3 网络系统总体设计
总体设计是校园网建设的总体思路和工程蓝图．是搞好校园网建设的核任务。需要从对象需求分析入手进行一系列的建设计划并最终付诸实践。
3.1 设计目标
校园网的设计目标简而言之是将各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。具体而言这样的设计目标应该是：建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托、技术先进、扩展性强、覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连；在网上宣传和获取教育源；在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软、硬件环境；开发各类信息库和应用系统，为学校各类人员提供充分的网络信息服务；系统总体设计本着总体规划、分布实施的原则，充分体现系统的技术先进性、高度的安全可靠性、良好的开放性、可扩展性，以及建设经济性。
3.2 设计原则
3.2.1 系统性
校园网是一个复杂的系统，校园网建设无疑是一个复杂的系统工程。网络的规划、设计、硬件建设、软件建设以及网络的使用、扩充等均以系统的眼光来看等。任何一项工作都从全局、长远的角度出发，体现整体最优性。 3.2.2 先进性、实用性
校园网规划、设计尽可能地采用先进技术，同时也要兼顾技术的成熟性和实用性。计算机网络技术的发展一日千里，不考虑技术的先进性，无疑会形成建成不久即面临淘汰的局面。而一味追求先进，不考虑技术的成熟性，将存在巨大的风险。因为先进性是以大量的资金投入为代价的。另一方面，一味追求先进，以至脱离自己的实际需求，也是没有实际意义的。
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3.2.3 开放性、发展性
系统的规划、设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，有良好的兼容性，以利于网络的维护、扩展、升级及与外界的沟通。既要满足现在和未来五年的用户需求，又要考虑将来向更为先进的技术实现低成本平滑地升级过渡。 3.2.4 安全性
系统具有多层次的安全控制手段，完善的安全管理体系，防止受到黑客攻击和破坏。
3.2.5 易用性、可靠性
系统要求设计简单，层次清晰，软、硬件设备性能优良，功能完善，运行稳定、可靠，易于维护。 3.2.6 经济性
系统设计和资金投向合理，体现良好的性能价格比。力争少花钱，多办事。 3.2.7 统一规划，分步实施
学校经费十分有限，一次性拿出大笔资金使网络建设一步到位是不 现实的，也没有这个必要。因为网络建设本身不仅是硬件建设，更重要的是软件建设和实际应用，而软件建设和实际应用需要逐步地依据需求的增长来完成。另一方面，整个网络系统也必须随着网络技术的发展不断地扩展和升级，需要连续的资金投入。但有些关键性的基础设施必须一步到位，如综合布线系统、主要网络设备、服务器及操作系统软件等。
3.3 系统组成及拓扑结构
高等学校网络通常按层或级的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上。
不同的网络，层的名字、数量、内容和功能都不尽相同。但是每一层的目的都是向它的上一层提供服务，这一点是相同的。层和协议的集合被称为网络体系结构。作为具体的网络体系结构，当前重要的和使用广泛的网络体结构有OSI体系结构和TCP/IP体系结构。
OSI是开放系统互连基本参考模型OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model）缩写，它被分成7层，这7个层次分别定义了不同的功能。
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几乎所有的网络都是基于这种体系结构的模型进行改进并定义的，这些层次从上到下分别是应用层、表示层、会话层、运输层、网络层，数据链路层和物理层，其中物理层是位于体系结构的最低层，它定义了OSI网络中的物理特性和电气特性。
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议和互连网协议）缩写，TCP/IP体系结构是当前应用于Internet网络中的体系结构，它是由OSI结构演变来的，它没有表示层，只有应用层、运输层，网际层和网络接口层。
高等学校校园网络总体设计以高性能、高可靠性、高安全性、良好的可扩展性、可管理性和统一的网管系统及灵活计费为原则，以及考虑到技术的先进性、成熟性，并采用模块化的设计方法。本解决方案模拟某高校校园情况，将网络分为三个层次，即核心层、汇聚层、接入层。校园网的核心交换采用Cisco4006交换机，支持全光口模块，方便实施远程千兆汇聚，提供全线速的二、三、四层交换及第四层业务服务，作为网络的核心交换、业务控制和冗余控制平台。校园网内部分为若干小型局域网，采用为核型交换Cisco3550汇聚设备，分别以1 OOOM光纤与核心交换机Cisco4006核心相连，构成了高带宽的校园网骨干。Cisco3550可以实现二、三、四层线速转发、三层互通，同时实现线速的多层策略过滤，用以实现极为复杂的VLAN业务隔离、互通控制以及流分类等。在校园网接入层，即各个楼层接入交换机，采用的Cisco2950，同样采用光纤，利用100M电路上联至各局域网的核心汇聚交换机，实现1000M到大楼，100M到桌面。其具体网络拓扑如图[1]1-1及图1-2所示。
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图1-1 校园网网络的总体拓扑结构
图1-2 校园网整体拓扑结构图
3.4 主干网设计
伴随Internet的发展，大学校园网的应用特点发生了较大变化，数据流量已
不再局限于局域网内。精品课程展示、教学管理系统、网络考试系统、电子图书
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室等应用需求日益增长。因此，校园网核心主干交换机要采用高性能的交换技术产品，可以方便有效地对网络流量进行控制和进行VLAN划分。各中心节点的主干交换机要支持千兆以太网，具有10/100/1000Mbps以太网端口，线速的过滤支持应用优先级和分布式的安全控制，延迟要小。网络结构采用星状结构，核心主干交换机与主干交换机互联成星形结构。星形结构可以使线路负载均衡，保证整个系统的安全可靠性。同时主干交换机要配置容错而又负载均衡的双电源模块，提高网络中心对业务通信量的承载功能，增强网络的可靠性和可用性。二级交换机再以星形结构接入对应的中心节点，并以100M直接到桌面，确保信息流畅。在信息资源较多和集中的用户群之间采用千兆链路，这样就构成了能满足教学和管理要求的主干网络。
3.5 广域网设计
广域网模块首先要对内网作高性能的NET和稳定性，其次访问安全性要有很好的保障，所以在入口处设置防火墙很有必要对外来数据进行高级的过滤及防护栏外网对内网的攻击等。
3.6核心层设计
核心层的主楼功能是提供高速的内网转发和外网访问的稳定，所以核心层需要大容量、高性能的核心层交换机。核心设备采用Cisco4006互为冗余。当一台核心交换机出现问题时，另外核心交换机可承担所有核心层的任务。同时为了保证整个网络主干的稳定、安全、可靠，在网络链路上进行了冗余设计。从汇聚层到核心层为双链路设计，汇聚层交换机与核心层交换机之间使用链路聚合技术，通过OSPF路由协议进行通信，提供链路热备、均衡负载和快速切换等特性。
3.7 汇聚层设计
汇聚层针对于学院内的接入层与核心层的数据交换，实现学院系与系之间、院与系、学院机关部门与部门、学院图书馆电子阅览室与管理系统等网络之间的
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