计算机网络课程设计宿舍网络设计.docx

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计算机网络课程设计宿舍网络设计

摘　要

当今世界，各种先进的科学技术飞速发展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。

在以计算机技术为代表的信息科技的发展更是日新月异，从各个方面影响和改变着我们的生活，而其中的计算机网络技术的发展更为迅速，已经渗透到了我们生活的各个方面，人们已经离不开计算机网络，并且随着因特网的迅速普与，给我们的学习与生活条件带来更大的方便，我们与外部世界的联系将更加的紧密和快速。

在二十一世纪，普与信息科技，是提高素质教育的一项十分重要的内容，网络技术为提高我们的学习条件具有重要作用。

目前教育改革已将计算机网络引入到学校教学的各个环节，引起了教学方法，教学手段，教学工具的重大变革，这些变革为实现教育现代化起到了巨大的推动作用，因此大力发展计算机教育特别是计算机网络教育。

建设校园计算机网络系统已成为我国各教育部门首要任务，各级学校都已建成或正在拟建各种教学网络，发展和建设校园计算机网络将成为今后发展的必然趋势。

贵州大学宿舍网规模大，网络复杂程度高，面向多种应用需求。

网络覆盖全校11栋宿舍楼，除了一般网络所必需的可靠性、稳定性和安全性等条件外，在进行学生宿舍网建设规划时，还考虑了所有信息点的可控性、高性能以与关键业务的QoS保证以与如何预留扩展空间和进行投资保护，以满足新应用的需求以与信息量增长和变化需要。

关键词：

网络光纤　局域网路由器交换机

1背景介绍

在二十一世纪，普与信息科技，是提高素质教育的一项十分重要的内容，网络技术为提高我们的学习条件具有重要作用。

目前教育改革已将计算机网络引入到学校教学的各个环节，引起了教学方法，教学手段，教学工具的重大变革，这些变革为实现教育现代化起到了巨大的推动作用，因此大力发展计算机教育特别是计算机网络教育。

建设校园计算机网络系统已成为我国各教育部门首要任务，各级学校都已建成或正在拟建各种教学网络，发展和建设校园计算机网络将成为今后发展的必然趋势。

教育部对校园网的定义是：

校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。

首先，校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境；其次，校园网应具有教务、行政和总务管理功能；最后，校园网还应满足校内外的通讯要求。

校园网提供了学校与外界交流的窗口，学校应将校园网与互联网联接，这也是学校信息化的要求，做到了这一步，通过校园网去了解世界、在互联网上树立学校的形象都是很容易的。

教育即未来。

作为国家最重要的战略工程，如何应用信息技术改造我们传统的教学和管理手段；如何加深学生对于信息化和信息技术的理解与了解；如何造就同时具备传统和信息双重文化的一代新人，已成为教育界当前最为紧迫的任务之一。

信息技术的应用，势必极大地推进教育手段和教育内容的革命性变革。

我们对此深信不疑，并将全身心地为之努力。

本次宿舍网络设计的支撑系统是贵州大学校园网。

贵州大学学生宿舍网规模大，贵州大学学生宿舍共计12幢公寓式建筑，分别是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11号楼，其中1至9号楼楼层结构和宿舍分布结构相同，均是八层，每层20间宿舍，每栋楼160间宿舍；10号楼和11号楼结构相似，均可以分为A,B两段，两段对称，每段有8层，每层30间，总共240间宿舍，总计2400间宿舍。

学生宿舍每个房间设置1个信息点。

2需求特点描述

教育部对校园网的定义是：

校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。

首先，校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境；其次，校园网应具有教务、行政和总务管理功能；最后，校园网还应满足校内外的通讯要求。

2.1宿舍网的出口

接入层网络设备需要支持基于MAC地址802.1x功能和基于端口802.1x功能，以此保证账号的惟一性.同时，支持远程Te1net管理、mib-||与远程开关交换机端口功能;此外还要求适应大量用户并发认证与复杂的工作环境等。

2.2管理方面

网络必须具备高可靠、易管理等特征。

分布式管理，对用户可设置多种管理级别。

核心交换设备要求具有强大的处理能力和良好的安全性、可靠性、可扩展性;支持各种成熟技术，未来能平滑升级到万兆。

要求能够实现对用户名、IP地址、MAC地址、交换机端口、交换机IP的同时绑定，以此杜绝非法用户恶意盗用合法用户的用户名、密码、IP和MAC等现象，确保计费工作。

2.3网络连接方面

　　支持标准Radius认证计费，可连接多种接入设备。

一方面要求设备支持802.1x认证方式;另一方面又要求系统支持基于时长、流量以与包月的计费模式，从而为网络管理提供完善、灵活、可定制的计费策略;同时还需要保证30，000个以上用户并行时网络运营的稳定和管理简便。

千兆以太网技术已经成熟，千兆主干、百兆交换到桌面已经成为校园网技术的主流，因此采用1000M以太网光纤作为校园网的主干，100M交换到各宿舍楼与寝室的计算机。

2.4总体规模方面

贵州大学学生宿舍网规模大，贵州大学学生宿舍共计12幢公寓式建筑，分别是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11号楼，其中1至9号楼楼层结构和宿舍分布结构相同，均是八层，每层20间宿舍，每栋楼160间宿舍；10号楼和11号楼结构相似，均可以分为A,B两段，两段对称，每段有8层，每层30间，总共240间宿舍，总计2400间宿舍。

学生宿舍每个房间设置1个信息点。

校园网的需求还远远不止这些，除了出口、管理、连接之外，还有各种应用系统的需求设计、规章制度的制定等方面。

总之，校园网不仅涉与信息技术方面，而且还涉与其他非技术方面，需要在提出校园网的规划设计时，加以统盘考虑。

3设计原则

学生宿舍网既有一般网络设计的特点，又有其特殊性，除了一般网络所必需的可靠性、稳定性和安全性等条件外，在进行学生宿舍网建设规划时，还应该考虑所有信息点的可控性、高性能以与关键业务的QoS保证等。

另外在网络设计中，如何预留扩展空间和进行投资保护，以满足新应用的需求以与信息量增长和变化需要，也是学生宿舍网建设过程中需要重点考虑的因素。

　　在充分考虑学生宿舍网的多应用、易管理的同时，本方案同时还遵循如下原则:

3.1可靠稳定与关键业务服务质量保证

　　可靠稳定的网络平台是应用业务系统得以实施和推广的基石。

网络平台的设计必须从设备、网络拓扑结构、网络技术等几个方面保证网络的可靠稳定性。

宿舍网中有各种各样的应用业务数据流，当网络流量处于高峰期时，必定会影响关键业务数据流的响应时间，对于多媒体业务来说就会有说话结巴、图像马赛克的情况。

因此，高性能的网络也还是需要QoS服务质量保证的。

3.2先进性与高性能

　　所选的设备必须具有很好的扩展性，当网络规模或带宽需要扩展时，能够以最小的代价满足新的需求。

构建宿舍网的组网技术必须是高带宽的组网技术。

骨干交换设备必须支持线速交换，以保证无阻塞的数据交换;另外，从网络结构设计上，需要考虑到一些高流量多媒体应用的分布式部署，以降低跨骨干网的流量，提高网络的性能。

3.3信息点可控性与安全性

　　宿舍网的信息点分布很广，与一般企业网比较，宿舍网用户的流动性大，比较难管理，为了保证网络资料的有效利用，对信息点的可控性要求是必须的。

除了对访问带宽限制，还必须提供基于用户的接入认证、授权和计费。

为了不影响网络性能，应该在接入层设备分布式实现信息点的控制。

宿舍网网络平台的安全，除了要保障网络平台的安全性，还需要在一定程度上保障应用业务系统和其它网络资源的安全。

网络平台应该从几个方面保证网络安全:

1）设备本身的访问安全;2）内部网之间资源访问安全;3）路由系统的安全;4）互联网访问安全。

3.4良好的开放性和可扩展性

　　宿舍网络应具有的开放性，这种开放性依靠标准化实现，使符合标准的计算机系统很容易进行网络的互连。

因此在网络建设中，网络体系结构和通信协议应选择广泛使用的国际标准，使得该网成为一个完全开放式的网络环境。

在平台建设中，尽量采取成熟先进的网络技术，统一的网络标准和主流的网络设备，使得网络结构更易于扩展、升级和维护。

3.5经济实用性

　　盲目地追求技术，会建成一个不稳定、不成熟产品的实验台。

单纯高性能，只会带来难以承受的高额投资。

所以，网络系统建设应采用成熟、适用、实用、好用的技术，力争以最小的投资得到最大的满足。

4网络解决方案

4.1建筑情况 

   贵州大学学生宿舍网规模大，贵州大学学生宿舍共计12幢公寓式建筑，分别是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11号楼，其中1至9号楼楼层结构和宿舍分布结构相同，均是八层，每层20间宿舍，每栋楼160间宿舍；10号楼和11号楼结构相似，均可以分为A,B两区，两区对称，每区有8层，每层30间，总共240间宿舍，总计2400间宿舍。

学生宿舍每个房间设置1个信息点。

4.2网络结构设计

（1）针对用户需求，此次设计采用了千兆骨干、百兆到桌面，整个网络采用分布式三层交换构架，中心的网络采用星形网络拓扑结构，使其具有较高高的带宽和良好的可扩展、可管理性。

（2）每个学生公寓（10，11号除外）设置一台核心交换机，每楼层设置两台二级交换机，网络主干线从信息管理楼（0号楼）拉出，分别到达每个学生公寓的核心交换机，每楼层的二级交换机直接和本楼的核心交换机相连，满足基本的建网需求。

（3）对于10，11号楼，根据每段的实际情况而定。

每段根据房间楼的不同，交换机的台数也不相同。

（4）网络规划的总体拓扑图如下：

图一（网络结构图）

图二（骨干网拓扑图）

4.3布线方案详细说明

（1）贵州大学宿舍楼平面缩略图如下所示

图三

（2）一号楼的具体布线情况如下：

本楼有8层，每层层20个宿舍，因此每层用一个24口的10/100MB自适应交换机，网络中心到此楼采用的是光纤连接，经过光电转换器后接入一个10/100MB的24口的自适应交换机，每层楼一个交换机分别有一根线接到总交换机上，此交换机有12个口可用，正好满足需要，其拓扑结构如下图所示：

图四

（3）二号楼、三号楼、四号楼、五号楼、六号楼、七号楼、八号楼、九号楼和一号楼结构相似，所以我们采用相同的布线结构，这样便于统一管理，具体拓扑结构图如图五所示。

图五

（4）10号楼，11号楼结构较为复杂，以10号楼为例：

可以分为A，B两段（对称），因此可以以A区为例进行设计，A区共有8层，每层30间宿舍。

网络中心到此楼采用的是光纤连接，经过光电转换器后接入每层一个10/100MB的24口的自适应交换机，加上一个10/100MB的8口的自适应交换机，每个交换机分别有一根线接到总交换机上，24口交换机有23个口可用，8口交换机有7口可以使用，总共有30个口可用，能满足需要，其拓扑结构如下图所示：

图六

（5）整个宿舍区建筑物之间的距离很近，因此建筑物之间的光缆均选用6芯50μm多模光纤进行布线。

而在楼层交换机以后使用屏蔽双绞线

（6）建筑物内的水平干线子系统全部采用明敷PVC管槽，并在槽内布设超5类非屏蔽双绞线缆的布线方案。

原则上PVC管槽的敷设应与强电线路相距30cm，由于特殊情况PVC管槽与强电线路相距很近的情况下，可在PVC管槽内安装白铁皮然后再安装线缆，从而达到较好的屏蔽效果。

图7

5IP地址分配与子网划分方案

学校目前为止拥有IP段为：

210.40.0.0—210.40.32.255，共有IP地址8190个,共有宿舍2400间，在此基础上，进行IP地址划分，为了保证扩展性和安全性,对每栋楼的每层划分一个子网，为节省IP资源，因此将地址段210.40.0.0—210.40.16.255，共有4094个IP，进行详细的子网划分，保证每个宿舍接入一个信息点，剩余IP资源留做扩展用途。

具体的IP地址分配方案和子网划分方案如下：

5.1IP地址段划分

一号楼到九号楼分别共有房间160间,至少需要IP160个,因此我们每一个子段分别分配给一到九栋的一栋宿舍楼；十号楼和十一号楼每栋均分为两个区，每个区有8层，每层楼30间宿舍，因此每栋分配两个IP地址段，所有宿舍楼占用13个地址段；还可以剩余一些IP地址已被以后扩展或作预留之用。

具体划分方案如下

IP地址资源：

IP：

210.40.0.0—210.40.16.255

一号楼IP为：

210.40.0.0—210.40.0.255…………IP段1

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

二号楼IP为：

210.40.1.0—210.40.1.255………….IP段2

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

三号楼IP为：

210.40.2.0—210.40.2.255………….IP段3

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

四号楼IP为：

210.40.3.0—210.40.3.255………….IP段4

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

五号楼IP为：

210.40.4.0—210.40.4.255………….IP段5

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

六号楼IP为：

210.40.5.0—210.40.5.255………….IP段6

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

七号楼IP为：

210.40.6.0—210.40.6.255………….IP段7

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

八号楼IP为：

210.40.7.0—210.40.7.255………….IP段8

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

九号楼IP为：

210.40.8.0—210.40.8.255………….IP段9

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

十号楼IP为：

210.40.9.0—210.40.10.255………….IP段10、11

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

十一号楼IP为：

210.40.11.0—210.40.12.255………….IP段12、13

子网掩码：

255.255.255.0可以分配网络IP地址个数：

253

5.2一号楼IP地址

一号楼IP为：

210.40.0.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

一号楼结构为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.0.1—210.40.0.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.0.65—210.40.0.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.0.129—210.40.0.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.0.193—210.40.0.254………….3号子网

5.3二号楼IP地址

二号楼IP为：

210.40.1.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

二号楼结构与一号楼相同，为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.1.1—210.40.1.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.1.65—210.40.1.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.1.129—210.40.1.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.1.193—210.40.1.254………….3号子网

5.4三号楼IP地址

三号楼IP为：

210.40.2.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

三号楼结构与一号楼相同，为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.2.1—210.40.2.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.2.65—210.40.2.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.2.129—210.40.2.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.2.193—210.40.2.254………….3号子网

5.5四号楼IP地址

四号楼IP为：

210.40.3.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

四号楼结构与一号楼相同，为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.3.1—210.40.3.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.3.65—210.40.3.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.3.129—210.40.3.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.3.193—210.40.3.254………….3号子网

5.6五号楼IP地址

五号楼IP为：

210.40.4.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

五号楼结构与一号楼相同，为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.4.1—210.40.4.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.4.65—210.40.4.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.4.129—210.40.4.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.4.193—210.40.4.254………….3号子网

5.7六号楼IP地址

六号楼IP为：

210.40.5.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

六号楼结构与一号楼相同，为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.5.1—210.40.5.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.5.65—210.40.5.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.5.129—210.40.5.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.5.193—210.40.5.254………….3号子网

5.8七号楼IP地址

七号楼IP为：

210.40.6.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

七号楼结构与一号楼相同，为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.6.1—210.40.6.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.6.65—210.40.6.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.6.129—210.40.6.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.6.193—210.40.6.254………….3号子网

5.9八号楼IP地址

八号楼IP为：

210.40.7.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

八号楼结构与一号楼相同，为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.7.1—210.40.7.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.7.65—210.40.7.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.7.129—210.40.7.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.7.193—210.40.7.254………….3号子网

5.10九号楼IP地址

九号楼IP为：

210.40.8.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

253

九号楼结构与一号楼相同，为八层楼，每层均有宿舍20间，总共拥有宿舍160间，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的IP分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

一层、二层：

210.40.8.1—210.40.8.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.8.65—210.40.8.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.8.129—210.40.8.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.8.193—210.40.8.254………….3号子网

5.11十号楼IP地址

十号楼IP为：

210.40.9.0/24、210.40.10.0/24子网掩码：

255.255.255.0

可以分配网络IP地址个数：

506

十号楼结构与十一号楼相同，分为A、B两个区。

每区为八层楼，每层均有宿舍30间，总共拥有宿舍240间，可以分配一个地址段，因此目前分配到的IP地址段是足够使用的，但为了便于管理和节约IP地址资源，还是将目前的每一个IP地址段分为4个子网（每个子网包含可用IP地址62个），子网掩码：

255.255.255.192，每两层分配其中一个子网，具体网络IP分为：

A区：

一层、二层：

210.40.9.1—210.40.9.63………….0号子网

三层、四层：

210.40.9.65—210.40.9.127………….1号子网

五层、六层：

210.40.9.129—210.40.9.191………….2号子网

七层、八层：

210.40.9.193