高校ICT类专业计算机实验室网络系统方案的设计.docx

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高校ICT类专业计算机实验室网络系统方案的设计

计算机网络工程实验报告

实验三：

高校ICT类专业计算机实验室网络系统方案设计

小组成员：

一、需求分析...........................................................................3

1、功能需求...........................................................................3

2、设计原则...........................................................................3

二、系统主要节点流量分析....................................................4

1、节点流量分析......................................................................4

三、系统方案设计..................................................................5

1、ICT实验室网络拓扑图........................................................5

四、设备选型..........................................................................6

1、路由器和核心交机............................................................6

3、接入交换机（4台）...........................................................8

五、网络仿真及调试结果......................................................9

1、BosonNetsim仿真拓扑图...............................................9

2、各个设备配置结果............................................................10

（1）、路由器的配置..............................................................10

（2）、交换机的配置............................................................10

（3）、服务器配置................................................................11

（4）、PC机配置.....................................................................12

3、仿真结果............................................................................13

六、参考文献..........................................................................15

七、实验小结..........................................................................附页

一、需求分析

ICT实验室目前主要为“英语教学与互联网”、“英语课件制作”两门课程提供服务，同时承担着对教师和学生进行ICT技能培训和学生进行微格教学的任务。

ICT实验室至少在以下几个方面提供支持：

（1）通过网络查找各类资源；

（2）提供微型课程与教学组织工具；

（3）开展ICT实验；

（4）提供开放性协同学习的环境（跨地域跨文化的学习与交流）。

1、功能需求

（1）ICT实验室网络必须具有高速、大流量并发，支持稳定快速的文本、图形、音频、视频等多种媒体信息传输功能，二级以上的交换机应具备组播功能；

（2）ICT实验室网络应具备性能优越的资源共享功能，与其他校园网各终端间具有快速交换功能；

（3）ICT实验室网络与外部网络互连后，应具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客入侵；

（4）ICT实验室网络应具备完善的管理机制，例如用户权限控制；

（5）ICT实验室应具备无线接入功能。

2、设计原则

（1）经济实用性

坚持实用、经济的原则，对比设备性能和价格，选择性价比较高的设备，

建设千兆以太网网络平台；

（2）可靠性

为使网络可靠稳定地运行，从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理

等多方面考虑，把故障率降到最小，以求达到最大的平均无故障时间；

（3）可升级和可扩展性

选择具有一定扩展能力的设备，同时，使分配的IP地址具有一定的容量，

在结构和性能上都留有一定的升级空间；

（4）容错性

a、设备容错性：

所选用设备必须具有全容错结构，一台设备中单个电源、

单个风扇的故障不影响设备工作，单个模块的故障不影响其它模块的正

常工作；设备应具有热修复能力，即当设备的某些部件发生故障时，可

以带电更换而不影响设备其它部件工作，新更换部件可直接投入工作而

不必重新引导整个设备。

b、网络结构容错：

不能因某台设备的故障而影响到整个主干网络的正常运

行；任意一条链路的中断不能使得主干网络的任何部分中断工作。

二、系统主要节点流量分析

根据实验室的需求，估算出以下式子：

应用总信息传输速率=平均事务大小×每字节位数×每个会话事务数×平均

用户数/平均会话长度

在实验室中，根据实际需求，实验室中实际使用的流量在300~500Mbps，此处，我们假设为500Mbps。

我们使用4台CISCOWS-C2960S-24TS-S。

1、节点流量分析

节点

流量

核心交换机

1000Mbps（实际中假设使用500Mbps）

接入交换机

100Mbps

PC机（PC1~PC25）

25台PC机共享100Mbps（平均每台分配4Mbps）

PC机（PC26~PC50）

25台PC机共享100Mbps（平均每台分配4Mbps）

PC机（PC26~PC50）

25台PC机共享100Mbps（平均每台分配4Mbps）

PC机（PC51~PC75）

25台PC机共享100Mbps（平均每台分配4Mbps）

PC机（PC76~PC100）

25台PC机共享100Mbps（平均每台分配4Mbps）

三、系统方案设计

1、ICT实验室网络拓扑图

2、IP地址规划

（1）、255.255.255.255是限制广播地址；

（2）、127.0.0.1是本机地址；

（3）、224.0.0.1是组播地址；

（4）、10.x.x.x、172.16.x.x、172.31.x.x、192.168.x.x是私有地址；

3、子网掩码

255.255.255.0

4、网关设置

192.168.1.1

5、具体分配

路由器：

192.168.1.2

服务器：

192.168.1.3，192.168.1.4

100台PC：

192.168.1.5~192.168.1.29

192.168.1.30~192.168.1.54

192.168.1.55~192.168.1.79

192.168.1.80~192.168.1.104

四、设备选型

1、路由器和核心交换机

由于实验室网络是ICT网络模式，我们选用H3CICG1000信息通信网关。

ICG1000同时具备了路由器，防火墙和交换机的功能，适用于ICT网络模式。

主要参数如下:

硬件规格

处理器

MIPS64位网络处理器500MHz

转发性能

60kpps

内存

64M（DDRII）

Flash

8M

console

1

固定通信接口

2个10/100M以太网路由接口

3个10/100M以太网交换接口

最大功耗

15W

电源（AC）

输入额定范围：

100～240V50/60Hz

外形尺寸（W×D×H）

330×230×44mm

重量

2kg

环境温度

0～40℃

存储温度

-10℃～70℃

工作湿度

10%～90%无凝结

存储湿度

5%～90%无凝结

散热方式

自然散热

软件规格

作模式

主备模式

智能负载均衡

手动负载均衡（电信走电信，网通走网通）

源地址路由

网络协议

PPPoE

DHCP客户端

DHCP服务器

静态路由

NAPT

NTP

DDNS

VPN透传（PPTP、L2TP）

防火墙

出站通信策略（源接口/IP/MAC/用户/目的IP/协议/端口/时间段）

入站通信策略（源接口/IP/MAC/用户/目的IP/协议/端口/时间段）

IPSecVPN

支持AH、ESP协议

支持手工或通过IKE自动建立安全联盟

ESP支持DES、3DES、AES多种加密算法

支持MD5及SHA-1验证算法

支持IKE主模式及野蛮模式

支持NAT穿越

支持通过域名方式配置IPSec连接（DDNS）

访问控制

IP<->MAC地址绑定

URL过滤

MAC地址过滤

QQ/MSN访问控制

金融软件控制

大智慧/分析家/同花顺/广发至强/光大证券/国元证券

网络安全

ARP防攻击/免费ARP

状态数据包检查

防止WAN口的Ping

防止TCPsync扫描

防止StealthFIN扫描

防止XmasTree扫描

防止Null扫描

防止UDP扫描功能

防止Land攻击功能

防止Smurf攻击功能

防止WinNuke攻击功能

防止PingofDeath攻击

防止SYNFlood攻击功能

防止UDPFlood攻击功能

防止ICMPFlood攻击功能

防止IPSpoofing功能

防止碎片包攻击

防止TearDrop攻击

防止Fraggle攻击功能

QoS

流量统计（基于IP/端口的流量统计）

网络流量限速（基于IP，上下行流量分别限速）

NAT表项限制

应用通道限制（绿色通道/限制通道）

配置管理

基于Web的用户管理接口（远程管理/本地管理）

命令行CLI

通过http升级系统软件

SNMPV1/V2V3

TR-069管理

系统服务

ALG

端口触发

UPnP

虚拟服务器

静态NAT（一对一NAT）

DMZ主机

故障诊断

Ping/Tracert

设备自检

故障信息一键导出

认证

CE

2、接入交换机（4台）

由于实验室有100个PC机，所以交换机的端口数量为26，在每台交换机中

使用25个端口，用4台即可。

我们选用CISCOWS-C2960S-24TS-S，参数如下：

主要参数

产品类型

智能交换机

应用层级

二层

传输速率

10/100/1000Mbps

产品内存

DRAM内存:

128MB

FLASH内存:

64MB

交换方式

存储-装发

背板带宽

50Gbps

包转发率

38.7Mpps

MAC地址表

8k

端口参数

端口结构

非模块化

端口数量

26

端口描述

24个以太网10/100/1000Mbps端口，2个1GbESFP端口

传输模式

全双工/半双工自适应

功能特性

网络标准

IEEE802.1D,IEEE802.1p,IEEE802.1Q,IEEE802.1s，IEEE802.1w,IEEE802.1X,IEEE802.1ab,IEEE802.3ad,IEEE802.3ah,IEEE802.3x,IEEE802.3，IEEE802.3u,IEEE802.3ab,IEEE802.3z

VLAN

支持

QOS

支持

其它功能参数

状态指示灯

每端口，系统

电源电压

AC100-240V,50-60Hz

电源功率

36W

产品尺寸

299x455x45mm

平均无故障时间

335,014小时

环境标准

工作温度：

-5-45摄氏度

工作湿度：

10%-95%（非冷凝）

存储温度：

-5-45摄氏度

存储湿度：

10%-95%（非冷凝）

产品价格

4529元

4、其他设备

网线、网卡之类

五、网络仿真及调试结果

1、BosonNetsim仿真拓扑图

2、各个设备配置的结果

（1）路由器配置

（2）交换机配置

Switch2的配置（其他交换机雷同，不再做陈述）

（3）服务器配置（Service1和Service2的配置）

（4）PC配置（PC50和PC100的配置）

3、仿真结果

（1）、以PC50为测试机，分别对路由器、service2、PC51、PC1、PC76进行测试。

（2）、路由器对service1、PC50和PC26进行测试

六．参考文献

1、ICT网络模式的关键技术与发展，刘建明，赵峰

2、ICT中小学网络建设解决方案（中国电信）

3、ICT与科学探究学习，

4、

5、

七.实验小结