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[2005-4-14]
 

1.概述

当今的世界正从工业化社会向信息化社会转变。一方面,社会经济已由基于资源的经济逐渐转向基于知识的经济,人们对信息的需求越来越迫切,信息在经济的发展中起着越来越重要的作用,信息的交流成为发展经济最重要的因素。另一方面,随着计算机、网络和多媒体等信息技术的飞速发展,信息的传递越来越快捷,信息的处理能力越来越强,信息的表现形式也越来越丰富,对社会经济和人们的生活产生了深刻的影响。这一切促使通信网络由传统的电话网络向高速多媒体信息网发展。
由于Web技术和多媒体技术的出现,近几年来Internet得到了突飞猛进的发展,联入网络的节点和信息资源迅速增长。我省于95年也开通了Internet的省网(CHINANET-GD)。另外,我省于96年还开通了采用Internet相关技术的全中文的多媒体信息网──视聆通,现已覆盖到全省所有本地网。最近还开通了以ATM为骨干的宽带视聆通网。为了加强我省XXXX职工在职教育工作,视聆通网在XXXX学校还建立了函授教育节点,采用WWW和多媒体等先进手段,做好XXXX职工的函授教育工作。
       本项目的实施将会大大改善XXXX学校的教学和科研条件。系统完成后将达到以下目标:
1、  建立一个连接多媒体教室、函授教育网和图书馆等地的校园网,该网的骨干速率为100Mbps。
2、  联入校园网的电脑都可以访问视聆通。
3、  支持教师的移动办公。教师在任何地方,通过MODEM拨号,在授权情况下可以访问校内信息和视聆通上的信息。
4、  建立XXXX学校本身的WWW服务器,提供学校的主页。
5、  提供学校图书馆书目的联机查询。 
6、  建立电子邮件服务器,为全校师生提供电子邮件服务。
7、  提供文件传输服务。

2.用户需求分析

2.1原有网络情况
XXXX学校原有两个网络:以TCP/IP为平台的函授教育网和以Novell网为平台的图书馆网络,两个网络都是10Mbps的以太网,两网没有互连。函授教育网包括一台SUN ULTRA ENTERPRISE 2服务器(作为WWW服务器)和两台开发及维护用的HP5/166微机,并通过一台Cisco2501路由器,以64Kbps DDN连到视聆通骨干网。图书馆网络中全部为586兼容机,运行着一个Foxbase程序开发的图书馆管理系统。
 
2.2 网络需求分析
校园网的网络部分的设计应满足以下要求:
1、  骨干网必须是高速局域网,能支持虚拟分段和多媒体应用。
2、  多媒体教室主要完成多媒体网络教学任务,要求支持60个用户同时上网。
3、  利用学校现有的小总机的闲置资源,为教职工提供低廉的家庭拨号入网服务,减少家庭市话线入网而长时间占线带来的话费大幅增加。拨号入网用户可以访问本校资源和视聆通,从而实现移动办公。
4、  支持图书馆网络和其它网络之间资源的双向访问。
5、  接入校园网的所有电脑应能访问视聆通的资源。
6、  网络要有足够的扩展能力,当网络扩大时,网络性能不会大幅度下降。
7、  网络要易于维护和管理,有方便的网络管理工具。
8、  网络应有一定的安全机制,防止滥用。
 
 
2.3 信息服务需求分析
    校园网在信息服务和应用方面应满足以下几个方面的需求:
    1、图书馆书目查询。图书馆已经在Novell网络环境下建立了一个基于FOX数据库系统的图书管理系统,系统内已包含了详尽的图书目录,为了让师生简单快速地了解书目的情况,学校提出要在校园网上实现基于WWW的书目查询服务,以便师生可以随时随地查询书目。
    2、学校主页。学校应建立独立的WWW服务器,在网上提供学校主页等服务,包括校情简介、学校新闻、校报(电子版)、招生信息以及校内电话号码和电子邮件地址查询等。
    3、邮件服务。邮件服务使得师生可以自由地收发电子邮件(Email)。每个师生都可以拥有自己的私人邮箱,他们可以通过校园网上任意一台机器收发自己的信件。他们不仅可以在校内相互通信,而且还可以和视聆通的用户进行邮件交换。
4、 文件传输服务。考虑到师生之间共享软件,校园网应提供文件传输服务(ftp)。文件传输服务器上存放各种各样自由软件和驱动程序,师生可以根据自己需要随时下载并把它们安装在本机上。
5、 系统应提供基本的Web开发和信息制作的平台。

3.网络系统的建议方案

    考虑到校园网上今后大量的应用是多媒体业务,对网络带宽的需求较高,而且网上连接的节点也较多,因此主干网络应采用高速局域网技术。目前的高速局域网主要有ATM、FDDI和Fast Ethernet。虽然ATM和FDDI性能比较优越,但技术上实现都较为复杂,价格昂贵,而且ATM还没有完全实现标准化,不同产家产品之间的互操作性也不是很好,网上开放的应用也受到一定的限制。Fast Ethernet是在传统的10Mbps Ethernet网络技术上发展起来的,速率可达到100Mbps,而且目前实现的产品大部分能实现10Mbps和100Mbps速率的自适应,与原有的网络存在较好的兼容性,价格也比较低廉。因此,在本系统中我们主要采用了100Mbps快速以太网技术。
3.1 网络结构图
       以下为校园网的网络结构图:
 
3.2网络主干
校园网的网络主干采用1个Intel Express 10/100 Fast Ethernet Switch以太网交换器。该交换器有8个自动识别速率的10Base-T/100BASE-TX双绞线端口,每个端口支持1个以太网段(10Mbps)或1个快速以太网段(100Mbps)。它还有两个槽可用于功能扩展,扩展模块可选用2口的100BASE-TX双绞线适配器或100BASE-FX光纤适配器,因此交换器最大可扩到12个端口。100BASE-FX光纤模块提供了62.5/125多模光纤的SC连接器,当它与其它交换器互连时,支持2KM的连接距离,适合于校园网上建筑物之间的互连。该交换器还内嵌了一个SNMP代理,能通过SNMP兼容的网管系统进行监控。它还具有以下特点:
1、Intel Fast Ethernet Switch可以在保持现有网络结构不变的情况下将工作组网络向高速以太网转变。交换器的每个端口能自动调整到最高可能的速率。所有的端口都可设置为全双工或半双工。当设置为全双工操作时,每个端口的有效通信速率将提升到200Mbps。
2、  支持虚拟网络,提高网络的安全性,并减少网络中的广播信息。
3、  支持端口级的全双工操作和流量控制的配置。
4、  简单的基于软件的安装和升级。
5、  可以通过Intel的LANDesk Network Manager软件进行统一管理。
由于图书馆和中心网络相距有300米以上,而双绞线只能支持100米,因此我们在中心交换器上还增加了一个100BASE-FX光纤模块。
 
3.3多媒体教室的接入
多媒体教室有60台PC终端,主要用于提供多媒体教学。我们采用6个Intel Express 100BASE-T Stackable HUB来实现,并连到中心的Intel Express 10/100 Fast Ethernet Switch。每个HUB提供12个端口,总共有72个端口,预留12个端口是为了网络有一定的扩展能力。6个HUB采用Intel的Cascade Cable级联起来,只需增加一个网络管理模块,就可以用Intel的LANDesk Network Manager网管系统配置和管理所有的HUB。
该集线器兼具了机箱式集线器的高效率和堆叠式集线器的弹性与低价格等优点。能提供100兆的传输带宽,具有灵活的功能扩展能力和较高的性能价格比。
 
3.4图书馆的接入
图书馆原来有一个10兆的以太网,采用普通的10兆的共享HUB来连接各个终端。由于图书馆和中心网络相距有300米以上,必须采用光纤才能支持如此远距离的联网。虽然Intel的Express 10/100 Stackable HUB或100 BASE-TX Stackable HUB也能扩充100BASE-FX光纤连接模块,而且价格也比较便宜。但目前所有的HUB与Switch之间的连接距离只支持到160米。因此我们在图书馆原有的网络上增加一个Intel Express 10/100 Fast Ethernet Switch,该Switch包括一个100BASE-FX光纤模块,以支持与中心网络Switch的联网。
为了实现图书馆的主机能与校园网和视聆通上的主机之间能互相交换信息,必须将原来走IPX协议的NOVELL网改造为TCP/IP的网络。我们建议采用以下方法:将Netware服务器的操作系统换成WINDOWS NT操作系统,所有其它的联网终端的操作系统都升级为WINDOWS95操作系统。
 
3.5函授教育网的接入
视聆通函授教育网为1个10兆的共享网络。为了实现统一的网络管理,并且改善函授教育网与中心网络交换机之间的连接带宽。我们建议增加一个Intel Express 10/100 Stackable HUB(带网络管理模块)。这样,函授教育网和中心网络之间将有100兆的通信带宽。
 
 
3.6拨号接入
为了支持教师的移动办公,校园网设置了拨号接入模块。教职工可以通过拨打校内电话,访问校园网内和视聆通上的信息资源。这部分主要包括一个Motorola的Codex V34 MODEM池(16个MODEM)和一个Cisco 2511访问服务器,MODEM池通过16条中继线和校内电话交换机相连,可同时支持16路拨号连接。Cisco2511的以太网口接入中心的Fast Ethernet交换器。一般情况下,拨号端口数和系统支持的拨号用户数的比例为1:15,因此校园网拨号网络能支持的拨号用户数为240个。
Cisco2511配有1个Ethernet口,两个同步Serial口,16个高速异步口。Cisco2511在拨号端口数量不是很多的情况下有较好的性价比。它有还以下优点:
1、  支持多协议移动接入,支持的协议包括SLIP、CSLIP、PPP、Xremote、IPX、IPX over PPP和ARA等。
2、  支持多级网络安全控制,可以对接入的用户进行验证、授权和计费控制,方法包括:
a.根据存储在接入服务器内部数据库上的用户名和口令文件进行控制。
b.使用TACACS或RADIUS协议通过中心数据库对接入请求进行验证和授权。
c.通过第三方软件可支持通过Token卡来做接入控制。
3、  支持IP级和用户级的Access List。
4、  支持动态端口分配。
在网络安全方面,我们采用存储在接入服务器内部数据库上的用户名和口令文件来对拨入的远程用户进行验证和授权控制。如果将来用户数量较多或对用户要收费时,可以维护一个中心用户库,用TACACS或RADIUS协议来进行接入控制。
3.7与视聆通的联网
原函授教育网有1个Cisco 2501路由器,通过64Kbps DDN与视聆通广州节点相连。本次工程将这个路由器改接到中心快速以太网交换器,作为校园网与视聆通联网的路由器。虽然通过Cisco 2511接入服务器的同步口也可以实现校园网与视聆通的互连,但这样一方面会影响接入服务器处理拨号接入的能力,另一方面接入服务器在日常维护中一般要定期做Reboot操作,会影响校园网与视聆通的通信。利用原有的Cisco 2501进行联网,可以提高整个网络的性能和可靠性。
 
3.8网络服务器
网络服务器必须有强大的处理能力和联网能力,容易管理和维护,有很高的可靠性,并具备一定的扩展和升级能力。我们选用1台Compaq Proliant 5000作为WWW和数据库服务器,1台Compaq Proliant 2500作为DNS、邮件和文件服务器。两台服务器的配置均为:
CPU:Intel Pentium Pro 200
    内存:128MB ECC DIMM
    CPU缓存:256K
    网卡:10/100TX PCI NIC(RJ45)
磁盘:4.3G Hot-plug Fast-Wide SCSI×2
控制卡:Compaq Smart-2 Array Controller
    软驱:3.5 inch 1.44MB/CDROM
    显示器:Compaq SVGA Monitor 14 inch
    Compaq Proliant服务器具有以下特点:
         具备升级到双处理器(Proliant 2500)或4个处理器的能力(Proliant 5000)的能力。
         集成的Wide-Ultra SCSI控制器,数据传输速率高。
         具备高可用性(热插拔硬盘,冗余网卡)
         能用Compaq Insight Manager进行统一管理。
Compaq Proliant服务器所具有的这些优越的性能,使它完全能满足校园网上WWW服务,数据库应用,邮件服务,域名服务和文件共享服务等的要求。
另外,我们还配备了HP SureStore Tape 6000磁带机,用于服务器上关键数据的日常备份。另外,为了提高服务器的可靠性,我们还配备了UPS,防止因电源故障造成系统的崩溃或数据完整性的破坏。
 
3.9服务器操作系统
我们建议采用Microsoft Windows NT Server 4.0作为服务器的操作系统。 Windows NT Server 4.0是由Microsoft公司推出的一个功能强大的网络操作系统,它专门为实现关键任务而设计。Windows NT Server 4.0具有网络操作系统的一系列特点,其中最富鲜明的特色有:
1、采用Windows 95的用户界面。Windows NT Server 4.0已经集成了Windows 95的用户界面,使得操作变得更加简捷、方便。
2、多平台和对称多处理。Windows NT Server采用微内核设计,将与平台有关的代码封闭在一个称为硬件抽象底层的动态链接库中,使用一个底层软件抽象出硬件,因此可以在不同的平台上安装NT,具有很好的移植性。另外,Windows NT Server提供了支持多CPU的能力,最多可支持32个CPU并行工作。
3、多任务和多线程。Windows NT Server是一个抢占式多任务、多线程的操作系统,不同类型的应用程序可同时运行。Windows NT Server的反应速度足以应付许多用户端工作站同时访问多种服务器应用软件,其关键在于以线程为单位的抢先多任务系统。
4、内置网络功能。Windows NT Server具有网络能力,包括所有必需的实用程序,具有增加驱动程序和协议组的能力。它支持Netware、TCP/IP、VINES、WFW等网络。
5、高容量。Windows NT Server能处理极大的内存和磁盘容量,每个计算机的内存可多达4GB,且每个应用程序都可拥有2GB的虚拟内存;Windows NT Server用64位的数据结构来计算磁盘的位置,所以磁盘的最高容量多达4.8亿个GB。
6、DNS服务器。Windows NT Server提供了新版本的DNS服务,其主要特色是包含一个图形化的管理工具以及DNS和WINS结合在一起,可以动态更新主机的名字和地址。
7、集成了Internet/Intranet服务器软件Microsoft Internet Information Server(IIS)2.0。IIS包含了一个高性能的HTTP引擎,它构成Web服务器的核心;IIS还包含Internet标准的FTP服务器。
 
3.10 网络管理
网络管理是整个网络的核心。为了确保网络的正常运行,必须对网络上各节点的运行状况和网上的数据流量进行监控,以便分析网络的性能,从而优化网络结构。这必须依靠强有力的网络管理系统来支持。网络管理包括网络配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和性能统计等。
校园网的所有的交换器、集线器、路由器、和远程接入服务器上都配置了SNMP代理模块,可以采用SNMP兼容的网络管理系统进行管理。这里我们选用Intel公司的LANDesk Network Manager和LANDesk Management Suite对网络设备和网上工作站及服务器进行管理。
LANDesk Network Manager主要对HUB和Switch等网络设备进行监控和管理。LANDesk Network Manager能自动生成和维护整个网络的拓扑结构图,能监视每个网络端口的信息流量及配置,并且能将网络系统划分为虚拟网段,优化网络的性能,它还能提供网络系统的故障检测和报警。
LANDesk Management Suite主要对网上的服务器和工作站进行管理,包括工作站硬件配置的监视,服务器状态的监控和告警事件的处理,软件的分发,生成包括使用率、服务器统计情况和告警等的统计报告。

4.信息服务系统的建议方案

4.1信息服务系统主要功能描述
    校园网上信息服务系统主要提供WWW服务、电子邮件服务、文件传输服务和域名服务等功能。
    其中WWW服务的内容主要包括:
1、图书馆书目查询。
    2、建立学校主页包括校情简介、学校新闻、校报(电子版)、招生信息以及校内电话号码和电子邮件地址查询等。
 
4.2信息服务系统总的方案设计
 
针对省XXXX学校校园网信息服务

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