1 校園網網絡需求分析
隨著信息技術的發展,各行各業都開始建立自己的信息化網絡平臺,學校也不例外。為了滿足智能化校園的需求,現需要學校主校區構建一個校園網絡,校園網絡要求覆蓋整個園區,園區內所有主機設備和服務器能夠實現互通。通過對學校情況的調研,該校園網絡系統建設必須能夠完成以下幾個需求:1)所有的校園網絡建設都是為了更好服務于學校的實際應用。2)能夠為實現校內辦公自動化提供良好的基礎網絡,從而提高管理水平,節約辦公成本,提高辦公效率。3)為學校的教師、學生提供信息服務來豐富課余生活,提高生活質量。4)為教師提供良好的交流環境,整合教育資源,提升教師教學水平,為教師提供一個交流平臺。5)各種設備易于管理和維護。6)利用相關技術實現網絡安全,對網絡中的數據訪問進行限制和保護。7)考慮到整個校園網信息點數量巨大,配置 DHCP 服務器來實現整個校園網中的 IP 地址動態分配。8)需要配置各類服務器以滿足學校日常工作的需要。
2 校園網邏輯網絡設計
2.1 主干網絡技術選擇。根據需求分析,充分考慮到學校日常教學工作的需要和應用,按照相關系統的國家標準,本系統采用了百兆以太網技術。百兆以太網快速,高效,高性能的特點,可以讓校園網的實用性得到大幅度的提升。網絡主干采用光纖 100M 技術,實現與各樓層、主樓內網交換機間的高速連接;實現 10/100M到桌面;實現核心交換機對服務器的 100M 連接;網絡中使用的設備和協議應完全符合國際通用的技術標準,網絡核心支持 IPV4/IPV6 雙協議。
2.2 網絡拓撲結構選擇。校園網絡建設的目標簡而言之是將校園內各種不同應用的信息資源通過高性能的網絡設備相互連接起來,形成校園園區內部的網絡系統,對外通過路由設備接入廣域網。校園的樓宇一般主要包括教學樓、圖書館、辦公樓、宿舍區,體育館。根據對校園網絡的規劃,在設計校園網時選擇了星形拓撲結構。首先每個樓層根據實際情況放置數量不等的交換機,作為整個結構中的接入層。每棟樓放置一個雙層交換機作為匯聚層。
最后把每棟樓宇的交換機和校園的核心交換機相連形成分層結構。從校園的建筑結構來劃分網絡區域。本網絡采用 windows 最新的服務器版本 windows server 2012 來搭建服務器集群,分別設有DHCP 服務器、WEB 服務器、FTP 服務器、DNS 服務器來提供對內網的網絡服務的支持。具體拓撲結構如圖所示。
2.3 網絡功能設計和技術選擇。根據需求分析和設計目標,網絡具體功能的設計如下:1) 在路由器上實現內網與外網互通的功能:為實現該功能采用了 OSPF 協議。2)要實現對校園網各個區域的網絡控制:采用了虛擬局域網技術,利用 VLAN 中繼和 VLAN路由技術實現了不同 VLAN 之間的數據傳輸。3)為了保證內網的安全性,需要通過安全策略來保障非授權用戶只能訪問特定的網絡資源,從而達到對訪問進行控制的目的,因此在路由器上配置了 ACL.ACL 可以使內網變得更安全,限制用戶的非法訪問。4)為了進行公有和私有地址之間的轉化,在路由器上使用了 NAT 技術。5)實現 IP 地址的自動分配:設置了 DHCP 服務器實現了網內IP 地址的自動分配。6)實現校園網文件共享功能:設置了 FTP 服務器實現校園網內文件的傳輸和共享。7)實現校園上網功能:設置了 WEB 服務器實現校園上網功能。8)實現域名解析功能:設置了 DNS 服務器來實現域名解析功能。
2.4 IP 地址設計。本系統采用了 DHCP 服務器來實現整個校園網絡的動態網絡地址分配。根據需求分析為校園內部各個機構劃分VLAN,每個 VLAN 對應一個子網。網絡使用 192.168.0.0 網段作為所有信息點接入設備可以獲取的 IP 地址范圍。
3 校園網綜合布線系統設計
綜合布線系統是一項實踐性很強的工程,它是現代社會信息化的必然產物,是多功能、智能型大樓的必然要求。綜合布線系統包括工作區子系統、水平布線子系統、管理間子系統、垂直布線子系統、設備間子系統和建筑群子系統。
3.1 工作區子系統設計。工作區子系統是一個從信息插座延伸至終端設備的區域。工作區布線要求相對簡單,這樣就容易移動、添加和變更設備。該子系統包括水平配線系統的信息插座、連接信息插座和終端設備的跳線以及適配器。
3.2 水平子系統設計。水平子系統由配線間至工作區之間的電纜構成。本系統內數據點的水平電纜一般采用超五類非屏蔽雙絞線,可在 100m 信道距離上支持超過 1000Mbps 以上傳輸速率,使系統具有極高的可靠性及靈活性。
3.3 管理間子系統設計。本子系統由交連、互連配線架組成。管理點為連接其它子系統提供連接手段。交連和互連允許將通訊線路定位或重定位到建筑物的不同部分,以便能更容易地管理通信線路,使在移動終端設備時能方便地進行插拔。
3.4 垂直干線子系統設計。垂直干線子系統實現計算機設備、程控交換機(PBX)、控制中心與各管理子系統間的連接,是建筑物干線電纜的路由。該子系統由建筑物內所有的垂直干線多對數電纜及相關支撐硬件組成,以提供設備間總配線架與干線接線間樓層配線架之間的干線路由。
3.5 設備間子系統設計。本子系統主要是由設備間中的電纜、連接器和有關的支撐硬件組成,作用是將計算機、PBX、攝像頭、監視器等弱電設備互連起來并連接到主配線架上。設備間中的設備主要是核心交換機和服務器。
3.6 建筑群子系統設計。該子系統將一個建筑物的電纜延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信設備和裝置上,是結構化布線系統的一部分,支持提供樓群之間通信所需的硬件。它由電纜、光纜和入樓處的過流過壓電氣保護設備等相關硬件組成。建筑群子系統常用的傳輸介質是光纜。