1、组网工程课设校园网络建设第一章概述1.1 建设背景和现状对于今天的学校来说，将信息技术融入到学习、教学及行政管理已不再是的可能性问题，而是一种迫切的需要。学生的需要正使与技术一起成长起来的代人的生活发生着前所未有的巨大变化。他们将进入对信息技术依赖程度越来越高的经济生活中。网络也成了学生、教师及社会间更好进行交流的一种媒介。最为重要的是，网络对学习过程本身产生了巨大影响。网络能够消除学生与学习资源间的界限,使学生可以自由地在任何时间任何地方获取信息。它们扩大了课程的选择范围。面对有限的财力资源而又要大提高学习经历的挑战。并且能消除进行交流的距离上的障碍，网络注定会在教育过程中发挥越来越重要的作
2、用。 “数字化校园”是以数字化信息、计算机技术、通讯技术、网络技术为基础，在计算机和网络技术上建立起来的对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输和应用，使数字资源得到充分优化利用一种虚拟教育环境。通过实现从环境（包括设备，办公空间、研究空间、教学空间等）、资源（如图书资料、专业数据库、教师讲义、课件及全球网上专业资讯等）到应用（包括教学、管理、服务、办公等）的全部数字化，在传统校园基础上构建一个既对应又有本质不同的数字空间，以拓展现实校园的时间和空间维度，为师生提供网上信息交流环境，构建校园内外互联互通的人才培养环境和科研环境，进行数字化学习、数字化教学、
3、数字化科研、数字化管理和数字化生活，提升传统校园的运行效率，扩展传统校园的业务功能，创构电子校务、教育资源、虚拟社区及网络服务的数字化虚拟大学教育环境。最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高管理水平和效率的目的。我国高等院校信息化建设从发展状况上可以分为三个阶段：第一阶段以硬件集成为主，重点是校园网硬件平台的搭建；第二阶段以应用软件集成为主，重点体现在学校管理信息系统建设上，这也是当今大多数校园网所采用的模式；第三阶段是以数字校园建设为理念的信息化建设新阶段，开始从“信息服务”为主向“业务服务”为主的方向发展，国内有代表性的高校有清华大学、北京大学、中国人民大学、山东大学等。这些高校的基本
4、情况为：网络基础建设：以“万兆主干、千兆到楼、百兆到桌面”的指标进行建设；网络基本服务：实现了统一身份认证、统一数据平台、统一技术标准，规范了学校的各种业务流程。应用支撑层：实现了电子校务管理、教务管理系统、学生管理系统、科研管理系统、人事管理系统、数字图书馆、网络教学系统等到应用。从2002年起，我校开始进行校园网建设规划。实施了学校的网络建设第一期工程,接入网通2M宽，解决了学校部份上网需求。2004年实施了第二期建设程，接入了铁通30M专线，主要以光纤到楼寓，双绞线到桌面的布线，实现各部门的网上办公、资料查询下载等，同时解决了部分学生宿舍的上网问题。2007年学院投入大量资金进行校园扩建
5、，校园面积也达到300多亩，新建了学生宿舍、教学楼、办公楼、体育馆等等，以前的网络带宽也无法满足现有的需要，因此学院2008年3月份接入中国电信100M解决了带宽问题，但在硬件上还没得到提升，使100M带宽没有很好的发挥作用，所以需求把整个学院的网络进行一次统一的标准的规划。当前全院的信息点总数5000多个，全校上网计算机机有2000多台，用户数3000左右，而学生上网是通过锐捷的802.1x认证程序接入；教职工住宅区已有100多户开通网络。目前网络用户数量已达到2000信息点，网络中心核心设备主要以一台华为AR4680路由器、一台锐捷3550交换机运载，随着用户数量的不断增加，现有网络硬件设
6、备也无法满足网络运行，而且目前网络处于一种单接点的方式，当核心设备故障、断电、或其他意外情况整个学院的网络就会出现瘫痪，当前我们学院网络处于极其落后的状态，在很多安全方面（如电源、防雷）等。常规应用：学院连网的楼寓有图书馆、所有教师公寓、3栋学生宿舍楼、以及各教学楼和各职业能部门，主要实现了学院的各部门、教师公寓及学生宿舍的单一连网，只能进行简单的网页浏览、资料下载等工作。当前网络运行情况如图1：目前网络运行拓扑图(图1)数据中心机房平面图（图2）学院平面布局图（图3）1.2 用户需求根据学校数字校园建设的指导思想，我校将建设一个至少保持5年内先进的数字校园，通过把教师、学生、管理人员等角色和
7、学校的组织与校园计算机网络系统有机的联系在一起，以统一身份认证、综合信息门户的方式提供集成化、智能化、共享型、开放型的数字教育教学环境。总体目标是：配置万兆核心交换机、千兆骨干网规划网络基础设施系统，统一规划与管理；建立数字校园公共数据库和综合信息门户平台，实现统一身份认证访问接口、数据共享以及学校历史数据的存储、整理，实现信息网站的集中存放、维护；建立基于网络的教务管理，系统实现高质量教学资源、信息资源和智力资源的共享与传播；建立基于网络的图书管理系统，实现数字图书馆，提供网上专业资源的链接和专业数据库的开放使用；建立基于网络的信息发布、办公邮件系统、公文流转，实现网上办公；建立校园网络及其
8、应用系统安全体系；建立校园一卡通系统。实施要求如下：网络指标：按10000个用户设计，主干万兆，节点千兆，桌面百兆，兼容IPV6软件系统要使用主流技术应用系统开发、数据库、中间件应采用现有的主流平台，以便于扩展和升级。信息标准：数据按照统一的标准产生、存放、使用，使数据真正实现其享。定义清晰而标准的接口，应用之间能实现互操作。通过细致调研，建立各个系、各个部门之间的纵横向、直接和间接的业务流程标准，做到真正意义上的业务协同，实现从信息流向业务流的转变。信息点建设要求： 1、办公室：每个公室至少保证有1个信息点，对用户数量多的办公室以局域网方式再进行组建。 2、教室：每一间教室1个信息点。 3、
9、学生宿舍：按每间宿舍1个信息点，超出的用户数再用接入层交换机连接。 4、各大门：设立安全监控、门禁、小型电子公告、GIS系统 5、主要公共场所：设立大型电子公告牌校园网环境要求：管沟、竖井、机房、防雷、供电等按照有关建设规范要求进行设计和建设综合布线要求： 1、采用模块化结构设计、易于扩展、管理和维护 2、使用标准配线系统和统一的信息插座，可连接不同类型和设备 3、使用相同电缆、配线架、插头和模块插孔，兼容不同厂商设备。 4、每个建筑物划分为工作区子系统、水平干线子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、楼宇（建筑群）子系统、设备间子系统6个子系统来设计。 5、各个有网络需求或其他信息化需求的建筑
10、物应用适当类型和数量的光缆接入或无线网络信道接入(办公楼、图书馆、教室、会议室、体育馆及室外场地等)。 6、预留足够的网络节点和主干链路。网络控制中心要求：经究研决定把第一教学楼106作为网络的核心控制机房，中心机房必须有20KV的稳压电源供电，保证对核心交换设备和存储设备有4小时以上的时延，所有服务器都统一放置于中心机房（总数据库服务器、WEB、FTP、VOD、教务管理、认证服务器等）。对于楼宇交换机房，必须由本栋楼宇配电室直接供电，配备单进单出UPS供电系统。所有交换机房，均必须做防雷系统。电话、音频、视频资源： 电话独立成网或者使用IP电话，视频资源依托省教育厅大学城区公共网络服务项目，
11、以IP电视方式向学生提供主要的电视节目和部分校内自办节目。无线网： 在校园合适的位置放一个无线发射器， 通过有线和无线相结合，在校园内实现无盲点的网络覆盖(比如体育馆)。考虑对公共开放区域的无线覆盖，降低公共显示、查询等设备的网络接入难度。业务网络关系： 从安全管理和服务归属角度出发，对于财务、校园卡等要求较高的系统，采取物理隔离的方式进行建设，其他网络采取虚网、VPN等方式进行处理。1.3 建设目标 用5年左右的时间，建设一流的数字化网络环境，数字化的教育资源环境、数字化的教学与学习环境、管理工作环境，实现数字化学习、数字化教学、数字化管理和数字化生活，创建数字化虚拟空间的进一步提升，建立基
12、于网络的电子教学CAI课件开发、视频点播（VOD）、网上题库、答疑与作业批改等计算机辅助教学系统，实现教学手段的现代化,实现学校更具信息化和现代化。数字化环境：数字化校园的硬件基础。包括：覆盖全校，技术先进、功能齐全的高速校园网络；数字化广播电视系统；数字化多媒体制作系统；建立建全满足教学需要的计算机机房、数字化语阅览室和多媒体教学系统等。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。数字化管理:指校务管理系统,包括办公、人事、教务、校产等管理子系统. 学校管理系统的信息化、自动化。依托校园网，
13、构建相应的交互式应用软件平台，实现教学、科研、人事、学生、财务、后勤、档案等管理工作的自动化，实现统计监测网络化，提高管理效率和水平。实现网上招生、网上人才招聘、学生网上求职等。数字化学习:指数字化校园软件平台和资源两方面。建立先进实用的应用平台和应用系统。包括：校园信息发布系统、校务管理系统、教育教学系统、学生、家长和学校联系交流平台、试验图书馆系统和生活服务系统。加强现有信息资源的数字化工作，重视现有信息资源的数字化工作，把具有优势和特色的传输媒介的信息资源尽快数字化。加强各类教育信息资源库的建设，包括教育教学资源库、管理资源库、实训成果资源库、学生信息资源库、数字化图书馆等涉及教学、管理
14、等各方面信息资源库。积极开发基于WEB、FTP等技术的各类网络信息资源，充分利用信息为学校、社会和同学提供优质服务。最终，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，实现信息资源共享。1.4 设计标准和依据机房建设参照标准：电子计算机机房设计规范 GB5017493计算机场地安全要求 GB936188计算机场地技术条件 GB2887建筑内部装修设计防火规范 GB5022295计算机机房用活动地板技术条件 9361-88建筑物防雷设计规范 GB5005794室内装饰工程质量规范
15、QB183893火灾自动报警系统施工及验收规范 GB 5016692系统范围： 本次机房建设将包括一下几个子系统： 机房空调与新风系统； 电气系统（供配电系统）； UPS系统； 建筑装饰系统； 消防及自动报警系统； 机房漏水监测系统； 机房其他配套设备系统机房建设基本要求：服务器及交换设备放置在机房内，根据类型采用专用机柜分类布置。主机区信号电缆和电源电缆在上走线桥架分层平行布放。机房装修：机房中各类管线需暗敷。将原有建筑结构吊顶隔断及不用的设备、分隔管道拆除，结构做防尘处理计算机机房顶棚装修采用采用两种方式：在操作间采用金属铝天花吊顶；在主机区由于顶棚吊装了走线架故不吊顶而采用喷黑处理的方式
16、。地面全部采用抗静电全钢活动地板。要求承载力大、防火性能好；柔光、耐磨、防腐蚀等处理；抗静电性能优良、抗污染、便于清洗，造型美观、组装灵活、维修方便、经久耐用，稳定性好，各项指标达到国家标准。设备间和操作室之间用全钢化玻璃隔断。墙面采用彩钢板，进出机房的门也采用防火门。机房空调：机房区域使用机房专用精密空调应满足的温度、湿度标准：机房全年温度23 2 。湿度应满足：相对湿度为555%，夏季取上限，冬季取下限。供配电：机房所用的交流电源由大楼配电房单独引进形成独立主回路，避免受大楼大功率用电设备的影响，保证机房用电设备的稳定运行。机房内需单独设置配电柜，动力（空调、风机、照明等）用电需与设备用电
17、在配电时分开。 配电柜有短路、过流保护，其紧急断电按钮与火灾报警联锁。配电柜安装完毕后，进行编号，并标明柜内各开关的用途以便于操作和检修。配电柜内留有备用电路，作机房设备扩充时用电。空调供电与机架供电分离。UPS输出后经过配电柜为机柜供电。数据中心供配电系统应为220V、50HZ，计算机供电质量达到A级。机房有两种照明：正常照明和应急照明。其中正常照明照度要求：在离地面0.8M照度不低于200LX（勒克斯）。UPS系统根据用户要求配置1台20KVA UPS ，后备时间4小时。 防雷系统：电源系统需考虑防雷，在配电柜、重要设备输入回路前端安装电源避雷器。接地系统：计算机直流地与机房抗静电接地及保
18、护地严格分开以免相互干扰，采用金属网，所有接点采用锡焊或铜焊使其接触良好，以保证各计算机设备的稳定运行并要求其接地电阻小于1。机房抗静电接地与保护地采用软扁平编织金属线直接敷设到房间让地板就近接地，能使地板产生的静电电荷迅速入地。计算机系统专用接地，要求地阻小于1。交流保护接地，接地电阻不应大于2。防雷接地，应按现行国家标准建筑防雷设计规范执行，接地电阻R4。接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定。同一个机房内的地线采用同一地线源，其地线系统可采用地网接入或通过配电中心直接接入，其中间不作任何分支处理，引入的地线进入专用地线排。整个机房内作地线排网（等电位均压环），设备就近接入。镀
19、锌钢管、金属软管、金属接线盒外壳等均进行可靠接地。机房漏水监测系统：采用一套漏水监测系统对机房内的空调和重要设备四周进行实时监控，并可联动进行报警。消防及自动报警系统：采用自动报警配七氟丙烷自动灭火系统的方式。机房其他配套设备系统：包括服务器机柜和网络机柜。1.5 实施单位简介第二章 园区网络总体设计原则2.1 实用性和先进性 采用先进成熟的技术和设备，尽可能采用先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据与需要，使整个系统在一段时期内保证技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应未来业务的发展和技术升级的需要。在数字校园建设中，既要从学校的实际需要和长远发展出发，紧跟信息技术的发展，立足未来进行
20、全面的、超前的总体规划，以要考虑技术的成熟度，体现设备的先进性和实用性相结合，更要考虑设备性能的充分发挥和软件系统应用，不应过多冗余。数字校园的建设资金，要发挥最大的效益；既要坚持适度超前的原则，又不能造成浪费，充分体现“先进与成熟”、“实用与有效”的辩证统一。所以，选购设备要充分注意先进性，选择硬件要预测到未来发展方向，选择软件要考虑开放性，工具性和软件集成优势。网络设计要考虑通信发展要求，因此，网络设备是主要关键，国内能满足要求的，尽量采用国产设备。从而在相当长的时间内保证其先进性。2.2 可靠性原则 为保证各项业务应用，网络必须具有高可靠性，决不能出现单点故障。要对机房布局、结构设计、设
21、备选型、日常维护等各个方面进行高可靠性的设计和建设。在关键设备采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高数据中心机房的安全可靠性。2.3 可管理性原则由于机房具有一定复杂性，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。所以在机房的设计中，必须建立一套全面、完善的数据中心机房管理和监控系统。所选用的设备应具有智能化、可管理的功能，同时条用先进和管理监控系统设备及软件，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，简化机房管理人员的维护工作，从而为计算机
22、机房的安全、可靠运行提供最有力的保障。2.4 资源共享坚持硬件集群（系统硬件平台统一规划、集中管理）、数据集中（建立统一的数据库数据仓库，集中管理数据），应用集成（统一身份认证、统一应用界面风格、统一数据交换标准、统一的开发规范）的技术措施，优化资源，实现资源共享。2.5 硬件基础建设、应用软件建设、人才培养互动 数字校园建设的基础是网络基础设施。随着服务要求的提高，软件系统向石硬件提出了更高要求，底层软件开发平台、支撑系统都要求软硬件系统不断发展与其相适应。所以，在数字校园的建设和应用过程中，必须实现教学、科研、管理、服务等行为中的软件、硬件系统互补、互动，软、硬件相适应，才能充分发挥软硬件
23、的作用。要使软硬件充分发挥作用，要提高人的素质。人员培训是发挥软硬件功能、提高使用效率的必要措施。数字校园的建设和应用的关键是使用者的观念的更新和转变。2.6 集成与协同通过数字校园的建设，通过应用业务流、审批流和工作流，实破以部门为界限的应用处理模式，建立以业务协同为主线的跨部门的应用逻辑和数据集成，以数字化的方式构建一种面向人的协同和谐工作方式，实现信息协同、流程协同、办公协同、管理协同。2.7 易于扩展性由于信息技术和人们对于新技术的需求发展都非常迅速，为了避免不必要的重复投资，应选择具有一定扩展能力的设备，能够保证在网络规模逐渐扩大的时候，不需要增加的设备，而只需要增加一定数量的模块就
24、行。最好能够做到在网络技术进一步发展，现有模块不支持新技术的情况下，只需要更换相应模块，而不需要更换整个设备。2.8 管理与维护方便先进的设备必须配合先进的管理和维护的方法，才能够发挥最大的作用。所以，在选择设备时必须支持现有的、常用的网络管理协议和多种网络管理软件，便于管理人员的维护。第三章 网络主干设计分析3.1 网络拓扑设计3.2 综合布线设计由于各楼人员相对统一，主要根据各楼所处地理位置的不同划分。4.1 网络IP地址数量规划采用CIDR规划地址，采用网段：192.168.0.0/24192.168.12.0/244.2 规划网络子网（VLAN）部门电脑数量Vlan名称Vlan号Vla
25、n ipIp网段可用范围 行政楼 150 xz 2192.168.0.1/24192.168.0.0/24192.168.0.2/24192.168.0.254/24 图书馆 150 ts 3192.168.1.1/24192.168.1.0/24192.168.1.2/24192.168.1.254/24 学工楼 100 xg 4192.168.2.1/25192.168.2.0/25192.168.2.2/25192.168.2.126/25 食堂及学生活 动中心 80 st 5192.168.2.129/25192.168.2.128/25192.168.2.130/25192.168.
26、2.254/25 总务处 100 zw 6192.168.3.1/25192.168.3.0/25192.168.3.2/25192.168.3.126/25 体育馆 20 ty 7192.168.3.129/26192.168.3.128/26192.168.3.130/26192.168.3.190/26 第一教学楼 50 jx1 8192.168.3.193/26192.168.3.192/26192.168.3.194/26192.168.3.254/26 第二教学楼 50 jx2 9192.168.4.1/26192.168.4.0/26192.168.4.2/26192.168.4
27、.62/26 第三教学楼 50 jx3 10192.168.4.65/26192.168.4.64/26192.168.4.66/26192.168.4.126/26 教师公寓1幢 80 js1 11192.168.4.129/25192.168.4.128/25192.168.4.130/25192.168.4.254/25 教师公寓2幢 80 js2 12192.168.5.1/25192.168.5.0/25192.168.5.2/25192.168.5.126/25 教师公寓3幢 80 js3 13192.168.5.129/25192.168.5.128/25192.168.5.13
28、0/25192.168.5.254/25 教师公寓4幢 80 js4 14192.168.5.1/25192.168.5.0/25192.168.5.2/25192.168.5.126/25 学生公寓1幢 100 xs1 15192.168.5.129/25192.168.5.128/25192.168.5.130/25192.168.5.254/25 学生公寓2幢 100 xs2 16192.168.6.1/25192.168.6.0/25192.168.6.2/25192.168.6.126/25 学生公寓3幢 100 xs3 17192.168.6.129/25192.168.6.128
29、/25192.168.6.130/25192.168.6.254/25 学生公寓4幢 100 xs4 18192.168.7.1/25192.168.7.0/25192.168.7.2/25192.168.7.126/25 学生公寓5幢 100 xs5 19192.168.7.129/25192.168.7.128/25192.168.7.130/25192.168.7.254/25 学生公寓6幢 100 xs6 20192.168.8.1/25192.168.8.0/25192.168.8.2/25192.168.8.126/25 学生公寓7幢 100 xs7 21192.168.8.129
30、/25192.168.8.128/25192.168.8.130/25192.168.8.254/25 学生公寓8幢 100 xs8 22192.168.9.1/25192.168.9.0/25192.168.9.2/25192.168.9.126/25 学生公寓9幢 100 xs9 23192.168.9.129/25192.168.9.128/25192.168.9.130/25192.168.9.254/25 学生公寓10幢 100 xs10 24192.168.10.1/25192.168.10.0/25192.168.10.2/25192.168.10.126/25 学生公寓11幢 100 xs11 25192.168.10.129/25192.168.10.128/25192.168.10.130/25192.168.10.254/25 学生公寓12幢 100 xs12 26192.168.11.1/25192.168.11.0/25192.168.11.2/25192.168.11.126/25 学生公寓13幢 100 xs13 27192.168.11.129/25192.168.11.128/25192.168.11.130/25192.168.11.254/25 学生公寓14幢
