第三章计算机网络系统
1、系统概述及需求分析
1.1系统概述
计算机网络的建设是建立在结构化综合布线基础上，采用先进的网络技术，组建办公要求的数据传送平台。计算机网络是整个智能化网络系统的基础。
现代化数字校园往往包含大量多媒体信息（声音、图形、图像、动画），所以，应选用具有足够带宽的局域网络。交换技术的发展应为计算机网络的建设提供点对点的连接，把传统共享局域网的“独占”式网络结构，转变成一个平行处理系统。系统应为每一个用户提供一条通道，并把该通道连接到一个高速的背板总线上，使各个设备都能以端口速度互相访问。
东方维罗纳学校的计算机网络系统工程包括交换机、路由器设备的硬件安装、配置、调试和服务器安装、调试及操作系统软件安装，并包括交换机与综合布线系统配线架之间的跳线（跳线部分设计详见综合布线系统）。
计算机网络是东方维罗纳学校进行数据通信的基础设施，是江苏省教育事业建设中一项十分重要的信息基础设施，在功能定位上，着眼于将来数字校园的发展。
东方维罗纳学校的网络系统应支持千兆交换技术和多层交换技术，能提供QOS服务，保证关键性应用。交换网络应采用“三层层次模型”，链路连接为“万兆主干、千兆桌面”。
由于东方维罗纳学校的计算机网络应用需要大量的交互式的多媒体通信以及与INTERNET的连接，应采用基于intranet的网络结构。应包含：一个建立在TCP/IP协议基础上的计算机网络；一台或者多台运行支持多进程、多线程、多处理器的操作系统的物理服务器；大量用于桌面的支持图像显示并可以运行浏览器软件的客户机；运行在服务器上的提供各种应用支持的软件服务器。还必须运用到多层交换（Multilayer Switch）、服务质量（QOS）、组播（PIM）等各种技术，限制网络上不必要流量，确保关键应用，降低网络带宽占用，提高网络的有效利用率，以满足将来网络上的诸如视频监控、广播等多媒体应用。
东方维罗纳学校网络系统建设三个“需要”：
第一：需要构建一套安全、可靠、稳定的计算机局域网，为校园内内各弱电子系统提供一个集成平台以及各办公部门信息交流平台；
第二：需要构建一套高速、可靠、稳定的计算机外网，为学校内部的工作人员和学生提供获取资源与对外宣传的途径；
第三、需要构建一套安全，保密、高速的计算机网络系统，为学校内部领导提供与兄弟单位、上级或下级建筑群之间及时勾通、交流的专用通道。
1.2系统需求分析
计算机网络系统具体的实现方式如下：
1、在网络核心交换机的选型上，选择目前代表世界最先进技术的锐捷网络交换产品；
2、在设备配置上，做到足够的冗余，消除了因某台设备宕机或某个设备故障而导致整个系统瘫痪的隐患；
3、从整体系统的角度规划时，为学校其他单体网络系统接入预留了充分的接口；
4、在Internet出口层面，能满足学校各单体建筑的出口归并到学校统一出口的应用需求；
5、网络系统设计了防火墙功能，在Internet接口处配置了高性能防火墙，该层次能杜绝来自网络外部的恶性攻击；
6、从东方维罗纳学校内部而言，系统考虑部分区域的计算机网络系统无线覆盖，满足学校内部移动办公学习的应用需求。
2、系统方案设计
2.1设计要点
我们在规划设计东方维罗纳学校计算机网络系统时，遵循“自顶向下”的设计思想。
“自顶向下”的设计方法适用于从OSI参考模型的高层开始再向较低的层次推进的网络设计，它着重于在选择运行于较低层次上的路由器、交换机和介质之前，将重点放在应用、会话、数据的传输上。我们在设计东方维罗纳学校计算
机网络系统的时候，尽量站在用户的角度考虑问题，以满足用户的应用需求和技术需求为指南。
2.2分层次的设计
由于东方维罗纳学校网络的规模较大，普通的平面网络结构设计模型难以满足大型网络设计的需求；层次性网络设计模型，由于其良好的伸缩能力、易于实现、易于排除故障、可预测性、协议支持、易于管理等特点，可充分满足东方维罗纳学校网络的长期需求。因此，我们在设计东方维罗纳学校网络的时候，采用了经典的“三层层次模型”和二层设计相结合的设计方法。
2.2.1层次性网络设计的指导原则
选择最适合需求的分级模型，一般情况下二、三层层次模型就可以充分满足用户的需求。
1、不要使网络的各层总是完全的网状的，访问层通常不必考虑为网状；汇聚层可以考虑部分的冗余。
2、不要把终端工作站安装在主干网上，如果主干网上没有工作站，可以提高主干网的可靠性，使通信量管理和增大带宽的设计更为简单。
3、在适当的层次级别使用具体的特征，这主要通过把不同的控制功能部署在不同的层次级别来实现。
2.2.2网络结构设计原则
常见计算机网络结构采用二、三层结合的结构，即核心层、汇聚层和接入层。核心层提供整个网络的中心多层路由、交换能力；汇聚层提供汇聚各接入层数据至网络的核心层，并分担核心的部分功能，提供本区域的多层路由、交换能力；接入层提供用户提供桌面10/100M或1000M连接和本地的交换能力。以上所述三层结构为逻辑结构，不是必须有层次分明的硬件设备。在本方案中，根据东方维罗纳学校实际情况及综合布线的系统结构，网络系统的核心层和汇聚层功能由高性能的中心交换机实现，同时，中心交换机通过万兆光纤链路直接与楼层的接入交换机相连。这样的结构通过减少网络设备接点和数据转发的环节，提高了传输速率。
以东方维罗纳学校的信息点数规模，采用较少层次的交换设备，不但可提高网络的整体性能，又可降低造价。核心层与接入层之间采用校园内部的多模光纤连接。接入层采用堆叠模式，具有更大的灵活性和可扩展性。由于采用简单的拓扑结构，使得网络结构简单清晰，易于维护和故障检查。
2.3系统框架
应招标文件要求，本次方案设计主要考虑互联网的应用，所以，方案设计及设备配置也以满足这个要求为目标。
东方维罗纳学校互联网主要面向东方维罗纳学校内各类工作人员和在校学生，其主要应用是学校内部的信息传输。网络上传输的数据包括文字、图片等信息，要求有较高的传输速率，以保证足够快响应速度，提高效率。同时，稳定性在东方维罗纳学校的网络上也显得非常重要。
因此，在构架东方维罗纳学校计算机网络系统拓扑结构时，我们充分考虑了相关的因素，并结合以往工程经验。东方维罗纳学校计算机网络结构采用星型网络拓扑方式，在网络系统中运用当前先进的GigaEthernet和FastEthernet技术，建立10000Mbps以太网骨干链路，并提供1000Mbps到桌面的接入带宽。为了满足网络上的诸如视频监控，广播等应用，还必须运用到多层交换（Multilayer Switch）、服务质量（QOS）、组播（PIM）等各种技术，限制网络上不必要流量，确保关键应用，降低网络带宽占用，提高网络的有效利用率。
2.3.1核心交换机部分
东方维罗纳学校网络中心设在实验楼3层计算机中心内，作为整个学校的数据中心和网络管理中心，网络负载较大，运行可靠性要求高，因此，中心机房的核心交换机选择了高性能万兆骨干交换机。
东方维罗纳学校内计算机用户众多，因此选用插槽式模块化交换机，提供大容量的交换能力和足够数量的GigaEthernet和FastEthernet端口，用以连接各楼层分配间的交换机。中心交换机上需提供多层交换功能，支持网络VLAN 的划分和VLAN之间的通信，将东方维罗纳学校的办公网，广播网逻辑隔离。
核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输，核心层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。
