活动2：开展中小学网络规划的逻辑设计
网络规划的逻辑设计，就是要根据前期的需求分析报告，设计出最符合用户要求的网络逻辑结构。
网络逻辑设计文档的内容包括：
1. 项目说明
2. 设计原则
3. 逻辑网络设计图
4. IP地址分配方案（如何分配IP地址，将在后续的活动中说明）
5. 软件与硬件设备的选型指标
6. 网络管理与安全策略
7. 软件与硬件列表清单
8. 成本估算
在进行网络规划的逻辑设计前，需要确定设计原则，一般来说，需要遵守的原则包括：
1. 必须符合需求分析报告的指标和要求。
2. 争取达到性价比最优。
网络设计不要一味好高骛远，要知道性能越高越新的产品价
格就越昂贵，如果设备和软件的性能过度超过实际需要，就是投资的浪费，这样反
而会降低性价比。
只要设计方案足以满足需求中当前以及计划中未来数年的需要，那就足够了。
3. 可靠、稳定。
网络系统通常是7×24小时运行的，因此，网络设备的稳定性和可
靠性，以及整个网络系统的稳定性和可靠性，是非常重要的。
4. 安全性、可维护性。
网络系统要在构建之初，就要考虑系统的安全和运维管理。
在进行网络系统的逻辑设计时，需要根据需求分析提出的性能指标要求，进行设备与产品的调研与评估。
调研评估工作可分为三个步骤：
1. 收集资料：通过各种渠道，收集目前各种网络系统所常用的不同技术，了解各种网
络产品的相关资料，并可以使用适当的数据库技术，对信息进行分类储存。
2. 比较研究：对信息进行审阅、比较，结合具体项目用户的需求及资金的投入，考虑
到技术和成本的因素，分析信息中涉及的技术和产品，归纳评比要点，筛选出有参
考利用价值的部分。
3. 总结特点：对比较研究得出的评比要点进行总结，将通过初步筛选的技术和设备依
据各种评比要点进行说明描述，甚至打分。
评比要点可分为技术和设备两方面。
技
术方面的要点有：成本、安全性、可用性、灵活性、可扩展性、故障检测和恢复时
间等。
设备方面的要点有：质量、价格、性能、安装费用、售后服务、兼容性、维
护成本和环境要求等。
网络系统的逻辑设计报告中，最重要的莫过于逻辑网络设计图了。
设计者要通过逻辑网络设计图确定以下几个方面：
1. 组网技术
a) 一般来说，中小学校园网络可以采用IEEE 802.3ab与IEEE 802.3z的千兆以
太网、IEEE 802.3u百兆以太网、IEEE 802.11 b/g/n无线局域网技术组建校
内网，并根据实际需要采用ADSL（非对称数字用户线路）、HFC（混合光纤
－同轴电缆网）和PON（无源光纤网络）等接入网技术连入Internet。
b) 在选择新网络的组网技术时，要考虑到原有的网络系统和设备等是否能够在新
的组网技术和体系结构中继续使用，协议和设备是否兼容，能否减少费用和缩
短系统的实施周期。
c) 必须根据实际需求，分析网络将会承载的信息类型、实时性需求和最大数据量。
d) 从地理范围考虑，网络系统必须能够覆盖整个用户分布区。
在选择组网技术时，
应该考虑到网络的传输距离，保证数据信息能够传送到每一个用户。
e) 必须选择成熟、先进、通用的技术。
f) 不同的组网技术实施成本差别极大。
在成本控制方面，必须谨慎考虑采用何种
组网技术。
2. 拓扑结构
a) 对于规模较大的中小学网络系统，须对网络系统进行相应的分层（核心层、汇
聚层和接入层），将不同的功能归类到不同的层次中进行实现，并为每一层选
择合适的拓扑结构。
b) 必须考虑到对原有系统资源的利用和继承（或过渡）问题。
根据前面对原有网
络系统分析的结果，设计规划与原有网络系统尽可能相似的拓扑结构。
这样不
仅可以利用原有的部分线路，而且也减少了与建筑结构的冲突，节约费用和施
工时间。
同时注意更换不兼容的或者已经无法重新利用的旧线路。
c) 必须考虑实际的物理环境。
节点地理位置的分布、线路经过的路径。
3. 网络节点
网络节点是在网络中功能相对独立的部分，它可以发送、接收、处理及存储数据，它可以是一台用户终端或服务器，也可以是一个集线器、交换机或路由器等。
节点对信号的处理能力直接影响到系统的通信能力。
设置节点时可以按照以下步骤：
a) 按照层次结构确定每一层的节点数量和每一个节点的功能。
b) 根据每一个节点的功能和其所需要实现的性能，利用产品调研的结果，选择合
适的设备，并为重要节点配置相关的附加设备。
c) 根据地理环境和用户的分布，将节点进行合理的分布，并为节点构建相应的房
间，配置相应的环境。
4. 连接线路
根据使用的组网技术，将不同地理位置的网络节点进行连接。
常用的通信介质有电缆、双绞线、光纤和无线通信等，设计者必须按照实际的地理环境，设计最合适的布线方案。
确定连接线路时需要注意：
a) 不同线路的网络传输特性，如带宽、速率、误码率、响应时间等的要求。
b) 节点的分布范围，相连节点之间的实际距离（不同介质允许传输的最大距离不
同）。
c) 实际地理环境，建筑结构对布线的要求，如架空、埋地或者无线。
d) 实际线路周围的环境因素，如高压电缆、电磁区、高温区、潮湿区等。
e) 系统所在位置的电磁环境和气候环境。
f) 传输介质和布线方式的发展前景。
5. 冗余措施
在网络系统的设计中，需要特意设计一定的冗余措施，以提高系统的可用性。
在系统设计阶段，常见的冗余措施有以下几种：
a) 网络结构和线路容错的冗余与容错。
网络的拓扑结构应设置一定的冗余与容错
措施，包括硬件和软件的冗余技术，例如交换机设备的冗余、交换机之间链路
的冗余和服务器通信通道的冗余。
这样保证当某些网络线路出错或断开时，还
可以用其他的线路来维持通信，保障系统的正常运行。
b) 冗余设备或接口。
指在系统某些重要节点和使用频度高的部位提供和预留一些
接口或备用设备，一方面可以提高系统的可扩展性，另一方面一旦某些设备或
端口出现故障时可以马上用备用的来代替，以保障系统的畅通运行。
当负载超
过一定限度时，也可以使用冗余设备进行负载均衡。
c) 备份系统和设备。
指设计数据备份系统，配置备份设备，如磁盘镜像和磁盘阵
列等。
对重要数据进行及时、定时地备份，以便在系统出现故障或受到破坏，
造成数据丢失时，可以尽量还原回来，减少损失。
d) 设备保护措施。
可以利用一些措施对设备进行保护，如：安装避雷针、保险丝、
线路保护、机架、UPS（Uninterrupted Power Supply，不间断电源）等。
避
雷针可以在雷雨天气时，保护设备的安全；UPS可以保证在突然停电时，系
统还能正常运行一段时间，使用户能及时保存数据和处理紧急事务，减少损失。
在线式UPS还能起到在正常供电时，对市电进行过滤和稳压以保护设备正常
运行。
e) 子网分离。
在某些相对独立和机密的区域可以采用路由器来组建小网络，避免
某些子网出现问题后影响到其它子网或者主系统。
同时子网分离可以起到隔离
网络，防止数据泄漏和被窃取，及避免广播风暴的作用。
6. 安全系统
网络安全系统的设计主要是在原有系统设计的基础上，加入一些安全保护措施，检测设备，提供维护的工具和方法。
大体上可以分为三个方面：
a) 网络安全体系设计。
中小学网络在设计时需要建立安全体系，综合利用加密、
访问控制和认证等技术，保证网络系统的安全运行。
根据不同线路的安全需要，
选择合适的通信介质，使用附加措施保护传输介质和网络设备的安全，防止恶
意破坏。
b) 信息安全设计。
在系统的重要节点和服务器上部署防病毒和防入侵软件，对系
统传输的信息进行实时监控记录，实现一定的数据备份和恢复功能。
同时对网
络使用和流量信息进行审计分析。
c) 安全中心设计。
设计负责安全管理的中心（可以属于网络维护的一部分），包
括办公地点、人员、设备和软硬件工具等。
7. 管理系统
维护管理是网络系统实施之后的工作，但管理策略的定制必须在系统设计阶段完成。
确定管理系统的工作包括了在系统中加入一定的管理节点，配置相关硬件和
软件，安排管理人员与工作场地，制定人员培训计划，明确人员分工，制定合适的管理规则。
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