校园网络构建方案.docx
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校园网络构建方案
存档资料成绩：
华东交通大学理工学院
课程设计报告书
所属课程名称
计算机网络
题
目
校园网网络构建方案设计
分
院
电信分院
专业班级
信管2班
学
号
20130210450212
学生姓名
吴志豪
指导教师
汤文平
2015年12月29日
目
录
第1章
课程设计内容及要求-------------------------------------------------------
3
第2章
需求分析----------------------------------------------------------------------
4
2.1
建设目标
--------------------------------------------------------------------------------------------------
4
2.2
网络环境
-------------------------------------------------------------------------------------------------
4
2.3
网络拓扑结构需求--------------------------------------------------------------------------------------
4
第3章
校园网结构的设计----------------------------------------------------------
5
3.1
总体设计原则------------------------------------------------------------------------------------------
5
3.2
校园网设计的层次化模型---------------------------------------------------------------------------
5
3.3
层次化网络设计----------------------------------------------------------------------------------------
6
第4章校园网络设计-------------------------------------------------------------------
6
4.1
网络拓扑结构------------------------------------------------------------------------------------------
6
4.2
系统组成与拓扑结构---------------------------------------------------------------------------------
7
4.3
方案说明
-------------------------------------------------------------------------------------------------
8
4.4
网络设备选型-------------------------------------------------------------------------------------------
9
4.4.1
交换机------------------------------------------------------------------------------------------------
11
4.4.2
服务器-----------------------------------------------------------------------------------------------
13
4.4.3
其他设备--------------------------------------------------------------------------------------------
13
第5
章IP地址规划--------------------------------------------------------------------
14
第6
章
心得体会---------------------------------------------------------------------
17
参考文献（资料）----------------------------------------------------------------------
18
致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------------18
华东交通大学理工学院课程设计报告
第1章课程设计内容及要求
一、题目：
校园网网络构建方案设计
二、任务：
根据学院现有的两个校区，设计一个网络构建方案。
三、要求：
（1）分析学院的建筑拓扑情况，完成需求分析；
（2）列出所需设备，设计完成网络拓扑结构图；
（3）构建网络的层次结构；
（4）IP分配方案；
（5）设计学院所需的网络服务（如FTP服务，邮件服务等）；
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第2章需求分析
2.1建设目标
本项目的实施将会大大改善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，图书馆等地的校园网，该网的骨干速率为100Mb/s。
（2）建立VPN服务器，以支持教师的移动办公。
教师在任何地方，通过Modem拨号，在授权情况下都可以访问校内信息。
（3）建立学校本身的WWW服务器，提供学校的主页。
（4）提供学校图书馆数目的联机查询。
（5）建立邮件服务器，为全校师生提供电子邮件服务。
（6）提供文件传输服务。
2.2网络环境
学校现有学生宿舍26幢，每幢楼6层，每层有学生寝室30间，每间
寝室提供一个网络节点；教师宿舍2幢（195）户，共14层，每户提供1
个网络节点；教学楼5幢，共5层，每层有13间教室，每间教室提供1个
网络节点；图书馆和电子阅览室在同一幢楼，共有1间电子阅览室，每间
电子阅览室需要10个网络节点；实训楼共7层每层需要20个节点。
要求
校园网主干采用1000Mb/s光纤，100Mb/s交换到桌面。
2.3网络拓扑结构需求
随着校园网对因特网接入需求的增加，应该考虑校园网能够顺利实现与外部网络和Internet的连接。
校园网应该具备使用灵活，管理简单的特性。
由于校园网不可能投入太多的专业人员从事系统维护，因此在设计时就应该考虑网络使用和维护应该尽量简单。
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考虑到未来校园的扩建，教学发展的需要，校园网应该具备很好的扩
展能力，能够保证在需要时校园网能够实现向未来网络的平滑升级。
另外
校园网应该能够保证新的应用形顺利开发实现。
第3章校园网结构的设计
3.1总体设计原则
校园网覆盖整个学校校园，网络设计遵循下列4个基本原则：
开放性——采用开放的网络体系以方便网络的升级、扩展和互联；
可扩充性——从主干网络设备的选型及其模块、管理软件和网络整体机构以及技
术的开放性来保证系统的可扩充性；
可管理性——利用合理的网络规划策略提供强大的网络管理功能；
安全性——内部网络之间、内部网络与外部公网之间的互联，利用Vlan/Elan
以及防火墙等对访问进行控制，确保网络的安全。
3.2校园网设计的层次化模型
所谓“层次化”模型，就是将复杂的网络设计分成几个层次，每
个层次着重于某些特定的功能，这样就能够使一个复杂的大问题变成许多
简单的小问题。
层次模型既能够应用于局域网的设计，也能够应用于广域
网的设计。
为了更加清楚地理解分层设计的重要性，最好能够理解OSI（开放系统
互联）参考模型。
OSI模型能够简化计算机之间通信的要求，同样，使用层
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次化模型设计网络也能够简化联网的要求。
3.3层次化网络设计
1、节省成本。
在采用层次模型之后，各层次各司其职，不再在同一个平台上考虑
所有的事情。
层次模型模块化的特性使网络中的每一层都能够很好地利用带宽，减少了对系统资源的浪费。
2、易于理解。
层次化设计使得网络结构清晰明了，可以在不同的层次实施不同难度的管理，降低了管理成本。
3、易于扩展。
在网络设计中，模块化具有的特性使得网络增长时网络
的复杂性能够限制在子网中，而不会蔓延到网络的其他地方。
而如果采用
扁平化和网状设计，任何一个节点的变动都将对整个网络产生很大影响。
4、易于排错。
层次化设计能够使网络拓扑结构分解为易于理解的子网，
网络管理者能够轻易地确定网络故障的范围，从而简化了排错过程。
第4章校园网络设计
4.1网络拓扑结构
根据网络环境，我们可以绘制校园网的拓扑结构。
其中，我们使用
路由器同Internet连接，并且选购了一台硬件防火墙来保护内网。
在网络拓
扑结构图中，可以看到讲多台服务器划分到一个VLAN中.校园网络拓扑见
图4-1
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图4-1
4.2系统组成与拓扑结构
校园网主干采用光纤介质，这里选用1000BASE-LX：
1000BASE-LX通
常采用支持长距离传输的多模光纤和单模光纤，光纤接至各楼层配线间汇聚层交换机。
各楼层设计情况如下：
1.学生宿舍楼
学生宿舍楼共六层，每层30间寝室，每个寝室1个信息节点。
按此可
以在每层楼安装一台接入层交换机，各楼层选用悬空机架。
选择思科接入
层交换机catalysit2924。
配线间设置在一楼，线缆选用超五类非屏蔽双
绞线（UTP）。
2.教职工宿舍楼
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教师宿舍2幢，14层，每层6户，共84户，每户提供1个网络节点。
选择5台思科接入层交换机catalyst2924.每3层一台交换机以达到节约线缆的目的。
由于在住户楼层没有多余的房间用于设置配线间，配线间可设置在地下室。
3.图书馆及电子阅览室
图书馆和电子阅览室在同一幢楼，共有1间电子阅览室，每间电子阅览室
需要10个网络节点，同样使用一台接入层交换机。
4.教学楼
教学楼5幢，共5层，每层有13间教室，每间教室提供1个网络节点，共
195个信息节点。
每层配置一台接入层交换机，配线间设置在一楼，放置汇
聚层交换机。
5.综合楼
综合楼，共十层，每层配置一台接入层交换机，配线间设置在一楼，放置汇聚层交换机。
4.3方案说明
校园网网络系统从结构上分为核心层、汇聚层和接入层。
核心层的功
能主要是实现骨干网络之间的优化传输,骨干层设计任务的重点通常是冗余
能力、可靠性和高速的传输（高速数据转发）。
因学校存在大量的语音和
视频传输。
据此，考虑汇聚层对QoS有良好的支持并且能提供大的带宽。
（路由聚合和流量收敛）接入层设备是最终用户的最直接上联的设备，它
应该具备即插即用特性以及易于维护的特点。
（工作组接入及访问控制）
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接入层
汇聚层
核心层
4.4网络设备选型
（1）网络设备选型原则
设备选型是否合理是系统能否达到整体性能最优的关键，影响网络性能
的主要因素有很多，如距离、时效、拥塞、服务类型、信息冗余等因素。
用来描述网络性能的主要参数有时延、吞吐量、丢包率、时延抖动、带宽
等。
选择网络设备要注意网络设备的下列特性。
1）可用性（Availability）。
可用性是指网络或网络设备可用于执行预期任
务的时间总量（百分比）。
可行性=（运行总时间/预期总时间）×100%
2）可扩展性（Scalability）。
可扩展性是指网络技术或设备随着客户需求的
增长而扩充的能力。
主要包括的内容有信息点的增加，网络的规模，服务
器的数量等。
3）安全性（Security）。
安全性设计是企业设计最重要的方面之一，它能
防止商业数据和其他资源的丢失或破坏。
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4）可管理性。
网络各层次选型参数指标
核心设备需支持的功能包括数据的高速交换、高稳定性，保证设备的
正常运行和管理、路由功能以及支持提供数据负载均衡和自动冗余链路。
其典型设备有
核心路由交换机、
华为QuidwayS8512万兆核心路由交换机、
华为QuidwayS7806万兆核心路由交换机、
CISCO7609核心路由交换机、
CISCO6506核心路由交换机等核心交换机。
汇聚层设备需支持的功能包括不同IP网络之间的数据转发、高效的安
全策略处理能力、提供高宽带链路保证高速数据转发、支持提供数据负载
均衡和自动冗余链路和支持远程网络管理，支持SNMP协议。
其典型设备
有
核心路由交换机、
思科WS-C4948或者思科WS-C4506、
CISCO3750、CISCO3560、
华为QuidwayS9306、
华为QuidwayS5624等汇聚交换机。
接入层设备需需支持的功能包括二层数据的快速交换、支持多用户的
接入、能够提供和汇聚层设备连接的高带宽链路、支持ACL和端口安全功
能，保证用户的安全接入和支持网络远程管理，支持SNMP协议。
其典型
设备有
二层交换机、
CISCO2960、
CISCO2950、
华为S5328C、
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华为S2326TP等二层接入交换机。
4.4.1交换机
校园网采用千兆以太交换网。
配置1台中心交换机和7台二级交换机。
各交换机均支持光纤扩充端口并带有扩充模块槽。
校园网络主干为千兆网
络，百兆交换到桌面，保障所有用户同时调用服务资源时都能快速、流畅，充分发挥多媒体课室教学的作用；同时保证所有用户同时上网顺畅，使校园网络的功能发挥得淋漓尽致。
中心交换机1台48个100Mb/s端口，支持3层交换，可堆叠。
交换机间提供1Gb/s链路带扩充模块槽，支持大批扩充模块，如千兆位以太网、ATM、第三层交换等；支持多媒体，支持802.1p，内有PACE技术和多址联播过滤器；支持RMON（9类），包括基于Web的监视和控制界面；支
持VLAN，支持的MAC地址数大于10000个；支持光纤扩充端口，拥塞控制采用基于流控制的IFM和802.3x标准
二级交换机7台24个100Mb/s端口
带扩充模块槽，支持第三层交换
支持RMON（9类），包括基于Web的监视和控制界面；
支持多媒体，支持802.1p，内有PACE技术和多址联播过滤器
支持VLAN，支持的MAC地址数大于6000个；
支持光纤扩充端口，拥塞控制采用基于流控制的IFM和802.3x标准
8G-L3中心交换机
Catalyst2948G-L3交换机是为IP协议、互联网包交换协议IPX和IP
组播提供线速交换的固定配置第三层L3以太网交换机交换机。
这种新的
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Catalyst交换机为拥有适当端口密度的中型园区主干网提供所需的高度性
能。
它非常适合集合多个配线间或工作组交换机（例如Catalyst2900、
Catalyst1900、Catalyst3500、Catalyst4000或Catalyst5000交换机的多协
议流量）。
Catalyst2948G-L3交换机不仅为IP、IPX及IP组播提供无阻塞
路由和交换，同时也为不可路由的协议提供线速第二层交换，例如NetBIOS
和DECnet局域传输（LAT）。
这种功能允许网络管理员通过Catalyst
2948G-L3，扩展它们的多协议主干网，而无须像仅采用IP交换机那样，通
常需要建立并行网络。
其特性有；
48个专用10/100Mb/s以太网端口，以及两个支持千兆位接口转换器
（CBIC）的1000Base-X千兆位以太网端口，所有端口都拥有第三层交换功能。
高性能：
超过IP、IPX交换机及IP组播的10Mb/s第三层交换和路由。
24Gb/s无阻塞交换矩阵。
带有CISCOIOS系统软件的高性能CPU。
服务质量（QoS）：
带有加权轮询（WRR）调度的多个阵列。
基于标准CISCO
WORKS2000应用程序的全面管理工具。
可选的冗余外部电源。
线速第三
层交换机。
CISCOCatalyst2950系列工作组交换机
Catalyst2950系列交换机属于快速以太网桌面交换机CISCOCatalyst
2900系列，可以为局域网（LAN）提供极佳的性能和功能。
独立的、
10/100Mb/s自适应交换机能够提供增强的服务质量（QoS）和组播管理特性，
所有的这些都由易用、基于Web的CISCO集群管理套件（CMS）和集成
CISCOIOS软件来进行管理。
带有10/100/1000Mbase-T上行链路的CISCO
Catalyst2950千兆位铜线，可为中等规模的公司和企业分支机构办公室提供
理想的解决方案，以使他们能够利用现有的5类铜线从快速以太网升级到
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更高性能的千兆位以太网主干。
Catalyst2900系列常见的产品包括：
12个10/100M端口独立式，24个10/100端口独立式，24个10/100M端口加2个100Base-FX端口，12个端口加2个GBIC端口，24个10/100端口加2个10/100/1000Base-T端口。
支持所有CiscoIOS功能
4.4.2服务器
网络中心配置2台部门级服务器，分别做应用服务器和Web服务器。
其配
置和性能如下：
Web服务器1台配置处理器（PIIITulatin或Xeon）以上，可扩展为双CPU
NP320、IBMX2008479-52X、HP或Dell等专用服务器
内存512MBECC
硬盘30GB以上SCSI硬盘，10000转，热插拔
网卡100Mb/s
其他15英寸彩显，CDROM，1.44MB软驱
应用服务器1台配置处理器（PIIITulatin或Xeon）以上，可扩展为双CPU内存256K以上Cache,512MBECC,可扩展为4GB硬盘30GB以上SCSI硬盘，10000转，热插拔
网卡100Mb/s
其他15英寸彩显，CDROM，1.44MB软驱
电源双冗余热插拔电源（2*300）
4.4.3其他设备
其他设备技术要求UPS3kw,可管理（可选Smart-ups3000）1个
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PC机P41.6GHz/256MB/30GB/显卡/15ch/50X/100Mb/s网卡1台
联想启天4000
机柜
2m高机柜1个，1.2m高7个8台
金盾布线
双绞线：
朗讯超5类以上（含双绞线、模块、配线架。
线槽和
工程费等）
914个信息点
操作系统
Windows2003Server1套
应用软件
如办公应用软件（OA）、校园网应用平台、VOD点播系统、
教学管理系统等
第5章IP地址规划
1.校园网IP地址规划
Intranet是Internet技术在企业内部或闭合用户群内的实现。
它的基本
通信协议是TCP/IP协议,其中TCP使得内部网上的数据有序、可靠地传
输,IP使内部网中的各个子网互联起来。
网络的建设关键在于IP地址的规
划，IP地址规划应具有一定的开放性和可扩展性。
在以TCP/IP为基本通信协议的计算机网中每一台设备都是以IP地址
标识网络位置的,因此在组建网络之前,要为网上的所有设备包括服务器、
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客户机、打印服务器等分配一个唯一的IP地址。
考虑到整个网络今后的扩
展、维护等问题,内部网的IP地址不仅应符合流行的国际标准,还应有规律、
易记忆,能反映自己整个网络的特点。
由于不同单位的计算机网络有各自不
同的特点,IP地址的规划也需要考虑不同的因素。
华东交通大学理工学院校园网是由位于不同地理位置的多个子网组
成。
在进行这个广域网的IP地址规划时,主要考虑了以下几个方面:
确定广域网IP地址的类型，IP地址由32位二进制数码组成,8位为一
组,分为4组,中间用"."隔开。
每个IP地址有两部分,即网络标识和主机标识,这两种标识长度的不同,使IP地址分为五类,常用的有A、B、C三类，相应地址范围为:
A类∶1.X.X.X～126.X.X.XB类∶122.X.X.X～191.X.X.XC类:
192.X.X.X～223.X.X.X
D类:
目前为实验性多点投射（multicast）位址
E类:
保留作为未来发展之用
其中X表示0～255之间的任意数。
不难看出,A类IP表示少数网络上有众多主机,B类IP表示网络和主机
分布适中,C类IP表示很多网络上有少量主机。
在选择计算机网络的IP地
址类型时,应根据计算机网络中的子网数量及每个子网的规模进行选择。
华
东交通大学理工学院校园网选用C类,足已满足整个网络的需要（C类地址
最大可有532
升级会员 