校园网内网络设计.docx
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校园网内网络设计
项目设计目的
《网络工程设计》是为计算机科学与技术专业本科CDIO教学设置的三级项目，是在开设《计算机网络》和《网络工程》课程后的一个重要实践环节。
其目的是让学生了解并掌握网络工程设计的方法与步骤，具备初步的独立分析问题、解决问题的能力。
其主要内容是规划、设计和实现一个中小型网络，课程设计所涉及的工作过程主要包括网络方案的设计、网络方案的实现。
通过本课程设计，学生可以了解计算机网络工程设计的一般过程，明确计算机网络设计与建设的基本原则，熟悉计算机网络需求分析的目标、任务与方法，掌握计算机网络设计的通用方法，熟悉常用网络设备的使用方法，并学会撰写规范的计算机网络设计方案说明书。
本课程设计为学生提供了一个既动手又动脑，独立实践的机会，将理论和实际有机的结合起来，锻练学生的分析、解决实际问题的能力。
从而提高学生网络工程的应用能力，使学生可以提高学生分析问题和解决问题的能力和团队协作的能力。
二、项目设计的内容及要求
1需求分析
1.1学校背景
******学校是一所以工科为主、经营文理多学科协调发展的本科院校。
大学具有14个二级学院，分别位于同一城市的4个校区中，其中大学与4个二级学院在一个校区（校区1），另外6个二级学院位于一个校区（校区2），而其他4个学院分别位于校区3和校区4。
每个学院都拥有1500台PC。
师生员工数目前20000人，规划人数30000人。
建筑物数量如下表所示：
校区
建筑物
行政楼
图书馆
教学楼
学生宿舍
教工宿舍
体育馆
食堂
校区1
1
1
4
4
2
2
3
校区2
0
1
6
6
2
3
3
校区3
0
1
2
2
1
1
1
校区4
0
1
2
2
1
1
1
大学下设各行政部门：
学校办公室、教务处和学工部。
各学院都有自己的行政部门：
学院办公室、教学办和学工办。
其中相关部门之间联系较多，试设计大学与学院、学院与学院之间的网络设计。
大学向因特网发布信息并为全校提供有关的信息化服务，每个学院也自行向因特网发布学院信息并负责学院自己的信息服务。
网络系统采用星形拓扑，各校区、楼宇通过光纤直接连接网络中心。
1.2网络总体要求
（1）IPv4地址块58.193.144.0/20；申请的带宽是500M，光纤接入。
万兆以太网作为整个核心层、千兆构成汇聚层的主干、百兆到LAN/主机构成了接入层。
（2）建立网络服务器系统，包括Mail服务器、WWW服务器、FTP服务器、代理服务器、DNS服务器和网络安全监控服务器。
（3）信息分布和信息交流实现信息的网上查询和发布，如部门职责、新闻、最新动态等。
通过构建电子邮件系统，进行信息的交流。
（4）集成已有的网络系统，实现快速的信息互访。
为适应现代化教学的要求，提高教师的科研学术水平，促进对学生素质教育的深入进行，需要经常了解和学习国内外的教育信息。
（5）建立与校园网功能相适应的网管中心。
整个校园网的关键设备如中心交换机、服务器、路由器等都集中安装在这里，校园网建成后，利用高效的网管软件、安全策略，客队整个校园网实施管理。
（6）电子图书馆建设通过建立电子书库服务器，实现关盘资料的存储、管理和使用，同时电子图书馆还用于浏览Internet和普通书库的查询等功能。
（7）学校电子管理系统的建立为适应学校现代化管理的需要，实现管理信息的电子化和电子资源的数字化，提高资源的利用率和管理的效益，需要建立一套完整的电子管理系统。
电子管理系统实现的功能为：
查询学校各类信息，如教学管理信息，课程管理信息，内部教学资料，学生学籍管理信息，成绩管理信息，教学实验设备信息，科研学术信息，人事档案信息，财务信息等，逐步实现校长、较为办公无纸化；通过权限的设置来控制不同种类信息的合理使用，提供高可靠性、高安全性、高效益的服务。
1.3整体建网原则
（1）高性能。
核心交换机应该提供无阻塞的性能，采用千兆一体网技术来构建网络主线路。
满足校园大流量数据吞吐的需要。
（2）高可靠性。
网络系统提供包括主干网络链路的冗余和备份，骨干网络通过环形拓扑实现，网络硬件设备实现冗余和备份，具有容错功能，避免了单点故障。
（3）可管理性。
在通信网络方面，可详细监视和控制整个网络系统的设备、安全性、数据流量、性能等信息，可进行远程管理和故障诊断；简化网络管理的复杂性。
（4）安全性和保密性。
系统能有效防止网络的非法访问，保证关键数据不被非法窃取、篡改或泄漏，使数据具有高可信性。
（5）骨干链路健壮性。
为了保证骨干网络平台的健壮性和链路冗余性，网络设计时4台核心交换机通过光纤连接成环形网络。
在各个校区之间启用冗余机制，保证在任何一条线路出现故障时，依然保证骨干网络平台的可用性。
为校园网络提供负载平衡、快速收敛和扩展性。
1.4校园网布点需求
建筑名称
校区
可用信息点数
规划信息点数
富裕信息点数
行政楼
校区1
405
420
15
学生宿舍
校区1
1500
1580
80
校区2
2000
2120
120
校区3
1000
1050
50
校区4
1000
1050
50
教工宿舍
校区1
350
400
50
校区2
400
460
60
校区3
200
230
30
校区4
200
230
30
食堂
校区1
20
30
10
校区2
25
30
5
校区3
10
14
4
校区4
10
15
5
体育馆
校区1
20
30
10
校区2
25
30
5
校区3
10
14
4
校区4
10
15
5
图书馆
校区1
50
64
14
校区2
40
50
10
校区3
20
28
8
校区4
15
22
7
教学楼
校区1
260
290
30
校区2
260
300
40
校区3
190
210
20
校区4
190
220
30
合计
-----
8210
8902
692
整个校园网规划的信息点为8902点。
信息点的分布如上表所示。
2逻辑网络设计
逻辑网络设计的目标是建立一个逻辑模型，主要任务有三层结构设计、局域网设计、广域网设计、VLAN设计、IP地址和名字空间规划、网络设备的选型、网络服务器的选型和配置、安全和管理方面的设计等。
（1）在教学楼中，每层组建一个虚拟的局域网，连接到一台二层交换机上。
每幢教学楼再上连到汇聚层交换机。
（2）在学生宿舍每层组建一个虚拟局域网，连接到一台二层交换机上。
每幢学生宿舍再上连到汇聚层交换机。
（3）行政楼按不同的科室组建虚拟局域网（每层楼组成一个虚拟局域网），上连到核心交换机上。
（4）图书馆按不同的电子乐来时组建虚拟局域网，上连到核心交换机上。
（5）体育馆组成一个虚拟局域网，连接到虚拟交换机上。
3物理网络设计
3.1绘制拓扑结构图
本学校局域网设计方案主要由以下两大部分构成：
交换机模块和路由器模块，整个网络系统的拓扑图如下:
3.2综合布线设计
路由器之间用带时钟的串口线连接，交换机与路由器。
交换机与PC机之间的连接，如图：
路由器与交换机之间的连接，如图：
三、项目设计步骤
以Ruter9为例：
清除配置并重新加载路由器。
步骤1：
建立与路由器R9的终端会话。
要复习有关终端仿真和路由器连接的信息，请参考实验1.5.1“网络布线和基本路由器配置”。
步骤2：
进入特权执行模式。
Router>enable
Router#
步骤3：
清除配置。
要清除配置，请使用erasestartup-config命令。
当收到提示[confirm]要求您确认是否确实想
要清除NVRAM中当前存储的配置时，按下Enter。
Router#erasestartup-config
Erasingthenvramfilesystemwillremoveallfiles!
Continue?
[confirm]
[OK]
Eraseofnvram:
complete
Router#
步骤4：
重新加载配置。
当返回提示符状态时，使用reload命令。
如果询问您是否保存更改，回答no。
结果应该类似如下所示：
Router#reload
Systemconfigurationhasbeenmodified.Save?
[yes/no]:
no
Proceedwithreload?
[confirm]
当出现提示[confirm]要求您确认确实想要重新加载路由器时，按下Enter。
路由器完成启动过程后，
选择不使用AutoInstall功能，如下所示：
Wouldyouliketoentertheinitialconfigurationdialog?
[yes/no]:
no
Wouldyouliketoterminateautoinstall?
[yes]:
[PressReturn]
PressEntertoacceptdefault.
PressRETURNtogetstarted!
对路由器R9进行基本配置
步骤1：
建立与路由器R1的HyperTerminal会话。
步骤2：
进入特权执行模式。
Router>enable
Router#
步骤3：
进入全局配置模式。
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#
步骤4：
将路由器名称配置为R9。
在提示符下输入命令hostnameR9。
Router（config）#hostnameR9
R9（config）#
步骤5：
禁用DNS查找。
使用noipdomain-lookup命令禁用DNS查找。
R9（config）#noipdomain-lookup
R9（config）#
步骤6：
配置执行模式口令。
使用enablesecretpassword命令配置执行模式口令。
使用class替换password。
R9（config）#enablesecretclass
R9（config）#
步骤7：
在路由器上配置控制台口令。
使用cisco作为口令。
配置完成后，退出线路配置模式。
R9（config）#lineconsole0
R9（config-line）#passwordcisco
R9（config-line）#login
R9（config-line）#exit
R9（config）#
步骤8：
为虚拟终端线路配置口令。
使用cisco作为口令。
配置完成后，退出线路配置模式。
R9（config）#linevty04
R9（config-line）#passwordcisco
R9（config-line）#login
R9（config-line）#exit
R9（config）#
步骤9：
配置FastEthernet0/0接口。
使用IP地址58.193.145.0/20配置FastEthernet0/0接口。
R9（config）#interfacefastethernet0/0
R9（config-if）#ipaddress5
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