高校校園網(wǎng)的規(guī)劃和設計-以江西某學校為例

汪 波,何景川

(天津大學 管理學院,天津 300072)

高校校園網(wǎng)的規(guī)劃和設計-以江西某學校為例

汪 波,何景川

(天津大學 管理學院,天津 300072)

校園網(wǎng)的規(guī)劃與設計就是將學?，F(xiàn)有的建筑物通過網(wǎng)絡連接起來,進行物理拓撲分布, 采用國際標準的三層規(guī)劃,星型分布拓撲結構,畫出拓撲圖,再根據(jù)學校信息點的多少和建筑物的多少來劃分子網(wǎng),以及選用合適的交換機與服務器,再按照國際標準布線規(guī)范進行綜合布線設計與實施.文中根據(jù)江西某學校的實際情況從校園網(wǎng)建設的需求、總體結構設計等方面對該學校的校園網(wǎng)建設進行介紹,根據(jù)需求分析繪制詳細的拓撲圖,由拓撲結構圖進行子網(wǎng)的劃分與IP地址的分配.

校園網(wǎng);需求分析;結構設計;綜合布線

隨著國家對教育重視程度的提高,建設一個高度發(fā)達的、具有現(xiàn)代化的高效教育體系顯得尤為重要.在這種大環(huán)境下,學校很有必要建設一個校園網(wǎng)絡管理應用系統(tǒng),這樣可以達到校園資源共享、建立完備的數(shù)據(jù)交換體系、快速的傳遞信息等目的.計算機網(wǎng)絡的迅速發(fā)展和普及,改變了整個信息管理的面貌,使信息管理從以單個計算機為中心發(fā)展到以網(wǎng)絡為中心,并為計算機技術在工業(yè)、商業(yè)、教學、科研、管理等領域中的應用提供了一個全新的網(wǎng)絡通信環(huán)境,通過計算機技術來規(guī)劃設計和建立校園網(wǎng),推動了學校在管理、科研及教學事業(yè)的發(fā)展[1].

1 校園網(wǎng)絡設計系統(tǒng)需求分析

1)網(wǎng)絡管理需求分析

網(wǎng)絡管理要求解決的問題包括:對所有網(wǎng)絡設備端口的監(jiān)視和管理.對所有網(wǎng)絡設備的遠地配置和控制,包括網(wǎng)絡設備端口的開放和關閉,整個網(wǎng)絡的故障檢測,故障自動報警功能,整個網(wǎng)絡性能的統(tǒng)計和分析報告,甚至收費.按照這些網(wǎng)絡管理的需求,應采用基于GUI界面的網(wǎng)絡管理軟件[2].

2)網(wǎng)絡安全需求分析

對校園網(wǎng)安全問題的考慮主要是兩個方面:校園網(wǎng)不需要具備政府企業(yè)或者公司一樣的保密性;校園網(wǎng)應該具備抵制惡意的攻擊而導致無法運行的狀況,一些科研成果也不應該達到一定保密性[3].

3)廣域網(wǎng)連接需求分析

校園網(wǎng)對廣域網(wǎng)的連接需求主要表現(xiàn)在:能夠與國際互聯(lián)網(wǎng)交流信息;能夠與CERNET國內(nèi)各個單位聯(lián)系;滿足出差在外的校領導及其它公務人員及時與學校保持聯(lián)絡.為此應通過DDN、無線網(wǎng)等公用或者專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與CERNET連接,再連到Internet.

2 校園網(wǎng)總體結構設計

1)網(wǎng)絡總體規(guī)劃設計

網(wǎng)絡規(guī)劃設計是一個系統(tǒng)建立和優(yōu)化的過程,建設網(wǎng)絡的根本目的是在Internet上進行資源共享與通信.要充分發(fā)揮投資網(wǎng)絡的效益,需求設計成了網(wǎng)絡規(guī)劃設計中的重要內(nèi)容,它提供了網(wǎng)絡設計應到達的目標,并有助于設計者更好地理解網(wǎng)絡應該具有的性能;結合學校的辦學規(guī)模、管理需求和師生對教學科研的需要,確立一個性能較高的網(wǎng)絡計算平臺[4].

2)網(wǎng)絡拓撲結構

校園網(wǎng)絡由多種完成不同功能的網(wǎng)絡設備組成,包括路由器、交換機、Internet接入設備、防火墻等以及各種服務器,如:遠程教育服務器、網(wǎng)管服務器(包括網(wǎng)管軟件)、主服務器(包括WWW、E-mail、DNS等).校園內(nèi)部網(wǎng)絡采用共享或交換式以太網(wǎng),通過DDN、ASDL、ISDN/PSTN等方式,選擇中國科研教育網(wǎng)接入到Internet,校際之間通過國際互聯(lián)網(wǎng)的方式互相聯(lián)接.同時采取相應的措施,確保通訊數(shù)據(jù)的安全、保密.系統(tǒng)運行要安全、可靠、故障小[5].網(wǎng)絡拓撲結構設計的要符合以下幾點要求:

要適應未來網(wǎng)絡的擴展和拓撲結構的變化;

要能為特定的師生用戶或用戶組提供訪問路徑.

要保證網(wǎng)絡能不間斷地運行;

當網(wǎng)絡擴大和應用增加時,變化的網(wǎng)絡結構要能應付相應的帶寬要求;

使用頻率較高的應用能夠支持網(wǎng)上大多數(shù)的師生用戶;

能合理地分配用戶對網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)外的信息流量;

能支持較多的網(wǎng)絡協(xié)議,擴大網(wǎng)絡的應用范圍;

支持IP的單點傳送和多點廣播數(shù)據(jù)流.

所以,要達到以上這些設計要求,分層的設計功能及星型、樹型和交叉型的拓撲結構應給予足夠的重視,做到應地而異.

網(wǎng)絡拓撲圖如圖1所示.

圖1 校園網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結構圖Fig. 1 Topology diagram of the campus network

3) IP地址分配

Internet為了適應不同大小的網(wǎng)絡,定義了5種IP地址類型:

A類地址:最高位為0,緊跟的7位表示網(wǎng)絡號,剩下24位表示主機號,總共允許126 個網(wǎng)絡,每個網(wǎng)絡約1700萬臺主機.

B類地址:最高 2位為 10,其后14位為網(wǎng)絡號,剩下16位為主機號,它允許16384個網(wǎng)絡,每個網(wǎng)絡約65000臺主機.

C類地址:最高3位為110,緊跟的21位為網(wǎng)絡號,剩下8位為主機號,它允許200萬個網(wǎng)絡,每個網(wǎng)絡約254臺主機.

D類地址:高4位為1110,用于多路廣播.

E類地址:高4為1111,僅供試驗,為將來的應用保留.

學校現(xiàn)有約1260個信息點,隨著學校的發(fā)展還要增加,所以一個C類地址不能滿足,需要一個B類地址.

假設使用B類私網(wǎng)IP網(wǎng)段為172.16.0.0,而現(xiàn)學校有10棟建筑物,按每棟建筑物劃分子網(wǎng)的話就有10個子網(wǎng),而且學校以后還有可能大規(guī)模擴充,基于此,用16位主機號的前8位來劃分子網(wǎng),后8位表示主機地址,則其子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0,各子網(wǎng)網(wǎng)段中分配的地址中,第一個作為網(wǎng)絡號,最后一個作為定向廣播地址,其他的為主機地址.

3 綜合布線系統(tǒng)設計

本布線系統(tǒng)采用美國AMP公司的結構化布線系統(tǒng)進行設計,具有傳統(tǒng)系統(tǒng)的模塊化,配置靈活,可擴充等特點[6].建筑物結構化布線系統(tǒng)分6個子系統(tǒng):工作區(qū)子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、垂直主干子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、設備間子系統(tǒng)和建筑干線子系統(tǒng),如圖2所示.

圖2 綜合布線結構圖Fig. 2 Structure diagram of the Integrated wiring

1)工作區(qū)子系統(tǒng)設計

根據(jù)該學校的實際情況,采用單孔或雙孔插座,每個工作站區(qū)由多個墻盒式或埋入式RJ45插座構成.墻盒式安裝,信息插座距地面高度應為33厘米,埋入式安裝,應在墻內(nèi)裝一個國標86暗埋盒.根據(jù)現(xiàn)場情況,也可以采用地面式或桌面式安裝,墻盒式安裝可直接適用于各種場合[7].

2)水平布線子系統(tǒng)設計

水平布線為星型拓撲結構,即從配線室到每個信息孔位均應有一條通信纜線,所有用于數(shù)據(jù)的水平布線材料均為超五類AMP非屏蔽雙絞線,用于數(shù)據(jù)傳輸時最高速度達100M.各樓層水平布線從各配線室發(fā)出,通過布線槽,穿墻線管,到達各工作區(qū),從布線槽通過鐵槽或PVC阻燃線槽(40X10),PVC阻燃線管(G20,G25)等引出該工作區(qū)數(shù)據(jù)線,沿立柱,墻面或從地下伸延至各信息插座.

3)垂直主干子系統(tǒng)

垂直干線子系統(tǒng)由連接主設備間至各樓層配線間的線纜構成,提供高速數(shù)據(jù)通訊主干通道.主要由高性能室內(nèi)光纖、雙絞線纜、大對數(shù)通訊電纜組成.

從主配線間發(fā)出至各子配線間,垂直干線材料根據(jù)通信要求我們對數(shù)據(jù)主干采用光纖,光纖根數(shù)根據(jù)各個子配線間中的網(wǎng)絡設備的類型及數(shù)量配置并留有一定的備份[8].通向綜合樓的語音主干采用2根50對的3類大對數(shù)電纜.其他樓宇數(shù)據(jù)主干采用2根12芯的光纖.

4)管理子系統(tǒng)

根據(jù)該學校布置要求,網(wǎng)管中心位于實驗樓水平面積比較大,而其他各樓房的水平面積較小,所以其他各樓在管理子系統(tǒng)的設置上配線間基本放在各幢樓宇的中間單元.在網(wǎng)管中心的管理子系統(tǒng)中,從配線箱出的雙絞線,上下通向各樓層后沿過道通向各房間,通向各幢樓的光纖也在網(wǎng)管中心匯總,進入配線箱.

5)設備間子系統(tǒng)設計

設備間管理通向各水平子系統(tǒng)主干電纜:從網(wǎng)絡設備間出來的線路走向各個信息點,設備間通過光纖與網(wǎng)絡相連(每幢樓只設一個設備間管理間).在設備上選擇IBDN公司高密度插接系統(tǒng)配線架,安裝方式選用墻裝式單通道方式.

6)建筑群主干子系統(tǒng)設計

建筑群子系統(tǒng)是將建筑物中的電纜與通信設備、裝置等連接在一起.它是整個布線系統(tǒng)中的一部分(包括傳輸介質(zhì))并支持提供樓群之間通信設施所需的硬件.

4 結束語

校園網(wǎng)在學校中的應用,使得學校達到了高度的智能化、規(guī)范化,整個學校通過計算機網(wǎng)絡技術形成了一個信息交流的共享平臺,為教學、管理、科研等提供了可靠、完整、方便的環(huán)境,是建立新型現(xiàn)代化校園的有效手段.

[1] 謝希仁. 計算機網(wǎng)絡[M].4版.大連:大連理工出版社, 2004.

[2] 唐寶民. 局域網(wǎng)與城域網(wǎng)技術[M]. 北京:清華大學出版社, 2006.

[3] 張伊,李明敏. 局域網(wǎng)組建于維護實例教程[M]. 北京:清華大學出版,2007.

[4] 郭紹青,田富鵬. 局域網(wǎng)構建技術[M]. 北京:高等教育出版社, 2006.

[5] 趙海峰. 局域網(wǎng)組網(wǎng)實務[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.

[6] 陳偉. 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡[M]. 武漢:武漢理工大學出版社,2004.

[7] 馮登國. 計算機通信網(wǎng)絡安全[M]. 北京:清華大學出版社,2001.

[8] 趙喆. 計算機網(wǎng)絡實用技術[M]. 北京:中國鐵道出版社,2008.

Planning and design of campus network in colleges and universities in Jiangxi-a school as an example

WANG Bo, HE Jing-chuan
(School of management, Tianjin university, Tianjin 300072, China)

Planning and design of campus network is to the existing school buildings are connected by a network, the physical topology distribution, three plans to adopt international standards, star distribution topology, draw the topological graph, then according to the number of how many and building school information point to divide the line the son net, and the selection of the appropriate switches and servers then, according to the international standard wiring specification for the design and implementation of integrated wiring. This paper according to the actual situation of Jiangxi from a school campus network construction requirements, the overall structure design of campus network construction of the school are introduced, according to the demand analysis to draw detailed topological map, distribution of IP address and subnet division by the topology map.

campus network; demand analysis; architectural design; integrated wiring

TN915

A

1674-6236(2014)07-0143-03

2013-08-05稿件編號:201308046

汪 波(1948-),男,江蘇吳縣人,博士,教授.研究方向:管理科學與工程.