第３２卷第１期 ２０１３年２月 和田师范专科学校学报 ｊｏＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＴＩＡＮ Ｎ０ＲＭＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ Ｖｏ１．３２．Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．，２０１３ 关于校园网络组建的研究 买买提江・阿不都热西提 （和田师范专科学校，和田８４８０００） 摘要：网络应用涉及到社会的各个方面，已对人们的经济和文化生活产生重大影响 通过校园网络的 组建。将实现办公、公文处理、日程安排、会议管理、档案管理、财务管理与报销、信息发布等方面实现信息共享 和各种类型的无纸化办公等需求。网络组建设计要尽量简单化、结构化、模块化，这样既能节省资金投入，又 能便于网络的管理与升级。本文对校园网络的组建采用自顶向下的设计方法进行研究和探索。 关键词：校园网络组建方案；总模型；模块 的操作之前关注应用、会话以及数据的传送。同 １．校园网络的基本组成 计算机网络的组成元素可以分为两大类：网 软件工程一样，自顶向下网络设计也是周而复始 的。软件工程的目标是：“在给定成本、进度的前 提下开发出具有可修改性、有效性、可靠性、可理 解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、 络结点和通信链路。网络结点又分为端结点和转 接结点。端结点指信源和新宿结点，如：用户主机 和用户终端；转接结点指网络通信过程中起控制 和信息转发作用的结点，如：路由器、交换机、集线 器、接口信息处理机等。通信链路是指信息传输 的信道，可以是电话线、同轴电缆、无线电线路、卫 星线路、光纤缆线等。 １．１项目设计基本原理 可追踪性和可互操作性并满足需求的软件产 品。”¨ 同样，引申到网络设计上则是对客户需求 进行充分分析后按照客户的总体需求设计出具有 先进性、可靠性、可管理性、实用性、安全性的网络 应用环境。 自顶向下的网络设计采用了结构化软件设计 和结构化系统分析的思想。结构化系统分析方法 主要有两大目标：一是能够更准确的描述用户需 网络设计人员给客户设计网络时，为快速形 成一个有效的方案，通常采用从下往上连点的方 法，然而当网络安装完成后才发现产生一些问题。 求；二是将项目分解成更易被维护与修改的模块， 要么是与客户的理解和实际需求有偏差；要么是 客户自身对网络的应用和目标不明确，造成网络 可扩展性差，网络性能随着用户数量增加而大大 降低。可是如果在设计网络时采用自顶向下的方 法，在技术选择之前对需求进行分析，就可避免以 上问题。 使其便于管理。 １．２项目总模型介绍。本文设计的模型遵循 结构化、模块化分层设计的思想，采用目前网络组 建使用最广泛的三层接入模型：即将网络分成核 心层、分布层和接入层。使用结构化的网络设计 方法，每个模块相对的同时又能相互关联。 在选择物理设备和产品实施设计之前，全部模块 均根据需求采用自顶向下的方法进行设计。 如下图所示是按照三层接人模型设计的校园 网络总体结构。 自顶向下网络设计是一种适用于从ＯＳＩ参考 模型的高层开始向较低的层次推进的网络设计方 法。在选择路由器、交换机等对应于ＯＳＩ较低层 ［收稿日期］２０１２一ｌＯ—Ｏ５ ［作者简介】买买提江・阿不都热西提（１９７４一），男，维吾尔族，和田师范专科学校网络中心讲师。研究方向：网络ｕ １ｌ６ 第３２卷第１期 和田师范专科学校学报 ２０１３年２月 应能充分利用先进的汁算机技术和网络通信技术 把学校所有的单机用户连接起来，在有效利用现 换功能。 ３．１．２高性能。校园网主干系统要求具有较 有资源的基础上实现教学、财务、行政的计算机管 理，可方便地为全校师生提供信息浏览、文件传 输、电子邮件等服务，这对网络性能尤其是网络带 宽提出了更高的要求。此次网络组建采取交换式 高的数据通信能力和较大的带宽，并在主干网上 提供较强的可扩展性，以方便学校后期工程的开 展。在各部门的工作组中采用交换技术，以保证 在工作中网络的快速响应速度，用于提高工作效 率。服务器应能快速处理大量的网络清求，有较 大的数据吞吐能力和较高的运算能力。 高速以太网技术，全部实现１００Ｍ交换到桌面。 ２．２．２服务器系统。服务器系统应能代表当 今计算机的最新技术，具有最先进的ＣＰＵ技术， 它能以非常快的计算速度，快速、准确地处理大量 复杂的数据，并具有优良的性价比。更为重要的 是，它具有长远的生命期和易扩展性，能适应校园 各方面不断增长的需求，以最小的投资获得最大 的效益。考虑到成本问题，此次组建采用单台服 务器方案，完成目前的各项网络应用。校园网络 后期升级改造则可以采用多台服务器分担负荷的 方案。 ２．２．３设备的故障恢复及设置。交换机等网 络结点关键设备必须具备冷／热备份能力。关键 部门为确保网络运行正常，应采用双通道冗余线 路。关键结点设备运行中出现故障后，能够有效、 及时地恢复。基本配置的终端方式操作要简单， 结点内部的配置内容可以通过笔记本电脑采用 ＴＣＰ／ＩＰ协议下载保存、或是上传恢复。 ３．项目设计原则与实现目标 大学网络应用类型复杂，信息媒体类型较多， 且具有信息流猝发的特点。在校园网络组建中， 应充分兼顾信息资源共享与服务、多媒体教学和 教务管理等因素对网络的需求，另络安全也 是应重点考虑的问题之一。 ３．１设计原则 ３．１．１技术先进性。由于网络技术的日新月 异，更高的网络带宽和更先进的网络应用层出不 穷，因此组建的校园网络应在未来１０—１５年运行 中能满足学校的应用需求，能在较长的时间内保 持一定的先进性。在资金许可的情况下，尽量采 用当前国际上最先进最成熟的技术，使网络性能 达到最佳，根据学校网络应用需求选择有远大前 途和强大生命力技术。网络组建后能实现传递语 音、图像、图形等多种信息媒体功能，且具备性能 优越的资源共享功能以及校园中各信息点快速交 １１ ８ ３．１．３高可靠性。校园网应具有很高的可靠 性，达到２４小时不问断、无故障、稳定运行。尽量 减少局部网络对整个校园网的影响。 ３．１．４可管理性。良好的组织和管理对网络 的正常运转和高效使用有很大帮助，网络应该能 够提供方便、灵活、有力的工具，使得无论是安装、 操作还是使用对用户来说都轻而易举。便于进行 网络的配置和管理，易于发现网络中的故障。整 个校园网应采用集中式管理，能够监控网络的运 行，能找出网络的故障并快速恢复网络的正常 运行。 ３．１．５可扩展性。由于计算机技术和网络技 术在不断的飞速发展，所以在设计方案时不能只 看到目前的应用需求，而应充分考虑到学校业务 量的增多和网络带宽以及端口数目的增加，使学 校在扩大网络规模时不需改动现有设备，充分保 护学校的初期投资。主干节点的设备具有向上扩 展的能力，以备将来更高带宽应用需要。 ３．１．６符合国际标准。方案的所有部分都应 遵循国际上最为流行和最具代表性的标准，以保 证整个系统的开放性和对其他厂 家产品的兼容， 给学校留下更为广泛的选择余地。如布线系统遵 循ＥＩＡ／ＴＩＡ一５６８Ａ标准，网管遵循ＳＮＭＰ和 ＲＭＯＮ等协议，快速以太网遵循８０２．Ｕ标准等。 ３．１．７最佳性价比。方案在技术选型时，应 在满足学校应用需求的基础上尽量采用性价比较 好的产品，使学校的投资发挥到最大作用。在建 设网络时一定要考虑到学校的特殊性，努力博采 众长，务求实用为上。网络在兼顾学校管理和校 园信息服务的同时，应重点围绕教学水平和质量 的提高。全面提高教学效果，但这也给网络的带 宽、实时性和可靠性提出了更高的要求。 ３．１．８安全性。学校大部分管理事务都将在 买买提江＊阿不都热西提：关于校园网络组建的研究 校园网上操作，因此要保证各部门数据的安全，对 各部门数据的访问权限进行严格控制。校园网和 主干网络。 ４．２．１核心层。核心层选用思科６５００系列 互联网之间的数据流也要进行严格控制。同时局 域网内部安全也应加强防范，防止内部网络病毒 危害和对内网有意或无意的攻击。 ３．２实现目标 建设校园网的目的是为学校教学、科研、管理 交换机，该系列支持非常高交换速，是面向核心层 和分配层的高性能交换机。支持Ｃｉｓｃｏ ＣＥＦ交换 结构，支持ＳＦＭ，拥有２５６Ｇｂ／ｓ背板速率，可以充 分满足用户需求，为用户提供高质量、高速率的服 务。路由器则采用７５００系列。该系列可提供极 高的性能、模块化的网络服务。支持多协议、多服 提供先进的计算机网络环境，为学校的改革与长 远发展服务，为学校的人才培养、科学研究、学科 务，并有辅助交换支持。适合高速应用环境，特别 建设、教学管理、后勤服务发挥实际的作用。在国 是高速的企业骨干网。 际互联网迅速发展的今天，高效地连人Ｉｎｔｅｒｎｅｔ， ４．２．２分布层。分布层采用４００３一Ｓ１系列 为全校师生提供全球信息资源共享服务，为学校 交换机。该系列交换机使用模块化设计，在端口 与外界联系提供网络支持。 设置、原始速率等方面具有较大的伸缩性，具有 校园网完全建成后应实现以下应用目标： ２４Ｇｂ／ｓ的背板速率和１８．０００．０００ ＰＰＳ流出速 ３．２．１支持学校的整个教学过程与教学管 率。而且还具备６４Ｇｂ／ｓ的扩展背板速率、语音特 理。通过多媒体技术在校园网络的应用，构造丰 性、更高层交换（４—７层）等。在分布层和接入层 富多彩的教学环境，实现多样化的教学手段。运 均可充分发挥，并且模块化特性可使其充分满足 用教学管理系统，使得网上教师业务管理、教师网 网络可扩展性需求。 上备课、教案管理电子化、网上教学、ＶＯＤ点播、 ４．２．３接入层。接人层采用３５００ＸＬ系列交 网上辅导、学生网上自修、网上考试等，使网络应 换机。该系列也是一组高性能的交换机，可很好 用成为现实。 的满足接入层或中等规模分配层的需要，拥有高 ３．２．２支持学校行政管理。主要是指办公自 性能的１０Ｇｂ／ｓ背板和标准ＩＯＳ ＣＬＩ。支持每端口 动化、档案管理电子化、财务／物资管理电子化。 广播和组播风暴控制，支持ＣＧＭＰ、ＩＳＬ、和８０２．１ ｑ 逐步建立数字化图书馆与学校专业类图书情报电 帧标识，支持Ｖ１１Ｐ、ＳＮＭＰ、ＲＭＯＮ、ＤＮＳ端口保护 子化检索系统。校园内以ＷＥＢ方式建成信息服 和冗余电源供给选择等。 务系统，并能够实现校园内的Ｅ—ＭＡＩＬ、ＦｒＰ、 ４．３方案规划。方案具体由以下四部分构 ＤＮＳ、ＢＢＳ、ＦＳ等服务功能。支持与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的连 成：交换模块、广域网接人模块、远程访问模块和 接：在Ｉｎｔｅｍｅｔ上建立学校自己的ＷＥＢ站点，把 无线接入模块。如何申请足够带宽而又不至于多 学校教育搬上Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，通过Ｐｒｏｘｙ代理服务器提 花钱呢？计算的依据就是要考虑校园网的规模在 供校园网内部用户与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的互连服务。 出口链接Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的高峰期约有多少台电脑（一 ４．网络方案设计 般拥有总量的６０％一７０％），以确定整个校园网 ４．１网络组建方案技术。目前比较常见的网 的接人带宽。出于数据安全的考虑，一些装有重 络组建技术有以太网技术、令牌环网技术、光纤环 要而又保密的数据的主机，如财务数据、人事档案 网技术、ＡＴＭ局域网技术、无线局域网等。其中 数据，只许在网段内使用，不宜链接Ｉｎｔｅｍｅｔ。本 以以太网技术应用最为广泛，在局域网中设备支 次方案中决定申请３０Ｍｂ／ｓ的网络带宽。学校可 持最广。 根据具体需求在后期进行相应调整。 ４．２网络设备选择。现如今国外以太网市场 在对各模块具体介绍时，首先给出整个校园 中有Ｃｉｓｃｏ，国内有华为、ＴＰ—Ｌｉｎｋ、Ｄ—Ｌｉｎｋ。它 网络的具体拓扑结构图，如下图所示（为使图片 们在不同的应用领域均占有一定的市场份额。而 简洁，图中只画出了部分建筑物，并且未详细标出 其中又以Ｃｉｓｅｏ发展最早，技术最为成熟。因此 设备接口标识）： 在本次方案设计中均采用Ｃｉｓｃｏ的产品组建校园 １ｌ９ 买买提江・阿不都热西提：关于校园网络组建的研究 一个办公室内，作为教师备课的工具，完成教师的 备通用的系统软件和办公软件以外，还要配备各 学科教学任务。这些电脑既可以单机运行，也可 种订制的办公软件，以实现特定的管理任务。 以将它们连接在一起，构成局域网。在校园网环 ５．４计算机网络。计算机网络是学校信息化 境下，还可以把它们连到校园网主干上，从而实现 建设的关键部分，是校园网中各个应用子网的基 全校园范围的信息传递和共享。这些电脑中所配 础。在校园网建设中，是投资所占比重较大的一 备的软件，除了通用韵系统软件和办公软件以外， 部分。 还要配备各种备课软件、课件制作软件、教学资源 库、典型教案库等软件。在硬件配备上，除了电脑 参考文献： 一定是多媒体以外还需配备一些教师用来制作授 ［１］齐治昌，谭庆平，宁洪．软件工程（第二版）［Ｍ］ 课素材的必要设备。如：扫描仪、数码相机、信息 高等教育出版社，２００６，４． 捕捉卡、录放像机、ＶＣＤ、ＤＶＤ等。 ［２］雷震甲．网络工程师教程（第２版）［Ｍ］．清华大 ５．２教师办公室。随着电脑技术的日益进 学出版社，２００６，６． 步，价格的不断降低，教师除了可以在教师备课室 ［３］刘毅，施游主编．网络工程师考试一试题分类精 解［Ｍ］．电子工业出版社，２００６． 内使用电脑外，还可以在办公室内使用电脑。办 ［４］Ｐｒｉｓｃｉｌｌａ Ｏｐｐｅｎｈｅｉｍｅｒ著．胡捷，毛拥华译．自顶 公室内的电脑除了可以和教师备课室内的电脑同 向下网络设计（第二版）［Ｍ］人民邮电出版社， 样工作外，还可以进行基本的办公工作和管理。 ２００５，２． 其连到校园网主干上后，还可以实现全校园范围 ［５］冯昊，黄治虎，伍技祥编著．交换机／路由器的管 内的文献共享、信息传递、互连网接人等功能。 理与配置［Ｍ］．清华大学出版社，２００５．１２． ５．３行政办公室。办公室须配备电脑和打印 ［６］谢希仁编著．计算机网络（第４版）［ＭＪ．电子工 设备，一方面要完成基本的办公应用，另一方面， 业出版社，２００６，６． 实现学校日常业务的电脑化管理。电脑中除了配 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｏｎ ｃａｍｐｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｍａｔｊａｎ ０ Ａｂｄｕｒｉｘｉｔ （Ｈｏｔａｎ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｈｏｒｎ ８４８０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｅｔｗｏｒｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ａｌｌ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｓｏｃｉｅｔｙ，ａｎｄ ｈａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｐｅｏｐｌｅ￣ｅｃｏ－ ｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｃｕｌｔｕｒａｌ ｌｉｆｅ．Ｉｎｔｅｒａｃｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｍｐｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆｆｉｃｅ，ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｓｃｈｅｄｕｌｅ ａｒｒａｎｇｍｅｎｔ，ｍｅｅｔｉｎｇ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｆｉｌｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｆｉｎａｎｃｉｌａ ｍａｎａｇｅ－ ｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｉｍｂｕｒｓｅｍｅｎｔ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｌｅａｓｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｉｆｎｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｈａｒｉｎｇ ａｎｄ ｖａｒｉｏｕｓ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｐａ－ ｐｅｒｌｅｓｓ ｏｆｆｉｃｅ ｎｅｅｄｓ．Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｓｉｍｐｌｉｆｙ ａｓ ｍｕｃｈ ａｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ，ｍｏｄｕｌａｒ，ｓｏ ｔｈａｔ ｓａｖｅｓ ｃａｐｉｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｏ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｔｈｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｕｐｇｒａｄｅ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｐ—ｄｄｗｎ ｄｅｓｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｄｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｍｐｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｏｎ ｃａｍｐｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；Ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｍｏｄｕｌａｒ；Ｍｏｄｕｌａｒ １２１
