校园网规划设计

西安科技大学 校园网络的规划与设计

姓 名：**** 班 级：通信工程***班 学 号：********** 电 话：182******** 1

摘要：本文主要从西安科技大学临潼校区校园网建设的用户需求调研、需求分析、校园网建设目标、网络设计要求、方案整体设计、网络规划等方面进行了比较详细的分析与描述，利用校园网络建立现代化的、科学的教学环境，加强信息的传递与交流。 关键字：西安科技大学、临潼校区、网络设计、校园网规划 在当今信息产业蓬勃发展的今天，信息已经成为一种关键性的战略资源，计算机技术在人们的生活中已经起到了越来越重要的作用。 校园作为知识基地和人才基地，它理应成为代表信息产业应用最成功的典范。一所成功的学校不仅在学术上、教育上要力争上游，更应在管理上上一个台阶。利用各种成熟的技术带动学校各单位、各部门的电脑化管理，通过校园信息网，将各处的电脑联成一个数据网，实现各类数据的统一性和规范性；教职员工和学生可共享各种信息，极易进行各种信息的教流、经验的分享、讨论、消息的发布、工作流的自动实现和协同工作等，从而有效地提高学校的现代化管理水平和教学质量，增强学生学习的积极性、主动性，为信息时代培育出高素质的人才。在学校中建立计算机网络已经是十分迫切的需要： 在现在这个知识爆炸的社会中，对于合格人才的要求越来越多，需要他们掌握大量的各类知识，在教育中需要提高教学效率。现在出现了许多新的教学方法，以各种方式提高学生对知识的掌握速度，在与前人同样的时间内，掌握比前人更多的知识，而这些教学方法，需要利用计算机网络才能实现； 高等院校除了作为人才培养基地外，也是重要的科研基地，每年有大量的课题在高校中进行，研究人员需要收集资料、与同行交流研究心得等，促使研究的进展，作为全球最大的信息源和交流方式，计算机网络正是最合适的选择。 一、需求分析 1.1 工程项目概况 在西安科技大学临潼校区建立一个连接宿舍、图书馆、实验楼、教学楼等区域的校园网，使各校区间实现了光纤宽带互联互通，采用先进的网络设备和三层全交换技术，主干网传输速率达1Gb，达到各校区建设光纤到楼宇、百兆到用户桌面的高速可靠、稳定安全的网络，为校内各单位提供方便的接入条件，为广大师生员工提供Internet接入、FTP文件共享、E-mail等网络服务。 项目实施目标：建立一个安全、可靠、可扩展、高效的网络环境，使校园内能够方便快捷的实现网络资源共享、全网接入Internet等目标。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 2

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；同时加强网络安全管理建设，网络出口防火墙能力升级，建设全网入侵检测防御系统、上网行为审计系统，强化网络安全保障。 临潼校区校园的具体环境如下： ★教学楼：1-3、9-17号教学楼，每栋教学楼PC若干，每间教室一个PC，及学生机房 ★宿舍：1-5号、16号女生宿舍楼，与教师公寓相邻；6-15号男生宿舍楼，每间宿舍6个人 ★实验楼：实验楼、18号教学楼，PC若干 ★图书馆：一楼电子阅览室PC若干，及书刊查询自助终端 西安科技大学网络分布现状如下所示。

图1 西安科技大学校园网现状 临潼校区网络分布框架如下：

图2临潼校区网络分布框架 3

1.2 需求如下 ①信息资源共享

通过校园网实现学校内部，学校与国内、国际信息的快速交流，达到资源共享，使广大师生及时了解国内外科学技术和高等教育发展的最新动态，促进教学、科研、管理事业的发展。 ②图书资料检索、借阅自动化 通过改造原有图书检索系统，建设电子图书馆，提高校内图书资料的利用率，充分利用校外图书资料，实现远程计算机图书检索和借阅。 ③完善应用系统建设 教务管理系统升级改版为完全学分制版教务管理信息系统；建设我校科研管理信息系统、总务后勤国资管理系统；建设学生迎新管理系统、学生离校管理系统；建设学校WEB网站集群管理，网页防篡改系统；三维虚拟校园系统；建设视频交流平台，增加网络视频业务的应用，提高教学、科研、办公效率。 ④加强网络安全管理建设，网络出口防火墙能力升级，建设全网入侵检测防御系统、上网行为审计系统，强化网络安全保障。 ⑤为广大师生提供宽松、开放、易用的网络环境，是网络进入日常工作和生活中，发挥网络的最大效用。 1.3 建网目的及原则 ⑴ 建网的目的

实现大学的校园网络化，校园的教学楼、宿舍、图书馆等各个部分都能实现计算机联网，并且整个效用接入互联网，以及校园的数字化建设 ⑵ 建网的原则 实用性和经济性：充分集成现有的计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，且具有最高的性价比。 开放性：构造一个开放的网络系统是当今世界上计算机技术发展的潮流，在整个系统设计中采用的规范和设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑相连。 可靠性：系统设计除采用信誉好、质量高的设备外，还采用一系列容错、冗余技术，提高整个系统的可靠性。 安全性：包括网络用户的安全性和数据传输的安全性。其中数据传输的安全性必须在网络传输时解决。在网络设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括端口隔离、路由过滤、防DDOS拒绝服务攻击、防IP扫描、系统安全机制、多种数据访问权限控制等，还有多种保护机制，如划分 4

VLAN、IP/MAC地址绑定、ACL、802.1x认证机制、SSH加密连接等具体技术提升整个网络的安全性。 1.4 主要信息点分布

学校共有：16栋学生宿舍，每栋楼包含六层（每栋楼有区别，大概数目），每间宿舍6人，有17

个学院，大约每两个院一栋教学楼，一个网络中心，一个图书馆（还有一个在建），一栋行政办公楼。现有全日制本专科生20000多人，在职教职工2000余人。 物理位置 数目 信息点/楼（个） 信息点总数 教学楼及实验楼 14 200 2800 行政办公楼 1 200 200 图书馆 1 300 300 宿舍楼 16 1500 24000 网络中心 1 200 200 合计 33 2400 23750 二、校园网设计 2.1 总体网络设计 （1）层次型结构 层次型结构网络设计是一种使用分层的、模块化的模型设计校园网的技术。层次型网络设计模型可以按层设计拓扑结构，每层的重点集中于特定的功能上，有利于分配和规划带宽和选择适当的系统和功能。层次拓扑设计有一下好处：减轻网络中设备的CPU负载；降低网络成本；简化每个设计元素并易于理解；容易更改层次结构；提高设备的利用率。

图3 典型的三层结构网络拓扑图 5

（2）核心层结构设计 核心层：将各汇聚层交换机互连起来进行穿越校园网骨干的高速数据交换，实现数据包高速交换。核心层要能很好的进行网络负载均衡。 （3）汇聚层结构设计 汇聚层：主要功能是汇聚网络流量，链路聚合、路由聚合、信号中继、负责将访问层交换机进行汇聚，还为整个交换网络提供VLAN间的路由选择功能。 （4）接入层结构设计 接入层：接入层利用VLAN划分技术隔离网络广播风暴，提高网络效率，为终端用户提供接入点。 （5）防火墙安全设计 学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高，如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等可以通过分布式、集中式相集合的方法进行管理。防火墙作为网络的第一道防线，应放置在外网和需要保护的校园内网之间，这样所以流入校园网络的数据流量都将通过防火墙，使校园内的所以客户端及服务器都处于防火墙的保护下。针对不同资源提供不同安全级别的保护，还应构建一个DMZ（Dmilitarized Zone）的区域，用来放置一些不含机密信息的公众服务器，比如FTP、Web、Mail等。防火墙的设计结构如下图所示：

图4 防火墙设计图示 6

2.2 校园网分区设计 2.2.1 教学楼及实验楼 教学楼和实验楼共有信息点数2800个，采用设备冗余设计，网络拓扑图如下：

图5 教学楼分支拓扑图 2.2.2行政办公楼、图书馆分支拓扑图如下

图6 图书馆、行政楼分支拓扑图 7

2.2.3 宿舍楼 宿舍楼信息点共有24000个，网络拓扑图如下：

图7 宿舍分支拓扑图 2.3 整体网络拓扑图

图8 总体网络拓扑图 8

2.4 IP地址分配 如下表所示

物理地址 所需地址数 IP地址 提供地址数 网络号 子网掩码 宿舍楼 24000 128.0.0.1-128.0.127.254 32766 128.0.0.0/17 255.255.128.0 行政楼 200 172.16.0.1-172.16.0.254 254 172.16.0.0/24 255.255.255.0 图书馆 300 192.168.1.0-192.168.2.254 511 192.168.1.0/23 255.255.254.0 网络中心 200 128.0.129.1-128.0.129.254 254 128.0.129.0/24 255.255.255.0 教学楼 2800 128.0.144.1-128.0.144.254 4094 128.0.129.0/20 255.255.240.0 三、总结体会 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。通过本次模拟校园网络规划，让我学到很多关于网络建设方面的知识，更注重学以致用。 四、参考文献 《计算机网络》第6版 谢希仁 北京:电子工业出版社,2013 《思科网络技术教程》第一、二学期/(美) Cisco Systems公司, Cisco Networking Academy Program著 清华大学 [等] 译 北京:人民邮电出版社,2004 西安科技大学网络中心 http://nic.xust.edu.cn/index.jsp?urltype=tree.TreeTempUrl&wbtreeid=9331 《TCP/IP详解》卷1:协议 (美)W.Richard Stevens著 范建华译 北京:机械工业出版社,2000