《网络工程实践》课程设计格式计科09102班童侃.docx
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《网络工程实践》课程设计格式计科09102班童侃
网络工程实践课程设计报告
题目：
200个机位网吧规划设计
学生姓名：
童侃
学号：
200917010241
专业班级：
计算机科学与技术09102班
同组同学姓名:
周波、姚梦楠、徐木兰
指导教师：
聂方彦
设计时间：
2012年下学期第17周
指导老师意见：
评定成绩：
签名：
日期：
2012年12月30日
摘要
随着计算机网络的飞速发展，软件和硬件的不断成熟，计算机速度已经是我们越来越关心的问题。
系统集成就是在这种情况下出现的一种提高性价比的方案。
在网络技术高度发展的今天，人们的生活都已离不开网络。
网络成为人们
除了书刊之外主要的了解即时信息的工具。
但是即使是这样，现在人们的经济
现状却不容许每个人都拥有自己的计算机，网吧就孕育而生。
它解决了人们对
网络使用的渴求。
做为一个大规模的网吧，除了要求硬件之外，管理软件也是
不可或缺的。
同时，它也是一个综合布线实际运用的例子。
布线做得好，不仅
可以节约成本还可以提高公共场所的安全性。
对于一个网吧来说，存储的容量需要是很大的，节约成本和提高安全性是
一个管理人员不得不考虑的问题。
本方案考虑到实际需要，从而采用了现今流
行技术构建网吧系统解决方案。
一、课程设计的目的和意义
自1995年在北京白石桥出现第一家网络咖啡店，各类型网吧籍其集娱乐、商务、教育等多元化应用于一身的功能在全国各地如雨后春笋般地迅速发展起来。
随着客户群对网络应用的依赖性越来越强，网吧已不再仅仅局限于浏览网页、收发邮件、聊天、听歌、打游戏等个人娱乐的功能，而是逐步走向正规化、多元化、商业化。
新型的网吧网络系统必须同时具备数据、语音、无线等流行业务，符合各个消费群体。
一些大型的网吧还提供如视像聊天、VOD点播、教育培训、金融服务、网上销售、IP电话、商务会议、大型的网络产品展览或者活动等服务。
而网吧的规模也从最开始的几台计算机逐渐发展到上百台、上千台的规模，有的还具备了IP电话、各种应用服务器等网络设备。
网吧的业务在蓬勃发展，网吧之间的竞争也越来越激励，高质量的网络环境、优质的服务、廉价的收费也成为各网吧的竞争筹码。
要保证高质量的服务就必须依赖性能高的硬件设备，主要包括主机和网络设备，而网络设备是整个网吧的核心，为了在激烈的竞争中立足，对于网吧的经营者而言，选择一套质量好、功能齐全、安全性能较高、综合成本低、维护方便、简单的网络设备，是网吧经营者首先要考虑问题。
然而，随着各种Internet应用的增加，也导致网吧的安全性问题越演越烈。
一些未授权用户对网络的入侵日益频繁，黑客会通过网络试图控制网吧内部的服务器并访问、破坏数据，并进行非授权的使用；操纵共享的网络资源；通过修改网络设备的配置，来破坏传输的正确性和传输效率，干扰网络的基本功能；发送欺骗性的数据报，干扰正常的流程；发送邮件炸弹和垃圾邮件；发送拒绝服务的攻击等等。
除了外部网络带来的安全威胁外，内部网络的管理也相当重要，由于网吧的顾客来自五湖四海，个人素质各有参差，通过网吧访问一些非法的、黄色的网站的现象屡见不鲜，严重影响其他客人的正常活动，而且由于没有采取措施对一些敏感网站、色情网站和发播病毒的网站进行封锁，网吧经常成为网络病毒肆虐的集散地，而这一些因素最终导致网吧的网络速度、质量在短时间内急速下降。
因此，在提供高质网络服务的同时，保障网络的安全也非常重要，而一个有效的安全策略应该是对其保护的网络提供审计和监视功能。
安全监视的目的是检测网络中发生的改变，并确定这些改变是否对网络安全带来威胁。
它可以通过实施入侵检测系统（IDS）/入侵保护系统（IPS）来完成。
IDS/IPS可以保护网络不受来自内部的安全破坏；保护DMZ（如服务器群等）区域内的设备；确保不会建立穿过防火墙的隧道对网络系统进行破坏；阻挡DOS/DDOS攻击。
在网络基本普及的今天，普通的游戏网吧已经不合时宜，只提供上网服务也已经满足不了大多用户的需求。
而新型的网吧也应运也生。
新型的网吧，上网服务已经只是成为其中的小部分，语音电话（VoIP）、视频点播、网络会议等等的业务将为网吧开拓新的消费群体，为未来网吧的多业务盈利做好了准备。
二、课程设计的内容和要求
项目的需求分析
1、项目概述
我国对计算机网络的建设投入了大量的人力和物力，在短短的几年中，已经从最初仅仅局限在教育科研单位的网络，迅速发展到今天遍及全国的包括教育、科研、商业、民用各个方面的数个大型网络，面对这样大的计算机网络的信息那些没有计算机和没有上网条件的人怎么办呢？
网吧在此时机应运而生。
世界第一家网吧是1994年在伦敦开业，我国的网吧行业是在1998年左右兴起。
此网吧是一家可以容纳200人的大型网吧，网吧开设不同的分区来满足不同人群的需要并安装自己的服务器，如电影服务器、游戏服务器德等，来从根
本上解决网络速度，时提供一些服务。
我们要从网络的软硬件和各项服务项目上来提升网吧有知名度，后期的工作和在此行业的发展打下基础。
2、项目设计的原则
综合布线同传统的布线相比较，有着许多优越性，是传统布线所无法比及的。
其特点主要表现为它的兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性。
而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。
兼容性：
综合布线的首要特点是它的兼容性。
所谓兼容性是指它自身是完全独立的而与应用系统相对无关，可以适用于多种应用系统。
综合布线将语音、数据与监控设备的信号线经过统一规划和设计，采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等，把这些不同信号综合到一套标准的布线中。
由此可见，这个布线比传统布线大为简化，节省大量的物资、时间和空间。
开放性：
该系统采用开放式体系结构，符合多种国际上现行的标准，它几乎对所有著名厂商的产品都是开放的，并支持所有通信协议。
灵活性：
该系统采用标准的传输线缆和相关连接硬件，模快化设计，所有通道都是通用的，而且每条通道可支持终端、以太网工作站及令牌网工作站。
所有设备的开通及更改均不需改变布线线路，组网也可灵活多变。
可靠性：
该系统采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息传输通道，所有线缆和相关连接件均通过ISO认证，每条通道都要采用专用仪器测试链路阻抗及衰减率，以保证其电气性能。
应用系统全部采用点到点端接，任何一条链路故障均不影响其它链路的运行，从而保证了整个系统的可靠运行。
先进性：
该系统采用光纤和双绞线混合布线方式，极为合理地构成一套完整的布线。
所有布线均采用世界上最新通信标准，链路均按8芯双绞线配置。
5类双绞线的数据最大传输率可达到155Mbps，对于特殊用户的需求可把光纤引到桌面。
干线语音部分采用电缆，数据部分采用光缆，为同时传输多路实时多媒体信息提供足够的裕量。
经济性：
虽然综合布线初期投资比较高，但由于综合布线将原来相互独立、互不兼容的若干种布线集中成为一套完整的布线体系，统一设计，统一施工，统一管理。
这样可省去大量的重复劳动和设备占用，使布线周期大大缩短。
另外，综合布线系统使用简单、方便，维护费用低，可以满足三维多媒体的传输和用户对ISDN、ATM的需求。
可见综合布线系统具有很高的性能价格比。
根据以上种种特性需求，网络设备核心层、汇聚层、接入层产品、防火墙和管理系统选型上，我们推荐选择锐捷网络全套产品构架校园网络。
锐捷网络是国内领先的网络厂商，教育行业第一品牌；其对教育行业有着深刻的了解，其产品、方案与服务在教育行业有成熟和广泛的应用，而且能通过智能、安全及可靠的网络设备连为一体，来构建网络系统的设计目标，保障其顺利进行。
结合实际建网情况和前期网络建设，在充分研究了目前国内外网络界对园区网设计所采用的各种网络主干技术,并充分考虑到技术发展的主流和趋势后，建议选择万兆以太网为目标，构建本期国际标榜职业学院的网络建设，设计“万兆可扩展、千兆主干、百兆交换桌面”的网络拓扑结构，根据需求分析，结合对应用系统的考虑，提出本期网络系统的设计目标：
高性能、高可靠性、高稳定性、高安全性、可运营、可管理、可增值的智能安全网络。
3、设计实现的功能
1.可进行网页浏览、网络聊天、收发邮件等
2.网吧设有视频服务器，进行观看网吧自己的电影
3.网吧设有游戏服务器，可进行高速的网络游戏、单机游戏和休闲游戏
4.用网吧的管理机对网吧的电影和游戏以及各种补丁进行快速实时的更新
5.收银机可对每台客户机进行上网时间等信息的监控。
4、市场需求调查表
项目
说明
网吧地理位置分布
高校附近或者年轻人聚集地
人员组成和分布
管理员、普通客户、贵宾
外网连接方式和类型
通过路由器外接电信和联通
未来三年内发展状况
用户节点可能增加到300个以上，并向娱乐与上网消费综合化
现有可用资源
无
投资预算
5、用户性能需求表
项目
说明
接入速率需求
局域网内达到至少100Mbps，广域网达到至少100Mbps
扩展性需求
交换机采用模块化结构以便扩展，服务器组件能够更新和扩展
吞吐速率需求
交换机吞吐速率应与接入速率相适应
响应时间需求
局域网内响应时间为1ms-2ms，广域网为60ms-1000ms
并发用户数量
支持一个网段内的所有用户同时访问
磁盘读写性能需求
服务器磁盘传输速率从应达到320Mbps左右，延迟时间短，死机现象少
可用性需求
服务器和工作站应具备长时间工作能力，并且在发生故障是应能够具备良好的自愈能力
误码率需求
误码率应较低，约10-8——10-10
6、网络功能需求表
项目
说明
是否需要网络管理系统
需要
是否需要服务器管理系统
需要
是否需要第三方数据备份和容灾系统
需要
是否需要网络存储系统
需要，针对电影服务器
是否需要DNS，DHCP服务器
不需要
服务器特殊功能需求
是否支持内存镜像和阵列
需要
初始磁盘数量和容量配置
根据需要而确定，但要预留一定空余容量
磁盘阵列类型和级别
RAID5
是否支持服务器群集
支持
其他功能需求
交换机特殊功能需求
第三层路由
核心和汇聚层交换机支持三层路由
VLAN
具备划分VLAN功能
QoS
支持
Web管理
支持
数据交换
支持
其他功能需求
路由器特殊功能要求
网络隔离
支持
流量控制
支持
身份认证
支持
数据加密
支持
Web管理
支持
其他功能
7、应用需求表
项目
当前以及将来三年的应用需求
期望的操作系统
WindowServer2003/2008
WindowXPProfessionalSP3，
WindowVistaSP1
期望的办公系统
Office2007
期望的数据库系统
SQLServer2000/2008
打印、传真、扫描服务
支持打印、复印、传真、扫描
网站系统的应用
需要开发网站
邮件系统的应用
不需要
内网主要应用
视像聊天、VOD点播、IP电话、商务会议、游戏对战
外网主要应用
视像聊天、浏览网页、收发邮件、聊天、听歌、IP电话、打游戏等个人以及联机娱乐
其他应用需求
三、课程设计的相关特点及优势
（1）本方案采用'千兆干线，百兆交换到桌面”的设计思路，各骨干线路均为1000M光纤。
（2）所采用的骨干产品都支持802.1Q标准VLAN和IGMP组播协议，全部支持网管到桌面。
网络建成后，能很好地满足网吧的各项业务应用需求，达到了预期目的。
（3）骨干网通过高速线路接入INTERNET，网吧内实现主干千兆交换、百兆到点，整个网吧内实现无阻塞通信。
其中网络中心可通过划分VLAN，MAC地址绑定来控制不同类别用户的访问权限和浏览站点，网络设备支持IGMP组播与802.1P优先级协议，为VOD、多媒体娱乐等丰富应用的开展打下了坚实的基础。
（4）本方案设计过程中的重点在其网络结构和服务器群，使其两者有机配合才能真正充分发挥大网吧的优势。
四、课程设计过程
1、网吧逻辑拓扑图
由于网吧的条件千差万别，对方案的要求也五花八门，这就要求网络设备提供商能够具有强大的网络产品和解决方案定制能力；此外，网吧经费有限，因此也不会有很多财力用于网络建设，这就要求网络产品还必须具有极高的性价比优势。
在对各网络设备、性能和价格考察比较之后，大型网吧的网络决定采用：
三层中心交换机（加X个千兆模块）+堆叠交换机（加1个千兆模块）作为接入层的网络结构，满足了大型网吧网络对性能、应用、成本等方面的要求。
1、网络中心设备
中心机房的网络设备选用模块化三层交换机，根据需要灵活地选择不同的扩展模块,实现各种配置组合，在将来进行网络升级时，可通过扩展模块，便于保护现有的网络结构及投资。
现根据现有网络的需要，主干交换机配1个路由模块具有三层交换功能，配5个的千兆光纤模块,配1个10/100M自适应的RJ-45口模块，为了管理方便再配1个管理模块，服务器可选用3—4台多CPU的SCSI磁盘RAID的专业服务器和几十台普通电脑DIY服务器组成服务器群，路由器可选用模块化路由器作为与Internet的网关和拨入服务器。
配备1台用于网络管理的工作站装上网管软件，即可进行网络的配置与管理。
2、二级交换设备
选用千兆堆叠交换机组，由可堆叠交换主机和可堆叠交换从机组成无阻塞星型拓扑堆叠结构，可提供上百个10/100M自适应RJ-45口（视具体设备而定，网吧这种大流量网络要求以100口左右为一虚拟子网比较稳定）。
堆叠方式可提供高Gbps的背板带宽。
2、网络层次设计
二百台以上的网吧，可以采取接入层、汇聚层、核心层三个网络层次的设计。
接入层，对于二百台的机器来说，选择一个合理的接入设备，是最关键的，而且我们要根据接入设备选择合适的带宽。
我们可以简单计算一下网络带宽来决定网络接入设备的总带宽，每台机器最大的网络流量200KB字节计算，二百台机器是40000KB字节左右，加上30％的网络损耗，网络总带宽应该为52000KB字节，我们的光纤初步可以选择为60MB的接入。
当然了，为了加快网络速度，你也可以选择百兆的接入点。
这样看来，我们的网络接入层可以选择为百兆设备。
接入带宽计算出来了，我们就选择网络接入设备，是用硬件路由器，还是用软路由。
对于网吧来说，我个人感觉还是用软路由。
硬件路由器，国内的生产厂商的技术不是太成熟，国外的产品，主要是针对于ISP接入商或对网络功能要求较高的用户而设计，并不适用于我们的网吧。
硬件路由器与软路由的一个最大的区别就是硬件路由器的功能多而强大。
在软路由方面，我们可以用以下选择，Smoothwall、Icpop、RouteOs、Linux等软件，比较看来，K71g兄弟制作的软路由，功能还是比较强大，而且速度不次于专业的电信级路由器。
核心层
核心层是整个局域网的关键部分，由于网吧内部的数据交换量特别大，因此，我们在选择核心层设备的时候，一定要选择一款合适的网络设备。
二百台机器的网吧，至少要选择千兆的三层交换设备，支持VLAN功能，划分VLAN是我们的必选之路 三层交换的背板带宽不能低于64Gbps，而且要支持MAC地址学习功能，MAC地址表不能小于32KB 网络设备，支持网络管理功能，方便我们的管理和维护 汇聚层网络设备的端口数量，网络端口数量少些。
重要的是最好选择模块化设备，方便以后我们的网络升级和改造。
汇聚层
汇聚层是整个局域网的重要部分，由于网吧内部的数据交换量特别大，因此，我们在选择汇聚层设备的时候，一定要选择一款合适的汇聚层网络设备。
二百台机器的网吧，可以选择千兆的三层交换设备，支持VLAN功能，划分VLAN是我们的必选之路 三层交换的背板带宽不能低于32Gbps，而且要支持MAC地址学习功能，MAC地址表不能小于32KB 汇聚层网络设备最好支持网络管理功能，方便我们的管理和维护 汇聚层网络设备的端口数量，最好要比我们设备的网络端口数量多出一些，方便以后我们的网络升级和改造。
虽然我们的接入层选择的是百兆网络设备，由于我们网吧中，相当大一部分数据流量，不必经过接入层，因此我们在选择接入层的网络设备时，没有必要与汇聚层网络设备同步。
接入层
接入层是整个网络中间层，连接着汇聚层和网络节点，是决定我们整体网络传输质量的很重要的一个环节。
交换层的网络设备，首选千兆，考虑到成本的话可以选择百兆。
接入层设备选择时，需要满足下列要求：
支持千兆传输带宽，背板传输大于16Gbps，支持MAC地址学习功能，MAC地址表不能小于8KB。
3、网络设备选择
设备的选型是网络设计当中非常关键的部分，严格的选型可以达到最佳的效果，即系统相对独立，升级简便，组网方式灵活，以保护现有投资和未来的发展。
所以为了满足网吧目前的需求，立足长远发展，网络设备的选型除了依据提出的需求外，还需遵循上面的设计原则。
此次建设的网吧网络有三个层次节点：
1）核心节点；
2）汇聚节点；
3）接入节点；
这三类节点，对设备的选择有不同的考虑。
3.1路由器选择
采用NuR5235G是网吧专用的高端产品，可以支持110000个并发连接（最高支持400个客户端）：
提供3个WAN端接口，以及4个千兆LAN口在成倍增加带宽的同时提供了更多的内网接口。
NuR5235G支持固定IPADSL拨号（PPPoE）、CableModem等多种接入方式（或组合）支持基于Port和IP的过滤机制，支持虚拟服务器和DDNS以及欣向专有的双向端口映射技术---便于用户架设自己的网游服务器，内置了欣向公司独有的三种负载平衡机制和QoS机制，均衡利用带宽及分配内网流量。
3.2交换机选型
目前在Csico公司中，用于企业局域网的交换机系列性价比较高就是CiscoCatalyst6500系列。
这一方案中的网络结构，核心层采用同时支持第二、三和四层的电信企业级CiscoCatalyst6500系列核心交换机，根据不同网络规模和应用需求，可以有3槽、6槽、9槽和13槽的机箱不同硬件和性能配置选择；汇聚层也可根据不同的网络规模和应用需求可选用支持第二、三和四层的Catalyst4500系列交换机的不同型号，如7个插槽的CiscoCatalyst4507R、6个插槽的CiscoCatalyst4506和3个插槽的CiscoCatalyst4503；接入层则可选用运行第二、三层的Catalyst3750系列中的Catalyst3750G-24TS或者Catalyst3750G-24T型号交换机；或者可选择二层的CiscoCatalystExpress500系列交换机。
在本方案中，核心层采用机箱结构的模块化交换机，汇聚层交换机支持堆叠，不仅可扩展性能得到高度保障，而且对于各种类型和复杂程度的应用均可以通过它们所提供的各种类型、用途和带宽端口实现。
本设计方案参照ISO/IECISO11801 ANSI/TIA/EIA568A及江苏省地方标准之结构化综合布线系统的有关规定设计，采用符合超5类标准的布线线缆和连接硬件，并由公司认证的设计人员设计，以确保整个系统的规范和质量。
本系统支持语言和数据（图像、多媒体）传输，可满足快速以太网、ATM155Mbps/622.5Mbps及千兆以太网等应用场合。
3.3UPS选型
UPS选型综合描述
在局域网中配置UPS（不问断电源）是非常必要的，特别是对于服务器和一些关键应用的用户机，它可以在市电网供电停止的情况下继续给相应设备提供电源，以备这些设备完成数据存储和正常退出，而不会出现因断电而造成系统或数据损坏和丢失
一个典型的网吧局域网通常拥有服务器、网络交换机、路由器、网管工作站、数据存储器、，PC、打印机以及其他各种终端设备。
由于网吧的节点数量多，而且各个节点可能分散在不同的地点，这样就会有位于不同地点的多台UPS需要维护，因此，在网吧中使用的UPS有其自身的特点，在选型和配置时必须加以注意。
在UPS选购方面，我们应当着重注意以下几个方面：
品牌，类型，功率容量。
现在市场上常见的UPS品牌主要有山特、山顿、APC、飞瑞、致茂、HP等，最好选择这些经受过市场考验，并得到广大用户认可的品牌。
在我国，主要是以山特、APC、山顿等少数几个品牌的UPS产品应用最广。
目前主要有离线式、在线式和在线互动式3种UPS电源，虽然从理论上来说在线式最好，但要注意同时它的价格也是最高的。
UPS的价格除了与品牌和种类有密切关系外，还与所提供的功率关系密切，通常当然是功率越大，价格越高。
所以，从经济角度来考虑的话，也要根据具体应用选择不同功能的UPS电源。
当然UPS的最大功率一定要比所连接负载的总功率高20％~30％，这样才能使UPS更好地为负载供电。
有时我们不能单看UPS的标称功率，还要看它实际承受负载的能力。
这时我们就可做一个实验，首先看它的充电时间，然后在带一定负载的情况下让它为设备供电，看它能否达到厂家所标称的后备供电时间值。
有人认为充电时间无关紧要，这在大多数情况下是这样的，但在一些经常停电的地区，这个充电时间指标还是相当重要的。
因为只有足够快的充电速度，才能确保第二次停电时有足够的电力应对后面的停电。
UPS选型综合考虑
通常，局域网的中心机房应采用1O～20KVA中等容量的在线式UPS集中供电方式，并采用双机热备份或并联供电，确保供电安全可靠。
而对于网吧中众多的无法集中设置的PC、路由器、打印机等设备，通常采用离线式或者在线互动式500VA~2KVA小容量UPS提供电力保障，当然有条件，而且有需要的话，也可以选用对电网没有污染的在线式UPS。
这是因为离线式或在线互动式UPS都属于低端产品，其可靠性和故障率等技术性能都不如在线式UPS；另外在遇到比较恶劣的电网环境时，基本上无法抑制电网干扰传至网络设备，容易影响局域网正常工作。
3.4服务器选择
2006年以来的IT市场，双核、多核就成了高效、性能、时尚的代名词。
而普通大众最方便、最容易感受多核的地方就是网吧。
多核服务器在网吧中的应用主要有：
电影服务器、游戏更新服务器、无盘网络服务器等几种。
网吧要想长盛不衰必须具备高的上机率、安全稳定的运营环境、突出特色、提高竞争力。
只有采用真正的服务器，才能为网吧提供稳定的运营坏境。
而紧跟技术更新是一种有效地提高网吧竞争力的途径。
3.5防火墙选型
随着Internet的迅速发展，如何确保信息和网络的自身安全性问题。
尤其是在开发互联环境中进行商务机密信息的交换中，如何保证信息存取不被窃取和篡改，已成为企业非常关心的问题。
作为开放安全企业联盟（OPSEC）的组织和倡导者之一，XX防火墙的主要特点分为三大类，第一类为安全性类，包括访问控制、授权论证、加密、内容安全等；第二类是管理和记账包括安全策略管理、路由器安全管理、记账、监控等；第三类为连接控制，主要为企业消息发布的服务器提供可靠的连接服务，包括负载平衡、高可靠性和高机密性等。
4、软件选择
1.网管机
网管机安装MicrosoftWindowsXP操作系统，采用美萍网吧管理软件，美萍网吧管理软件包括美萍网管大师和美萍计费专家。
美萍网管大师做网吧的管理端，美萍安全卫士做各个客户端实现整个网吧的统一管理、计费，客户机安全保护等工作。
您需要从我们网站同时下载美萍网管大师软件和美萍安全卫士软件。
这套网吧管理系统开发于1999年，目前为止全国有5万家网吧在使用网管大师和安全卫士作为其网吧管理系统。
是目前市场上最成熟，用户量最大的网吧管理系统
2客户PC
锐起无盘XP是上海锐起信息技术有限公司集多年网络平台研发经验全力推出的一套用于远程启动Windows2000/XP的网络平台软件。
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