的连接。水平子系统指定的拓扑结构为星形拓扑。水平干线的设计包括水平子系统的传输介质与部件集成。选择水平子系统的线缆，要根据建筑物内具体信息点的类型、容量、带宽和传输速率来确定。在水平子系统中推荐采用的双绞电缆及光纤型号为: 康宁公司FutureCom超五类或六类非屏蔽双绞线, FutureLink