大學(xué)校園網(wǎng)系統(tǒng)集成實例課件

大學(xué)校園網(wǎng)系統(tǒng)集成實例總體目標(biāo)從網(wǎng)絡(luò)中心開始，對內(nèi)用多模光纖連接校園中的主要建筑物，并與建筑物內(nèi)各部門、院系的計算機(jī)、局域網(wǎng)（LAN）互連；對外與CERNET和INTERNET互連，形成一個高速、高性能、開放的校園網(wǎng)系統(tǒng)，為全校師生員工提供一個先進(jìn)、快捷、方便的信息交流、資源共享、科學(xué)計算和科研合作的基礎(chǔ)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)校教學(xué)、科研和行政管理工作的全面提高與發(fā)展。具體目標(biāo)采用主干——子網(wǎng)——用戶的三級結(jié)構(gòu)，首先建成連接校內(nèi)主要教學(xué)、科研、行政大樓的校園網(wǎng)主干網(wǎng)。主干網(wǎng)采用具有第三層交換功能的千兆位以太網(wǎng)技術(shù)和GEC技術(shù)相結(jié)合的方式與二級子網(wǎng)互連。采用以TCP/IP協(xié)議為主，兼顧其它標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)?？赏瑫r傳輸數(shù)據(jù)、聲音、圖形、圖像及視頻信息。提供廣泛的資源共享和綜合的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。開發(fā)符合學(xué)校實際需要、具有學(xué)校特色的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。需求分析校園主干采用具有第三層交換功能的千兆位以太網(wǎng)（GigabitEthernet）以滿足網(wǎng)上多媒體及遠(yuǎn)程教育應(yīng)用的展開及廣大用戶的各種要求。真正做到高效的信息交換、資源的共享，為各部門、各級領(lǐng)導(dǎo)提供準(zhǔn)確、可靠、快捷的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息，充分發(fā)揮各部門現(xiàn)有的計算機(jī)設(shè)備的功能。主干設(shè)備應(yīng)能滿足15000個用戶接入訪問的要求。應(yīng)能支持IP多播（Multicast）與服務(wù)質(zhì)量（QoS）或服務(wù)類型（CoS），滿足遠(yuǎn)程教育的需求。支持虛擬網(wǎng)絡(luò)（VLAN）。網(wǎng)管軟件應(yīng)具備對接入層交換設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程可操作的能力（如在網(wǎng)絡(luò)中心對接入交換機(jī)進(jìn)行針對端口IP過濾條件的遠(yuǎn)程設(shè)置）。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備全部采用Cisco系列產(chǎn)品。校園網(wǎng)主干網(wǎng)類型——千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)繼承了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的特點，并極大地拓寬了帶寬，保持了良好的兼容性，做到了以往的10Mbps/100Mbps以太網(wǎng)應(yīng)用程序能無縫運行在千兆位網(wǎng)上。千兆以太網(wǎng)增加了對QoS支持，以高帶寬和流量控制雙管齊下的策略來滿足應(yīng)用的需要。隨著標(biāo)準(zhǔn)的通過，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的價格也大幅度下降，對于選擇千兆以太網(wǎng)又增添了一個有利條件。選用千兆以太網(wǎng)，既能滿足視頻、多媒體應(yīng)用的需求，又能兼顧以往的投資，并且有一定的前瞻性，能在一定的時間內(nèi)保持網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進(jìn)性。最后學(xué)校決定采用千兆以太網(wǎng)為主干、百兆交換到桌面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。校園網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(1)第一級是校園網(wǎng)的千兆主干網(wǎng)絡(luò)，屬核心層第二級是放置在學(xué)校主要建筑物內(nèi)各部門、院系的分布層交換機(jī)，它通過多模光纖上聯(lián)到核心交換機(jī)，通過超五類雙絞線向下級聯(lián)到三級交換機(jī)第三級交換機(jī)直接連接用戶的計算機(jī)，屬接入層校園網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(2)網(wǎng)絡(luò)核心層的設(shè)計網(wǎng)絡(luò)核心層是網(wǎng)絡(luò)的中心，其功能是實現(xiàn)高性能的交換和傳輸。因此核心層設(shè)備應(yīng)該是高性能的交換機(jī)，可實現(xiàn)高速度的交換傳輸，以連接服務(wù)器等核心設(shè)備；并且非?？煽?，實現(xiàn)不間斷工作?？紤]學(xué)校網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的復(fù)雜性和多樣性，需要提供最佳的性能、可管理性和靈活性以及無與倫比的投資保護(hù)，因此，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)主干采用二臺CiscoCatalyst6509路由交換機(jī)作為核心交換機(jī)來連接各級交換機(jī)（其產(chǎn)品外觀見圖12-2）。由于學(xué)校校園網(wǎng)應(yīng)用了VOD點播系統(tǒng)，集成商將Catalyst6509的背板帶寬擴(kuò)展至256Gbps，大大增加了網(wǎng)絡(luò)的交換能力、系統(tǒng)的互動性和系統(tǒng)的實時性。CiscoCatalyst6509的特性(1)多層交換功能卡（MSFC完備的IOS功能（ACL、TACACS+、QoS—WRR）。支持多達(dá)8個物理的快速/千兆以太網(wǎng)口。通過FlexWAN（WAN擴(kuò)展）模塊可提供與7200/7500系列相同的WAN接口。全面提供業(yè)界領(lǐng)先的基于Cisco互連網(wǎng)操作系統(tǒng)（IOS）的各項網(wǎng)絡(luò)特性：可靠的網(wǎng)絡(luò)安全性管理，增強(qiáng)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）管理，提供增值的網(wǎng)絡(luò)彈性管理，為網(wǎng)管軟件CiscoWorks2000和CiscoResourceEssentials提供接口管理框架。支持多層次的網(wǎng)絡(luò)彈性和服務(wù)功能，設(shè)備級的故障容錯性能，包括冗余超級引擎、冗余負(fù)載共享的電源（AC&DC）、冗余負(fù)載共享的風(fēng)扇、冗余的系統(tǒng)時鐘、冗余上連、冗余交換背板等選項。策略功能卡（PFC）能夠以線速實現(xiàn)IOS的流量控制功能，并可對不同三層交換路徑實現(xiàn)負(fù)載均衡。通過Console/Auxiliary端口在本地或遠(yuǎn)程對交換機(jī)進(jìn)行連接設(shè)置。CiscoCatalyst6509的特性插槽數(shù)9可配置模塊數(shù)8背板帶寬（Gbps）可擴(kuò)展到256三層交換速度（Mpps）可擴(kuò)展到150最大100M端口密度384最大1000M端口密度130熱插拔電源數(shù)2MAC地址數(shù)32000VLAN數(shù)1024802.1Q支持是ISL支持是分布層交換機(jī)的設(shè)計分布層交換機(jī)即各個部門、院系子網(wǎng)內(nèi)的主交換機(jī)，它通過1000Mbps光纖與千兆以太網(wǎng)主干連接，形成網(wǎng)絡(luò)的高速骨干。分布層交換機(jī)具有第三層交換能力，采用分布式路由交換體系，樓宇間主干線路壓力較小。校園網(wǎng)樓宇間主干線路均采用千兆位連接，各個樓宇通過各自的一臺CiscoCatalyst4908G-L3或者CiscoCatalyst4006交換機(jī)組成自己的子網(wǎng)，可以根據(jù)各自的安全管理需要和信息需要通過分布層交換機(jī)內(nèi)置的三層交換技術(shù)，將子網(wǎng)內(nèi)外的信息安全有效地進(jìn)行過濾交換，互連到千兆位交換機(jī)，完成分布式路由。接入層交換機(jī)的設(shè)計各個樓宇、院系內(nèi)部按照各自不同的端口需求量和信息速度需求量配置一定數(shù)量的24口10/100BaseTX自適應(yīng)桌面交換機(jī)，型號為CiscoCatalyst系列的C2924-XL（其產(chǎn)品外觀見圖），少數(shù)距離較遠(yuǎn)的地方選擇C2924C-XL（22口10/100BaseTX自適應(yīng)，2口光纖接口100BaseFX）。實現(xiàn)用戶信息點100M到桌面的接入。交換技術(shù)避免了使用集線器時多個用戶共享網(wǎng)段造成的沖突和擁塞，大大提升了網(wǎng)絡(luò)性能。C2924-XL產(chǎn)品特性最多達(dá)32個10/100M端口，使網(wǎng)絡(luò)速度大規(guī)模提高，解決網(wǎng)絡(luò)擁塞。背板速度高達(dá)3.2G，所有端口均支持全雙工通訊，高達(dá)200Mbps的端口網(wǎng)絡(luò)速度，使桌面接入的速度大大提高，使網(wǎng)絡(luò)性能更加出色。10/100M自適應(yīng)端口，使用戶原有10M網(wǎng)絡(luò)輕松接入，同時可利用千兆上聯(lián)模塊平滑過渡到千兆主干，即簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，又可保護(hù)投資，降低成本。UTP、光纖兩種網(wǎng)絡(luò)連接方式，便于與主干網(wǎng)絡(luò)連接。16KMAC地址支持，滿足大型網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求。靈活的VLAN設(shè)置，多達(dá)1024個VLAN的劃分，以及對ISLTrunking、動態(tài)ISL、VLANTrunkProtocol支持，滿足用戶對網(wǎng)絡(luò)安全性的要求。支持FastEtherChannel。服務(wù)器群架構(gòu)校園網(wǎng)服務(wù)器全部選用SUN公司的EnterpriseServer450、Ultra10，運行Unix網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。其中主服務(wù)器上運行校園網(wǎng)的WWW、FTP、DNS和BBS服務(wù)；另外還配備了電子郵件和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、視頻點播服務(wù)器、代理服務(wù)器、電子郵件及WWW服務(wù)器。所有服務(wù)器都帶有RAID卡和可插拔硬盤，極大提高了系統(tǒng)的冗余和可靠性，并且配備磁帶機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。校園網(wǎng)的WWW服務(wù)器根據(jù)情況在中心采用了Netscape的EnterpriseServer2.0（forSolaris）。EnterpriseServer是一個功能較強(qiáng)的WWW服務(wù)器軟件，可以在校園網(wǎng)整體安全策略的要求下進(jìn)行相應(yīng)的管理和控制。考慮到一些特殊應(yīng)用如微軟的ASP只能在微軟的系列WWW服務(wù)器運行，同時由于微軟產(chǎn)品的流行性，在學(xué)校其他各部門、院系采用了微軟的IIS系列作為WWW服務(wù)器，以便于WWW應(yīng)用的開發(fā)和推廣。廣域連接方案學(xué)校校園網(wǎng)系統(tǒng)采用Cisco3660路由器經(jīng)過CiscoPIX515E防火墻通過DDN專線上聯(lián)廣域網(wǎng)，實現(xiàn)校園網(wǎng)到Internet的高速接入。Cisco3660（其產(chǎn)品外觀見圖）是一個適合大中型企業(yè)和Internet服務(wù)供應(yīng)商的模塊化、多功能訪問平臺，擁有70多個模塊化接口選項，提供語音/數(shù)據(jù)集成、虛擬專網(wǎng)（VPN）、撥號訪問和多協(xié)議數(shù)據(jù)路由解決方案。適合于超高密度廣域網(wǎng)和撥號連接、高密度局域網(wǎng)連接、數(shù)據(jù)上的中度語音及中密度ATM等方面的連接。本方案中選用Cisco3662-AC-CO路由器機(jī)箱，為ACW/TelcoSW結(jié)構(gòu)的雙10/100ECisco36606插槽模塊化路由器。Cisco3660路由器的功能全功能的CiscoIOS安全性管理可擴(kuò)展性CiscoPIX的特點CiscoPIX的優(yōu)勢有兩點：第一，網(wǎng)絡(luò)性能相當(dāng)不錯，CiscoPIX可以提供2~6個100Mbps快速以太網(wǎng)接口，能夠滿足大部分的應(yīng)用需求。與軟件防火墻相比，它的包處理速度和轉(zhuǎn)發(fā)速度要快得多。第二，CiscoPIX中包含了豐富的基于IPsec的VPN服務(wù)軟件，VPN能夠提供站點到站點之間和遠(yuǎn)程客戶端到站點之間的安全訪問，不過需要另外的一臺認(rèn)證服務(wù)器。CiscoPIX的不足之處是管理完全基于命令行方式，如果用戶需要圖形化的管理界面，就必須到Cisco網(wǎng)站上下載一個管理軟件；另外，CiscoPIX的監(jiān)視和日志功能有限，為了記錄日志，還必須下載一個基于WindowsNT的PIXFirewallSyslogServer才行。CiscoPIX無法根據(jù)用戶名或工作組來進(jìn)行安全策略管理，而只能通過IP地址進(jìn)行管理，而且實施安全策略管理還需要購買另一個軟件包CSPM（CiscoSecurityPolicyManager）。VLAN的劃分管理在校園網(wǎng)中，由于核心交換機(jī)和分布層交換機(jī)都支持第三層交換，完全解決了VLAN之間的路由問題。并且所有接入層交換機(jī)（桌面交換機(jī)）支持VLANTrunk，可以跨主干劃分VLAN。這樣，在網(wǎng)絡(luò)管理上，可以根據(jù)需要進(jìn)行VLAN的自由劃分。安全方案校園網(wǎng)在實現(xiàn)時重點考慮了信息系統(tǒng)整體的安全控制策略和重要設(shè)備的安全控制，在服務(wù)器上同時運行CiscoSecureACSforUnix軟件，保證需要訪問交換機(jī)、路由器等關(guān)鍵設(shè)備的用戶能通過TACACS+進(jìn)行認(rèn)證，并記錄該用戶的訪問行為；在各個路由器上進(jìn)行ARP控制、通過啟動路由器的各種控制防止源路由攻擊、SYN流攻擊和網(wǎng)絡(luò)號詐騙等；啟動關(guān)鍵設(shè)備的SYSLOG功能；通過網(wǎng)管進(jìn)行相應(yīng)管理和跟蹤，在主服務(wù)器（EnterpriseServer450）上運行Xinetd等軟件，限定和控制主機(jī)提供的服務(wù)。信息系統(tǒng)的安全主要通過應(yīng)用信息系統(tǒng)本身的安全控制機(jī)制以及通過路由器上的訪問控制列表來實現(xiàn)，并從Internet上免費獲得NetscapeCertificateServer安全認(rèn)證系統(tǒng)，為郵件和自行開發(fā)的信息系統(tǒng)提供數(shù)字簽名、密鑰分配管理、加密解密等功能。教學(xué)教務(wù)管理系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能系統(tǒng)特點視頻硬件雙向回傳技術(shù)查詢卓越的聲音處理能力智能化硬件結(jié)構(gòu)Windows主控界面可升級能力硬件多媒體高速公路技術(shù)純硬件結(jié)構(gòu)完全獨立工作高度集成化教學(xué)專用操作界面安裝簡便易于維護(hù)節(jié)省教育經(jīng)費多媒體教學(xué)系統(tǒng)目標(biāo)通過校內(nèi)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在多個多媒體教室進(jìn)行動態(tài)視頻、語音和數(shù)據(jù)的廣播教學(xué)，進(jìn)行現(xiàn)場實況教學(xué)及學(xué)術(shù)討論。通過該系統(tǒng)向校園網(wǎng)上廣播多媒體教室的實況動態(tài)圖像和語音。視頻使用者可通過該系統(tǒng)點播其他課件、圖書館視頻資料、進(jìn)行實驗觀摩、研討會實況播放、錄像帶視頻節(jié)目回放、VCD視盤播放、電視節(jié)目播放和電視會議等。圖像清晰連續(xù)，VCD圖像質(zhì)量30frame/s，CD高質(zhì)量聲音?？蛇B接遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)可連接使用各種輔助設(shè)備，如：攝像機(jī)、PC機(jī)、文件攝像機(jī)、圖像打印機(jī)、錄像機(jī)、VCD機(jī)、大屏幕投影機(jī)、電視機(jī)、音響控制等?？稍黾咏换ナ絾柎?，交互式電子白板?？蓪崿F(xiàn)校園網(wǎng)、閉路電視網(wǎng)、保安監(jiān)視網(wǎng)多合一，避免重復(fù)布線，節(jié)省資金。附加功能可包括通過64Kb/s到2BISDN線路進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)和電視會議。網(wǎng)絡(luò)具有很好的擴(kuò)展性，能方便地實現(xiàn)校園網(wǎng)，也可與Internet互聯(lián)。該系統(tǒng)具有很好的兼容性，能在目前所有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和硬件環(huán)境中使用。遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)基于Web的教學(xué)系統(tǒng)實時交互式遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)基于點播的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)的配置系統(tǒng)管理軟件觀看軟件視頻服務(wù)器軟件應(yīng)用效果在教學(xué)活動中，學(xué)校使用IP/TV軟件通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實時教學(xué)時，可將教師的現(xiàn)場講課的實況動態(tài)視頻圖像，聲音及文字進(jìn)行采集壓縮后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給每個網(wǎng)絡(luò)上使用PC機(jī)正在收看講課的學(xué)生。同時將學(xué)生的提問在講課時隨時收集上來，即刻做出解答。在進(jìn)行科研和學(xué)術(shù)交流時，學(xué)校使用IP/TV軟件將重要的學(xué)術(shù)研討會、重要的實況觀摩通過網(wǎng)絡(luò)播放出去，各院教師和學(xué)生在自己的教研室、教室的PC機(jī)上就可以觀看和聽取現(xiàn)場情況。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，促進(jìn)學(xué)術(shù)廣泛交流和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。校園網(wǎng)絡(luò)上的用戶還可在網(wǎng)上收看學(xué)校電教室，演播中心，外語多媒體中心的有線電視及教學(xué)節(jié)目；收看校領(lǐng)導(dǎo)的講話；查詢圖書館的多媒體視聽資料和教學(xué)錄像課件；復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)課程；查詢并收看網(wǎng)上國內(nèi)外學(xué)校的課程。校園辦公及綜合管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Web）辦公自動化信息服務(wù)信息共享日常辦公日程安排線上討論管理信息通訊交通電子郵件系統(tǒng)電子公告牌及意見箱熱門站點教職工考核評價校園網(wǎng)計費系統(tǒng)隨著Internet的迅速發(fā)展和校園網(wǎng)內(nèi)增值服務(wù)的增多，采用合理的計費系統(tǒng)是校園網(wǎng)絡(luò)正常運行的保證。CERnet的現(xiàn)行收費政策是按流量計費，即按用戶實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量進(jìn)行計費，同時為鼓勵國內(nèi)交流和用戶輸出信息，只對國際進(jìn)入流量計費。計費系統(tǒng)的功能實現(xiàn)對校園網(wǎng)按IP地址和按用戶的流量計費對于服務(wù)器等主機(jī)，根據(jù)IP地址按網(wǎng)絡(luò)流量計費，對于PC等多用戶使用的機(jī)器根據(jù)用戶按網(wǎng)絡(luò)流量計費（VOD等增值服務(wù)），并能防止IP地址盜用，保證計費的準(zhǔn)確性；實現(xiàn)對撥號用戶的時間計費與流量計費撥號用戶除能夠按通信時間計費外，還能夠按照用戶使用的網(wǎng)絡(luò)流量計費；實現(xiàn)對電子郵件按接收郵件數(shù)量與長度計費對于電子郵件用戶，按用戶接收的郵件的數(shù)量與長度計費，另外，還可以按用戶的郵件占用硬盤空間的數(shù)量與時間計費。網(wǎng)絡(luò)計費服務(wù)器實現(xiàn)校園網(wǎng)計費的關(guān)鍵在于網(wǎng)絡(luò)計費服務(wù)器，該服務(wù)器串接在內(nèi)部子網(wǎng)和外部網(wǎng)絡(luò)之間，網(wǎng)絡(luò)計費服務(wù)器的系統(tǒng)邏輯功能可以采用圖來表示。撥入計費服務(wù)器提供radius授權(quán)驗證使用radius服務(wù)器來實現(xiàn)對撥入用戶的主機(jī)方式授權(quán)驗證，只有通過授權(quán)驗證的用戶才能使用撥號服務(wù)。提供用戶使用的時間記錄用戶撥入時記錄其撥入時間，用戶斷開時，記錄其斷開時間。給流量計費服務(wù)器發(fā)送用戶撥入/斷開通知在用戶撥入時通知流量計費服務(wù)器該IP已被撥入用戶使用，流量計費服務(wù)器允許該IP上信息出入，并記錄該IP上的流量；在用戶斷開時通知流量計費服務(wù)器用戶已釋放該IP，流量計費服務(wù)器將該IP上的流量記錄到相應(yīng)用戶賬上。其它應(yīng)用系統(tǒng)科研管理系統(tǒng)實驗室綜合管理系統(tǒng)設(shè)備子系統(tǒng)物資子系統(tǒng)圖書館管理系統(tǒng)書刊采購書刊編目報表打印檢索統(tǒng)計圖書流通IC卡管理Web發(fā)布電子備課系統(tǒng)系統(tǒng)特點具有非常強(qiáng)大的編輯功能提供豐富的素材具有強(qiáng)大的素材搜索功能用戶界面友好開放性