第一章前言辛集一中是一所极具现代意识、以现代化教学为特色的公办高校。
为了推进教育学信息化和现代化，学校计划在校内建立校园内部网并通过千兆位链路连接与国际互联网相连。
根据学校的要求，我们按照“统一规划、讲究实效、安全可靠”的原则，进行辛集一中校园网综合系统设计，以满足校园内计算机网络系统的需要。
对于辛集一中来说，由于将有越来越多的资料信息和管理平台放到校园网上，越来越多的用户使用校园网，校园网的可扩展性和可靠性成为选择合作伙伴的重要标准。
校园网的作用：为全校教师、科研人员、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境，并将计算机引入教学、科研、管理和学习等各个领域；改善学校教学科研、管理和学习环境，提高其水平；熟悉现代化的工作环境和掌握先进的教学、科研、管理和学习手段，有利于培养面向世界、面向未来的高层次人才。
辛集一中着重进行了校园网的接入，并与电化教室相结合，配合多媒体设备，使该校的信息化建设跨上了一个新台阶。
1.1校园网建设原则1.合理利用有限资金。
2.统一规划，软硬兼顾，分期实施，明确近期目标。
3.技术先进成熟，总体性能价格比高。
4.实用、易用，便于维护、管理。
5.保护以往投资，兼容已有系统。
6.支持灵活的扩展性和可重组性，考虑未来需求。
7.采用开发产品，遵循国际标准。
8.信息到科及主要组，主要建筑间光缆连接，建筑物内双绞线布线。
9.系统应用以Intranet技术为优。
第二章系统需求2.1 系统总体需求随着计算机应用成本的迅速降低，计算机用于办公辅助管理已越来越普及。
单机用户由于协作工作关系，数据交换和信息查询的需求迅猛增长，办公自动化和无纸化的呼声日益强烈。
信息化时代的到来，使以获取并传授知识信息为主体的学校，感受到了莫大的发展和生存的压力。
建设能覆盖全校主要建筑的校园网络，更好地疏通教与学的授、受渠道则是解决这些问题的最佳途径。
因此辛集一中校园网建设的总需求是：1)建设一个能将散布在学校各处的各种服务器、PC机、终端设备、各类网络设备以及局域网、有线电视广播网、电话通讯网等信息连接起来，形成结构合理并与有关广域网相连的校园计算机网络系统。
2)在上述基础上以现代教育技术为指导，建立满足学校员工教学、科研、管理工作和学生自主学习所需要的软硬件环境和各类信息资源库和应用系统，使其成为内接外连的教育信息服务体。
3)培训校园网管理人员，建立校园网信息资源开发、收集、整理队伍，培训员工校园网的使用技能。
促进教学、管理改革。
4)建立、健全校园网维护、使用和信息资源开发、收集的奖励等管理制度。
2.2系统功能需求根据当今技术发展的现状，结合辛集一中实际情况提出以下校园网主要功能：建立课件、教学信息资料库及相关系统。
实现授课点播、辅助教学和电子设备等。
●建立多媒体课堂教学室、多媒体多功能课堂教学示范电教室（可用于网络远程、异地教学和网络会议等）和多媒体多功能实验教室。
改革传统的课堂教学手段和实践教学手段。
●建立学生电子阅览室（厅）。
培养和倡导学生自主学习、协商学习、信息求索的探究精神。
●建立多功能多媒体课件、教案制作中心。
为学校探索新模式教学，为教师钻研新的教学方法，为学校教学信息资料库和系统的进一步完善提供相应的条件。
（未来教师将逐渐转变为电子教学读物、课件的研究制作者和学生自主学习、协商学习的指导者与答疑者。
教师的作用交通过网络使所有自学者受益，促使终身教育社会化。
）●建立校园MIS和OA系统，实现全校计算机辅助管理和办公自动化。
●建立图书馆计算机管理系统和电子阅览系统，实现图书馆信息自动化管理、快速检索、电子图书阅览。
●建立远程访问（RAS），利用校园网实时在家备课、办公和接入Internet。
●通过建立对外信息站点，实现学校信息上Internet和对外信息服务。
●提供内外E-MAIL等Internet技术支持下的信息交流服务，方便联络及合作。
●通过校园网实现全校上Internet和校内Intranet互访。
●利用网络技术，实现多媒体信息交换、视频点播、网络会议、网络电话、远程教育（如与校外班通过网络远程教学）等等功能。
●兼容校内有线电视网、广播网、监控等网络系统，实现信息互传，达到多网合一，拓展校园网络功能。
●建立IC卡管理系统，实现校内一卡通●建立电子门禁系统和安全监控系统，实现全校远程巡视监控。
2.3系统性能需求学院校园网建设原则和功能需求，对校园网性能提出以下需求：●主干带宽为1000M，考虑到成本问题，前期规划主干设计为100M，但在设计中要考虑到100M升级到1000M的问题。
●对部分应用要求高带宽的二级节点设计为1000M。
●主干和带宽为1000M的二级节点传输介质采用光纤。
●带宽为100M节点传输介质采用超五类双绞线，音频点采用五类双绞线，视频点采用同轴电缆。
●电话、传真、电子邮件和基本公众服务应用基本带宽为64K。
●高质量可视电话、视频会议、数字音频基本带宽为384K。
●文件传输、WWW应用、图象传输、网络游戏和网上购物基本带宽为1M。
●MPEG1/VCD视频点播、交互式电视、广播电视基本带宽为1.2M-1.5M。
●MPEG2/DVD视频点播、高清晰度电视基本带宽为3M-8M。
●3D应用、VRML虚拟现实、计算机网络实时多媒体应用基本带宽为6M以上。
●网络系统可以从100M平滑升级到1000M或未来对ATM 的支持。
●网络支持VLAN。
●网络系统可以支持第三层交换。
●网络系统中服务质量支持802.1p。
●网络协议支持TCP/IP为主的多协议。
●系统必须具有安全性和管理性。
●系统中关键应用的服务器必须具有较高的性能。
●系统必须具有接入广域网的能力。
第三章校园系统总体框架3.1总体结构学院校园网是结合了学校实际的教学、科研、办公、管理，考虑了网络技术的应用和发展的情况下组建起来的，它基于：●开放性的网络协议的标准以及技术成熟、商品化了的硬件和软件。
●网络带宽可满足当前业务需求，并支持不断发展的业务需要。
●网络的互连性、可操作性和可扩充性好。
●安全、可靠，网络管理方便有效。
学院校园网是一个具有三层拓扑结构的局域网，总体布局如下：图3-1 网络柘朴图3.4.1设备选型扩展能力核心交换机应当全部采用模块化结构，必须拥有相当数量的插槽，具有强大的网络扩展能力，以保护原有的投资。
模块化结构拥有更强劲的性能、更大的灵活性和可扩充性，可以根据现实或未来的需要选择不同数量、不同速率和不同接口类型的模块，以适应千变万化的网络需求。
可扩展性应当包括以下两个方面。
插槽数量。
插槽用于安装各种功能模块和接口模块。
由于每个接口模块所提供的端口数量是一定的，因此插槽数量也就从根本上决定着交换机所能容纳的端口数量。
另外，所有功能模块（如管理引擎模块、IP语音模块、扩展服务模块、网络监控模块、安全服务模块等）都需要占用一个插槽，因此插槽数量也就从根本上决定着交换机的可扩展性。
模块类型。
毫无疑问，支持的模块类型（如LAN接口模块、WAN接口模块、ATM接口模块、扩展功能模块等）越多，交换机的可扩展性越强。
仅以局域网接口模块为例，就应当包括RJ―45模块、GBIC（Giga Bitrate Interface Converter）模块、SFP（Small Form Pluggable）模块、10 Gbps模块等，以适应大中型网络中复杂环境和网络应用的需求。
转发速率网络中的数据是由一个个数据包组成，对每个数据包的处理要耗费资源。
转发速率（也称吞吐量）是指在不丢包的情况下，单位时间内通过的数据包数量。
吞吐量就像是立交桥的车流量，是三层交换机最重要的一个参数，标志着交换机的具体性能。
如果吞吐量太小，就会造成网络瓶颈，给整个网络的传输效率带来负面影响。
交换机应当能够实现线速交换，即交换速度达到传输线上的数据传输速度，从而最大限度地消除交换瓶颈。
如果交换机标称的吞吐量大于或等于计算值，那么在三层交换时应当可以达到线速。
其中，1个万兆位端口在包长为64 B时的理论吞吐量为14.88 Mpps，1个千兆位端口在包长为64 B时的理论吞吐量为1.488 Mpps，1个百兆位端口在包长为64 B时的理论吞吐量为0.148 8 Mpps。
那么，这些数值是如何得到的呢？事实上，包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64 B的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。
以千兆位以太网端口为例，其计算方法如下：当以太网帧为64 B时，需考虑8 B的帧头和12 B的帧间隙的固定开销。
由此可见，线速的千兆位以太网端口的包转发率为1.488 Mpps。
万兆位以太网的线速端口的包转发率，正好为千兆位以太网的10倍，即14.88 Mpps；而快速以太网的线速端口的包转发率，则为千兆位以太网的十分之一，即0.148 8 Mpps。
例如，对于一台拥有24个千兆位端口的交换机而言，其满配置吞吐量应达到8×1.488 Mpps=35.71 Mpps，才能够确保在所有端口均线速工作时，实现无阻塞的包交换。
同样，如果一台交换机最多能够提供176个千兆位端口，那么其吞吐量至少应当为261.8 Mpps（176×1.488 Mpps = 261.8 Mpps），才是真正的无阻塞结构设计。
背板带宽带宽是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量，就像是立交桥所拥有的车道的总和。
由于所有端口间的通信都需要通过背板完成，所以背板所能提供的带宽，就成为端口间并发通信时的瓶颈。
带宽越大，提供给各端口的可用带宽越大，数据交换速度越快；带宽越小，给各端口提供的可用带宽越小，数据交换速度也就越慢。
也就是说，背板带宽决定着交换机的数据处理能力，背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强。
因此，背板带宽越大越好，特别是对那些汇聚层交换机和中心交换机而言。
若欲实现网络的双全工无阻塞传输，必须满足最小背板带宽的要求。
核心交换设备应当采用高性能模块化三层交换机，支持交换引擎冗余和关键部件的热插拔。
建议选择Cisco Catalyst 6500-E系列（如图3-40所示）或锐捷RG―S8600系列产品。
较小规模的学院级校园网络，也可以选择Cisco Catalyst 6500-E系列或锐捷RG―S6800-E系列产品作为核心交换机。
作为重要的智能、多层模块化Cisco交换机，Catalyst 6500-E系列提供了安全、融合的端到端服务，范围涵盖配线间、核心网络、数据中心和WAN边缘，提供了前所未有的投资保护，并在几种机箱配置和LAN、WAN 及城域网（MAN）接口上提供了出色的可扩展性能和端口密度。
Cisco Catalyst 6500-E系列交换机提供3插槽、6插槽、9插槽和13插槽的机箱，以及多种集成式服务模块，包括数千兆位网络安全性、内容交换、语音和网络分析模块。
