【正文】 在未建設(shè)校園網(wǎng)的學(xué)校中， 30%的學(xué)校計(jì)劃今年建校園網(wǎng)，近 60%的學(xué)校預(yù)計(jì)在 2～ 3 年內(nèi)投資建設(shè)，僅有 10%的學(xué)校短期內(nèi)無(wú)此計(jì)劃（該數(shù)據(jù)與全國(guó)的建設(shè)情況不太吻合，其原因可能是反饋者大多為校園網(wǎng)建設(shè)與實(shí)施的參與者）。前者檢查所有流入本網(wǎng)絡(luò)的信息，然后拒絕不符合實(shí)現(xiàn)制定好的一套準(zhǔn)則的數(shù)據(jù)，而后者則是檢查用戶(hù)的登錄是否合法。使用相應(yīng)的代理服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)合法訪問(wèn)。而連接內(nèi)部局域網(wǎng)的網(wǎng)卡要設(shè)置私有 IP 地址，這些私有IP 地址主要是實(shí)現(xiàn)在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的通訊，不能在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行路由。 保密性高。 傳輸速率高，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延小。而且從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來(lái)看，整個(gè) HFC 用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)都是屬于校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 25 同一個(gè)廣播域，隨著網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的增加網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)迅速下降。 HFC 網(wǎng)絡(luò)具有以下有特點(diǎn)：傳輸容量大，易實(shí)現(xiàn)雙向傳輸。電纜調(diào)制解調(diào)器 (Cable Modem —— 簡(jiǎn)稱(chēng) CM)，是一種將數(shù)據(jù)終 端設(shè)備（計(jì)算機(jī)）連接到 HFC，以使用戶(hù)能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，訪問(wèn) Inter 等信息資源的設(shè)備。 HFC 接入方式是基于有線電視網(wǎng)絡(luò)提供的。 ADSL 虛擬撥號(hào)接入就是上網(wǎng)的操作和普通 56K MODEM 撥號(hào)一樣，有賬號(hào)驗(yàn)證、 IP 地址分配等過(guò)程。 ADSL 接入技術(shù)具有以下特點(diǎn)： 可直接利用現(xiàn)有用 戶(hù)電話線，節(jié)省投資。最初， ADSL 主要是針對(duì)視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的，隨著技術(shù)的發(fā)展，逐步成為了一種較方便的寬帶接入技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)ISP（因特網(wǎng)服務(wù)提供商）提供的主要接入服務(wù)的方式。 撥號(hào)接入網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)上網(wǎng)速度很慢且通訊鏈路十分不穩(wěn)定。它應(yīng)具有強(qiáng)大的包過(guò)濾功能、圖形化的配置界面、建立 URL 的訪問(wèn)限制、流量分析、實(shí)時(shí)入侵檢測(cè)、入侵告警及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量分析等功能。同時(shí) LINUX 以近乎免費(fèi)的價(jià)格和高性能的應(yīng)用體系已為大多數(shù)網(wǎng)站所采用。 目前網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要有 WINDOWS NT SERVER、 WINDOWS 2020 SERVER、 UNIX、 LINUX 等。各個(gè)學(xué)?？筛鶕?jù)自身的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。教育信息化是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要組成部分，并已納入我國(guó)的 十五 計(jì)劃中。所謂容錯(cuò)，就是設(shè)備的某一模塊出現(xiàn)故障時(shí)，是否會(huì)影響其他模塊，乃至其他設(shè)備的正常工作；是否支持熱插拔；是否支持備份設(shè)備的自動(dòng)轉(zhuǎn)換 等。 環(huán)境適應(yīng)性原則：不要輕信外國(guó)某些機(jī)構(gòu)的評(píng)測(cè)報(bào)告，其中不乏商業(yè)因素。 設(shè)備選型 在園區(qū)網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，做好整體規(guī)劃、項(xiàng)目預(yù)算之后，接下來(lái)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是設(shè)備選型。我們與外界日常的生活、工作中的電話交流、溝通，必須經(jīng)過(guò)交換機(jī)，才能到達(dá)目標(biāo)電話；同樣如此，網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備如家庭、企業(yè)中的微機(jī)上網(wǎng)，獲取資訊，與外界溝通、娛樂(lè)等，也必須經(jīng)過(guò)服務(wù)器，因此也可以說(shuō)是服務(wù)器在“組織”和“領(lǐng)導(dǎo)”這些設(shè)備。 以上的幾中設(shè)備都是工作在物理層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 . 網(wǎng)橋 :可將兩個(gè)局域網(wǎng)連成一個(gè)邏輯上的局域網(wǎng) .工作在物理層和數(shù)據(jù)連路層的 交換機(jī) :早期的交換機(jī)相當(dāng)于多端口網(wǎng)橋 。但 ENI 重啟卻不會(huì)影響到 NET+ARM的內(nèi)存控制器和 ENI 模塊本身。無(wú)線以太網(wǎng) 又增添了遠(yuǎn)程的應(yīng)用和功能，使得以太網(wǎng)可以延伸到那些不可能布線或布線成本太高的地點(diǎn)。內(nèi)部接口通常是部件之間通信板 級(jí)接口。這樣一來(lái)， DMA 控校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 14 制器就可以 繼續(xù)使用總線而 ARM 內(nèi)核直接從緩存控制器中取得指令。與許多 其它類(lèi)型的接口比較，系統(tǒng)總線上的效率是非常重要的。由于需要的 EEPROM的容量 通常較小，使用的 NVRAM 設(shè)備也是小設(shè)備。這樣就給它的處理時(shí)間差據(jù)周期的單位數(shù)，將結(jié)果乘上 30ns，再將所得結(jié)果乘2，就得到了整個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的時(shí)間。內(nèi)存慢導(dǎo)致取指令慢，接著就降低了整個(gè)產(chǎn)品效率。一個(gè)普通的寫(xiě)使能和輸出使能存在于內(nèi)存外設(shè)中。在這種情況下，通常用將執(zhí)行文件大小加倍的方案來(lái)確定 RAM的大小。有其它能影響 RAM 大小的考慮，比如，產(chǎn)品要不要在線升級(jí)。加上 Web 服務(wù)器和 FTP 服務(wù)器，整個(gè)系統(tǒng)只需 310KB 就可以啟動(dòng)了。為了高效地選取 Flash 適應(yīng)產(chǎn)品 ， Flash 的密度要決定好。Flash 本身與 RAM 來(lái)講是相對(duì)較慢的，因此，多數(shù)應(yīng)用中，程序在 Flash 中的執(zhí)行效率不高 —— 特別是在實(shí)時(shí)應(yīng)用中。 SDRAM 的脈沖周期如果為 3111，但 SDRAM第 1 個(gè)指令獲取之后，每下一個(gè)獲取必須與時(shí)鐘的上升沿步。在設(shè)計(jì)中， SRAM 也易于實(shí)現(xiàn)。 值得注意的是，不管是平面式還是多層結(jié)構(gòu)式，以太網(wǎng)一個(gè)共同的好處是不會(huì)受故障設(shè)備所牽連；而在雛菊鏈網(wǎng)絡(luò)中，一旦 1 個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備貪婪工作，其它網(wǎng)上設(shè)備的通信就無(wú)法進(jìn)行了。以太網(wǎng)不是基于多跳的網(wǎng)絡(luò)，比如 10Base2 的雛菊鏈網(wǎng)。除了從設(shè)施中現(xiàn)有部件產(chǎn)生的噪音外，比如電力線、變壓器和發(fā)電機(jī)等，線路自身的數(shù)據(jù)傳輸也會(huì)產(chǎn)生噪音。由于這個(gè)原因，許多應(yīng)用著眼于現(xiàn)存的線路來(lái)保持以太網(wǎng)布線。簡(jiǎn)單講，在有其它設(shè)備共享網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中，一個(gè)設(shè)備應(yīng)被設(shè)計(jì)為能使用 30%的帶寬。線速度和能占用的持續(xù)速度是不同的。如程序改動(dòng)的頻繁度、產(chǎn)品可能維護(hù)計(jì)劃等。在合適的價(jià)位找到這樣的處理器 ，并且還能提供產(chǎn)品的可裁剪性，就不那么容易了?；镜脑?，如處理器類(lèi)型，會(huì)對(duì)吞吐量、可裁剪性和開(kāi)發(fā)周期的長(zhǎng)短產(chǎn)生廣泛的影響。 局域網(wǎng)的主要應(yīng)用技術(shù) 局域網(wǎng)概述 局域網(wǎng)是一種小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ,它具有 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,投資少 ,數(shù)據(jù)傳輸速率高和可靠性高等優(yōu)點(diǎn) . 決定局域網(wǎng)特性的三個(gè)主要技術(shù)是 :傳輸介質(zhì) ,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和信道訪問(wèn)協(xié)議 .在這三種技術(shù)中最為重要的是信道訪問(wèn)協(xié)議 ,它對(duì)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量 ,響應(yīng)時(shí)間 ,傳輸效率等網(wǎng)絡(luò)特性起著十分重要的作用 . CSMA/CD 訪問(wèn)控制方式 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection),即載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn) /沖突檢測(cè) ,是一種爭(zhēng)用型的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議 .網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)都能獨(dú)立地決定數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收 .每個(gè)站 點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前 ,首先要進(jìn)行載波監(jiān)聽(tīng) ,只有介質(zhì)空閑時(shí) ,才允許發(fā)送幀 .這時(shí) ,如果兩個(gè)以上的站同時(shí)監(jiān)聽(tīng)到介質(zhì)空閑并發(fā)送幀 ,則會(huì)產(chǎn)生沖突現(xiàn)象 .每個(gè)站必須有能力隨時(shí)檢測(cè)沖突是否發(fā)生 ,一旦發(fā)生沖突 ,則應(yīng)停止發(fā)送 ,然后隨機(jī)延時(shí)一段時(shí)間后 ,再重新?tīng)?zhēng)用介質(zhì) ,重發(fā)該幀 . 我們把檢查信道上有無(wú)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸稱(chēng)為 載波監(jiān)聽(tīng) ,而把同時(shí)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)在監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑和發(fā)送數(shù)據(jù) ,稱(chēng)為 多路訪問(wèn) . 校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 4 令牌的含義 :令牌是一種特殊的控制幀 ,其特點(diǎn)是 :①一個(gè)環(huán)只有一個(gè)令牌 。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，光纜具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。由于有了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和 ARC 網(wǎng)均可以直接使用已經(jīng)布好的電話線路。 雙絞線（又稱(chēng)雙扭線）是最普通的傳輸介質(zhì)，它由兩根絕緣的金屬導(dǎo)線扭在一起而成，通常還把若干對(duì)雙絞線對(duì)（ 2 對(duì) 或 4 對(duì)），捆成一條電纜并以堅(jiān)韌的護(hù)套包裹著，每對(duì)雙絞線合并作一根通信線使 用，以減小各對(duì)導(dǎo)線之間的電磁干擾。局域網(wǎng)一般位于一個(gè)建筑物或一個(gè)單位內(nèi)，不存在尋徑問(wèn)題，不包括網(wǎng)絡(luò)層的應(yīng)用。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是通過(guò)電纜、電話線或無(wú)線通訊將兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)互連起來(lái)的集合。 通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的論述，希望使讀者能夠了解校園網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程以及所涉及到的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并能對(duì)今后大家在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識(shí)或是進(jìn)行校園網(wǎng)的工程建設(shè)中有所借鑒。 鄭州輕 工 業(yè)學(xué)院 專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 校 園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 系 別 計(jì)算機(jī)系 指導(dǎo)教師 (職稱(chēng) ) 完成時(shí)間 2020 年 4 月 17 日 校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) I 校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 摘要 自 從 1946 年在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制成功世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等信息科技得到飛速地發(fā)展與普及，使人類(lèi)逐步進(jìn)入了信息社會(huì)。 關(guān)鍵字： 校園網(wǎng) 。 計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了面向終端的單級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三個(gè)階段。 這種網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)就是：連接范圍窄、用戶(hù)數(shù)少、配置容易、連接速率高。 雙絞線分為有屏敞雙絞線（ STP）和無(wú)屏蔽雙絞線（ UTP）。 同軸電纜（ CoaxiaI Cable）是網(wǎng)絡(luò)中最常用的傳輸介質(zhì)，共有四層，最內(nèi)層是中心導(dǎo)體，從里往外，依次分為絕緣 層、導(dǎo)體網(wǎng)和保護(hù)套，按帶寬和用途來(lái)劃分，同軸電纜可以分為基帶（ Baseband）和寬帶（ Broadband）。 光纜 由纖芯。②令牌是站點(diǎn)能進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送的憑證 ,只有獲得令牌的站點(diǎn)才能進(jìn)入數(shù)據(jù)發(fā) 送工作方式 。這一點(diǎn)一定在事先就了然于胸。 還有 2 個(gè)重要的事項(xiàng)有時(shí)會(huì)被忽略，就是電源要求和溫度潿。一定要關(guān)注技術(shù)環(huán)境。通常意義上講， 10BaseT 線速度是 10Mbit/s， 100BaseT 線速度是 100Mbit/s。在一個(gè) 100BaseT 的網(wǎng)絡(luò)中，這意味著 30Mbit/s。這在樓宇控制應(yīng)用系統(tǒng)中是很常見(jiàn)的。這一情況使得安裝和調(diào)試一個(gè)新硬件成為一種挑戰(zhàn)。以太網(wǎng)拓?fù)浣M成的是星狀的配置。在以太網(wǎng)的多層結(jié)構(gòu)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)沖突被最小化了。受限制的因素包括低密度的封裝以及較高的價(jià)格。 DRAM 在信號(hào)產(chǎn)生上有很地址和列地址之分。在大多數(shù)的設(shè)計(jì)中， 16 位的 Flash 用來(lái)降低成本，而通過(guò)在 RAM 中執(zhí)行 映像文件，這種結(jié)構(gòu)被采用后可以不影響產(chǎn)品的運(yùn)行。決定一個(gè)系統(tǒng)中校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 11 Flash 的大小，實(shí)際上就決定了設(shè)備的 材料消耗費(fèi)（ BOM）。 當(dāng)有嵌入式 Web 服務(wù)器的時(shí)候，對(duì)于 Web 頁(yè)面的構(gòu)建需要仔細(xì)考慮。在有的機(jī)制中，比如 NetSilicon 公司的Net+Works 方案提供的 FTP 可升級(jí)特性， RAM 的大小需要是程序映像大小的 2 倍。 執(zhí)行、訪問(wèn)和速度 在 Flash 中執(zhí)行，對(duì)許多低端應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不壞。片選 0 通常用于 Flash。理解這些產(chǎn)品需求中的依賴(lài)性對(duì)建造一個(gè)嵌入式產(chǎn)品是必不可少的。請(qǐng)注意每一個(gè)總線控制者都可以突發(fā)至 4 個(gè)字長(zhǎng)或 16 個(gè)字節(jié)。在 NetSilicon 公司的NET+ARM 開(kāi)發(fā)包中，有針對(duì) MAC 地址、 IP 配置、序列號(hào)的程序。需要慎重考慮的是，究竟是何種其它外設(shè)是通過(guò)系統(tǒng)總線進(jìn)行通信的。 其它網(wǎng)絡(luò)因素 以太網(wǎng)通信所需的包含 MAC、 PHY、 1 個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器和 1 個(gè)連接器。許多情況下，處理器的系統(tǒng)總線會(huì)用來(lái)為外設(shè)做內(nèi)存映射，比如 USB、 LCD、 FPGA、 MPEG 編碼器等。 和藍(lán)牙技術(shù)正在被不斷地改進(jìn)。軟件重啟不會(huì)影響 ARM 處理器、 ENI 和內(nèi)存模塊。 路由器 :工作在網(wǎng)絡(luò)層的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的互連設(shè)備 .它可在網(wǎng)絡(luò)間提供路徑選擇的功能 。 它是網(wǎng)絡(luò)上一種為客戶(hù)端計(jì)算機(jī)提供各種服務(wù)的高性能的計(jì)算機(jī)，它在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的控制下，將與其相連的硬盤(pán)、磁帶、打印機(jī)、 Modem 及各種專(zhuān)用通訊設(shè)備提供給網(wǎng)絡(luò)上的客戶(hù)站點(diǎn)共享，也能為網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)提供集中計(jì)算 、信息發(fā)表及數(shù)據(jù)管理等服務(wù)。園區(qū)網(wǎng)建設(shè)中設(shè)備選型包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的交換機(jī)、路由器，主機(jī)系統(tǒng)的 PC 服務(wù)器、中小型機(jī)、備份災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng)連同網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。而且，即使是權(quán)威機(jī)構(gòu)的評(píng)測(cè)報(bào)告，也只是在特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下取得的結(jié)果，不校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 18 能作為產(chǎn)品選型的全部依據(jù)。所謂冗余，就是配置的設(shè)備，是否能夠安裝多個(gè)相同功能的模塊，在工作正常的情況下實(shí)施負(fù)載分擔(dān)，當(dāng)其中一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。近期在京召開(kāi)的全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)教育工作會(huì)議及印發(fā)的三個(gè)重要文件，無(wú)疑地說(shuō)明了中小學(xué)信息化建設(shè)的緊迫性和重要性。網(wǎng)絡(luò)布線應(yīng)采用全球統(tǒng)一的超五類(lèi)結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)，校園的各個(gè)教學(xué)樓之間的連接應(yīng)選用多模 /單模光纖線纜，以減少數(shù)據(jù)在傳輸途中的衰減。 WINDOWS 系列具有操作界面友好，易于維護(hù)，應(yīng)有軟件豐富的特點(diǎn)。目前，有許多軟件開(kāi)發(fā)商為其開(kāi)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用軟件，其中包括基于 WEB 的校園網(wǎng)應(yīng)用軟件。 此外校園網(wǎng)的應(yīng)用的實(shí)踐過(guò)程中，還要針對(duì)本學(xué)校自身的教學(xué)特點(diǎn)，開(kāi)創(chuàng)性地開(kāi)展基于網(wǎng)絡(luò)的教育、科研活動(dòng)，為我國(guó)信息技術(shù)教育的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。另外，撥號(hào)上網(wǎng)所需的電話線路因被調(diào)制解調(diào)器占用， 所以無(wú)法提供電話語(yǔ)音服務(wù)。 由于傳統(tǒng)的電話線使用了 0KHz～ 4KHz 的低頻段進(jìn)行語(yǔ)音傳送，而電話線理論上有接近 2MHz 的帶寬。 可享受超高速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，為用戶(hù)提供上、下行不對(duì)稱(chēng)的傳輸帶寬。但 ADSL 連接的并不是具體的 ISP 接入號(hào)碼（如16300 或 16900），而是使用專(zhuān)門(mén)的 PPPOE 協(xié)議軟件撥入 ADSL 虛擬專(zhuān)網(wǎng)接入的服務(wù)器。 HFC 通常由光纖干線、同軸電纜支線和用