中圖分類號： 學(xué)校代碼： 10055 密級： 碩 士 專 業(yè) 學(xué) 位 論 文 博物館智能化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計 of 論文作者 陳曉 指導(dǎo)教師 趙宏 副教授 申請學(xué)位 工程碩士 培養(yǎng)單位 軟件學(xué)院 學(xué)科專業(yè) 軟件工程 研 究方向 答辯委員會主席 評 閱 人 南開大學(xué)研究生院 二一 三 年 五 月 摘要 I 南開大學(xué)研究生學(xué)位論文作者信息 論文題目 博物館智能化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計 姓 名 陳曉 學(xué)號 222001214 答辯日期 論文類別 博士 學(xué)歷碩士 碩士專業(yè)學(xué)位 高校教師 同等學(xué)力碩士 院 /系 /所 軟件學(xué)院 專業(yè) 軟件工程 聯(lián)系電話1048136326信地址 (郵編 )： 備注： 是否批準(zhǔn)為非公開論文 否 注：本授權(quán)書適用我校授予的所有博士、碩士的學(xué)位論文。由作者填寫 (一式兩份 )簽字后交校圖書館，非公開學(xué)位論文須附南開大學(xué)研究生申請非公開學(xué)位論文審批表。 摘 要 隨著物質(zhì)生活質(zhì)量的提高，為滿足精神生活的需求，博物館事業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個嶄新的階段。作為新世紀(jì)的博物館，智能化的作用越來越明顯，智能化使博物館的文物藏品得到更有效的保護(hù)和最有效的利用，極大改善博物館的信息環(huán)境和服務(wù)模式，更豐富了服務(wù)內(nèi)容，創(chuàng) 新了服務(wù)形式。在智能化中建設(shè)中，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計是基石。本文設(shè)計的博物館計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從博物館的基本功能出發(fā)，圍繞著自身文化遺產(chǎn)保存、保護(hù)、研究、展示功能、行業(yè)內(nèi)交流學(xué)習(xí)功能、公眾現(xiàn)場服務(wù)與信息化服務(wù)功能四個方面展開設(shè)計，保證有效的辦公環(huán)境、先進(jìn)的文物標(biāo)本展示手段、完善的服務(wù)設(shè)施、全面的研究平臺、科學(xué)的管理體系。 在現(xiàn)有的智能化系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接的基礎(chǔ)。 由于博物館的特殊性，網(wǎng)絡(luò)工程的設(shè)計又有著特殊的需求。 本文設(shè)計的 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要主要涵蓋以下幾方面的建設(shè)： 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) ，服務(wù) 器集群，存儲與備份系統(tǒng) 等。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 設(shè)計 包括了核心層及接入層 的設(shè)計。 核心層的功能主要是實現(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的優(yōu)化傳輸 ，承載著整個智能化系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)交換和路由。設(shè)計使用雙核心冗余的架構(gòu)，通過 多 生成樹協(xié)議 臺摘要 心交換機(jī)分別做兩個實例的根和對應(yīng)的備根。通過 外由于視頻流量容易造成網(wǎng)絡(luò)瓶頸出現(xiàn)，所以設(shè)計使用 入層是最接近用戶和感應(yīng)裝置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，設(shè)計采用 供給感應(yīng)裝置使用的電源。配置無線網(wǎng)絡(luò) ，提供游客和 博物館工作人員無線上網(wǎng)服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)是博物館網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點，設(shè)計采用防火墻，入侵檢測設(shè)備以及防病毒系統(tǒng)搭建 博物館網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)。同時，研究與設(shè)計了針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的攻擊和防御。通過交換機(jī)的安全設(shè)置，防御 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計通過建立網(wǎng)絡(luò)物理連接的拓?fù)鋱D，標(biāo)識 出現(xiàn)的 告警信息，包括網(wǎng)絡(luò)流量，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的健康情況等。同時，建立 網(wǎng)絡(luò)安全管理及故障處理機(jī)制，規(guī)范設(shè)備的管理及故障處理流程。 服務(wù)器集群，存儲和備份系統(tǒng)，及軟件系統(tǒng)設(shè)計，通過負(fù)載均衡設(shè)備，障博 物館內(nèi)應(yīng)用服務(wù)的高可用性及數(shù)據(jù)的安全，提供高效的辦公系統(tǒng)和豐富流暢的文物展現(xiàn)及交流平臺。 關(guān)鍵詞： 博物館 ， 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ， 智能化 ， 網(wǎng)絡(luò)安全 of is of in to of of It of of is of on of of of In is of of of of of of is to of of is to of of By of as of By of of on In a by of of P is is V in of OE to to s it is of of It At we at It by of of by it up a in to of of of a a of to 錄 V 目 錄 摘 要 . I . 一章 引言 . 1 第一節(jié) 智能化博物館概述 .二節(jié) 研究內(nèi)容 .二章 網(wǎng)絡(luò) 工程設(shè)計分析 . 3 第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) .二節(jié) 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng) .三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) .四節(jié) 服務(wù)器集群系統(tǒng) .五節(jié) 磁盤存儲及備份系統(tǒng) . 三章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計思想 . 8 第一節(jié) 智能化系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) .二節(jié) 功能設(shè)計 . 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺 . 局域網(wǎng) . 門戶網(wǎng)站 . 分布式多層次多媒體數(shù)據(jù)庫 . 網(wǎng)絡(luò)管理 .四章 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng) 設(shè)計 . 13 第一節(jié) 核心層設(shè)計 . 雙機(jī)冗余設(shè)計 . 內(nèi)網(wǎng) 址和 劃 . 生成樹 計 .二節(jié) 接入層設(shè)計 .三節(jié) 組播技術(shù)的研究與設(shè)計 . 網(wǎng)絡(luò)信息傳播方式 . 播的研究與設(shè)計 .錄 五章 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)設(shè)計 . 23 第一節(jié) 防火墻系統(tǒng)設(shè)計 . 防火墻系統(tǒng)介紹 . 防火墻部署方案設(shè)計 . 防火墻作用 .二節(jié) 入侵檢測系統(tǒng)設(shè)計 .三節(jié) 防病毒系統(tǒng)設(shè)計 . 防病毒系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) . 防病毒系統(tǒng)工作設(shè)計 .四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)安全配置設(shè)計 . 防御 攻擊設(shè)計 . 防御 擊設(shè)計 . 防御 騙攻擊設(shè)計 .六章 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計 . 34 第一節(jié) 建立以網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng) .二節(jié) 設(shè)計完善的網(wǎng)絡(luò)安全管理及故障處理機(jī)制 . 網(wǎng)絡(luò)病毒預(yù)警機(jī)制 . 堡壘式用戶管理 . 以歷史記錄為依據(jù)的趨勢管理 .七章 服務(wù)器集群設(shè)計 . 38 第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫的高可用設(shè)計 .二節(jié) 負(fù)載均衡設(shè)備設(shè)計 .八章 存儲與備份設(shè)計 . 42 第一節(jié) 存儲設(shè)計 .二節(jié) 備份設(shè)計 .九章 軟件 系統(tǒng) 設(shè)計 . 45 第一節(jié) 辦公系統(tǒng)自動化設(shè)計 .二節(jié) 門戶網(wǎng)站設(shè)計 . 系統(tǒng)功能 性能設(shè)計 . 系統(tǒng)邏輯體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 .十章 總結(jié)與展望 . 50 第一節(jié) 總結(jié) .錄 二節(jié) 展望 .考文獻(xiàn) . 52 致謝 . 錯誤 !未定義書簽。 第一章 引言 1 第一章 引言 第一節(jié) 智能化 博物館概 述 1984年，在美國康涅狄克州哈特福德市，誕生了第一座智能化的大樓：城市廣場。智能化這個名詞逐漸被人所知。但是 從第一座智能化大樓誕生到現(xiàn)在， 針對“智能化大樓”這個概念一直沒有取得一致的定義。全球的智能建筑學(xué)會，如美國智能建筑協(xié)會和日本建筑學(xué)界都只能給予一個概況和抽象的定義。而在現(xiàn)實智能化的過程中，由于“智能化大樓”是由高科技設(shè)備和新管理理念高度結(jié)合的產(chǎn)物，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，智能化的內(nèi)容和功能都在不斷的增加變化著。其實“智能化”是個極其模糊的概念。近年來，“智能化”的辦公設(shè)備，安全保障設(shè)備，自動感應(yīng)設(shè) 備成了工業(yè)與商業(yè)的一大熱點。然而，這種“智能化”只是簡單地通過計算機(jī)程序控制，實現(xiàn)一些簡單的自動識別或者報警的功能。從大部分已建的智能化大樓的程序設(shè)立，設(shè)備采用情況看，智能化大樓其實是在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過自動控制技術(shù)，運(yùn)用計算機(jī)程序來優(yōu)化建筑物功能，運(yùn)用通過計算機(jī)程序管理和服務(wù)，提供高度信息化，智能化的現(xiàn)代建筑。 隨著物質(zhì)生活質(zhì)量的提高，博物館事業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個嶄新的階段，作為精神文明建設(shè)的重要組成部分，各地 現(xiàn)代化的新型博物館如雨后春筍般涌現(xiàn)出來 。 各地造型新穎，功能豐富的現(xiàn)代博物館 ， 成為了當(dāng)?shù)氐?地 標(biāo)性建筑。同時， 如何讓智能化 完美地 融入現(xiàn)代化的博物館中， 讓智能化更好地 為文物 的 展示、保護(hù)而服務(wù)，成為各地新博物館建設(shè)的重要 課題 。 而一切數(shù)字化信息服務(wù)都是依賴于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺，因此計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺建設(shè)的是否科學(xué)、是否合理、考慮的是否周到，都將直接影響到整個 博物館的 建設(shè) 。 以 當(dāng)代新 博物館建設(shè)為藍(lán)圖， 本文將詳細(xì)介紹關(guān)于智能化博物館建設(shè)中的網(wǎng)絡(luò)工程 的研究和實現(xiàn)。 研究和實現(xiàn)適合該博物館智能化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ， 能 極大改善博物館的信息環(huán)境和服務(wù)模式，更豐富當(dāng)今觀眾的服務(wù)內(nèi)第一章 引言 2 容，創(chuàng)新服務(wù)形式 ， 使博物館的文物藏品得到更有效的保護(hù) 和最有效的利用 。 第二節(jié) 研究內(nèi)容 本文的主要內(nèi)容是，針對博物館文物保護(hù)和展示的需求，以及智能化工程中的網(wǎng)絡(luò)需求，設(shè)計符合當(dāng)代博物館智能化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本文首先介紹網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計思想及模塊組成，然后詳細(xì)介紹各個模塊的具體情況，針對一些博物館智能化中出現(xiàn)的問題，提出相應(yīng)的解決方案 和設(shè)計。 由于博物館的特殊性，網(wǎng)絡(luò)工程的設(shè)計又有著特殊的需求。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計包括了核心層及接入層的設(shè)計。 由于文物保護(hù)和研究的特殊需求，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須提供 7*24小時的數(shù)據(jù)傳輸功能，而為了解決設(shè)備故障，鏈路中斷等等網(wǎng)絡(luò)中常見的問題，必須研究設(shè) 計高可用性的核心網(wǎng)絡(luò)。另外，由于文物展示的需求，必然會導(dǎo)致大量的流媒體流量，必須解決數(shù)據(jù)傳輸中的出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)瓶頸。接入層方面，一方面需要適合博物館內(nèi)眾多的感應(yīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸需求，另一方面需要滿足博物館工作人員和游客的正常上網(wǎng)需求。 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)是博物館網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點， 文物資料的保護(hù)，安保系統(tǒng)的防護(hù)等等，都是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中必須考慮的問題。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更新越來越頻繁， 而網(wǎng)絡(luò)攻擊手段也越來越多。博物館網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，必須要防御現(xiàn)有的攻擊手段和提供攻擊或者入侵的報警功能。 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) 提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò) 鏈路的管理和監(jiān)控 ，包括網(wǎng)絡(luò)流量，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的健康情況等。同時， 建立網(wǎng)絡(luò)安全管理及故障處理機(jī)制，規(guī)范設(shè)備的管理及故障處理流程。 服務(wù)器集群，存儲和備份系統(tǒng)，及軟件系統(tǒng)設(shè)計，通過負(fù)載均衡設(shè)備，存儲及備份 系統(tǒng) ，保障博物館內(nèi)應(yīng)用服務(wù)的高可用性及數(shù)據(jù)的安全，提供高效的辦公系統(tǒng)和豐富流暢的文物展現(xiàn)及交流平臺。第 二 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需求分析 3 第二章 網(wǎng)絡(luò) 工程設(shè)計分析 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 作為 整個博物館的智能化建設(shè)的承載平臺，設(shè)計的是否合理、考慮的是否周到將影響到整個博物館的信息化建設(shè)的順利進(jìn)行。為此，作為博物館的信息化業(yè)務(wù)運(yùn)行基礎(chǔ)平臺，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 應(yīng) 主要涵蓋以下幾方面的建設(shè)： 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體建設(shè)的框架如圖 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)磁盤存儲系統(tǒng)服務(wù)器集群數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)圖 體系統(tǒng)信息化建設(shè)的框架示意圖 第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺是整個系統(tǒng)建設(shè)的基層，一切應(yīng)用系統(tǒng)都是運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺之上的，網(wǎng)絡(luò)基層平臺主要包括 路由設(shè)備，交換設(shè)備，互聯(lián)網(wǎng)接入等，具體如圖 第 二 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需求分析 4 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) 組 成路由設(shè)備無線發(fā)射設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)交換設(shè)備圖 絡(luò) 基礎(chǔ) 平臺圖 路由設(shè)備：在一個大型的網(wǎng)絡(luò)中，路由設(shè)備必不可少，主 要起到不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換、不同的數(shù)據(jù)連接介質(zhì)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等作用。 交換設(shè)備：相信大家對交換設(shè)備并不模式，目前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大多數(shù)采用的是星型架構(gòu)，所以交換設(shè)備在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中起到接入用戶、數(shù)據(jù)交換的重要作用。 互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)：任何一個局域網(wǎng)將不再是單獨的、孤立的一個網(wǎng)絡(luò)，他必將要和網(wǎng)面的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息交換，如：電子郵件服務(wù)、網(wǎng)站信息服務(wù)等等，這些都需要通過一套系統(tǒng)將局域網(wǎng)與外界聯(lián)系起來?；ヂ?lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)將會由接入路由、防火墻等設(shè)備構(gòu)成，在接入路由器上可以配置多種接入模塊，用于不同傳輸介質(zhì)的接入類型。 無線發(fā) 射系統(tǒng)：在該項目中，考慮到用戶有部分終端是無線 無線網(wǎng)卡的筆記本電腦等無線接入設(shè)備，所以配備一個無線發(fā)射設(shè)備也是非常有必要，這將為無線移動辦公、無線設(shè)備的接入等提供了便捷的接入通道。 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)：在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)是必不可少的，他是用于連接各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、用戶終端等等的基本介質(zhì)，主要會有光纖、千兆以太電纜等部件構(gòu)成。 第 二 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需求分析 5 第二節(jié) 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng) 由于博物館 的特殊性，安全是系統(tǒng)建設(shè)的重中之重， 建立一個網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)是必不可少的，該系統(tǒng)的主要包括以下 四 大系統(tǒng) ，如圖 圖 絡(luò)安全系統(tǒng) 組成圖 防火墻系統(tǒng)：防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的第一道閘門，通過設(shè)置訪問控制策略，劃分不同的安全區(qū)域等技術(shù)，限制網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的數(shù)據(jù)傳輸。防火墻相當(dāng)于一道無形的閘門，把不安全的數(shù)據(jù)流隔離在安全區(qū)域外。根據(jù)需求，防火墻通常會放置在互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)中間，或者是放置在重要的安全區(qū)域與其他區(qū)域之間。通過在數(shù)據(jù)出入點檢查數(shù)據(jù)流，根據(jù)設(shè)定的安全策略，提供數(shù)據(jù)過濾的功能。 入侵檢測系統(tǒng)： 入侵檢測系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中重要的組成部分，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)攻擊或者入侵出現(xiàn)的時候，防火墻設(shè)備規(guī)則無法實現(xiàn)防護(hù)的時候，入侵檢測系統(tǒng)能快速地發(fā)現(xiàn)并提供報警，提 升了系統(tǒng)管理員的網(wǎng)絡(luò)安全管理能力 和故障或入侵的響應(yīng)速度 ， 提升 了 博物館網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng) 的完整性。入侵檢測系統(tǒng)從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的主要關(guān)鍵點收集和分析關(guān)鍵信息，辨別網(wǎng)絡(luò)中是否有違反安全策略的行為和遭到網(wǎng)絡(luò)攻擊的可能。入侵檢測是 部署在 防火墻之后的隱形的安全閘門，在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的情況下， 通過 對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行偵聽和鑒別， 入侵檢測系統(tǒng)能夠 提供針對網(wǎng)絡(luò)攻擊 和非法入侵 ，甚至是管理員等誤操作的實時保護(hù)。 防病毒系統(tǒng)： 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，上層的 系統(tǒng) 服務(wù)如果遭受病毒的感染，也會影響到網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。另外，目前許多 病毒可以通過網(wǎng) 絡(luò)作為媒介，進(jìn)行傳播。而這部分安全隱患，單單靠 防火墻和入侵檢第 二 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需求分析 6 測無法完全遏制。所以，操作系統(tǒng)的防病毒必不可少。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)安全配置： 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身的安全配置能有效的保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全，特別是接入層設(shè)備的安全。同時，能有效地防護(hù)來自內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的攻擊。 第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)管理包括系統(tǒng)的安全管理，網(wǎng)絡(luò)管理，運(yùn)行環(huán)境管理。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該具備完善的安全管理：包括設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全。能夠進(jìn)行操作前的身份認(rèn)證授權(quán)和合法性確認(rèn)，確保文物信息資源保護(hù)的有效性。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的可管理性，具有 監(jiān)測、故障診斷、故障隔離、遠(yuǎn)程配置、過濾設(shè)置等功能，以便于系統(tǒng)的管理和維護(hù)。 管理局域網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器、終端設(shè)備的運(yùn)行狀況、訪問權(quán)限、信息流量等，建立相應(yīng)的運(yùn)行日志和打印統(tǒng)計報表 。 第四 節(jié) 服務(wù)器集群系統(tǒng) 由于服務(wù)需求的不斷增加，單臺服務(wù)器提供服務(wù)已經(jīng)滿足不了業(yè)務(wù)的需求。同時，出于高可用性的需求，必須保證服務(wù)不能中斷，單臺服務(wù)器有出現(xiàn)故障的可能。所以目前通常會將提供相同服務(wù)的服務(wù)器集中起來 ，組成服務(wù)器集群。 群集是將 多 個服務(wù)器 通過負(fù)載均衡硬件或者相應(yīng)的軟件組合起來 ，使其對客戶端呈現(xiàn)為單個 服務(wù) 服務(wù)器 集群可以利用多 臺服務(wù)器 進(jìn)行并行 處理業(yè)務(wù) 從而獲得 N 倍 的 處理能力。同時，集群中的多臺服務(wù)器進(jìn)行相互備份，單臺服務(wù)器的軟硬件故障并不會影響服務(wù)的提供，保障了服務(wù)的高可用性。 第 二 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需求分析 7 第五節(jié) 磁盤存儲及備份系統(tǒng) 存儲體系結(jié)構(gòu)上，考慮到 I/用 用數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)和磁盤陣列作近線備份，要有足夠的存儲容量，要有可靠的容錯機(jī)制等方面。 一個完整的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)解決方案 能夠?qū)崿F(xiàn)備份、恢復(fù)與性能的完美集成 。在選擇備份系統(tǒng)時， 一方面需要滿足數(shù)據(jù) 容量不斷增加的需求，另一方面需要 備份軟件能夠支持多 平臺 的操作 系統(tǒng)。 而 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)，是在分布式 的 網(wǎng)絡(luò) 基礎(chǔ)服務(wù) 下，通過 使用大型 數(shù)據(jù)存儲 恢復(fù) 管理軟件，以及 新型的 硬件和存儲設(shè)備，對網(wǎng)絡(luò) 中的 各種 數(shù)據(jù) 進(jìn)行 集中 的 備份 管理，實現(xiàn) 數(shù)據(jù) 的 存儲 、數(shù)據(jù)的 備份、日志文件的 歸檔 ，以及 災(zāi)難恢復(fù)等 功能 。 第 三 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計思想 8 第 三章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計 思想 第一節(jié) 智能化 系統(tǒng) 中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 近年來，“智能化”的辦公 設(shè)備，安全保障設(shè)備，自動感應(yīng)設(shè)備成了工業(yè)與商業(yè)的一大熱點。建筑智能是 通過計算機(jī)程序控制，實現(xiàn)的自動識別或者報警的功能。從大部分已建的智能化大樓的程序設(shè)立，設(shè)備采用情況看，智能化大樓其實是在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過自動控制技術(shù)，運(yùn)用計算機(jī)程序來優(yōu)化建筑物功能，運(yùn)用通過計算機(jī)程序管理和服務(wù)，提供高度信息化，智能化的現(xiàn)代建筑。 然而越來越多的智能化系統(tǒng)需要協(xié)調(diào)工作，互通信息，使得建筑智能化越來越依賴于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 智能化網(wǎng)絡(luò)工程 是以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心，綜合配置建筑內(nèi)各智能化系統(tǒng)，全面實現(xiàn)對通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 筑管理系統(tǒng) 全防范系統(tǒng) 筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng) 災(zāi)自動報警系統(tǒng) 的綜合管理。 實現(xiàn)系統(tǒng)集成的關(guān)鍵在于解決各系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和互操作性， 完美 解決各系統(tǒng)之間的接口 、協(xié)議、應(yīng)用軟件等問題。 建筑智能化系統(tǒng)一般采用分布式系統(tǒng)和多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模、功能要求及選用產(chǎn)品的特點來確定采用 相應(yīng)的 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均應(yīng)滿足分布式系統(tǒng)集中監(jiān)視操作和分散采集控制 (分散危險 )的原則。 由于博物館智能化是個綜合的、龐大的系統(tǒng)，所以 設(shè)計 選用 四 層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 四 層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括 網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備層，交換機(jī) 層、 服務(wù)器 層和 存儲及備份設(shè)備層 ，如 圖 網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備層 包括防火墻， 入侵檢測設(shè)備； 交換機(jī) 層包括了核心交換機(jī)、 負(fù)載均衡設(shè)備 ，以及各類的接入設(shè)備 ；服務(wù) 器層包括 各種服務(wù)所需的服務(wù)器 ， 后臺管理服務(wù)器等；存儲及備份設(shè)備層包括了光纖交換機(jī)，存儲設(shè)備和磁帶庫設(shè)備。 第 三 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計思想 9 防 火 墻核 心 交 換 機(jī)負(fù) 載 均 衡內(nèi) 網(wǎng) 防 火 墻存 儲 磁 帶 庫I N T E R N E 器 群接 入 交 換 機(jī)光 纖 交 換 機(jī)存 儲 及 備 份 設(shè) 備無 線 節(jié) 點入 侵 檢 測網(wǎng) 絡(luò) 層安 全 設(shè) 備 層圖 物館智能化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 博 物館網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計采用層次化模型設(shè)計，其特點是 ： 節(jié)省成本 在采用層次 設(shè)計之后，網(wǎng)絡(luò)安全層進(jìn)行安全策略設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)層處理數(shù)據(jù)路由和交換等 。層次模型模塊化的特性使網(wǎng)絡(luò)中的 所有設(shè)備都能夠很好地利用，充分使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能和功能 ，減少了對系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。 易于理解 層次化設(shè)計使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰 和模塊化 ， 能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層次化的管理，便于故障的排 查和處理，節(jié)省了設(shè)備管理和故障處理成本。 易于擴(kuò)展 第 三 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計思想 10 在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，模塊化 的實現(xiàn)使得模塊與模塊之間出現(xiàn)了明顯地標(biāo)識，當(dāng)某一模塊進(jìn)行擴(kuò)展或者維護(hù)時，不會影響其他模塊的正常工作。當(dāng)某一模塊不能滿足需求時，可以進(jìn)行平行擴(kuò)展。 易于排錯 層次化設(shè)計能夠使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分解為 不同的模塊 ，網(wǎng)絡(luò)管理 員能夠快速準(zhǔn)確地確定網(wǎng)絡(luò)故障的范圍，從而縮短 了排錯 時間，簡化了過程 。 第 二 節(jié) 功能設(shè)計 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺 博物館 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)對外部的連接方式應(yīng)該設(shè)計成兩種模式 ，一方面 通過公共網(wǎng)絡(luò)的 光纖接入互聯(lián)網(wǎng) ， 另一方面通過 接入設(shè)備的帶寬不小于 10有有線與微波無線多種接入國際互聯(lián)網(wǎng)的對外通信手段。終端為 1000/100/10適應(yīng)端口。主交換機(jī)及其光纜傳輸通道留有 200%的冗余度。保證館內(nèi)每臺信息終端與互聯(lián)網(wǎng)間信息交互的流暢。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的信息終端包括臺式電腦、筆記本電腦和 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺保證館內(nèi)各信息終端之間、每臺信息終端與各個子網(wǎng)絡(luò)之間信息交互的流暢，包括各個展廳多媒體展示播放裝置、 證有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)之間的無縫連接。 多媒體傳輸?shù)膸?要求應(yīng)該滿足動態(tài)視頻每秒不低于 20幀。 域網(wǎng) 為實現(xiàn)博物館的數(shù)字化目標(biāo)， 博物館 內(nèi)部必須建立支持?jǐn)?shù)據(jù)、圖形、圖像、語言和多媒體快速安全傳輸并具有寬帶接入環(huán)境的局域網(wǎng)系統(tǒng)。為保證整個博物館所有 監(jiān)控設(shè)備、服務(wù)器、辦公電腦等設(shè)備 的協(xié)同工作和 數(shù)據(jù)交互 ， 博物館內(nèi)部辦公軟件和監(jiān)控平臺等 以瀏覽 器 方式進(jìn)行互連。以博物館網(wǎng)絡(luò)為 基礎(chǔ) ，形成以電子文件流轉(zhuǎn)為核心的、覆蓋行政和業(yè)務(wù)等各部第 三 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計思想 11 門的辦公信息系統(tǒng)，實現(xiàn)行政公務(wù)、文字處理、文檔管理、電子郵件、電子票務(wù)、視頻會議、信息發(fā)布、信息查詢等功能，為領(lǐng)導(dǎo)決策和 館內(nèi)人員辦公提供 服務(wù)，實現(xiàn) 現(xiàn)代化 的 辦公、 網(wǎng)絡(luò)資源的共享，科學(xué)的決策等等。 博物館的網(wǎng)絡(luò)平臺由若干個不同范圍、不同工作內(nèi)容的物理的、虛擬的多層次 子網(wǎng) 組成。博物館內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)包括多媒體資源采集、行政部門、專業(yè)部門、現(xiàn)場觀眾服務(wù)等子網(wǎng)。 系統(tǒng)構(gòu)成與設(shè)備選型應(yīng)充分考慮性能優(yōu)良和易于升級換代。 博物 館本部計算機(jī)終端數(shù) 300 博物 館工作人員遠(yuǎn)程接入終端 30 支持互聯(lián)網(wǎng)訪問用戶數(shù) 10000 戶網(wǎng)站 博物館網(wǎng)站以藏品信息庫、多媒體資料庫、學(xué)術(shù)資料庫為基礎(chǔ)，以公共發(fā)布信息庫為補(bǔ)充，充分整合館藏文物、標(biāo)本、文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)資源及自身優(yōu) 勢，通過互聯(lián)網(wǎng)向全社會提供交互式的、多專業(yè)的、多形式的信息服務(wù)。 為了保證向社會用戶的電腦終端順暢傳送話音、視頻、動畫和三維虛擬等形式的數(shù)據(jù)，博物館網(wǎng)站采用流媒體傳輸技術(shù)。 網(wǎng)頁應(yīng)當(dāng)盡量提高與公眾的交互性、內(nèi)容的普及性和版面的生動性。 布式多層次多媒體數(shù)據(jù)庫 分布式多層次多媒體數(shù)據(jù)庫是藏品信息管理系統(tǒng)、庫房管理系統(tǒng)、多媒體資料系統(tǒng)、學(xué)術(shù)研究服務(wù)系統(tǒng)等向館內(nèi)各層次用戶提供所需業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信息服務(wù)的主要基礎(chǔ)。 博物館分布式多層次多媒體數(shù)據(jù)庫應(yīng)該具備清晰的總體結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系：包括有形文化遺產(chǎn)和自然標(biāo)本 數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)信息、學(xué)術(shù)資料信息和辦公管理數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)公開數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)，實時信息和后備信息等。 分布式多層次多媒體數(shù)據(jù)庫應(yīng)該滿足博物館業(yè)務(wù)工作的需要，能夠存儲管理包括文字、二維平面 圖像 、三維 圖像 和視頻等各類多媒體信息，并且允許對二維平面 圖像 、三維 圖像 和視頻進(jìn)行添加補(bǔ)充和更換。 第 三 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計思想 12 各個數(shù)據(jù)子庫中全局?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)該體現(xiàn)其中的關(guān)聯(lián)性和一致性。 分布式多層次多媒體數(shù)據(jù)庫應(yīng)該保證實現(xiàn)關(guān)鍵字受限檢索和全文檢索。 分布式多層次多媒體數(shù)據(jù)庫具備建庫批處理和運(yùn)行添加兩種方式的統(tǒng)一存儲管理。 分布式多層次多媒體數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖、備份的內(nèi) 容一致性管理。 絡(luò)管理 網(wǎng)絡(luò)管理包括系統(tǒng)的安全管理，網(wǎng)絡(luò)管理，運(yùn)行環(huán)境管理。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該具備完善的安全管理：包括設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全。能夠進(jìn)行操作前的身份認(rèn)證授權(quán)和合法性確認(rèn)，確保文物信息資源保護(hù)的有效性。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的可監(jiān)控管理性，具備性能的實時監(jiān)控，故障的報警，設(shè)備的高冗余， 以便于系統(tǒng)的管理和維護(hù)。 管理局域網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器、終端設(shè)備的運(yùn)行狀況、訪問權(quán)限、信息流量等，建立相應(yīng)的運(yùn)行日志和打印統(tǒng)計報表。 第 四 章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 13 第四章 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng) 設(shè)計 第一節(jié) 核心層設(shè) 計 核心層的功能主要是實現(xiàn)骨干 網(wǎng)絡(luò)中 的 數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚蛇x擇和交換，在硬件的可靠性和處理能力 上 具有嚴(yán)格的要求 。核心層設(shè)計的重點是 搭建的核心層需要有高性能和高可用性 ， 因此核心層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 必須使用冗余的架構(gòu)，不能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的 性能的 瓶頸等