校园网方案设计毕业设计论文.doc
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1、重庆电子工程职业学院毕业设计校园网方案设计学生:指导教师: 专业: 重庆电子工程职业学院通信工程系二零一一年 四月摘 要 校园网是各种类型网络中一大分支,有着非常广泛的应用。作为新技术的发祥地,学校、尤其是高等学校,和网络的关系十分密切,网络最初是在校园里进行实验并获得成功的,许多网络新技术也是首先在校园网中获得成功,进而才推向社会的。另一方面,作为“高新技术孵化器”的学校,知识、人才的资源十分丰富,比其他行业更渴求信息、希望能有渠道获得各种各样的信息来促进自身在研究、学术上的进步。 本文从用户的需求分析入手,阐述了校园网的应用特点,以及网络产品如何满足校园网用户的多方面需求。科学技术的进步,
2、尤其是信息技术的高速发展,使得计算机技术和通信技术已成为信息技术的主体。计算机网络正是这两种技术相结合的产物,在信息技术的带动下,计算机网络发展的非常迅速,已经成为信息科学的一个新的分支。 随着计算机网络的发展,特别是INTERNET的日益普及,“校园网”就随着全国各高等院校计算机网络的建设而引起了人们的广泛关注。近年来,有很多中、小学也加入到校园网络建设的行列,建设和使用校园网络已成为一种普遍趋势。随着校园网建设的快速发展,学校对网络的依赖性越来越强,同时,网络应用也是日新月异。这就给校园网建设提出了网络的安全和可运行性提出了新的要求。现在校园网络维护的建设已成为现代教育机构的必然选择。从类
3、型来看,校园网大都属于中小型系统,以园区局域网为主。但是它的网络结构和性能要求却有一定的特殊性,为此,相应的网络维护和网络测试方法应有一些特别的考虑。关键词:校园网 计算机 网络安全 资源共享 VLAN目录摘要5引言81 网络的建设背景82 网络需求分析92.1 高性能:92.2 高可用性:92.3 高安全性92.4 高可扩展性:103 网络的总体设计103.1 方案设计原则:10 3.1.1 开放性:10 3.1.2 标准化:11 3.1.3 简洁性:11 3.1.4 可扩展性:11 3.1.5 安全性:11 3.1.5.1 硬件平台安全性:12 3.1.5.2 网络通讯系统安全性:12 3
4、.1.5.3 操作系统安全性:12 3.1.5.4 数据库安全性:12 3.1.6 实用性:12 3.1.7 网络可靠性:12 3.1.8 易维护管理型:133.2 网络拓扑结构:133.3 VLAN规划:153.4 方案特点:15 3.4.1 完善的接入控制:15 3.4.2 防代理技术:16 3.4.3 计费策略与自主平台:17 3.4.4 QOS支持能力:17 3.4.5 安全保障:173.5 业务,网络扩展及其他:18 3.5.1 认证方式:18 3.5.2 计费方式:194 网络的安全设计204.1 防火墙:204.2 入侵检测技术:204.3 网络隔离:205 网络的管理设计216
5、 致谢217 参考文献22引 言建设校园网对每个学校来说都不是一件轻易的事情,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。在校园网信息化建设中,到目前为止,很多高校在全校范围内仅建立了几个独立的局域网络,整个校园还没有形成自己的校园网。基于目前高校的网络现状,我们以重庆电子工程职业学院为例提出校园网总体建设方案。1 网络的建设背景随着因特网的快速普及与高速发展,校园网已经成为每个学校必备的信息基础设施之一,
6、是学校提高教学 科研及管理水平的重要途径和手段,尤为国家对教育信息化的大力推进和支持,极大地鼓励学校积极参与对校园网建设。校园网作为一种独特的模式,既具有一般企业网的特质,又有其特殊的地方。相同之处在于:作为集团用户,接入网络都需要具有一定的独立性和相当的可统计 可管理性的特性;较之一般的企业网,校园网又会面临更复杂的用户类型和业务需求,它不是单纯的办公网络,是一个承载教学 办公自动化 图书馆等多种业务和应用的平台,并且有部分网络资源用来经营,因此对投资回报有更高的要求。当前校园网的主要特点:网络吞吐能力高 速度快 系统规模大(多校区);用户群庞大 多层次(教师 学生等) 接入方式多样(PPP
7、oE DHCPWeb 802.1x 专线接入 WLAN等);网络环境复杂 多网共存(教学网 科研网 办公网 无线网 学生宿舍网 教工家属网等);数据业务复杂(网上点播 电子教室 财务 政务等) 类型多样(数据 语音 视频等);用网时间集中 同时在线人数众多 流量巨大且分布时段不均;学生活跃 好奇 敢于尝试 攻击性强;计算机蠕虫 病毒泛滥 盗版资源泛滥 网络行为突发性高;教育网作为我国开展下一代网络研究的试验基地,其采用了先进性的技术,Cernet2试验网的开通,是我国第一个IPV6主干网,也是世界上规模最大的纯IPV6网,标志着中国下一代互联网建设拉开了序幕。2 网络需求分析2.1 高性能:
8、自2002 年中期万兆IEEE 802.3ae 标准获批准以来,万兆以太网(10GE)已开始逐步普及开来,随桌面千兆位端口增长而扩大的端口部署不仅影响着上行链路速率,还影响着IP 视频等新应用以及数字成像等行业专用应用。所以,万兆以太网将成为园区骨干网的主流技术。但根据重庆电子工程职业学院目前的实际情况,可先采用千兆位以太网作为园区骨干(但设备选型要注意能平滑升级到万兆),以后再根据需要升级;另外交换机及路由器本身的性能对整个网络的性能也有影响,诸如线速转发 QoS STP 可支持的路由协议的收敛特性等等都将影响网络的性能;2.2 高可用性:网络的高可用性必须依靠冗余来实现,网络级冗余性可以利
9、用双宿主设计自动绕过故障链路或设备,能够使用智能协议保持网络可靠性。设备级冗余性可以利用设备内部部件(如管理引擎 电源 风扇等)的冗余来提供不间断服务。线路级冗余可通过敷设物理走向不同的线缆的方式来实现线路的畅通。对于重庆电子工程职业学院来说,以上所说在不同的场合中都有可能用到;另外,降低网络的复杂性 提供备用互联网出口 强大的网络监控功能及良好的用户培训也可增加园区网的可用性;2.3 高安全性现阶段网络建设主要面临以下几方面的问题:网络流量增长得很快,与此同时网络运营商的接入费用不降反升;网络安全事件时有发生,重要服务器和核心网络设备被攻击;网络病毒泛滥,得不到控制;有线用户和无线用户的接入
10、控制 定位缺乏手段等;针对以上问题,将安全连接 威胁防御 信用和身份管理系统集成到单个解决方案中,并提供病毒感染限制 染毒设备隔离功能可有效的解决校园网建设中的安全问题;2.4 高可扩展性:在设计园区网时,通过层次化的设计可保证网络的扩展性。层次化结构包括三个功能部分:即接入层 汇聚层和核心层,层次化的设计除了能带来便于扩展的优势以外,还可节约成本和加强故障隔离能力;3 网络的总体设计3.1 方案设计原则:网络系统总体设计目标是最大限度的满足应用系统的需求,与计算机及网络技术发展水平相适应。建立网络系统主要是完成将所有网络设备连网工作,即通过网络设备将信息点与中心网络系统可靠地连接起来,为当前
11、的各种应用环境系统和应用软件系统提供运行环境支持。由于网络对工作的运作与发展具有非常重要的作用,因此网络的先进性 可靠性 安全性 易维护 易升级等方面均有一定的要求,网络系统对先进性的要求是在计算机技术突飞猛进的今天,提供达几年甚至更长时间的可用性。网络设计必须满足其应用的要求,网络总体设计 建设的原则如下:3.1.1 开放性:当前计算机技术的发展日新月异,各种硬件和软件产品层出不穷。但总体上看,整个计算机仍然在开放式系统的概念下不断趋于统一,新模式主要有如下特点:开放式系统越来越为广大用户所接受,传统的封闭式厂商也开始走向开放式道路,开放式体系结构已经发展成为计算机技术的主流。网络互联技术成
12、熟,推动了分布式运算环境的建立,如TCP/IP的迅速发展,已成为异种机型互联的标准。在开放系统环境OSE(Open System Environment) 中有两个最基本的特点:一是开放系统所采用的规范是厂家中立的,或者说是与厂家无关的;二是开放系统允许不同厂家的计算机系统和软件系统可以互换,并可组成一个集成的操作环境。OSE包括了多种功能,它能在不同厂家的网络上实现计算机应用的互操作性 可移植性和集成性。 对于用户来说,选择开放系统的意义深远,它包括:l 应用系统独立于平台外部环境,不受厂家的约束。 l 可以在不同厂家的产品中随意地选用最佳产品。 l 能较快地获得新技术。因为对厂家来说,在一
13、个标准平台上开发产品成本较底。减少了购置新计算机及网络设备的投资,因为系统和应用软件可以从原有计算机上移植。3.1.2 标准化:在方案设计中,所有计算机网络软硬件产品必须坚持标准化原则,遵从国际标准化组织所制订的各种国际标准及各种工业标准。3.1.3 简洁性:对于网络系统,在设计过程中要考虑系统的能够适应不断的新的发展需要,并使系统能适应多种硬件平台和多种网络结构,而且网络拓扑结构简洁,硬件和软件按需要能进行灵活的配置。3.1.4 可扩展性:目前设计的网络系统不仅仅用于当前,同时在今后的一段时间内,将是校园电子化的主要系统。因此,设计时一定得考虑将来的发展,除了当前设计得有一定的超前外,还需要
14、考虑系统的可扩充性,易于系统以后的发展。网络系统必须有足够的扩展性,使得将来增加信息点时,只需很少变动。如当网络设备增加 通信网络升级时,所有设备要保证仍能继续使用,而不能以弃掉已有设备为升级的代价。采用的产品具有充分的可扩充性及升级能力,具有足够的先进网络技术过渡的能力。3.1.5 安全性:安全性是指可靠性 保密性和数据一致性。校园网对安全性的要求较高,计算机系统的安全性主要包括以下几个方面:3.1.5.1 硬件平台安全性: 当计算机的元器件突然发生故障,或计算机系统工作环境设备突然发生故障时,计算机系统能继续工作或迅速恢复。3.1.5.2 网络通讯系统安全性: 网络的安全性主要包括采取以下
15、安全措施:认证措施,包括网点认证和人员认证;数据保密措施如传输加密;存取控制措施如防止非法操作。3.1.5.3 操作系统安全性:操作系统安全性要达到C2级,即通过注册 安全事件审计 资源隔离等方式使用户的行为具有个体可查性,实施存取限制,保护数据防止被别的用户读取或破坏。3.1.5.4 数据库安全性: 数据库要有以下安全机制:磁盘镜像 数据备份 恢复机制 事务日志 内部一致性检查等安全保障体制,确保数据库的安全。3.1.6 实用性:网络的建设要强调网络系统与网络应用并重,以应用推动建设,信息资源的开发 利用和效果。产品应选择主流产品,并且具有成熟 稳定 实用的特点。能充分满足日常使用 科学决策
16、 对外交流 以及信息自动化管理等各方面的需要。3.1.7 网络可靠性:网络可靠性需要从以下方面来保证:设备的硬件制造品质与运行软件的成熟性。网络设备必须选用已经证实,并在实际应用中得到普遍应用的产品,只有这样,才可能提供不间断运行的能力。网络产品应具备在线热更换的能力,当某一板卡出现故障时,应能带电更换,而不需进行停机操作。3.1.8 易维护管理型:网络管理应走向科学化,采用先进的网络管理系统,实现“在网络中心即能实时控制 监测整个系统的运行状况,能够自动发现故障点”的目标,并具有良好的人-机操作界面。3.2 网络拓扑结构:本方案采用中兴通讯先进的ZXR10系列交换机和路由器产品以及业务综合系
17、统。对所有关键器件的冗余,包括主控板、交换网板、电源等,支持板件的热插拔技术,保证了网络的高效运转。骨干设备双核心双链路,或者核心成环之后,相互之间互为容错备份,并在核心交换机中采用关键模块冗余设计(双电源冗余等)。核心交换机和汇聚交换机之间采用双链路连接,一旦数据传输的活动链路失效以后可以自动切换到另一条链路,保障数据的正常转发。这样,从全网架构上,核心层双链路交换系统不存在单点故障,是一种高级别交换完全冗余的容错方案,这样即使其中一条链路断线或一个主干交换机发生故障,都能在用户觉察不到的极短的时间内启用备份恢复数据传递,从而保证网络系统的高可靠性、稳定性的运行。本着高性能、高稳定、高可靠性
18、、高安全性、良好的可扩展性、可操作、易管理原则,以及考虑到技术的先进性、成熟性,其组网图如下:网络拓扑结构图3-2-1结构描述及特点: 从结构图中可以看出,整个校园网络设计遵循千兆主干,百兆桌面接入的思想,骨干交换机T160G到汇聚交换机,采用千兆光纤,汇聚层交换机到接入层交换机,采用千兆电缆进行连接,提高主干带宽以及增强主干网络的可靠性。 采用ZXR10T120G万兆MPLS路由交换机,作为整个校园网络的核心交换设备。 在汇聚层,采用ZXR10 5928路由交换机作为楼栋的汇聚交换机,分别通过GE链路上连核心交换机。 接入层交换机ZXR10 2826S采用GE链路就近接入汇聚交换机。 网络出
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