校园网网络工程设计方案.doc
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1、校园网络设计方案设计团队:第九组团队成员:王旭爽、林述杰、孙国璇2014/5/4目 录一、需求分析2实施背景2网络应用需求2网络性能需求3二、网络总体设计32.1 网络架构分析32.2 设计原则32.3 网络三层结构设计42.3.1 核心交换机设备选型42.3.2 汇聚层设备选型42.3.3 接入层设备选型42.3.4 路由器的选择52.3.5 服务器62.3.6 防火墙72.4 网络拓扑图9三、接入Internet设计103.1有线局域网接入103.1.1 VLAN的划分及IP地址的分配103.1.2 VLAN具体分配办法103.1.3 IP地址的分配原则113.1.4 IP地址分配办法11
2、3.2 无线局域网设计(WLAN)113.2.1 无线局域网的优点123.2.2 无线局域网设计123.3 拨号上网方式13四、网络安全与管理134.1网络安全134.1.1 威胁网络安全因素分析134.1.2 安全威胁的类型144.2 网络安全策略144.2.1 瑞星杀毒软件网络版144.2.2 瑞星企业级防火墙144.2.3 瑞星入侵检测系统154.3 网络管理154.3.1网络管理的内容154.3.2网络管理的手段15五、综合布线设计175.1综合布线的设计原则175.2 结构化综合布线系统的组成及设计185.2.1 工作区子系统(WorkArea)及其网络设计195.2.2 配线子系统
3、(Horizontal)及其网络设计195.2.3干线子系统(Backbone)及其网络设计195.2.4 设备间子系统(EquipmentRoom)及其网络设计195.2.5 管理子系统(Administration)及其网络设计205.2.6 建筑群子系统(CampusSubsystem)及其网络设计205.2.7 进线间子系统及其网络设计205.3 防雷系统215.3.1 设计原则215.3.2 防雷防浪涌215.3.3 电源系统防雷215.3.4 通讯线路雷电防护225.3.5 机房内部防雷辅助措施225.4 接地系统225.4.1 机房独立接地要求225.4.2 机房接地系统225.
4、5 在施工中注意事项235.5.1 工程施工前准备235.5.2 现场施工245.5.3 现场测试255.5.4 施工验收26六、扩展性考虑26七、采购清单及经费预算27一、需求分析 实施背景学院为了加快校园信息化建设,需要建设一个高性能的、安全可靠的校园网络,校园网建成后,要求能够实现校园内部各种信息服务功能,实现与教育网的无阻碍连通,同时提供宽带接入功能,以备主连接失效情况下的被用连接要求,能够实现校园办公自动化需求。 网络应用需求大体都可以分为教学、办公、服务这几个方面应用。校园网在信息服务与应用方面应满足以下几个方面的需求:1.学校主页。学校应建立独立的WWW服务器,在网上提高学校主页
5、等服务,包括校情简介、学校新闻、校报(电子报)、招生信息以及校内电话号码和电子邮件地址查询等。2.文件传输服务。考虑到师生之间共享软件,校园网应提供文件传输服务(ftp)。文件传输服务器上存放各种各样自由软件和驱动程序,师生可以根据自己需要随时下载并把它们安装在本机上。3.校园网站建设(WWW、FTP、E-mail等);4.多媒体辅助点播教学;5.校园办公管理;6.学校教务管理;7.校园通卡应用;8.网络安全FIREWALL;9.图书管理、电子阅览室;10.系统应提供基本的Web开发和信息制作的平台 网络性能需求性能需求:有服务效率、服务质量、网络吞吐率、网络响应时间、数据传输速度、资源利用率
6、、可靠性、性能/价格比等;语音点和数据点使用相同的传输介质;对于网络主干,数据通信介质全部使用光纤,其他系统数据传输,可采用超5类双绞线或专用线缆。二、网络总体设计2.1 网络架构分析校园网采用星型的网络拓扑结构,骨干网为1000M速率具有良好的可运行性、可管理性,能够满足未来发展和新技术的应用,另外作为整个网络的交换中心,在保证高性能、无阻塞交换的同时,还必须保证稳定可靠的运行。因此在网络中心的设备选型和结构设计上必须考虑整体网络的高性能和高可靠性,我们选择热路由备份可以有效地提高核心交换的可靠性。传输介质也要适合建网需要。在楼宇之间采用1000M光纤,保证了骨干网络的稳定可靠,不受外界电磁
7、环境的干扰,覆盖距离大,能够覆盖全部校园。在楼宇内部采用超5类双绞线,其连接状态100m的传递距离能够满足室内布线的长度要求。2.2 设计原则在设计方案时,无论是系统或网络都严格遵循以下原则,以保障方案能充分满足学校发展的需求。(1)实用性原则(2)经济性原则(3)易管理性原则(4)可靠性原则(5)安全性原则(6)可扩展性原则 (7)标准化原则(8)高性能原则2.3 网络三层结构设计校园网网络整体分为三个层次:核心层、汇聚层、接入层。为实现校区内的高速互联,核心层由1个核心节点组成,包括教学区区域、服务器群;汇聚层设在每栋楼上,每栋楼设置一个汇聚节点,汇聚层为高性能“小核心”型交换机,根据各个
8、楼的配线间的数量不同,可以分别采用1台或是2台汇聚层交换机进行汇聚,为了保证数据传输和交换的效率,现在各个楼内设置三层楼内汇聚层,楼内汇聚层设备不但分担了核心设备的部分压力,同时提高了网络的安全性;接入层为每个楼的接入交换机,是直接与用户相连的设备。2.3.1 核心交换机设备选型通常将网络主干部分称为核心层,核心层的主要目的在于通过高速转发通信,可靠的骨干传输结构,因此核心层交换机应拥有更高的可靠性,性能和吞吐量。核心层交换机选择H3C S7506交换机。 2.3.2 汇聚层设备选型通常将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层,汇聚层交换层是多台接入层交换机的汇聚点,它必须能够处理来自
9、接入层设备的所有通信量,并提供到核心层的上行链路,因此汇聚层交换机与接入层交换机比较,需要更高的性能,更少的接口和更高的交换速率。汇聚层交换机选择H3C s5016p,s36002.3.3 接入层设备选型通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层,接入层目的是允许终端用户连接到网络,因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。接入层交换机选择华为S1048和华为S1216。2.3.4 路由器的选择2.3.5 服务器2.3.6 防火墙华为赛门铁克USG3030(USG3030)基本参数 产品类别:机架式 产品结构:2U 纠错 处理器 CPU类型:Intel 至强E5-2600 v2
10、纠错 CPU型号:Xeon E5-2650 v2 纠错 CPU频率:2.6GHz 纠错 智能加速主频:3.4GHz 纠错 标配CPU数量:1颗 纠错 最大CPU数量:2颗 纠错 制程工艺:22nm 纠错 三级缓存:20MB 纠错 总线规格:QPI 8GT/s 纠错 CPU核心:八核 纠错 CPU线程数:16线程 纠错 主板 扩展槽:2PCI-E 3.01PCI-X(可选) 纠错 内存 内存类型:ECC DDR3 纠错 内存容量:8GB 纠错 内存插槽数量:24 纠错 最大内存容量:768GB 纠错 存储 硬盘接口类型:SAS 纠错 RAID模式:M5110E RAID 0,1 纠错 光驱:标配
11、不提供 纠错 网络 网络控制器:四端口千兆网卡 纠错 管理及其它 系统管理:带可选 FoD 远程在线支持的 IBM IMM2,预测性故障分析,诊断 LED,光通路诊断面板,自动服务器重启,IBM Systems Director和Active Energy Manager 纠错 系统支持:Windows ServerRed Hat Enterprise LinuxSUSE Linux Enterprise ServerVMware vSphere 纠错 电源性能 AC:100240V,DC:-48V-62.4 网络拓扑图三、接入Internet设计3.1有线局域网接入局域网连接就是把用户的电脑
12、连接到一个与Internet直接相连的局域网LAN上,并且获得一个永久属于用户电脑的IP地址。不需要Modem和电话线,但是需要有网卡才能与LAN通信。同时要求用户电脑软件的配置要求比较高,一般需要专业人员为用户的电脑进行配置,电脑中还应配有TCP/IP软件。局域网接入的特点:传输速率高,对电脑配置要求高,需要有网卡,需要安装配有TCP/IP的软件; 校园内上网采用NAT的方式。3.1.1 VLAN的划分及IP地址的分配VLAN技术在在网络领域等到了广泛应用,尤其在网络管理和网络安全上方面起到了不可忽视的作用。采用VLAN技术对整个网络进行集中管理,能够更容易地实现网络的管理性。例如,在添加、
13、删除和移动网络用户时,不用重新布线,也不用直接对成员进行配置。VLAN提供的安全机制,可以限制用户对安全设备的访问,例如,限制普通用户对计费服务器,安全交换机等的访问。Vlan控制广播组的大小和位置,甚至锁定网络成员的MAC地址,这样,就限制了未经安全许可的用户和网络成员对网络的使用增强网络管理 VLAN划分原则:便于管理。VLAN划分理念:将几个楼划分在同一VLAN,便于操作管理。3.1.2 VLAN具体分配办法图 书 馆VLAN 10办公大楼VLAN 20学生公寓VLAN 30 40教 学 楼VLAN 50学校机房VLAN 60 70 80 90 1003.1.3 IP地址的分配原则划分时
14、使用VLAN,充分节约IP地址,使路由交换机上能够采用聚合进行路由的合并,减少路由表的大小。出口到互联网可以采用NAT防火墙上做地址转换实现。校区内接入到同一汇聚层交换机的区域建议采用连续IP地址段,以便做路由汇聚IP地址的分配原则如下:(1)给三层交换机设备互连的点对点IP地址分配1个C类地址,提供足够的扩展性;(2)考虑到以后的网络扩展规模,二层交换机设备的管理IP地址分配1个C类IP地址;(3)可以考虑为学校校园网分配若干个C类私有地址段。服务器集群、学校机房、学生公寓、图书馆和网络通信设备(路由器、交换机、防火墙)的IP获取方式为手动分配,其他的均为通过DHCP获取。上网方式均采用NA
15、T方式。3.1.4 IP地址分配办法图 书 馆172.16.2.0办公大楼DHCP动态获取学生公寓192.168.5.0192.168.8.0教 学 楼192.168.9.0 192.168.10.0学校机房192.168.11.0 192.168.15.0服 务 器172.16.2.0交 换 机192.168.100.0路 由 器172.16.1.1无线模块DHCP动态获取DHCP地址池192.1698.3.0 192.168.4.0192.168.20.0 192.168.30.03.2 无线局域网设计(WLAN) WLAN是有线局域网的扩展,它在有线局域网的基础上,通过无线访问节点(AP
16、)、无线网桥、无线网卡等设备实现无线通讯。WLAN 的组网分为有中心和无中心两种方式,有中心方式有接入点(AP)对无线信道进行集中式管理。采用无中心方式时,各移动终端分布式地随机访问信道。 WLAN 主要支持数据业务传送,也可提供语音和图像业务传送。WLAN 的优点是投资少,移动终端可以动态组网,支持移动终端的漫游。缺点是覆盖范围有限,带宽相对较小,而且存在潜在的安全问题。3.2.1 无线局域网的优点l 个性化的教学 : 指导每一个学生的学习进度可能是不一样的。使用无线网络连接的笔记本电脑,老师们可以方便地根据每一个学生的实际情况,来分别布置任务,让他们去完成。这样的教学方式非常具有针对性,容
17、易取得好的效果。 l 创建网上作业 : 使用无线网络学生将更容易跟踪自己完成任务的情况。学生们可以从不同的老师主页上下载布置的作业和活动安排,来建立自己的主页,与各门科程的教学任务保持同步。 l 背包里的笔记本电脑 : 现在各综合性大学都设立了MBA专业。由于MBA开设的课程有许多是跟实际结合强,MBA学生可以充分利用无线校园网随时随地连接的优越性,去上网查阅资料。在这一群有多年工作经验的学生中,无线网络对于他们的意义将更大。有许多大学的MBA专业甚至规定每一个学生必须配备笔记本电脑,以方便教学、完成作业、项目讨论及台前演示等。而无线校园网络的建立,将使那些老的教学内容更加丰富多彩。 l 在大
18、学的图书馆和学生宿舍 : 有了无线局域网,学生们可以方便地在图书馆或者宿舍里做研究工作,而不需要排队等候公用计算机来做他们想做的事情。寰龙创新无线校园网解决方案可以以合理的系统结构、低价位的成本让每一个学生在自己的宿舍里都可以轻松上网获取资源或收发电子邮件。3.2.2 无线局域网设计1、无线网卡 在WLAN中,无线网卡在功能上相当于有线局域网设备中的网卡,用来创建网络连接。2、接入点(AP)接入点(AP)的作用相当于局域网中的集线器(Hub),也是一个无线网桥。AP是WLAN中的小型无线基站,负责信号的调制与收发。AP的作用是有: 负责无线通信管理工作,给无线节点分配无线信道的使用权。 实现无
19、线通信与有线通信的转换。 起到与有线局域网网桥与路由器相似的作用。 AP的有效范围一半是20m50m。3、无线网络控制器(WNC)无线接入点AP是面向用户的,所以WNC是面向网络中的无线接入点AP,它们之间的关系可以表达为“用户无线APWNC校园网”。当用户连上AP后,由WNC为用户自动的分配IP地址。因此,要求WNC具有自动探测、监控、管理无线AP的能力。同时,出于网络安全,WNC还应该具有端口隔离、带宽控制以及访问控制立标ACL过滤等功能。 4、无线局域网基本模型 IEEE 802.1工作组定义的WLAN基本模型的最小组成单元是BSS,它包括使用相同协议的无线站点。一个BSS可以是独立的,
20、也可以通过一个AP连接到主干网上。 扩展服务区(ESS)有多个BSS单元以及连接他们的分布式系统(DS)组成。所有ESS中的AP共享同一个ESSID(扩展服务区标准码),DS在IEEE 802.11标准中没有定义,DS可以是LAN,也可以是WLAN,DS起到连接骨干网络的作用。扩展服务区只包含物理层和数据链路层,不包含网络层及其以上各层,因此,对于高层协议(如IP)来说,一个ESS就是一个IP子网。3.3 拨号上网方式拨号上网方式又称为拨号IP方式,因为采用拨号上网方式,在上网之后会被动态地分配一个合法的IP地址。用拨号方式上网的投资不大,但是能使用的功能比拨号仿真终端方法联入要强得多。拨号上
21、网就是通过电话拨号的方式接入Internet的,但是用户的电脑与接入设备连接时,该接入设备不是一般的主机,而是称为接入服务(AccessServer)的设备,同时在用户电脑与接入设备之间的通信必须用专门的通信协议SLIP或PPP。拨号上网的特点:投资少,适合一般家庭及个人用户使用;速度慢,因为其受电话线及相关接入设备的硬件条件限制,一般在56K左右。四、网络安全与管理4.1网络安全校园网的安全威胁主要来源于两大块,一块是来自于网内,一块来自于网外。来源于网内的威胁主要是病毒攻击和黑客行为攻击。根据统计,威胁校园网安全的攻击行为大概有40左右是来自于网络内部,如何防范来自于内部的攻击是校园网网络
22、安全防护体系需要重点关注的地方。4.1.1 威胁网络安全因素分析计算机网络安全受到的威胁包括:1.“黑客”的攻击;2.计算机病毒;3.拒绝服务攻击4.1.2 安全威胁的类型1、非授权访问。指对网络设备及信息资源进行非正常使用或越权使用等。如操作员安全配置不当造成的安全漏洞,用户安全意识不强,用户口令选择不慎,用户将自己的账号随意转借他人或与别人共享。2、冒充合法用户。主要指利用各种假冒或欺骗的手段非法获得合法用户的使用权限,以达到占用合法用户资源的目的。3、破坏数据的完整性。指使用非法手段,删除、修改、重发某些重要信息,以干扰用户的正常使用。4、干扰系统正常运行,破坏网络系统的可用性。指改变系
23、统的正常运行方法,减慢系统的响应时间等手段。这会使合法用户不能正常访问网络资源,使有严格响应时间要求的服务不能及时得到响应。5、病毒与恶意攻击。指通过网络传播病毒或恶意Java、activeX等,其破坏性非常高,而且用户很难防范。6、软件的漏洞和“后门”。软件不可能没有安全漏洞和设计缺陷,这些漏洞和缺陷最易受到黑客的利用。另外,软件的“后门”都是软件编程人员为了方便而设置的,一般不为外人所知,可是一旦“后门”被发现,网络信息将没有什么安全可言。如Windows的安全漏洞便有很多。7、电磁辐射。电磁辐射对网络信息安全有两方面影响。一方面,电磁辐射能够破坏网络中的数据和软件,这种辐射的来源主要是网
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