毕业设计校园局域网.docx
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毕业设计校园局域网
毕业设计校园局域网
广西大学行健文理学院
毕业设计说明书
题目：
校园局域网建立
学部：
电气信息学部
专业：
通信工程
班级：
2009级1班
学号：
0938200108
学生姓名：
郑志成
指导教师：
杨锋
二〇一三年六月
EstablishCampusLAN
Abstract
Networkfromthestartofthe1950s,ithasbeen50yearsofdevelopment.Networkdevelopmentfromtheverybeginningtobeappliedtocompaniesthroughoutthethousandsoffamilies.Campusasacarrierwithaplaceofmanystudents,theconstructionofthecampusnetworkisextremelyimportant.Universitycampusnetworksystemisaverylargeandcomplexsystem,itisnotonlyneedtomeetthestudentsusuallyfortheday-to-dayneedsofthenetwork,butalsotointegrateinformationresourceswithinthecampus,willlearn,office,resourcemanagement,andaseriesofapplicationsontocampusnetworkplatform.Thecampusnetworkmustreachasafe,reliable,efficientnetworkenvironment.TheestablishmentofthecampusLANrequiresnotonlyflexibleschoolbuildingconnected,andreasonablearrangementsforthelayoutandsetupofthenetworkaccordingtothecharacteristicsofthebuilding,tofullymeetthestudents,teachers,thenormaluseofnetworkresources.Takingintoaccounttheneedsofthenetworkinthefuture,inthedesignofcampusLANmustunderstandtheneedsofnetworkusersbytheline,andgivefullconsiderationtothefutureusersmaydemand,allowingthenetworktoensuregoodscalability.CampusLANsecuritycannotbeignored.Rationaldesignofnetworkdesigncaneffectivelymanagethenetworkinfrastructure,andcanbesimplyfoundthattheproblemexistsinthenetwork.Nowcommonlyusedmeansofnetworksecurity,suchasfirewall,ACL,NAT,anti-virussoftwareandsoallowscomputerthreatsagainstcommonnetworkattacksandcomputerviruses,abetterguaranteeofthesafetyandreliabilityofthenetwork.Thegraduationprojectislearninginschool,theintegrateduseof'velearnedthebasicsofcommunicationandnetworking,serverandnetworkdeviceconfiguration,theintegrationoftheknowledgeacquiredbythelinefullydesignasafe,reliableandefficientcampusLAN.
Keywords：
CampusNetworkNetworkdesignNetworkSecurity
第一章前言
1.1背景及意义
校园网的发展是随着网络的发展一起同步发展的。
高校作为一个科学知识学习研究的场所，一些最新的科学技术也往往从高校中得以研发，并且往往也最先运用于高校，然后才在社会上不断普及。
网络作为现代人生活必不可少的一个工具，在高校中也扮演着越发重要的角色。
毫不夸张的说，一个学校的硬件设施的好坏，只要通过对网络的测试就可以了解一个大概。
随着高校的逐渐趋于智能化，网络的建设也日益重要。
资源共享和网络化教学是最大的发展趋势，保证师生之间，保证领导和教师之间达到互通原则[1]。
网络资源的共享、网上远程学习、网上通信交流、网上信息查找等已经成为学生在校园生活密不可分的一项重要生活学生内容。
不仅学生平时需要网络，老师以及学校工作人员的办公也在日益网络化。
教师可以通过网络平台更好的与学生交流、学习，一些重要的信息也可以通过网络公布，大大提高办事效率。
教师通过网络平台可以更灵活的展现一些上课所需要的材料，免去教师带过多资料的负担。
因此组建一个安全、可靠、高效校园网络就显得异常重要。
校园网要做到校园骨干网络要与每个教学楼和学生宿舍等设施相互连接，以及实现端到端的以太网访问，保证远程多媒体教学、数字图书馆等业务的开展。
校园网是网络技术应用于教育事业的一种体现，改善校园网不仅可以充分的提高教学质量，更能够让学生对学习产生兴趣，而且它也是管理、办公、信息交流和通信等现代化的标志。
1.2校园网建立的原则
校园网总体设计应该达到以下目标：
先进性与实用性，开放性与灵活性，可靠性与可扩展性，安全性与可管理型[2]。
1.先进性与实用性：
在网络设计规划以及选择网络设备时应该选用较为先进并且成熟的技术。
以避免技术太新应用环境少产品软件不兼容和技术太过于落后被淘汰等情况。
2.开放性与灵活性：
网络采用开放的设计，便于网络与外界的信息沟通。
灵活的网络设计，使得网络系统配置方便简单，方便维护和更新。
3.可靠性与可扩展性：
网络可以长时间保证其自身无故障，充分满足用户对网络的要求。
需要考虑用户对网络未来的需求和网络自身的发展方向来构建网络，以保证满足网络未来主流的技术和升级需求。
4.安全性与可管理性：
必须采用网络安全技术保证网络的安全阻止网络攻击和计算机病毒。
合理安排网络设备之间的互连，使得网络日常维护便捷，出现故障也便于维修管理。
第二章校园网需求分析
2.1学校建筑概况分析
学校建筑大致布局如下图2-1所示：
图2-1学校建筑图
由上图可知，学校主要区域主要分为：
学生宿舍、活动中心、图书馆、学部办公室、行政区域、教学楼多媒体教室这6大区域。
2.2网络需求分析
1.学生宿舍：
学生宿舍一共7栋，每栋有6层楼，每层楼有80个房间，每个房间至少一个信息点计算。
所以一层学生宿舍有80个信息点，一栋宿舍有480个信息点，7个宿舍一共有3360个信息点。
2.行政区域：
行政区域一共有6层，每层9间工作间，每个房间至少一个信息点计算。
一层9个信息点，6层一共54个信息点。
3.学部办公室：
学校一共有7个学部，每个学部7间工作间，每个房间至少一个信息点计算。
每个学部有7个信息点，7个学部共有49个信息点。
4.图书馆：
报刊借阅楼有14个工作间，电子阅览室、以及3个图书借阅室都是3个工作间，按照每个房间至少一个信息点计算图书馆一共有23个信息点。
5.教学楼：
教学楼分为4栋：
1教，3教，4教，5教，教学楼都彼此相连在一起成为一个整体。
每栋教学楼都有6层。
其中1教10个教室，3教13个教室，4教16个教室，5教8个教室。
每个教室至少一个信息点计算。
每层一共有47个信息点，所有教学楼共有188个信息点。
6.活动中心：
一楼是店面，每个店面至少一个信息点计算，一楼有48个店面，48个信息点。
二楼，三楼都是食堂，四楼构架与食堂相同，每层至少有5个信息点。
五楼是多功能教室，有10个房间，每个房间至少一个信息点。
整个活动中心有63个信息点。
2.3学校子网划分
网络地址分为公网地址（Publicaddress）和私网地址（Privateaddress），公网地址是通过向电信部门申请获得的IP地址，通过公网地址可以直接访问因特网。
但随着上世纪私90年代以来互联网规模爆炸式增长，IP地址被越来越多的团体、机构和个人申请使用[3]。
私网地址是用于缓解IPv4地址不够用而设立出来的地址。
私网地址可以随意使用，在局网内可以随意访问没有问题。
但是无法通过私网地址直接访问因特网。
私网地址可以通过网络地址转换（NAT,NetworkAddressTranslation）成公网地址进行访问。
现在学校获得的公网地址是202.103.0.0/24。
为了节约获得的公网地址，校园网内的网络设备的地址大都设为列出私网地址，访问外网时一律通过边境路由器NAT功能转换为获得的公网地址。
下面列出私网地址范围：
A类10.0.0.0--10.255.255.255
B类172.16.0.0--172.31.255.255
C类192.168.0.0--192.168.255.255
表2-1为私网IP地址分配：
表2-1学校子网划分
地点
楼层号
vlan号
ip网段
ip首地址
ip末地址
子网掩码
1号宿舍楼
1层
2
172.16.0.0
172.16.0.1
172.16.1.254
255.255.254.0
2层
3
172.16.2.0
172.16.2.1
172.16.3.254
3层
4
172.16.4.0
172.16.4.1
172.16.5.254
4层
5
172.16.6.0
172.16.6.1
172.16.7.254
5层
6
172.16.8.0
172.16.8.1
172.16.9.254
6层
7
172.16.10.0
172.16.10.1
172.16.11.254
2号宿舍楼
1层
8
172.16.12.0
172.16.12.1
172.16.13.254
2层
9
172.16.14.0
172.16.14.1
172.16.15.254
3层
10
172.16.16.0
172.16.16.1
172.16.17.254
4层
11
172.16.18.0
172.16.18.1
172.16.19.254
5层
12
172.16.20.0
172.16.20.1
172.16.21.254
6层
13
172.16.22.0
172.16.22.1
172.16.23.254
3号宿舍楼
1层
14
172.16.24.0
172.16.24.1
172.16.25.254
2层
15
172.16.26.0
172.16.26.1
172.16.27.254
3层
16
172.16.28.0
172.16.28.1
172.16.29.254
4层
17
172.16.30.0
172.16.30.1
172.16.31.254
5层
18
172.16.32.0
172.16.32.1
172.16.33.254
6层
19
172.16.34.0
172.16.34..1
172.16.35.254
4号宿舍楼
1层
20
172.16.36.0
172.16.36.1
172.16.37.254
2层
21
172.16.38.0
172.16.38.1
172.16.39.254
3层
22
172.16.40.0
172.16.40.1
172.16.41.254
4层
23
172.16.42.0
172.16.42.1
172.16.43.254
5层
24
172.16.44.0
172.16.44.1
172.16.45.254
6层
25
172.16.46.0
172.16.46.1
172.16.47.254
5号宿舍楼
1层
26
172.16.48.0
172.16.48.1
172.16.49.254
2层
27
172.16.50.0
172.16.50.1
172.16.51.254
3层
28
172.16.52.0
172.16.52.1
172.16.53.254
4层
29
172.16.54.0
172.16.54.1
172.16.55.254
5层
30
172.16.56.0
172.16.56.1
172.16.57.254
6层
31
172.16.58.0
172.16.58.1
172.16.59.254
续表2-1学校子网划分
地点
楼层号
vlan号
ip网段
ip首地址
ip末地址
子网掩码
6号宿舍楼
1层
32
172.16.60.0
172.16.60.1
172.16.61.254
255.255.254.0
2层
33
172.16.62.0
172.16.62.1
172.16.63.254
3层
34
172.16.64.0
172.16.64.1
172.16.65.254
4层
35
172.16.66.0
172.16.66.1
172.16.67.254
5层
36
172.16.68.0
172.16.68.1
172.16.69.254
6层
37
172.16.70.0
172.16.70.1
172.16.71.254
7号宿舍楼
1层
38
172.16.72.0
172.16.72.1
172.16.73.254
2层
39
172.16.74.0
172.16.74.1
172.16.75.254
3层
40
172.16.76.0
172.16.76.1
172.16.77.254
4层
41
172.16.78.0
172.16.78.1
172.16.79.254
5层
42
172.16.80.0
172.16.80.1
172.16.81.254
6层
43
172.16.82.0
172.16.82.1
172.16.83.254
教学楼
1层
44
172.16.84.0
172.16.84.1
174.16.85.254
2层
45
172.16.86.0
172.16.86.1
172.16.87.254
3层
46
172.16.88.0
172.16.88.1
172.16.89.254
4层
47
172.16.90.0
172.16.90.1
172.16.91.254
5层
48
172.16.92.0
172.16.92.1
172.16.93.254
6层
49
172.16.94.0
172.16.94.1
172.16.95.254
学部办公室
全学部
50
172.16.96.0
172.16.96.1
172.16.97.254
行政区域
1-6层
51
172.16.98.0
172.16.98.1
172.16.99.254
图书馆
1~2层
52
172.16.100.0
172.16.100.1
172.16.101.254
3~6层
53
172.16.102.0
172.16.102.1
172.16.103.254
活动中心
1~5层
54
172.16.104.0
172.16.104.1
172.16.105.254
在划分子网时不仅要了解每个区域最大的用户数量，也要考虑将来可能的增加的用户群。
所以本文划分的用户用户数量都是以508为单位均匀划分。
2.4校园网综合布线系统
校园网络布线也是关键的一个环节。
要保证建筑物直接顺利联通的同时更要保证网络的高效性和可管理性。
好的网络布线不仅外表美观，而且可以充分利用建筑特点实施方便快捷的线路设置。
经过对学校建筑设施的走访和学校区域需求的考虑，根据学校实际情况分析得到以下校园内整体线路布局，如下图2-2：
财会，法商学部交换机
管理学部，国际学院交换机
图2-2校园整体线路规划图
建筑物内整体设计如下图2-3：
图2-3综合布线系统结构图
综合布线系统可划分成六个子系统：
工作区子系统；配线（水平）子系统；干线（垂直）子系统；设备间子系统；管理子系统；建筑群子系统[4]。
1.工作区子系统
一个教室、一个办公室或者一个宿舍都是一个工作区子系统，在一个工作子系统中安装一个双孔信息插座，即每个工作区提供一部电话和一部电脑终端。
对于一些比较大的教室或者微机室则可以考虑增强型配置，安装双孔信息插座。
建筑通常采用嵌入式信息插座，通常使用双绞线作为连接媒介。
2.水平子系统
水平子系统由建筑物各层的配线间至各个工作区所配置的线缆构成。
可采用5类或6类双绞线作为传输线路。
根据学校情况建议采用走廊金属布线的方法。
对于学校大办公间可以采用内部走线。
3.干线子系统
干线子系统即是建筑物主馈电缆，其中包括：
（1）供干线走缆走线用的垂直通道；
（2）设备间与网络接口之间的连接电缆；
（3）设备间与建筑群子系统之间的连接电缆；
（4）主设备间与计算机中心间的电缆。
4.设备间子系统
设备子系统是建筑物中数据、语音等垂直主干线缆终结的场所，同时也是和其他建筑物终接的场所，这里更是语音主机设备以及保护设施安全的场所。
设备间应该保持温度在10℃~27℃之间，相对湿度在30%~80%，有正常的照明设施，并有较好的防尘措施。
5.管理子系统
管理子系统设置在楼层配线间，是连接水平子系统的场所，，也是连接主干系统电缆端接的场所，由大楼主配线架、楼层分配线架、转换插座组成。
用户可以在这里更改、增加、交换、扩展线缆用于改变线缆路由。
6.建筑群子系统
建筑群子系统是将一个建筑物的线缆连接至另外一个建筑物内的通信设备和装置上。
为了美观，一般采用管道内布线的办法，将管道埋于地下，也可以更好的保证电缆的安全。
建筑物之间可用光纤作为传输媒介提高传输效率，并且也有益于今后的网络发展。
第三章校园网络设备配置
因为实验环境有限，所以本次课题的实验设备是通过在电脑上运行思科公司专门设计的PacketTracer软件来模拟出现实中的网络设备的情况。
PacketTracer软件不仅能模拟出多种交换机、路由器、PC端等设备终端，更可以配置多种路由协议和交换协议，充分满足日常对设备功能的需求。
在网络设计时，本文选用常见的网络三层模型作为网络结构的参考。
三层包括核心层、汇聚层、接入层这三层。
这个三层的分级模型描述了这类网络的主要功能组成，并奠定了理解可升级网络并进行排错的基础[5]。
校园网络模型见下图3-1:
图3-1校园局域网整体设计
3.1核心层设计和配置
核心层作为作为网络的顶层连接各个骨干网络，负责可靠而迅速地传输大量的数据流。
核心层一直被认为是所有流量的最终承受者和汇聚者，所以对核心层的设计以及网络设备的要求十分严格。
核心层要求高带宽。
高性能。
高可靠性。
3.1.1核心层交换机选择
核心层交换机本文选择CISCO3560-24PS作为核心层交换机。
首先3560是三层交换机。
所谓三层交换机就是在拥有普通交换机二层功能的同时，还具有三层的路由功能。
通过其具有的路由的功能，可以方便的实现不同VLAN之间的互通，而不需要在单独采用路由器达到此目的。
三层交换技术在第三层实现了数据包的高速转发，从而解决了传统路由器低速、负载所造成的网络瓶颈问题。
并且该设备具有26个端口，其中有两个端口支持1Gbps的带宽。
在核心层的设计上，本文采用两台核心交换机通过端口聚合的办法联在一起。
端口聚合就是指两台交换机之间将多个物理端口相连。
将多条链路聚合成一条逻辑链路。
从而增大链路带宽，解决交换网络中因带宽引起的网络瓶颈问题。
多条物理链路之间能够相互冗余备份，其中任意一条链路断开，不会影响其他链路的正常转发数据。
图3-2核心层设计
3.1.2核心路由器的配置
根据网络划分情况，两个三层交换机每个连接都连接着3个不同区域的汇聚的交换机。
所以这些连接端口都要配置成trunk端口。
只有配置成trunk端口才能使不同的VLAN之间的路由可以通信。
以下以一台三层交换机为例，给出配置方法。
1.将需要的端口配置成trunk模式：
Switch>enable
Switch#configt
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Switch（config）#interfacerangefa0/1-3
Switch（config-if-range）#switchporttrunkencapsulationdot1q
Switch（config-if-range）#switchportmodetrunk
2.根据情况，需要配置vlan端口只有核心路由器与图书馆、学部办办公室、行政区、活动中相连的端口。
配置vlan各个接口的地址。
三层交换机1号机：
Switch（config）#intervlan52
Switch（config-if）#ipaddress172.16.100.1255.255.254.0
Switch（config-if）#noshutdown
Switch（config-if）#intervlan53
Switch（config-if）#ipaddress172.16.102.1255.255.254.0
Switch（config-if）#noshutdow
Switch（config-if）#intervlan50
Switch（config-if）#ipaddress172.16.96.1255.255.254.0
Switch（config-if）#noshutdown
Switch（config-if）#intervlan51
Switch（c
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