广东邮电职业技术学院布线设计与局域网规划.docx
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广东邮电职业技术学院布线设计与局域网规划
北京邮电大学网络教育学院
毕业设计
设计题目：
广东邮电职业技术学院综合布线系统规划与设计
入学年月_2010年3月
姓名__尹阳泽___
学号1012
专业计算机科学与技术
总站/学习中心广东远程校外学习中心
指导教师______________
完成时间_2012年05月26日
北京邮电大学网络教育学院
毕业设计任务书
学生姓名
尹阳泽
学号
专业
计算机科学与技术（远程/专升本）
职称
所属总站/学习中心
广东远程校外学习中心
通信地址
中山大道西191号邮电学院计算机0916班
邮政编码
510630
E-mail地址
电话
申请是
学位否
远程
函授
设计（论文）题目
广东邮电职业技术学院综合布线系统规划与设计
选题背景（目前从事何工作，毕业设计选题与所学专业与从事工作有何关系）
随着网络的逐步普与，校园网的建设是学校向信息化发展的必然选择。
校园网是一个典型的局域网，它最大的特点是网络规模大，数据传输量大。
通过校园网的规划设计，掌握了网络建设的设计思路和网络工程的组建、管理与维护，巩固了专业所学的知识，让理论在实际中得以应用。
指导教师、指导教师组组长与成员姓名
职称
工作单位与所从事专业
联系方式
设计内容（要求详细到节，有学生独立完成的内容）:
[注意：
选题要结合学生实际工作。
要求写明本设计所涉与的分析方法或技术手段（如定性、定量分析的方法）；要求有学生独立的见解，设计内容要详细写明具体步骤]。
一、局域网规划设计概述
1、局域网基本概念
2、组建局域网的目标
二、需求分析
1、用户总体需求分析
2、对校园网所需计算机的分析
三、校园网的规划设计方案
1、网络拓扑结构的设计
2、信息流量、端口数与端口速率的计算
3、硬件设备的选择
4、软件系统的选择
5、子网与VLAN的划分
6、IP地址规划
7、接入Internet的设计
四、校园网的布线结构设计
五、校园网安全与管理的设计
1、网络安全的设计
2、网络管理的设计
六、投资预算
七、方案论证、评估
学生在该设计中具体完成的工作:
网络拓扑结构的设计、信息流量的统计、端口数与端口速率的计算、硬件设备的选择、软件系统的选择、子网与VLAN的划分、IP地址规划、接入Internet的设计、局域网的布线结构设计、网络安全与管理的设计、投资预算。
主要参考文献、资料（写清楚参考文献名称、作者、出版单位）:
1.《计算机网络》（第5版）.谢希仁.电子工业出版社
2.《计算机网络技术》.施晓秋.高等教育出版社
3．《构建中小企业网络》（第一分册）和（第二分册）.华为认证网络工程师系列教程（HCNE）.华为技术有限公司
4．《构建企业级交换网络》.华为认证高级网络工程师系列教程（HCSE）.华为技术有限公司
5．《网络工程设计与实践》.夏靖波.西安电子科技大学出版社
6.《网络管理综合实训指导书》.毛振寰、蔡文锐.广东邮电职业技术学院
7．《综合布线系统方案设计》.雷锐生.西安电子科技大学出版社
8.《综合布线系统的设计、施工、测试、验收与维护》.余明辉、尹岗.人民邮电出版社
9.《宽带接入技术》.张喜云.西安电子科技大学出版社
教学总站审批意见
教学总站/学习中心：
（盖章）
年 月 日
网院审批意见
审核教师签字：
北京邮电大学网络教育学院：
（盖章）
年月日
北京邮电大学网络教育学院
毕业设计评定表
学生姓名
尹阳泽
学号
专业
计算机科学与技术（远程/专升本）
所属总站/学习中心
广东远程校外学习中心
毕业设计题目
广东邮电职业技术学院综合布线系统规划与设计
指导老师：
年月日
备注
内容摘要
教育信息化是我国信息化的重要组成部分，校园网建设是我国教育信息化的基础。
随着计算机网络技术的发展，校园网建设已取得了可喜的进展。
校园网的建设改变了传统的教学模式、教学方法和教学手段，促进了教育观念、教学思想的转变，大大拓展了教师和学生的视野。
本文对我国学校园网建设现状进行了分析，指出了我国目前校园网建设中存在的主要问题。
同时本文以校园网设计与实现为背景。
从校园网的概念与相关计算机网络技术入手，比较详细地论述了校园网规划与设计的整个过程。
论文简要介绍了校园网的概念，并通过实地勘察、查阅计算机网络技术方面的相关书籍、比较各种组网技术的优缺点，对职教中心学校校园网的组网需求进行了分析，从实用的角度重点论述了校园网的功能、校园网设计原则与设计目标、总体规划（包括网络技术选型、网络分层、拓扑结构、设备选型、网段划分、网络安全、软件选择等）、综合布线、网站规划设计等几个方面，分析了校园网的整体结构，其目的是要建设一个先进、实用的校园网。
关键词：
校园网、网络体系结构、拓扑结构、综合布线
前言
当今社会，计算机技术和通信技术飞速发展。
同时，随着市场经济改革的日益深化，国民经济步伐越来越大，信息社会的到来，计算机网络互连技术已经成为当今潮流。
对于处于教育前沿的学校而言，实施校园网与国际接轨势在必行。
建设一个合适的校园网，对提高学校整体素质无疑是巨大促进，是提高教学水平和管理水平不可缺少的支撑环境。
近年来，校园网络的建设在中学掀起一股热潮，许多中学都建起了自己的校园网，形成了一个覆盖全国的计算机网并通过专线与Internet连通。
这一方面加强了学校与国内外的联系，有利于与时了解国内的信息，有助于提高学校的科研教学水平；另一方面，校园网的建立与以其为基础的管理信息系统的开发，也有利于各学校管理水平的提高。
校园网作为连接学生、教师、科研人员和管理者的中枢神经系统，是学校采用先进的教育和管理方法的基础。
极具现代意识，为了更好地发挥计算机与其网络在教学、科研、管理等方面发挥应有的作用，为全校教师、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境，引入到教学、管理和学习等各个领域。
学校计划在校内建立校园网并与国际互连网（Internet）相连。
根据学校的要求，按照“统一规划、分步实施、讲究实效、安全可靠”的原则，进行了校园网综合系统设计。
一、校园网规划概述
（一）校园网的概念
根据IEEE的描述，局域网LAN技术是“把分散在一个建筑物或相邻建筑物中的计算机、终端、带大容量存储器的外围设备、控制器、显示器、以与为连接其他网络而使用的网络连接器等相互连接起来，以很高速度进行通信的手段”。
校园网是建设在学校区域内为学校教育教学提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络信息系统。
显而易见，校园网就是一种局域网。
校园网作为一种在学校应用的局域网，有其特定含义和应用范畴，概括起来有四个方面的典型应用。
第一，校园网是为学生学习活动服务的，是一种学习工具，它不但是学生与他人之间的交流工具，同时也是学习资源的提供者，有利于学生进行探索学习和协作学习；第二，校园网是为教师的教学和科研活动服务的如提供教学资源、辅助教师备课、参与课堂教学活动和支持教师再学习活动等；第三，校园网是为学校教育教学管理服务的，如辅助学校的学生学籍管理、人事管理、财力管理等；第四，校园网是沟通学校与外面的窗口，利用它既可以从校外获取各种信息，也可以向外发布各种信息。
综上所述，我们可以将校园网定义为，一种为学校学习活动、教学活动、和管理活动服务的校园内局域网网络环境，且它是建构在多媒体技术和现代网络技术之上并与因特网连接的。
从另外的角度来看，校园网是我们实施教育手段信息化的有效载体，它是利用网络设备，通信介质和适宜的组网技术与协议以与各类系统管理软件和应用软件，将校园内计算机和各种终端设备有机地集成在一起，并用于教学、科研、学校管理、信息、资源共享和远程教学等方面工作的计算机局域网络系统，它是以应用为目的的，基于Internet/Intranet技术的计算机网络和它的使用者以与相关规章制度的集合，加强校园网建设，提供计算机辅助教学的网络模式，在校园内部实现教育资源的高度共享，是实施信息化教育手段的有效途径。
校园网的开通，不仅改变了传统的教学模式，教学方法和教学手段，促进了教育观念和教学思想的转变，而且拓宽了教师和学生的视野，有利于培养学生的创造性思维、提高学生获取信息、分析信息、处理信息的能力和适应现代社会的能力。
校园网的开通，从根本上促进了教学、科研人员之间的信息交流、资源共享、科学计算和科研合作，成为高校教育和科研工作最重要的基础设施。
（二）校园网络发展的几个阶段
校园网建设大体上分为三个阶段实施，分别是：
以网络硬件为基础的建设阶段、以信息系统为主的建设阶段和数字校园网建设阶段。
目前，各高校校园网都有一定的规模，大多处于以信息系统为主的阶段，但随着校园网的扩展和新技术的出现，基础网络的建设也在不断的完善之中。
以网络硬件为主的建设阶段，关注的是校园网硬件基础设施建设，提供部分网络基本服务，也进行部分信息应用内容的建设，如电子化图书馆，还有基本的综合管理信息系统。
信息系统为主的建设阶段主要是指各类应用系统的建设。
有了网，有了数据以后就要应用，就要进行内容建设，并继续完善校园网基础设施，以提供更多的基本网络服务，提高水平，同时，建立统一的应用服务系统，原来是一小块一小块地建设，这时就要整合起来。
在校园内信息化普与之后，随着认识和实践的进一步深入，越来越多的人发现，硬件加软件的模式还远不能发挥出校园网的优势，校园网应该建构在全新的教育模式之上而不应依附于传统的教学模式。
这样，第三代校园网的概念便应运而生了，那就是：
“硬件+软件+现代教育模式”。
软件资源和现代教育模式借助硬件网络环境得以广泛应用，便构筑成了新型的数字化校园，虚拟大学建设是这个阶段的主要任务。
现代远程教育、虚拟实验室、个性化服务应该是重点，这也是数字化校园展现魅力的时候。
（三）校园网的特点
校园网应为学校的教学、管理、日常办公、内外交流等各方面提供全面、切实的支持，作为校园网，其应用又有特定的范畴，概括起来有如下七个特点：
1、访问的数据量大。
因为访问的大部分内容都是多媒体素材。
2、访问的时间和人数相对集中。
3、信息的洁净度要求比较高。
因为面对的是学生，不能有庞杂的，不健康的信息。
4、访问的内容比较简单、集中。
5、由于学校不是IT行业，所以要求网络的技术相对简单、稳定。
6、病毒侵入的来源较多。
7、由于资金问题，建网与网络维护的费用相对来说比较紧张。
（四）校园网的建设目标
利用合理的投资，将全校范围内的计算机资源（硬件、软件、资料）使用当今最新的组网技术连接起来，建成一个流畅、合理，可满足目前乃至将来5年可能发生的网络需求的校园网，为全校广大师生带来极为便捷的网络传输与丰富的网络资源,它应能适应各种应用的要求，完成各种形式的信息传递的功能，集成文本，数据，表格，图象，语音，视频的通信，突破传统的数据和音像分割的局面，做到一网多用，避免重复建设。
设立安全可靠的防火墙，保证信息的安全性、可靠性，网络系统的高可用性，将校园网接入公网和教育网，为广大师生开放极其丰富的Internet资源。
最终为教育管理人员、教师、学生达到以下使用服务：
●为教育管理人员服务，使他们能够充分利用网络化办公环境，快速便捷地处理大量教育信息，提高工作效率和管理水平，减轻工作强度。
●为教学人员服务，为他们提供一种先进的辅助教学工具、一个网络备课授课平台、资源共建共享的平台，使他们在更大范围内共享思想与资源，从而提高教学质量与教学水平。
●为学生服务，使他们以全新的学习模式与手段，进行基于网络的自主式、协作式、研究探索式学习，从而全面提高其自身素质与能力。
同时为学生提供了方便丰富的网络娱乐节目。
二、需求分析与校园网设计
（五）校园概况
广东邮电职业技术学院位于中山大道西191号。
本设计涵括综合楼、实验楼、教学楼各一栋，宿舍区7栋的综合布线，信息中心机房设在实验楼5楼，是整个学校的数据中心。
依据招标要求：
学校总共有信息点3117个，采用6类布线系统作为信息传输基础的综合布线系统，其设计的重点是：
整个布线系统选用星型结构，以中心机房为核心，将各栋楼配线架用光缆与中心机房联成一个有机的整体，使系统具备稳定可靠、高速率、标准、开放、灵活、适用、可扩展的性能特点，从而满足新办公楼不同形式的应用要求。
其中综合楼八层，层高3米，三四层为培训机房，每层4间机房，每个机房50台机。
一层为大厅，二至八层为教师办公室，每层10间，竖井于电梯井旁；实验楼六层，层高3.5米，每层3间实验室，其中一至三为实验室，四至六层均为计算机机房，竖井于电梯井旁；教学楼7层，层高3米，每层10间教室，和1间教师休息室，机房布置于楼梯间。
宿舍区有六栋宿舍楼分别为210栋、211和213栋、212栋、214栋、215栋、217栋，层高3米，每栋6层，每层7间房。
如图1-1:
图2-1示意图
（六）设计需求
中心机房与各楼层之间划为核心层，各楼层到房间的信息插座之间划为汇聚层，各房间的信息点接入划为接入层。
分层结构有利于管理，各层之间功能容易实现。
中心机房采用光纤FTTx接入模式接入Internet。
存有大量数据资源、有较大带宽需求的教育城域网网络中心，光缆直接连入当地的ISP。
该学校可申请一条ADSL线路，利用ADSL的公共IP地址建立自己的WWW服务器，实现资源共享。
采用基于端口地址划分的VLAN技术连接校内所有教学楼、机房、办公室中的PC机，能同时支持500用户访问Internet。
外网与校园网之间的ip规划采用PAT技术，以节省申请公有IP地址费用成本。
教学楼综合布线的走廊采用架空式结构，房间内采用线槽布线，楼层管理间有防火墙信号传输设备、电气保护设备和支持工具。
多媒体教室和办公室的信息点由标准RJ45插座构成。
信息点数量应根据工作区的实际功能与需求确定，并预留适当数量的冗余。
信息点汇聚到楼层配线间，再总连接到第五层的设备储藏间进行管理。
实现学校与家长之间的沟通，学校可以申请“家校通”，校领导、老师、家长、学生等会员各自拥有自己相对独立又互相联系的个人主页，便于各会员间网上交流，是网上家校互联的互动社区。
教室办公室要满足教室同时办公，并提供最大帮助，在家能登陆学校办公系统处理事务，首先要配置远程数据处理、联机服务等事务处理服务。
考虑安全性，可以在路由器上配置ACL列表，允许某些用户进入校园网访问和上传下载资源。
网络系统应具有高的可靠性，能长时间连续工作，并有容错措施；具有广泛的软件支持，软件兼容性好，并支持多种传输协议；支持SNMP网络管理协议，具有良好的可管理性和可维护性。
（七）信息点统计
本设计涵括综合楼、实验楼、教学楼各一栋，宿舍区7栋的综合布线，信息中心机房设在实验楼5楼，是整个学校的数据中心。
综合楼八层，其中三四层为培训机房，每层4间机房，每个机房有50个信息点。
一层为大厅，二层、五层至八层为教师办公室，每层10间，每间办公室有6个信息点，则综合楼分布信息点有700个。
实验楼6层，每层3间实验室，其中一至三层均为计算机机房，每个机房60个信息点，四至六层每个实验室有4台计算机，则实验楼分布信息点有576个。
教学楼7层，每层10间教室和一间教室休息室，每间教室2个信息点，每间休息室有5个信息点，则教学楼分布信息点490个。
宿舍区七栋宿舍基本相同，每栋宿舍6层，每层7间房，每个房间需要分配6个信息点，一栋宿舍楼分布的信息点约合252个，则宿舍区分布信息点1764个，校区信息点统计约合3530个。
建筑物
每个工作区信息点数
工作区个数
信息点总数
综合楼
50/6
8/50
700
实验楼
60/4
9/9
576
教学楼
2/5
70/10
490
宿舍区
6
294
1764
园区汇总
\
\
3530
表2-1信息点分布表校园网的规划设计方案
（八）网络拓扑结构的设计
整个学校布线系统以树状结构扩展，以教学楼5楼的中心机房为中心，用62.5/125μm多模光纤分别连接到各楼层配线架，用超五类双绞线从楼层配线架连接到个个信息点，以实现信息点访问互联网和局部的资源共享。
的网络三层结构如下图3所示：
图3-1网络树形三层结构
如上图所示，红色的线为62.5/125μm多模光纤，即从教学楼5楼的网络中心到每一层的楼层交换机都是用62.5/125μm多模光纤光纤相连，核心交换机为1000M的三层交换机，各楼层交换机、教师办公室交换机和机房都是100M交换机，教室办公室和机房等有多终端的房间，用2到3个24口的100M交换机堆叠使用。
黑色线为超五类非屏蔽双绞线，它是局域网组网的主流产品，有楼层交换机连接教师办公室的交换机或机房的交换机，10个多媒体教室直接由楼层交换机引线都教室。
主服务器和备用服务器都放置在中心机房，由核心交换机直接用超五类非屏蔽双绞线连接。
拓扑图中的路由器、防火墙和核心交换机构成了校园网的核心，也就是我们平常所收的网络中心，网络中心性能的好与坏将直接影响整个校园网的性能。
路由器处在网络中心的最顶层，它直接与互联网连接，同时内接校内网中的防火墙。
网络中心的防火墙实在校园网中担当网络防黑的作用，虽然网络中心的路由器也具有防火墙的功能，不过路器的防火墙功能一般不够强大。
校园网的防火墙不但要防止外来黑客的攻击，还要防止内部学生的恶作剧和限制学生访问非法站点。
利用防火墙的MAC地址绑定功能、IP地址过滤、URL过滤等功能，就能为校园网用户提供一个安全的网络环境。
网络中心的核心交换机一般采用支持VLAN的三层交换机，VLAN功能可以帮助管理员管理校园网络，防止广播风暴发生。
汇聚层是每一层楼信息汇聚点，是连接接入层和核心层的网络设备，为接入层提供数据的汇聚、传输、管理、分发处理等，由各楼层交换机组成。
接入层通常是网络中向用户连接或访问的部分。
接入部分是整个校园网路的基础。
接入层目的是允许终端用户连接到网络。
（九）信息流量、端口数与端口速率的计算
互联网业务应用主要有浏览网页、视频点播和下载等应用。
校园网内部应用主要是应用办公、教务管理、FTP等资源的查询访问，随着校园网内部网络服务形式和内容的不断丰富，校园网用户驻留在本地的流量也将大大增长。
由于有块扩展用地需要以后的教学使用，带宽流量需要扩充冗余。
通过统计信息点知道，给每台主机的2M带宽，那么1000*2M=2000M，但一般不可能同时1000个用户上网，配置支持500用户需求就行了，所以需求分析提供的1000M以太网足够校园的宽带需求了。
（十）硬件设备的选择
根据校园用户规模和应用需求，结合本期工程网络拓扑规划和管理要求，本期系统工程交换机选型均采用华为公司的产品，服务器系统与存储系统主要选用联想公司产品，防火墙采用华为公司产品，以下就各产品与主要模块技术
参数说明如下：
1.华为QuidwayAR46-40路由器
基本参数
路由器类型
多业务路由器
产品外观
网络协议
DHCP，VLAN，IPX，DLSw，RIP-1/RIP-2，OSPF，BGP
传输速率
10/100/1000Mbps
端口结构
模块化
局域网接口
2个
其它端口
1个AUX备份口，1个Console端口
扩展模块
4
包转发率
350Kpps
功能参数
防火墙
内置防火墙
Qos支持
支持
VPN支持
支持
网络管理
Console
其他参数
处理器
PowerPC733MHz
产品内存
最大512MB
电源电压
AC100-240V（+/-10%），50/60Hz
产品认证
CE，UL，TUV
产品尺寸
436.2×420×130.5mm
产品重量
18.7kg
环境标准
纠错工作温度：
0-40℃环境湿度：
5%-90%（不结露）
价格18200元/台
2.华为S5700-24TP-SI（AC）交换机
主要参数
产品类型
千兆以太网交换机
产品外观
应用层级
三层
传输速率
10/100/1000Mbps
交换方式
存储-转发
背板带宽
256Gbps
包转发率
36Mpps
MAC地址表
16K
端口参数
端口结构
非模块化
端口数量
28个
端口描述
24个10/100/1000Base-T端口，4个100/1000Base-X千兆Combo口
扩展模块
1个堆叠扩展插槽
传输模式
全双工/半双工自适应
功能特性
网络标准
IEEE802.3，IEEE802.3u，IEEE802.3ab，IEEE802.3z，IEEE802.3x，IEEE802.1Q，IEEE802.1d，IEEE802.1X
堆叠功能
可堆叠
VLAN
支持4K个VLAN、支持GuestVLAN、VoiceVLAN
支持基于MAC/协议/IP子网/策略/端口的VLAN
支持1:
1和N:
1VLAN交换功能
QOS
支持对端口接收和发送报文的速率进行限制、支持报文重定向
支持基于端口的流量监管，支持双速三色CAR功能、每端口支持8个队列
支持WRR、DRR、SP、WRR＋SP、DRR+SP队列调度算法
支持报文的802.1p和DSCP优先级重新标记
支持L2（Layer2）-L4（Layer4）包过滤功能，提供基于源MAC
地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、端口、协议、VLAN
的非法帧过滤功能、支持基于队列限速和端口Shapping功能
组播管理
支持IGMPv1/v2/v3Snooping
和快速离开机制、支持VLAN内组播转发和组播、多VLAN复制
支持捆绑端口的组播负载分担、支持可控组播、基于端口的组播流量统计
网络管理
支持堆叠、支持MFF、支持虚拟电缆检测（VirtualCableTest）
支持端口镜像和RSPAN（远程端口镜像）、支持Telnet远程配置、维护
支持SNMPv1/v2/v3、支持RMON、支持网管系统、支持WEB网管特性
支持集群管理HGMP、支持系统日志、分级告警、支持GVRP协议
支持MUXVLAN功能
安全管理
用户分级管理和口令保护、支持防止DOS、ARP攻击功能、ICMP防攻击
支持IP、MAC、端口、VLAN的组合绑定
支持端口隔离、端口安全、StickyMAC
支持黑洞MAC地址、支持MAC地址学习数目限制
支持IEEE802.1X认证，支持单端口最大用户数限制
支持AAA认证，支持Radius、TACACS+、NAC等多种方式
支持SSHV2.0、支持HTTPS、支持CPU保护功能、支持黑名单和白名单
其它参数
电源电压
AC100-240V
电源功率
<40W
产品尺寸
250×180×43.6mm
产品重量
<1.4kg
环境标准
纠错工作温度：
0-50℃
工作湿度：
10%-90%
存储温度：
-5-55℃
存储湿度：
10%-90%
价格4670元/台
3.华为S1724G交换机
主要参数
产品外观
产品类型
企业级交换机
应用层级
二层
传输速率
纠错10/100/1000Mbps
交换方式
存储-转发
背板带宽
48Gbps
升级会员 