网络设计 校园网 需求分析
思科校园网络方案
思科系统网络技术有限公司
二零一一年二月
网络设计 校园网 需求分析
一．校园网概述及分析 ............................................................................ 4
1.1概述 ..................................................................................................................................... 4
1.2 校园网建设的必要性 ........................................................................................................ 5
1.3应用特点 ............................................................................................................................. 6
二、校园网络需求分析 ............................................................................ 6
2.1用户需求分析 ..................................................................................................................... 6
2.2校区网络的设计目标: ........................................................................................................ 7
2.3系统设计指导思想 ............................................................................................................. 8
三、组网技术及产品选择 ........................................................................ 9
3.1组网技术选择 ..................................................................................................................... 9
3.2网络产品选型 ................................................................................................................... 10
3.2.1稳定可靠的网络 .................................................................................................... 10
3.2.2高带宽 .................................................................................................................... 10
3.2.3易扩展的网络 ........................................................................................................ 11
3.2.4 QoS保证 ................................................................................................................ 11
3.2.5安全性 .................................................................................................................... 11
3.2.6容易控制管理 ........................................................................................................ 11
3.2.7 IP Multicast ............................................................................................................ 11
3.2.8符合IP发展趋势的网络 ...................................................................................... 12
四、校园网网络设计方案及分析 .......................................................... 12
4.1 网络的分层设计原则 ...................................................................................................... 12
4.1.1 核心层 (Core Layer) ............................................................................................ 12
4.1.2 分布层 (Distribution Layer)................................................................................. 13
4.1.3 接入层 (Access Layer) ........................................................................................ 13
4.2校园网方案特性分析 ....................................................................................................... 13
4.2.1高性能的网络设计 ................................................................................................ 13
4.2.2集成的用户管理功能 ............................................................................................ 14
4.2.3灵活的网络的可扩展性设计 ................................................................................ 14
4.2.4完善的QOS功能 .................................................................................................. 15
4.2.5可靠的网络安全设计 ............................................................................................ 15
4.2.6方便的网络管理和维护 ........................................................................................ 16
4.2.7运营级的网络高可靠性的设计 ............................................................................ 16
4.3系统平台和应用系统 ....................................................................................................... 17
4.3.1系统平台选择 ........................................................................................................ 17
4.3.2采用WIN2003 SERVER能建立的服务器角色 .................................................. 17
WEB服务器 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
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五.思科公司校园网解决方案 ................................................................. 17
5.1 系统组成与拓扑结构 .................................................................................................... 17
5.2 VLAN及IP地址规划 ..................................................................................................... 20
六、综合布线系统 .................................................................................. 37
6.1 结构化布线设计的要求 ................................................................................................ 37
6.2系统设计原则 ................................................................................................................... 37
6.2.1设计原则 ................................................................................................................ 37
6.2.2设计目标 ................................................................................................................ 38
七、技术支持及售后服务 ...................................................................... 38
7.1 服务内容 .......................................................................................................................... 38
7.2 设计服务 .......................................................................................................................... 39
7.3 场地检查 .......................................................................................................................... 39
7.4 系统安装调试 .................................................................................................................. 39
7.5 测试和验收 ...................................................................................................................... 40
7.6 系统后期维护和支持 ...................................................................................................... 40
7.7 客户技术培训 .................................................................................................................. 41
7.8 设备保修与软件升级 ...................................................................................................... 41
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校园网系统方案
一．校园网概述及分析
1.1概述
中国教育科研计算机网（CERNET）于1994年正式启动以来，已与国内几
百所学校相连。为广大师生及科研人员提供了一个全新的网络环境。1998年10月,中国教育科研网(CERNET)二期工程正式启动,工程计划到2000年二期工程完成时,除达到连接1000所大学的目标外,对有条件的中小学也提供接入上网服务。的确,随着信息技术的飞速发展,中小学校园网的建设已经逐渐提到议事日程上来。但是我国目前大多数校园网上的应用还不丰富，与学校原有一些计算机业务系统还没有充分发挥，应用水平的低下是对校园网资源的极大浪费。只有提高校园网上的应用水平，才能切实提高学校各项业务水平，适应信息时代的要求。因而，如何利用当前先进的计算机技术与校园网资源，实现学校各项业务系统的集成，提高应用水平将是学校校园网建设的下一个工作重点。
当前由于网络、数据库及与之相关的应用技术不断发展，尤其国际互联网
（Internet）和内部网（Intranet）技术的广泛应用，世界正在迈入网络中心计算（NetworkCentricComputing）时代。人们传统的交互和工作模式正在改变。处在不同地理位置的人们可以共享数据，使用群件技术（GroupWare）进而能够协同工作；多媒体数据的存储、传输、应用技术的不断成熟；以上这些计算机技术的发展对学校传统的计算机业务系统产生影响，使用户能更方便。更直观的使用系统，也使系统的性能更完善、功能更强大。
校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过高性
能的网络设备相互连接起来，形成校园园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。
建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事情,都要经过周密的论证、
谨慎的决策和紧张的施工。当一堆设备变成网络的时候,大部分学校的满腔热情也慢慢地冷却凝固。校园网建成了,各种问题也不断涌现:设计目标根本无法实现,没有合适的应用软件,许多设想根本无法实施,后续的维护费用不堪承受等等。
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1.2 校园网建设的必要性
是否在学校采用最先进的信息和传播技术是一个有决定性意义的问题,而且
十分重要的是,学校应该处于影响整个社会深刻变革的中心地位。
随着计算机多媒体和网络技术的不断发展与普及，校园网信息系统的建设，是非常必要的，也是可行的。主要表现在：
1)、当前校园网信息系统已经发展到了与校际互联、国际互联、静态资源共
享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段，发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求。
2)、教育信息量的不断增多,使各级各类学校、家庭和教育管理部门对教育
信息计算机管理和教育信息服务的要求越来越强烈。个人是否具有获得信息和处理信息的能力对于能否成功进入职业界和融入社会及文化环境都是个决定性的因素,因此学校应该培养所有学生具有驾驭和掌握这种技术的能力。另一方面,信息技术在作为青少年教育工具的同时也向青少年提供了前所未有的机会。新技术提供的机会以及它们在教学方面具有的优势都是很多的,特别是计算机和多媒体系统的使用有助于个人化的道路,每个学生在个人的学习道路上都可以按照自己的速度发展。
3)、我国各级教育研究部门、软件开发单位、教学设备供应商和各级学校不
断开发提供了各种在网络上运行的软件及多媒体系统，并且越来越形象化、实用化，迫切需要网络环境。
4)、现代教育改革的需要。在校园网中将计算机引入教学各个环节，从而引
起了教学方法，教学手段，教学工具的重大革新。对提高教学质量，推动我国教育现代化的发展起着不可估量的作用。网络又为学校的管理者和老师提供了获取资源、协同工作的有效途径。毫无疑问,校园网是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段,是解决信息时代教育问题的基本工具。
5)、随着经济发展，我国各级政府对教育的投入不断加大；计算机技术的飞
速发展，使相应产品价格不断下降；同时人们的认识水平和经济实力不断提高。大量计算机进入学校和家庭，使得计算机用于教育信息管理和信息服务是完全可行的。
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1.3应用特点
随着现代化教学活动的开展和与国内外教学机构交往的增多，对通过
Internet/Intranet网络进行信息交流的需求越来越迫切，为促进教学、方便管理和进一步发挥学生的创造力，校园网络建设成为现代教育机构的必然选择。校园网大都属于中小型系统，以园区局域网为主，一个基本的校园网具有以下的特点： 高速的局域网连接------校园网的核心为面向校园内部师生的网络，因此园区局域网是该系统的建设重点，由于参与网络应用的师生数量众多，而且信息中包含大量多媒体信息，故大容量、高速率的数据传输是网络的一项基本要求； 信息结构多样化------校园网应用分为电子教学（多媒体教室、电子图书馆等）、办公管理和远程通讯（远程教学、互联网接入）三大部分内容：电子教学包含大量多媒体信息，办公管理以数据库为主，远程通讯则多为WWW方式，因此数据成分复杂，不同类型数据对网络传输有不同的质量需求；
安全可靠------校园网中同样有大量关于教学和档案管理的重要数据，不论是被损坏、丢失还是被窃取，都将带来极大的损失；
操作方便，易于管理------校园网面向不同知识层次的教师、学生和办公人员，应用和管理应简便易行，界面友好，不宜太过专业化；
经济实用------学校对网络建设的投入有限，因此要求建成的网络应经济实用，具备很高的性能价格比。
二、校园网络需求分析
2.1用户需求分析
设计一个网络，首先要为用户分析目前面临的主要问题，确定用户对网络的
真正需求，并在结合未来可能的发展要求的基础上选择、设计合适的网络结构和网络技术，提供用户满意的高质服务。
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网络在日常教学办公环境中起着至关重要的作用，校园网的运作模式会带
来大量动态的www应用数据传输，会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络的需求（目前为100/1000Mbps，今后可会更高）。这就要求网络有足够的主干带宽和扩展能力。同时，一些新的应用类型，如网络教学、视频直播/广播等，也对网络提出了支持多点广播和宽带高速接入的要求。
除上述考虑外，还要注意到由于逻辑上业务网和管理网必须分开，所以建
成后校园网应能提供多个网段的划分和隔离，并能做到灵活改变配置，以适应教学办公环境的调整和变化。
中心机房到汇聚层节点采用4兆光纤（多模）连接，汇聚层到接入层采用百
兆的五类线（或者超五类）连接。通常考虑，建议数据信息点的接入用交换10/100Mbps自适应以太网端口接入，以便能较经济的提供较高的带宽。整个方案设计的目的是建设一个集数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA应用和Internet访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。
2.2校区网络的设计目标:
校区网络建设的目标应该是：
建成后的网络能充分利用Internet、国家信息网、教育网、全国高校互联网
上的各种信息，实现资源共享，能够为在此校区学习的学生提供丰富的多媒体教学手段，实现高质高效的教学目标。由此，我们认为，校园网网络是一个典型的面向未来的网络化、信息化、自动化的集娱乐、教学、办公于一体的，具备多媒体综合业务发展需求的园区网络。
系统总体设计将本着总体规划、分布实施的原则，充分体现系统的技术先进
性、高度的安全可靠性，同时具有良好的开放性、可扩展性。本着为学校校区着想，合理使用建设资金，使系统经济可行。
学校网络应当实现如下功能：
● 访问互联网络
● 访问学校虚拟网络
● 校园网站建立
● 远程教育
● VOD点播
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● 网络安全管理
● 电子邮件和电子公告
● 计算机辅助教学
● 教师备课功能
● 对外交流
● 校园管理平台
● 信息资源库
2.3系统设计指导思想
建设校园网络，本着少花钱办大事的原则，充分利用有限的投资，在保证网络先进性的前提下，选用性能价格比最好的设备，我们认为校园网建设应该遵循以下原则：
●先进性
以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音、视像等多媒体应用，用基于交换的技术替代传统的基于路由的技术。
●标准化和开放性
网络协议采用符合ISO及其他标准，如：IEEE、ITUT、ANSI等制定的协议，采用遵从国际和国家标准的网络设备。
●可靠性和可用性
选用高可靠的产品和技术，充分考虑系统在程序运行时的应变能力和容错能力，确保整个系统的安全与可靠。
●设备的兼容性
选用符合国际发展潮流的国际标准的软件技术，以便系统有可靠性强、可扩展和可升级等特点，保证今后可迅速采用计算机网络发展出现的新技术，同时为现存不同的网络设备、小型机、工作站、服务器、和微机等设备提供入网和互连手段。
●实用性和经济性
从实用性和经济性出发，着眼于近期目标和长期的发展，选用先进的设备，进行最佳性能组合，利用有限的投资构造一个性能最佳的网络系统。
●安全性和保密性
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在接入Internet的情况下，必须保证网上信息和各种应用系统的安全。 ●扩展性和升级能力
网络设计应具有良好的扩展性和升级能力，选用具有良好升级能力和扩展性的设备。在以后对该网络进行升级和扩展时，必须能保护现有投资。应支持多种网络协议、多种高层协议和多媒体应用。
●网络的灵活性
系统的灵活性主要表现在软件配置与负载平衡等方面，配合交换机产品与路
由器产品支持的最先进的虚拟网络技术，整个网络系统可以通过软件快速简便地将用户或用户组从一个网络转移到另一个网络，可以跨越办公室、办公楼，而无需任何硬件的改变，以适应机构的变化。同时也可以通过平衡网络的流量，以提高网络的性能。
三、组网技术及产品选择
3.1组网技术选择
在校园网校区网络的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与
否起着决定性的作用。选择适合校园网络需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。
目前在局域网络上应用最广泛的技术有以太网、快速以太网、FDDI、Token Ring以及最新崛起的ATM（异步传输模式）、千兆以太网等。交换式以太网作为几年前主干网组网的主要技术，现在主要被用于工作组级组网，使网络交换到桌面工作站。
快速以太网是一种非常成熟的组网技术，造价很低，性能价格比很高，可作
为资金不很充裕的中小型单位组建Intranet网的首选技术。快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。
FDDI也是一种成熟的组网技术，但技术复杂、造价高，FDDI网络难以向更
先进的网络技术升级，现在用FDDI组建主干网的情况已非常少见。
ATM技术成熟而复杂，组网成本高，是多媒体应用系统的理想网络平台。但
是，网络带宽的实际利用率很低。
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在选择校园校区网络技术时应该考虑如下：
1)、长远来看如何保护现有投资。保护现有投资的有效途径就是在将来网
络技术升级时还能使用现有的网络技术和产品。如同计算机的发展速度一样，网络技术的发展也是非常迅速的。从目前的趋势来看，采用快速以太网技术是最适宜的。
在校园网网络的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。选择校园网网络需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。
根据我们对校园网网络需求的分析并结合目前高速主干网络技术的特点，我
公司建议采用快速以太网技术做为校园网的主干网络。
3.2网络产品选型
校区网络建设应该以应用为核心，在设计中充分考虑到教育管理和多媒体教
学的要求，并且网络技术上应该具有一定的先进性，同时还要为以后的扩展留有一定的空间。
为此校园校区网络网应该能达到以下要求：
3.2.1稳定可靠的网络
只有运行稳定的网络才是可靠的网络，而网络的可靠运行取决于诸多因素，
如网络的设计，产品的可靠，而选择一个具有运营此类网络规模经验的网络合作厂商则更为重要。要求有物理层、数据链路层和网络层的备份技术。
3.2.2高带宽
由于校园校区网络网络应用的特殊性,它对整个网络系统的性能要求相对来
说比较高。其中，网络速率要求主要的信息点100M交换到桌面，园区网中各终端间具有快速交换功能。为了支持数据、话音、视像多媒体的传输能力，在技术上要到达当前的国际先进水平。要采用最先进的网络技术，以适应大量数据和多媒
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体信息的传输，既要满足目前的业务需求，又要充分考虑未来的发展。为此应选用高带宽的先进技术。
3.2.3易扩展的网络
系统要有可扩展性和可升级性。易扩展不仅仅指设备端口的扩展，还指网络
结构的易扩展性：即只有在网络结构设计合理的情况下，新的网络节点才能方便地加入已有网络；网络协议的易扩展：无论是选择第三层网络路由协议，还是规划第二层虚拟网的划分，都应注意其扩展能力。对于核心网络设备，要求骨干交换机具备第三层交换能力，要求支持今后的视频点播、电视电话会议的宽带多媒体应用，并要求留有一定的扩充能力。
3.2.4 QoS保证
随着网络中多媒体的应用越来越多，这类应用对服务质量的要求较高，本网
络系统应能保证QoS，以支持这类应用。
3.2.5安全性
网络系统应具有良好的安全性，由于网络连接园区内部所有用户，安全管理
十分重要。网络具有防止及便于捕杀病毒功能。应支持VLAN的划分，并能在VLAN之间进行第三层交换时进行有效的安全控制，以保证系统的安全性。校区网络与校园网相连后具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客入侵网络系统。可对接入因特网的各网络用户进行权限控制。
3.2.6容易控制管理
对于网络管理，要求采用智能化网络管理软件，实现对网络的自动监测和控
制。并支持虚拟网络功能，对网络用户具有分类控制功能。
3.2.7 IP Multicast
由于校园校区网络中包含许多多媒体应用通信，会存在许多的广播信息，占
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