大学校园网的规划与设计毕业设计.docx
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大学校园网的规划与设计毕业设计
大学校园网的规划与设计
摘要
首当今世界随着计算机、网络通信等现代科学技术的发展，人类正迈入信息时代，在某学院建立覆盖全校，并可以与国内外著名网络互联的校园网已成为必然.本文首先介绍了大学校园网设计的思想和设计的原则。
对校园网的功能进行需求分析，进而对校园网的架构进行设计。
简要介绍cisco_Packet_Tracer_5模拟器的使用，然后在cisco_Packet_Tracer_5模拟软件中完成了校园网的拓扑图。
介绍校园网的ip的获取与分配，进行简单测试。
关键词校园网；ip自动获取；模拟器；思科；
1引言
网络技术已经成为现代信息技术的主流，人们对网络的认识也随着网络应用的逐渐普及而迅速改变，网络成为人们生活中不可缺少的一部分了。
本文只要介绍校园网网络结构的相关需求，熟悉cisco_Packet_Tracer_5的使用方法，并且掌握IP地址的获取、分配，最后绘制校园网的网络拓扑结构。
1.1本文主要内容
本文第二节介绍了校园网设计的基本原理，第三节详细描述了cisco_Packet_Tracer_5的使用，并且在该模拟器下进行了校园网拓扑图的绘制和使用dhcp让客户端自动获取IP地址的配置实验，第四节对本课程设计的整个过程进行重要的总结。
1.2设计平台
Windows平台下的cisco_Packet_Tracer_5网络配置仿真模拟器
2设计原理
2.1设计思路
进行校园网总体设计，首先要进行对象研究和需求调查，明确学校的性质、任务和改革发展的特点及系统建设的需求和条件，对学校的信息化环境进行准确的描述；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校Intranet服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；第三是确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求建设目标和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；第四，确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；第五，规划校园网建设的实施步骤。
校园网总体设计方案的科学性，应该体现在能否满足以下基本要求方面：
1.为各办公室提供宽带网络支持
2.提供公用信息交换平台
3.提供Web发布信息等Internet的信息服务
4.提供日常工作的处理网络化、电子化的日常办公自动化环境
5.电子档案的信息查询，提供先进和更多的服务手段,提高效率和质量；
6.为调控、科学决策提供有力的支持
7.为内部网提供有力的技术保障，增加内部系统的安全性
8.增强校园的教学信息的领先优势
2.2设计原则
主干网技术的选择：
主要选择千兆（适合于高校）或百兆以太网技术来构建校园网络，对两层结点和桌面微机的接入也采用快速以太网，建立一个基于多层、全交换的虚拟园区网。
校园网在设计上应具备以下特性才能够满足需求，并保证建成后的网络在一个较长的时间内具有较强的可用性和一定的先进性。
1、高性能与技术先进性
校园网网络系统要求具有较高的数据通信能力和较大的带宽；并在主干网上提供较强的可扩展性。
为了及时、迅速地处理网络上传送的数据，网络应有较高的网络主干速度。
2、高可靠性
网络要求具有高可靠性，高稳定性和足够的冗余，提供拓扑结构及设备的冗余和备份，为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，要避免网络出现单点失效。
在网络骨干上要提供备份链路，提供冗余路由。
在网络设备上要提供冗余配置，设备在发生故障时能以热插拔的方式在最短时间内进行恢复，把故障对网络系统的影响减少到最小，避免由于网络故障造成用户损失；
3、安全性
校园网作为一个支持众多用户、同时和INTERNET/CERNET存在连接的网络，网络安全性在整个网络中是个很重要的问题，应该采用一定手段控制网络的安全性，以保证网络正常运行。
网络中应采取多种技术从内部和外部同时控制用户对网络资源的访问。
网络系统还应具备高度的数据安全性和保密性，能够防止非法侵入和信息泄漏。
4、可管理性
强有力的网管软件是有效地进行网络管理的助手，网管软件应能够支持对网络进行设备级和系统级的管理，并能支持通用浏览器进行网络设备的管理及配置。
灵活的设置每个用户对Internet访问功能，能够对每个用户实行管理；并且能够实现计费管理。
5、可扩充性
随着应用规模的不断扩大，要求网络可以方便地扩充容量，支持更多的用户及应用；随着网络技术的不断发展，网络必须能够平滑地过渡到新的技术和设备，保证现有的投资。
6、VLAN划分
根据校园网的实际需求，属于同一部门的工作人员可能在不同的建筑物中，但需要在一个逻辑子网内。
网络站点的增减，人员的变动，无论从网络管理，还是用户的角度来讲，都需要虚拟网技术的支持。
因此在网络主干中要支持三层交换及VLAN划分。
在整个网络中使用虚拟网技术，以提高网络的安全性和灵活性。
7、多层交换技术
通过三层交换技术，特别是基于硬件的第三层交换，可以充分地利用交换机的包处理能力，实现真正的线速交换。
2.3网络三层结构设计
校园网网络整体分为三个层次：
核心层、汇聚层、接入层。
为实现校区内的高速互联，核心层由2个核心节点组成，包括教学区区域、服务器群；汇聚层设在每栋楼上，每栋楼设置一个汇聚节点，汇聚层为高性能“小核心”型交换机，根据各个楼的配线间的数量不同，可以分别采用1台或是2台汇聚层交换机进行汇聚，为了保证数据传输和交换的效率，现在各个楼内设置三层楼内汇聚层，楼内汇聚层设备不但分担了核心设备的部分压力，同时提高了网络的安全性；接入层为每个楼的接入交换机，是直接与用户相连的设备。
本实施方案从网络运行的稳定性、安全性及易于维护性出发进行设计，以满足客户需求。
3设计步骤
根据上面的设计原理和设计思想，在cisco_Packet_Tracer_5下设计出校园网的拓扑图，在画拓扑图前我们必须首先熟练了解该仿真模拟器。
3.1cisco_Packet_Tracer_5
PacketTracer5.0是一款非常不错的Cisco（思科）网络设备模拟器，对于想考思科初级认证（如CCNA）的朋友们来说，PacketTracer5.0是非常不错的选择。
通常我们周围并没有那么多思科的设备供我们学习调试，参加培训费用很贵，上机实践的机会还是有限的，利用PacketTracer5.0练习思科IOS操作命令很不错的。
使用方法简单介绍如下：
1.先从网上下载PacketTracer5.0的安装程序，点击安装程序。
2.在出现的界面上一直点next，直到安装完成，如下图：
图3-1安装步骤界面一
图3-2安装步骤界面二
图3-3安装步骤界面三
图3-4安装好后出现的图标
3.2在cisco_Packet_Tracer_5中设计拓扑图
根据分析设计了三层网络模型后，我们在cisco_Packet_Tracer_5仿真模拟器中画出图3-5的网络拓扑结构图：
图3-5校园网络拓扑图
3.3校园网IP地址的获取、分配
VLAN将广播域控制在单个VLAN内，从而减少了各个VLAN间主机的广播通信对其他VLAN的影响。
在各VLAN间需要相互通信时，可以使用VLAN间的路由来实现。
在日益增大的校园网中，VLAN的的合理划分显得尤为重要。
根据实际情况把ip和vlan划分好后我们就需要选择终端的ip地址的获取方式了，ip获取方式一般有二种：
1，静态配置IP
2.自动获取iP
第一种方式适用于小型网络，终端数少，对于校园网这种大型网络操作量非常大，且不便于管理。
第二种方式就是通过dhcp协议让客户端从服务器中自动获取ip，这也是现在普遍使用的方法。
DHCP指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。
通过拓扑图我们知道在这个校园网方案中我们就使用一台DHCP服务器来给校园网中的终端提供ip。
以下我们通过简单的拓扑来实现dhcp协议是如何让终端从服务器中自动获取IP的:
图3-6实验拓扑图
实验环境说明：
由于模拟的服务器只能提供一个地址池，因此我使用两个DHCP服务器，分别创建DHCP地址池：
192.168.3.0/24:
192.168.1.2及192.168.4.0/24:
192.168.1.4。
配置了一个DNS服务器192.168.1.3。
步骤一：
配置DHCP服务器地址池
图3-7DHCP服务器地址池的配置
步骤二：
配置DNS服务器
图3-8DNS服务器地址池的配置
步骤三：
Router2的配置（以下是配置文件）
Router#showrun
Buildingconfiguration...
Currentconfiguration:
629bytes
!
version12.4
noservicetimestampslogdatetimemsec
noservicetimestampsdebugdatetimemsec
noservicepassword-encryption
!
hostnameRouter
!
interfaceFastEthernet0/0
ipaddress192.168.1.1255.255.255.0
duplexauto
speedauto
!
interfaceFastEthernet0/1
noipaddress
duplexauto
speedauto
shutdown
!
interfaceSerial0/0/0
ipaddress192.168.2.2255.255.255.0
!
interfaceSerial0/0/1
noipaddress
shutdown
!
interfaceVlan1
noipaddress
shutdown
!
routerrip
network192.168.1.0
network192.168.2.0
!
ipclassless
!
linecon0
linevty04
login
!
end
Router#步骤四：
Router0的配置（以下是配置文件）
Router#showrun
Buildingconfiguration...
Currentconfiguration:
972bytes
!
version12.4
noservicetimestampslogdatetimemsec
noservicetimestampsdebugdatetimemsec
noservicepassword-encryption
!
hostnameRouter
!
!
interfaceFastEthernet0/0
ipaddress192.168.10.1255.255.255.0
duplexauto
speedauto
!
interfaceFastEthernet0/0.1
encapsulationdot1Q10
ipaddress192.168.3.1255.255.255.0
iphelper-address192.168.1.2
!
interfaceFastEthernet0/1
ipaddress192.168.11.1255.255.255.0
duplexauto
speedauto
!
interfaceFastEthernet0/1.1
encapsulationdot1Q20
ipaddress192.168.4.1255.255.255.0
iphelper-address192.168.1.4
!
interfaceSerial0/0/0
ipaddress192.168.2.1255.255.255.0
clockrate9600
!
interfaceSerial0/0/1
noipaddress
shutdown
!
interfaceVlan1
noipaddress
shutdown
!
routerrip
network192.168.2.0
network192.168.3.0
network192.168.4.0
network192.168.10.0
network192.168.11.0
!
ipclassless
!
linecon0
linevty04
login
!
End
步骤五：
客户端的配置和测试
配置PC1，让它通过dhcp自动获取IP：
图3-7PC1的配置
配置PC1，让它通过dhcp自动获取IP：
图3-7PC1的配置
让PC2访问进行测试：
图3-7PC2访问网站进行测试
通过测试我们得知PC2和PC1客户端都自动获取了IP，并且可以访问校园网内的数据，说明实验成功，方案是可行的。
4结束语
本课程设计主要内容包括:
（1）了解校园网网络结构的相关需求；
（2）掌握cisco_Packet_Tracer_5的使用方法;（3）掌握IP地址的获取、分配；（4）掌握网络拓扑结构的绘制.在设计过程中遇到的问题有模拟器不会使用，ip地址自动获取的时候不能夸交换机；通过询问老师和同学对cisco_Packet_Tracer_5有了比较熟悉的操作，通过网络查询帮助解决了ip自动获取不能夸交换机的问题。
通过本课程设计我知道了自己的不足，对知识的掌握不牢靠，并且动手能力欠缺，虽然进程困难，但是还是收获了不少，懂了团队合作。
特此感谢帮助我的老师和同学们。
参考文献
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[12]张保通.某（中小型）校园网设计方案实例[EB/OL].
附件1
DHCP实验中SWITCH0交换机的配置清单：
Switch#showrun
Buildingconfiguration...
Currentconfiguration:
1131bytes
!
version12.1
noservicetimestampslogdatetimemsec
noservicetimestampsdebugdatetimemsec
noservicepassword-encryption
!
hostnameSwitch
!
interfaceFastEthernet0/1
switchportmodetrunk
!
interfaceFastEthernet0/2
switchportaccessvlan10
!
interfaceFastEthernet0/3
switchportaccessvlan10
!
interfaceFastEthernet0/4
!
interfaceFastEthernet0/5
!
interfaceFastEthernet0/6
!
interfaceFastEthernet0/7
!
interfaceFastEthernet0/8
!
interfaceFastEthernet0/9
!
interfaceFastEthernet0/10
!
interfaceFastEthernet0/11
!
interfaceFastEthernet0/12
!
interfaceFastEthernet0/13
!
interfaceFastEthernet0/14
!
interfaceFastEthernet0/15
!
interfaceFastEthernet0/16
!
interfaceFastEthernet0/17
!
interfaceFastEthernet0/18
!
interfaceFastEthernet0/19
!
interfaceFastEthernet0/20
!
interfaceFastEthernet0/21
!
interfaceFastEthernet0/22
!
interfaceFastEthernet0/23
!
interfaceFastEthernet0/24
!
interfaceVlan1
ipaddress192.168.10.2255.255.255.0
!
interfaceVlan10
ipaddress192.168.3.254255.255.255.0
!
ipdefault-gateway192.168.10.1
!
linecon0
!
linevty04
login
linevty515
login
!
!
End
附件二
DHCP实验中SWITCH1交换机的配置清单：
Switch#showrun
Buildingconfiguration...
Currentconfiguration:
1131bytes
!
version12.1
noservicetimestampslogdatetimemsec
noservicetimestampsdebugdatetimemsec
noservicepassword-encryption
!
hostnameSwitch
!
interfaceFastEthernet0/1
switchportmodetrunk
!
interfaceFastEthernet0/2
switchportaccessvlan20
!
interfaceFastEthernet0/3
switchportaccessvlan20
!
interfaceFastEthernet0/4
!
interfaceFastEthernet0/5
!
interfaceFastEthernet0/6
!
interfaceFastEthernet0/7
!
interfaceFastEthernet0/8
!
interfaceFastEthernet0/9
!
interfaceFastEthernet0/10
!
interfaceFastEthernet0/11
!
interfaceFastEthernet0/12
!
interfaceFastEthernet0/13
!
interfaceFastEthernet0/14
!
interfaceFastEthernet0/15
!
interfaceFastEthernet0/16
!
interfaceFastEthernet0/17
!
interfaceFastEthernet0/18
!
interfaceFastEthernet0/19
!
interfaceFastEthernet0/20
!
interfaceFastEthernet0/21
!
interfaceFastEthernet0/22
!
interfaceFastEthernet0/23
!
interfaceFastEthernet0/24
!
interfaceVlan1
ipaddress192.168.11.2255.255.255.0
!
interfaceVlan20
ipaddress192.168.4.254255.255.255.0
!
ipdefault-gateway192.168.11.1
!
linecon0
!
linevty04
login
linevty515
login
!
end
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全
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