校园网网络课程设计报告验收完成版.docx
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校园网网络课程设计报告验收完成版
淮海工学院计算机工程学院
课程设计报告
设计名称：
计算机网络课程设计
姓名：
学号：
专业班级：
系（院）：
计算机工程学院
设计时间：
2012.12.24——2013.1.5
设计地点：
计算机网络技术室
成绩：
指导教师评语：
签名：
年月日
一、课程设计目的
计算机网络课程设计是计算机及相关专业的实践环节之一，是学习完《计算机网络》课程后进行的一次全面的综合练习。
其目的在于加深对OSI七层模型、TCP/IP模型的各层功能和设计思想的理解，掌握组建计算机网络的基本技术，特别是网络规划、路由器等网络设备的基本功能与选型以及网络应用服务器的基本配置，提高学生的应用能力和动手实践能力。
二、设计题目及要求
以淮海工学院本部校园为背景，设计一个校园网方案。
淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。
现假设：
办公区中各楼宇名及需要的信息点为：
文渊楼（426），行政楼（168），图书馆（106）；教学区中，文通楼（198），工程训练楼（262），化学楼（258），讲堂楼（18），机械楼（336），计算机楼（92），主楼（266），土木楼（140），海洋楼（256）；生活区中每个建筑物里每个门洞设置1个信息点，女生宿舍楼（1392），男生宿舍楼（2077），教师生活区（41），文宇楼（50），医务室（5），食堂（8）。
假设办公区、教学区每个办公室、教室均预留2个信息点，生活区每个房间预留1个信息点，全校使用预留的一个B类Internet地址172.160.0.0，试根据本部校园网的应用需求和管理需求、各建筑物的地理分布、确定信息点个数及信息点分布，设计出本部的校园网方案。
方案中应明确学院网管中心的位置，确定拓扑方案，进行IP地址规划，完成设备选型，注明各种设备、设施和软件的生产商、名称、型号、配置与价格，并分别给出其价格的出处（如网站等），基本确定方案的预算。
要求：
（1）通过资料查阅和学习，了解园区网络规划、设计的一般方法。
（2）参考和研究一些公司和高校/企业园区网的规划和建设方案，结合《计算机网络》课程中所学知识，积极完成设计任务。
（3）认真完成需求分析，并根据需求分析完成园区网络的总体方案设计，确定网络逻辑拓扑结构和所采用的网络技术、主要设备的性能指标，进而完成设备的选型和经费预算。
（4）认真按时完成课程设计报告，课程设计报告内容包括：
课程设计目的、设计任务与要求、设计说明书、设计成果和设计心得五个部分，具体要求见设计报告模板。
三、设计说明书
（一）需求分析
由于现在信息时代的飞速发展，为了能适应当代的信息社会的教育，各大院校的校园网都已经初具规模。
眼下创建校园网已经成为现代教育背景下的必要基础设施，良好的网络管理成为校园网能否正常、有效运行的关键，成为学校提高教学水平的重要途径。
近年来，学校的教学和管理工作不断向着信息处理计算机化、信息交流网络化、信息管理数据库化、信息服务电子化方向发展。
“学习使用网络，用网络进行学习”已经成为一种校园时尚。
形象化、交互性的教学以及海量的教学资源，使计算机网络技术在学校管理和辅助教学、科研活动中显示出其独特的优势，校园网络的建设势在必行。
校园网的建设是利用各种先进、成熟的网络技术和通信技术，采用统一的网络协议（TCP／IP），建设一个可实现各种综合网络应用的高速计算机网络系统，将各系、办公室、图书馆、宿舍通过网络连接起来，与Internet相连，从而使校园网具备教学、管理和通讯三大功能。
建成以后的校园网，将为老师、学生提供可靠的、高速的和可管理的网络环境（如：
对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理）；提供广泛的数据资源共享、丰富便捷的网络应用（如：
实时多媒体视／音频、网络远程教学、网络会议等）；提供各种网络服务（如：
电子邮件、文件共享、WWW信息查询等）。
因此，校园网的建设必须有明确的建设目标：
能够充分利用校园网，扩充各种网络应用，如多媒体课件系统、多媒体教学系统、网络教学系统、图书检索系统等，使其为各学科的教学和实验服务。
上图为学校分布图
1、用户的应用需求
校园网应用系统主要包括教务管理系统、Internet服务系统、多媒体课件制作系统和远程教育应用系统。
教务管理系统：
是校园信息化的应用平台，能为学校师生提供一个网络化、数字化、智能化的方便快捷的办公、教学和学习环境。
由于学校人数较多，且用户的操作也很多，所以要选用好的教务系统，必须是经过多次测试，并且要求易于维护。
Internet服务系统：
为学校师生提供网上浏览、网上查询、远程访问、电子邮件和信息发布等功能，加强学校与国内外的联系，提高学校的科研和教学水平。
远程教育应用系统：
是开展现代远程教育的应用支撑平台。
它包括用于实时教学的双向交互式授课系统，用于非实时教学的视频点播系统，课后进行辅导、答疑、自由讨论、考试的教学辅助系统，教学备课系统，对教学活动进行组织管理的教务管理系统和对学生进行组织管理的学籍与资格认证系统等等。
2、通信需求
在校园网中发生的信息流主要包括三个部分：
教学过程信息流和管理过程信息流和Internet信息流。
需求的流量类型：
客户机/服务器数据,Web,Mail-多媒体教学，VOD，视频会议语音/传真网络管理,将各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。
4．性能需求：
校园网建网的目的之一，是利用网络实现多媒体教学，如：
交互式多媒体课堂、电子阅览室、教师培训等。
多媒体教学的难点在于实现视频信号的传送（如VOD视频点播）。
目前在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟，但传送压缩后的视频数据确是可行的。
办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，能够实现对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作，同时，应该能够满足支持视频传送的要求。
宿舍区子网即在学生宿舍内部连网，用以直接浏览学校发布的信息及查阅一些电子文档资料等。
5．安全与管理需求：
学校的内部信息对一个学校的信息安全相当重要，所以数据存储、传输要有比较完备的保密及备份措施。
例如学校财务账目数据、人事任用及职务信息、学生学籍及各人信息、学生每学期期末考试成绩数据等，这些数据要求易管理、易查询，同时安全性又要高，能够经受的住外部的攻击，并且数据损坏之后，能够用备份迅速恢复。
比如学校学生可以进行查询自己的学习考试成绩但不能擅自篡改自己的成绩数据，外部非相关人员不能够获取学校的人事信息等。
3、信息点和用户需求
淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。
地点
信息点
分区
文渊楼
426
办公区
行政楼
168
图书馆
106
计算机楼
92
教学区
讲堂楼
18
机械楼
336
土木楼
140
海洋楼
256
活动中心
114
主楼
266
文通楼
198
女生宿舍楼
1392
生活区
男生宿舍楼
2077
教师生活区
41
文宇楼
50
医务室
5
食堂
8
4、性能需求
许多网管朋友喜欢特别注重像服务器、核心交换机之关的关键设备，购买这类设备时非常大方，专门选高档的，可在汇聚层和以下的网络设备就非常随意了，有的干脆就沿用早几年淘汰下来的网卡，或者10Mbps集线器。
甚至网线、水晶头、模块之类的小附件也不舍得购买好一点的，总是贪便宜，结果购买的全是非正品。
这要做的结果是很显然的，整个网络性能非常不均衡，瓶颈无处不在，大多数客户端无法享受到服务器、核心交换机所带来的高能性。
因为它们的网卡、所连的交换机、集线器带宽本身就非常窄，上面带宽再宽也没有任何意义。
网络性能与网络安全都遵循一个“木桶”原则，那就是性能取其最差的。
如某一支路上层虽然可达到千兆，可连接到客户机的网卡只是10Mbps，这样客户机最终的性能也只能是10Mbps。
5、安全和管理需求
保证网络管理系统正确运行，保护被管理的目标免遭破坏，包括身份鉴别、密钥管理、病毒预防和灾难恢复等
管理：
具有数据备份和恢复的能力，定时更新等，各种服务的管理，如HTTP、FTP、SMTP、POP3、DNS服务管理等。
安全管理表格如图：
需求类型
要求
备注
保密性
高
防病毒、防攻击
完整性
高
不经授权数据不得修改
可靠性
高
信息正确的传输
数据备份与恢复
较高
暂无
服务管理
一般
如HTTP、FTP、SMTP管理等
（二）网络系统的方案设计
第二阶段在用户需求分析的基础上，进行网络系统的方案设计，这是网络工程和系统集成的核心。
网络系统的设计技术复杂，涉及面广，考虑因素很多，为了使整个网络更合理、经济，性能更良好，在设计过程中应遵循以下原则：
1、兼顾先进性和实用性：
既要保证先进性，适应新技术发展的潮流，选用的设备应技术先进且成熟，市场占有率高，网络上的管理和应用系统具有先进的客户机／服务器或Browser/WebServer/Database多层计算结构模式，能够支持多媒体信息传输，也要注重实用和成效，紧密结合具体应用的需求。
2、注重开放性和可扩充性：
网络通信协议和接口符合国际标准，并应是今后发展的主流，网络软硬件设备应支持广泛流行的协议标准TCP／IP、HTTP、LDAP、SSL、SNMP、RMON等，从而保证与其它系统或异构网络互连，具有良好的开放性和兼容性。
网络易于升级扩展，易于增添新设备、新用户，网络和软硬件都应具有良好的可伸缩性，以适应应用规模和负载的变化，并随着未来需求的增长能不断延展和扩充。
3、注意安全与可管理性：
采用成熟的技术，软硬件应具有良好的可靠性，提供不少于设备制造商规定的质量保证，数据的存贮和访问应具有灵活而又坚固的安全机制，确保信息安全与保密。
随着网络规模扩大和系统复杂程度的增加，网络管理维护和故障排除任务就变得越来越重要，设计方案应提供先进的体系结构和完善的网络管理工具，使网络易于管理和维护。
4、单位需求为前提原则：
坚持以单位具体需求为校园网信息系统方案设计的根本和前提，同时，也要注重源于需求又高于需求的原则，注意用专业化的技术思想来帮助校方进行校园网的规划与设计，确保校园网的实用性、先进性和便于扩展性。
5、品质与成本匹配原则：
选择品质最好的设备不一定是最佳方案，成本因素也是一个不容忽视的问题，只有将品质与成本实现最佳匹配，才是一个最优秀的方案。
具体设计内容如下：
（1）主干网连接技术。
主干网采用交换式1000M以太网连接技术。
在该方案中，网络中心、教学楼节点和图书馆节点之间采用光纤通过1000M交换机进行连接。
即保证了主干线的1000M带宽，又保证了主干线的冗余。
该网络采用三层结构，核心层，汇聚层和接入层。
使用路由器和外面网络进行互联，内部网络中主要以三层交换机为主。
在接入层的交换层的设备中主要选择48口的交换机，以便以后的扩展。
同时通过不同的网络都能对校园网进行访问。
（2）在设计该校园网时，就已经考虑到真个网络的安全和可靠性要求，在与外部网络相连之间用防火墙进行间隔，实现了内部网络相对于外网来说是隐蔽的。
从而实现对内网的保护。
在硬件可靠性方面，我们坚持在设备选用时选用一些在国内外比较知名的品牌，防止因为产品的不合格，而导致整个网络的崩溃。
对交换机的采购中，我们选择的都是三层结构的交换设备，能够对其进行控制和管理，因为对交换机可以做些必要的设置，以适应真个网络的运行。
（3）整个网络中，我们搭建了FTP服务器，WEB服务器，其中FTP实现文件上传下载，WEB服务器实现校园网站的工作，NFS服务器实现在整个校园网中共享文件的管理。
（4）在网络设计中，对布线进行了详细的设计，使得用线尽量的少，节省耗材。
使在网线这个方面的投入暂居不是很大的比重，将网络的重点放在交换机和服务器上。
从而构建出一个既经济又实用的网络。
（5）网络的总体拓扑结构（以计算机楼做为网络中心）
（三）设备选型
第三阶段是根据网络设计方案完成设备的选型。
各种设备的选择，首先应能满足网络方案中对设备的性能、配置要求，保证网络的正常运行，同时，设备的选择还应选用技术先进成熟的主流厂商的设备，保证设备的可靠运行，并可持续运行一般时间，同时可以获得良好的售后服务。
当然设备的选型必须在用户的经济能力可承受的范围内，注意经济性和实用性。
设备的选型还要注意到管理与维护的要求，设备所遵从的标准与协议，保证可与其它设备之间的配合和兼容。
在了解网络的三层体系结构时，对于每一层的设备选取有所不同，根据每一层的特点以及完成的功能不同，合理的选择设备会达到事半功倍的效果。
在校园网络的规划中，我们也要熟悉和掌握三层网络协议以及实现的过程，这样在组网的过程中可以针对每一层的不同特点去选取合适的设备。
网络设备选型一般遵循如下原则：
·可靠性高。
·可扩展性、可升级性好。
·性能价格比高。
·生产厂商实力雄厚，售后服务良好。
1.计算机楼
它是网络中心，由于该楼有92个信息点，所以需要2个48口交换机。
它的结构如下：
2.讲堂楼
它是教学区的，该楼有18个信息点，也选用48口交换机，只需1个，多的部分为以后的扩充做准备，结构与计算机楼类似。
3.机械楼
该楼属于教学区，有336个信息点，需要7个48口交换机。
结构与计算机楼类似。
4.土木楼
该楼属于教学区，有140个信息点，需要3个48口交换机。
结构与计算机楼类似。
5.海洋楼
该楼属于教学区，有256个信息点，需要6个48口交换机。
结构与计算机楼类似。
6.活动中心
该楼属于教学区，有114个信息点，需要3个48口交换机。
结构与计算机楼类似。
7.主楼
该楼属于教学区，有266个信息点，需要6个48口交换机。
结构与计算机楼类似。
8.文通楼
该楼属于教学区，有198个信息点，需要5个48口交换机。
结构与计算机楼类似。
9.文渊楼
该楼属于办公区，有426个信息点，需要9个48口交换机。
结构如下：
10.行政楼
该楼属于办公区，有168个信息点，需要4个48口交换机。
与上图相似。
11.图书馆
该楼属于办公区，有106个信息点，需要3个48口交换机。
结构如下：
12.女生宿舍楼A区
该楼属于生活区，有1392个信息点，需要29个48口交换机。
结构与计算机楼相似。
13.男生宿舍楼B区
该楼属于生活区，有1477个信息点，需要31个48口交换机。
结构与计算机楼相似。
14.男生宿舍楼D区
该楼属于生活区，有600个信息点，需要13个48口交换机。
结构与计算机楼相似。
15.教师生活区
该楼属于生活区，有41个信息点，需要1个48口交换机。
结构与计算机楼相似。
16.文宇楼
该楼属于生活区，有50个信息点，需要2个48口交换机。
结构与计算机楼相似。
17.医务室
该楼属于生活区，有5个信息点，需要1个48口交换机。
结构与计算机楼相似。
18.食堂
该楼属于生活区，有8个信息点，需要1个48口交换机。
结构与计算机楼相似。
核心交换机：
核心交换机应具备高性能、高可靠性、适应多种应用需求、高伸缩性、高安全性以及易于管理等特性。
选择思科的CiscoCatalystWS-C4507R-E核心交换机，其性价比较高，且是大品牌，售后的服务比较好。
1.思科的CiscoCatalystWS-C4507R-E核心交换机。
报价：
$20990=130778元
2.电源
选择CISCOPWR-C45-4200ACV电源报价：
21814元
电源的选择必须与交换机配套，不然不能使用。
http:
//www.ciscochina.cc/CN/ProductSale/Product_Show.asp?
ProductID=463
3．板卡
CISCOWS-X4448-GB-RJ45
报价：
26999元
4．机箱
CISCOWS-C4506机箱报价：
27600元/台
品牌：
CISCO
传输速率：
1000Mbps
型号：
WS-C4506
设备类型：
企业级交换机
传输模式：
全/半双工自适应
端口数：
8口以下
OEM：
否
质保：
一年（年）
电源电压：
220（V）
汇聚层交换机：
在网络中，汇聚层主要负责连接接入层接点和核心层中心，汇集分散的接入点，扩大核心层设备的端口密度和种类，汇聚各区域数据流量，实现骨干网络之间的优化传输。
汇聚交换机还负责本区域内的数据交换，汇聚交换机一般与中心交换机同类型，仍需要较高的性能和比较丰富的功能，但吞吐量较低。
汇聚层交换机和核心层交换机的作用与接入交换机不同，它们承担了网关和三层路由转发功能的重担。
1.选择思科的CiscoCatalystWS-C4506-E,报价:
$10490=65358元
2.板卡同上
接入层交换机：
接入层网络作为二层交换网络，提供工作站等设备的网络接入。
接入层在整个网络中接入交换机的数量最多，具有即插即用的特性。
对此类交换机的要求：
一是价格合理；
二是可管理性好，易于使用和维护；
三是有足够的吞吐量；
四是稳定性好，能够在比较恶劣的环境下稳定地工作。
接入层的网络设备通常是位于一个网络的最下一层，对于这个层面上所使用的网络设备，最关键的功能就是做好终端用户的数据交换处理工作。
1．选择思科的CISCOWS-C4503-E,报价:
$2090=13021元
2．板卡同上
服务器：
IBMSystemx3850X5（7143I19）是一款4U机架优化式企业服务器，标配两个IntelXeonE7-4807处理器，可从双处理器系统扩展为四个处理器，并可以添加第二个系统，以便创建一个八处理器系统。
IBMSystemx3850X5（7143I19）标配16GB（4×4GB）DDR3内存，最大可扩充至3TB，模块化的构建设计使您能够按照当前需求自定义系统，满足当前使用需求，同时提供一种简便、经济有效的升级途径。
系统为MicrosoftWindows2008Server中文版，数据库软件为MicrosoftSQLServer2008企业版。
主要参数：
应用类型 企业级最大CPU数量4
产品机型机架式标准内存容量16GB
标准内存容量16GB最大内存容量3TB
架构类型4U最大硬盘容量4.8TB
CPU型号IntelXeonE7-4807额定电压220V
标配CPU数量2额定功率1975W
扩展插槽7个PCIExpress扩展插槽
内部硬盘架数最大支持8块串行连接的SCSI（SAS）或16块SASSSD硬盘
报价：
53300元
MicrosoftWindows2008Server中文版报价:
22000元
MicrosoftSQLServer2008企业版报价:
270000元
硬盘：
IBM300G/10000转/SCSI/热插拔（40K1025）报价：
3900元
服务器硬盘
300GB
接口类型
SCSI
接口针数
80针
传输规范
Ultra320SCSI
盘体尺寸
-
硬盘转数
10000rpm
防火墙：
防火墙的作用主要是保证对主机和应用安全访问；保证多种客户机和服务器的安全性；保护关键部门不受到来自内部的攻击、外部的攻击、为通过Internet与远程访问的雇员、客户、供应商提供安全通道。
同时防火墙的安全性还要来自其良好的技术性能。
一般防火墙具备以下特点：
广泛的服务支持，通过将动态的、应用层的过滤能力和认证相结合，可实现WWW浏览器、HTTP服务器、FTP等；对私有数据的加密支持，保证通过Internet进行虚拟私人网络和商务活动不受损坏；客户端认证只允许指定的用户访问内部网络或选择服务，是校园网络与分支机构等安全通信的附加部分；反欺骗，欺骗是从外部获取网络访问权的常用手段，它使数据包好似来自网络内部。
Firewall-1能监视这样的数据包并能扔掉它们；C/S模式和跨平台支持，能使运行在一平台的管理模块控制运行在另一平台的监视模块。
选择思科的CISCOPIX-535-UR-BUN防火墙。
报价：
$41993=261742元
出口路由器：
选择思科的CISCO7204VXR/255,报价：
15750=98169元
网络管理软件:
网络管理是保证网络正常运行的关键因素。
有一个合适的局域网管理软件来监控管理网络，就可实时查看全网的状态，检测网络性能可能出现的瓶颈，并进行自动处理或告警显示，以保证网络高效、可靠地运转。
局域网管理软件可以帮助企事业单位实现监控局域网的全方位管理：
网络行为管理、禁止usb、qq聊天内容监控、qq外发文件记录、邮件记录、流量控制、资产管理、程序控制、打印记录、文件操作记录、屏幕监控等；同时，局域网管理软件还可以有效限制局域网计算机上网速度，防止个别电脑过量占用局域网带宽的行为，从而可以实现带宽的均衡分配，保证网络资源的充分、合理、高效利用。
选择司科的CWM-5HK15.1.XX,报价:
$105000=654205元
教务系统:
教务系统可选择方正的教务系统,价格约为500000元,需要专人与卖方沟通,多退少补.
图书管理系统：
价格约为500000元,需要专人与卖方沟通,多退少补.
主机:
1.主板报价:
4999元
华硕MaximusVExtremeZ77
主要参数
2.CPUIntel酷睿i7990X报价:
6300元
3.电源
TtToughPower1500W（W0171）报价:
2480元
4.内存
宇瞻捷豹战神4GBDDR32400报价:
3900元
5.硬盘
希捷ConstellationES企业级2TB7200转16MBSA
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