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课程设计论文
课程编号：
找班主任要编号
学号：
201540410123
课程设计论文
教学院
计算机学院
课程名称
计算机网络原理课程设计A
题目
校园网络安全的管理与应用
专业
计算机科学与技术
班级
计科一班
姓名
谭伟光
同组人员
徐志海徐高张天
指导教师
陆垂伟
2017
年
6
月
30
日
课程设计任务书
2016～2017学年第2学期
学生姓名：
谭伟光专业班级：
计科一班
指导教师：
陆垂伟工作部门：
计算机学院
一、课程设计题目
学生公寓局域网络集成方案的设计
二、课程设计内容（含技术指标）
1.学生公寓局域网络的需求分析
2．学生公寓局域网络网络拓扑结构的设计
3.学生公寓局域网络综合布线
4．楼层交换机的配置
5．楼层交换机的性能测试
三、进度安排
6.22：
发放设计任务书，讲解设计要求，学生分组，并布置组员的设计任务
6.23～6.27：
学习网络集成的原理与网络拓扑的设计方法，重点掌握网络设备的联网技术与调试方法，熟练使用真实网络设备和网络仿真实验软件进行网络工程的设计和验证，并完成任务书规定的网络设计任务。
6.28～6.29：
撰写课程设计论文
6.30：
以组为单位进行课程设计答辩
四、基本要求
1．撰写完整的课程设计报告（需求分析，总体设计，详细设计，具体实施，系统测试，总结），绘制详细的网络拓扑结构图，以及网络布线图
2．要求网络系统具有高性能，以满足我院整个网络系统运行大量关键的业务。
3．要求网络平台具有灵活的虚拟划分功能，以满足学生公寓网络站点数和应用软件的增多。
4．要求网络具有良好的服务质量和较小的延迟，以满足学生公寓网络系统传输各种各样的信息。
一、学生宿舍网概述
1.1大学生宿舍楼局域网概述
在网络信息时代的今天，面向新的需求和挑战，为了学校的科研、教学、管理的技术水平，为研究开发和培养高层次人才建立现代化平台，Intranet/Internet技术的高速学生宿舍网。
整个高速学生网既要领先一步，具有发展余地，又要比较实惠。
学生宿舍网是集计算机技术、网络技术于一体的系统，能够最大限度地调动学生对计算机学习的参与性以及积极性。
同时学生上网行为的控制和管理同样值得我们注意。
学生，特别是大学生沉迷于网络的现象十分普遍，互联网的开放性也注定了网络上信息鱼龙混杂，如何屏蔽不良信息对学生造成伤害同样也需要引起学校网络管理者的重视。
网络设计也应该考虑到学生上网行为监控方面的需要。
如今的我们可以实现用软件和硬件协同对学生上网行为的监控和管理的。
1.2大学生宿舍楼局域网的功能
要求网络系统具有高性能和可靠性，能满足多栋宿舍楼的上网需求。
并且要求能够根据大楼或楼层做Vlan划分和IP地址分配，以方便管理维护，提高网络的扩展性和安全性等。
1.2.1信息交流功能
校园网的建设突出以应用为核心，而应用必须综合考虑教师和学生的计算机应用水平和应用软件支持，因此我们认为规划校园网时必须切合实际，学校可通过集中控制、分散管理的模式利用校园网进行资源建设、管理与应用。
1.2.2功能构架
为师生提供计算机多媒体辅助教学的网络环境，以适应在以网络为特征的信息时代教育、教学模式的变革需求。
1.2.3功能特点
以集中控制，实名认证，分散管理模式建设资源，充分调动师与生的积极性参与资源建设过程，实现人人参与的局面。
1.2.4Internet教学应用平台
学生可利用英特网协同教育系统充分体验网上冲浪的乐趣，同时学习在Internet上的一切操作，支持双主教学模式，支持研究性学习，改变学校组织结构，创建民主、平等治学环境。
1.2.5电子图书馆应用平台
老师和学生可以查找和测览各类图书，在征得管理员授权的情况下，可以利用系统所提供的管理工具，为图书馆增加新的书目，共同丰富网上图书馆。
1.2.6校园Internet应用平台。
作为WEB服务器、EMAIL服务器、数据库服务器、FTP服务器、代理服务器来使用，完全替代WIN2000与NT，系统功能强大易用，提供全部INTERNET服务，以简单沟通与世界互动。
二、校园网应用特点及需求分析
2.1项目背景
随着我国经济的高速发展，国家提出在新世纪将我国建设成为经济高度发展，教育完备的现代化强国。
近年来国家加快改革教育体系，以教育为立国之本，建设一个高度发达的国家教育体系。
为提高我国教育的现代化、建立先进高效的教育体系。
提供更为先进的教育手段，达到校园资源共享，建立完备的数据交换体系，更为快速的传递数据信息。
随着科技的进步与经济的繁荣，校园计算机网络的建立与应用已相当普遍，它对内综合了校园中的计算机资源，对外建立了交换体系，更为快速的传递数据信息。
随着教育改革的快速发展，各种视频与数据业务，有着对时延和带宽很高要求的应用，这就要求网络必须具有无阻塞的传输性能，同时，需要提供高品质的QoS保障，以满足这些实时业务对带宽以及时延的要求。
2.2系统建设目标
利用有限的投资，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）目前乃至将来可能发生的网络业务需求的校园内网，为全校广大师生带来极为便捷的网络传输及丰富的网络资源。
建立学校自身的资源共享与信息高速传递的信息管理系统，实现如师生管理、教学安排、人事考勤等管理功能，提高学校教育、教学水平和办公效率；通过建立能满足学校教学、科研和管理工作需要的软硬件环境，开发基于Web的各类信息库和应用系统，为学校各类人员提供各种网络信息服务。
与外界实现资源共享和信息交换，并达到宣传自己的目的。
我校校园网建成后除了能通过市教育城域网与全市各学校进行更方便的交流与合作外，还能联入互联网，从互联网上获取海量的资源及各种实时的信息，得到各种各样的信息服务，同时也通过互联网宣传本校，最终建成一个以实现办公自动化、融入学校教学、创建现代校园文化为核心。
三、校园网建设任务与需求分析
3.1网络层次分析
根据本校网络的实际情况，网络应包括核心和接入二个层次，其中核心层由大容量高性能路由以太网交换机组成，接入层由快速智能网管型交换设备组成。
3.1.1核心层需求分析
核心设备担负着连接汇聚设备和部分接入的工作，是整个网络的核心，同时通过核心设备与如东教育网、Internet进行互联。
由于核心层设备担负着整个网络的流量，核心设备和链路的稳定性将直接影响整个网络的可靠运行。
3.1.2接入层需求分析
接入层在处在整个网络的边缘，广大师生通过接入设备接入校园网络。
根据目前的业务需求，安全和高效是必需的要求，需要交换机支持访问控制、传输质量控制、数据过滤、网络病毒防护等功能，即作为接入网络的入口设备，智能识别是一项十分重要的功能。
3.1.3IP及路由需求分析
在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还可以为以后的网络扩展打下良好的基础。
在本校园网络的IP地址分配上要体现可扩展性、连续性、可管理性、简化路由。
根据网络现有结构，设计比较适合的路由协议。
能够实现优化的网络路径选择，在网络结构发生变化时路由能够快速收敛，保证网络的畅通。
在IP地址的规划时要考虑到路由汇聚，以便可以汇聚成较少条数的路由信息向其他区域传送。
3.1.4网络安全分析
为进一步提高校园网及服务器的安全性，为广大教师及学生提供更好的服务，主要采取一下的安全措施。
（1）建立宿舍网实名认证技系统
根据学校校园网管理中提出的要求，宿舍网络除了保证高性能和高可靠性外，还提出了实名认证的要求。
要求设计方案要能做到身份信息、IP、以及硬件地址的绑定。
以实现对学生上网行为可调查和可追踪。
（2）校园网子网划分
随着宿舍网络规模的扩大，接入计算机的增多，全交换网络方案暴露出一些缺点：
当计算机数量较多和信息流量较大时，容易形成广播风暴，严重时，影响网络运行速度，甚至容易造成网络瘫痪；网络的整体安全性差，网络的管理较复杂。
为解决这些问题，最好的办法就是在校园网中引入虚拟子网的技术。
（3）安装网络版杀毒软件
随着互联网的发展，计算机病毒传播越来越快，计算机病毒造成的危害也越来越大。
我校计算机连入互联网的不断增多，各用户计算机为了防毒，安装了不同的杀病毒软件，有些计算机安装了多个杀病毒软件，造成杀病毒软件的升级更新较麻烦，一些计算机的杀病毒软件没有得到及时的升级，导致计算机被病毒感染，给工作带来不便。
（4）数据的冗余与容错
目前，各项业务的开展都依赖于计算机网络的正常工作，各系统服务器中数据的安全性显得特别的重要，如果服务器中数据的丢失，将给我校造成巨大损失。
（5）加强服务器系统的安全
操纵系统的安全是服务器系统的安全的基础，我校服务器的使用的操作系统主要的是普遍使用的Windows2000Server网络操作系统。
由于系统时常出现新漏洞及系统配置不当，非常容易受到黑客及病毒的攻击。
为了提高服务器系统的安全，我们主要采取一下措施：
正确安装及配置操作系统，删除不使用的协议及服务，定期安装系统补丁，严格用户权限的分配，保障用户的口令安全，加强服务器的监控等。
四、网络通信
4.1具体分析
4.1.1总体情况
义诚学生公寓总共有学生宿舍12栋，每栋六层，每层30个寝室，每个寝室4个接入点。
每栋接入点总数为720。
整个公寓接入点数为8640。
现准备采用三层通信体系架构，每层楼设相应的接入层交换机，每栋楼设立一个汇聚交换机，汇聚交换机应当具备光纤传输接口，以满足整栋楼的网络流量需求。
每栋楼层的汇聚交换机通过光纤连接到校园网网络管理中心。
管理中心设立一个大型核心层交换机，并设立相应的服务器，以方便对学生网络的各种管理，各种管理可以上网认证的软件来实现。
4.1.2网络资源
网络资源平台建设目前主要集中在网络信息中心、图书馆、教务处、科技处等部门。
这些资源信息主要是大量的电子学习资源。
图书馆要有图书管理自动化系统，提供文献检索、电子阅读、自动借还，以及在校园网上进行文献检索，阅读大量文本、图形、视像、流媒体数据图书。
4.1.3网络管理
网络管理平台包括：
上网身份验证，配置管理、安全管理、性能管理、故障管理、计费管理等内容。
考虑到经费问题，网络组建前期主要侧重网络的安全管理和计费管理。
4.2网络功能
建网原则
根据义诚学生公寓学生宿舍楼项目概况和需求目标、特点及实现的功能与技术要求；对总体方案的设计、网络设备选型、采用的技术路线及工程实施的过程，均充分考虑了项目方案的实用性、经济性、先进性及可扩展性（保护现有投资，可平滑升级）。
具体的实施原则如下：
4.2.1良好的开放性和可扩展性
校园网络应具有的开放性，这种开放性依靠标准化实现，使符合标准的计算机系统很容易进行网络的互连。
因此在网络建设中，网络体系结构和通信协议应选择广泛使用的国际标准，使得校园网成为一个完全开放式的网络环境。
在校园网络平台建设中，尽量采取成熟先进的网络技术，统一的网络标准和主流的网络设备，使得网络结构更易于扩展、升级和维护。
4.2.2校园网软件平台的针对性
校园网的应用和服务的对象是学校的教师、学生。
这就要求校园网软件平台的建设应以教学为核心，建立起一个在技术上具有先进性，在教学过程的各阶段应用上具有灵活性、多样性和针对性的数字化校园网。
4.2.3高度的安全性和可靠性
对于网络系统，应确保系统运行可靠，对关键部位提供容错能力，同时建立完善的安全管理体系。
4.2.4经济实用性
盲目地追求技术，会建成一个不稳定、不成熟产品的实验台。
单纯高性能，只会带来难以承受的高额投资。
所以，网络系统建设应采用成熟、适用、实用、好用的技术，力争以最小的投资得到最大的满足。
五、校园网总体方案设计
5.1主干网设计
宿舍网是各种应用的统一通信平台，平均无故障时间以及故障恢复时间，要保持在一个可容忍的许可范围之内。
在这种前提下，主干设备应有一定的冗余度，这种冗余度不单只是设备级的，也应该考虑物理线路，数据链路层、网络层以及应用层的容错能力。
主干网技术的基本要求可概括为：
千兆传输距离550m以内采用50/125多模光缆；千兆传输距离大于550m、小于5000m采用9/125单模光缆；百兆传输距离2000m以内采用50/125多模光缆；百兆传输距离大于2000m采用9/125单模光缆。
图5-1主干网拓扑图
5.2楼栋子网设计
图5-2楼栋交换机分布情况
楼栋子网作为网络的接入层，设计上主张使用性能价格比高的设备。
接入层是最终用户（教师、学生）与网络的接口，它应该提供即插即用的特性，同时应该非常易于使用和维护。
当然我们也应该考虑端口密度的问题。
在义诚学生宿舍网设计中，我们做到了每人一个端口可用。
实现了光纤到楼栋，百兆到桌面。
给广大师生提供了一个高效，稳定的网络环境。
根据义诚学生公寓宿舍网实际接情况每栋楼公寓有六层，每层楼30个寝室。
我们在每一层安置5台24口交换机，一台汇聚交换机（主交）。
接入层交换机和主交通过5类双绞线连接传输速度为1000M。
汇聚交换机通过光纤连接都校园网网络中心。
具体交换机布置分配如图5-2所示。
左图为楼层布线设计情况说明，施工已经来维护都需按照此图进行。
每一层总共有30个寝室,每一个寝室4个接入点每层共有接入点120个，分配5台交换机。
保证每一位同学都有一个端口可用。
每一层拟分配一个C类的私有址:
192.168.1.0/24将每一层作为一个广播域分隔开来。
每一位上网的学生分配一个唯一的IP的地址与其身份信息绑定。
考虑学校学生的流动性，在学生毕业后应当将IP地址收回，解除绑定。
待新生入住后重新绑定IP。
图5-3楼层网络设计规划方案
六、设计总结
我们组本次的课程设计题目是以“大学生宿舍楼局域网的组网方案设计”为主题的，之所以选择这个主题是考虑到在网络信息时代的今天，学生集体已经成为网络使用者的一个极大群体，而学生宿舍网是集计算机技术、网络技术于一体的系统，能够最大限度地调动学生对计算机学习的参与性以及积极性的主要网络。
同时，为了使大量信息能够快捷、方便、安全、可靠的为学生服务，就需要一个高性能的网络。
于是，我们就基于这个问题展开了思考和设计，共同完成了本方案的设计，我们的方案集合了实际的学社宿舍网络情况，对其加以了更先进安全的改进。
并且使其具有了先进性、可行性、灵活性、实用性、可靠性以及可扩展性。
使其成为了一个依据用户需求，充分利用产品自身特色设计的校园网整体解决方案。
当然，由于我们接触网络的时间还不算很长，也不算很专业，所有设计出来的方案还存在着许多的问题，或者太过于理想导致有些想法在实际中可能还不能实现。
但是相信我们在今后的努力中能去的更大的进步和提高。
通过这次的课程设计，我们不仅相互间学到了更多的知识，掌握了有关网络方面的知识，同时也在大家的齐心协力、共同努力下学会了团结的精神和合作的工作方式。
这些都给我们今后的学习和工作带来了宝贵的经验。
总之，我们相信在今后的学习中会不断的成长提高的。
此外，我们还要感谢指导我们这次设计的老师陆垂伟教授，让我们能更加顺利地完成此次课程设计。
参考文献
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机械工业出版社.2007
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北京希望电子出版社,2000
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[3]孟先新.华北水利水电学院新校区校园网规划与设计.中国教育
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希望电子出版社,2000
[5]虞和洵.校园网的建设与管理.南京:
东南大学出版社,1997
[6]陈鸣.网络工程设计教程系统集成方法（第二版），2007
[7]谢希仁.计算机网络（第五版），2007
计算机网络原理课程设计A成绩评定表
1、课程设计答辩或质疑记录
1）
2）
3）
2、答辩情况
a）未能完全理解题目，答辩情况较差□c）理解题目较清楚，问题回答基本正确□
b）部分理解题目，答辩情况较差□d）理解题目透彻，问题回答流利□
3、课程设计报告
a）内容：
不完整□完整□详细□
b）方案设计：
较差□合理□非常合理□
c）实现：
未实现□部分实现□全部实现□
d）文档格式：
不规范□基本规范□规范□
考勤成绩：
占总成绩比例10%
答辩成绩：
占总成绩比例30%
课程设计论文成绩：
占总成绩比例60%
课程设计总成绩：
4、课程设计评语
指导教师签字：
年月日
升级会员 