计算机网络课程设计报告学生公寓组网方案设计.docx

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计算机网络课程设计报告学生公寓组网方案设计

网络课程设计报告

学生公寓组网案设计

学院：

计算机科学与技术学院

姓名：

班级：

学号：

指导教师：

摘要：

根据实验任务和需求分析，在大学现有配置的情况上进行了这次学生公寓组网案的设计，设计步骤格按照设计要求逐步进行。

设计报告中提出了网络组网拓扑布线案和IP地址分配与子网划分案。

网络组网拓扑考虑到网络的安全性和稳定性等设计原则进行仔细的分析和设计，最后提出可行性的案；IP地址分配与子网划分案考虑多面因素，包括后续可拓展性，网络地址的利用率等面进行仔细的考虑和案的提出，设计中详细的提出两种地址分配案并对其详细分析和比较，并根据我校现有条件进行择优选择，选择出较合理较优越的案。

最后给出了这个设计的评价分析。

7、相关交换机路由器关键代码......................................................................15

8、CiscoPacketTracer模拟效果图.............................................................17

一、设计任务和目的

题目：

设计学生公寓组网案。

目的：

1、加深对计算机网络的工作原理的理解

通过编写计算机程序模拟网络通信的某些功能，理解并掌握网络通信系统的基本工作原理及工作过程。

2、提高网络应用的能力

能对小型的网络应用系统进行分析，并能提出建网解决案。

任务：

1）按照网络设计要求，写出设计案；

2）画出网络拓扑结构图；

二、需求分析

1、核心交换设备要求具有强大的处理能力和良好的安全性、可靠性、可扩展性;支持各种成熟技术，未来能平滑升级到万兆。

2、接入层网络设备需要支持基于MAC地址802.1x功能和基于端口802.1x功能，以此保证账号的惟一性.同时，支持远程Te1net管理、mib-||及远程开关交换机端口功能;此外还要求适应大量用户并发认证及复杂的工作环境等。

3、要求能够实现对用户名、IP地址、MAC地址、交换机端口、交换机IP的同时绑定，以此杜绝非法用户恶意盗用合法用户的用户名、密码、IP和MAC等现象，确保计费工作。

4、解决用户私自架设代理服务器的现象。

5、支持标准Radius认证计费，可连接多种接入设备。

一面要求设备支持802.1x认证式;另一面又要求系统支持基于时长、流量以及包月的计费模式，从而为网络管理提供完善、灵活、可定制的计费策略;同时还需要保证30，000个以上用户并行时网络运营的稳定和管理简便。

6.网络必须具备高可靠、易管理等特征。

三、设计原则

　　学生宿舍网既有一般网络设计的特点，又有其特殊性，除了一般网络所必需的可靠性、稳定性和安全性等条件外，在进行学生宿舍网建设规划时，还应该考虑所有信息点的可控性、高性能以及关键业务的QoS保证等。

另外在网络设计中，如预留扩展空间和进行投资保护，以满足新应用的需求以及信息量增长和变化需要，也是学生宿舍网建设过程中需要重点考虑的因素。

在充分考虑学生宿舍网的多应用、易管理的同时，本案同时还遵循如下原则:

1.高性能

构建宿舍网的组网技术必须是高带宽的组网技术。

骨干交换设备必须支持线速交换，以保证无阻塞的数据交换;另外，从网络结构设计上，需要考虑到一些高流量多媒体应用的分布式部署，以降低跨骨干网的流量，提高网络的性能。

2.关键业务服务质量保证

宿舍网中有各种各样的应用业务数据流，当网络流量处于高峰期时，必定会影响关键业务数据流的响应时间，对于多媒体业务来说就会有说话结巴、图像马赛克的情况。

因此，高性能的网络也还是需要QoS服务质量保证的。

3.信息点可控性

宿舍网的信息点分布很广，与一般企业网比较，宿舍网用户的流动性大，比较难管理，为了保证网络资料的有效利用，对信息点的可控性要必须的。

除了对访问带宽限制，还必须提供基于用户的接入认证、授权和计费。

为了不影响网络性能，应该在接入层设备分布式实现信息点的控制。

4.先进性

所选的设备必须具有很好的扩展性，当网络规模或带宽需要扩展时，能够以最小的代价满足新的需求。

5.可靠稳定性

可靠稳定的网络平台是应用业务系统得以实施和推广的基。

网络平台的设计必须从设备、网络拓扑结构、网络技术等几个面保证网络的可靠稳定性。

6.安全性

宿舍网网络平台的安全，除了要保障网络平台的安全性，还需要在一定程度上保障应用业务系统和其它网络资源的安全。

网络平台应该从几个面保证网络安全:

1）设备本身的访问安全;

2）部网之间资源访问安全;

3）路由系统的安全;

4）互联网访问安全。

四、网络拓扑设计案

1、建筑情况 

（1）抽出大学的8幢学生公寓进行组网设计，分别编号为1到8号楼。

其中8栋楼均为六层，每层有30个房间。

总共有1440个房间。

（2）学生宿舍每个房间设置1个信息点。

2、网络拓扑布线初步规划

（1）针对用户需求，我们采用了千兆骨干、百兆到桌面，整个网络采用分布式三层交换构架，具有超高的带宽和良好的可扩展、可管理性。

（2）每个学生公寓设置一台核心交换机（第二层交换机），每楼层设置两台交换机（第三层交换机），网络主干线从网络管理中心拉出，分别到达每个学生公寓的核心交换机，每楼层的交换机直接和本楼的核心交换机相连，满足基本的建网需求。

（3）网络规划的总体拓扑图如下：

3、网络拓扑布线案

（1）由网络中心到各个宿舍楼之间的布线情况如下：

假设大学已有8栋学生公寓楼，所有校用户要连接外部internet都需经由网络管理中心，这样由网络管理中心布线到学生公寓就需要至少九个端口的交换机进行连接。

我们这个选用两个16口的100/1000MB的自适应交换机实现从网络管理中心到各个学生公寓的网络连接。

这样就可以满足提供8栋楼的连接，每台交换机还余下7口可用于以后的拓展（这是必须的）。

其拓扑结构如下图所示：

这样布线目的就是避免第一级交换机一旦出现问题无法继续工作，同级的另一个第一级交换机可以确保网络不致中断，可以使整个网络继续正常运转。

所以这样用两台第一级交换机布线比只用一台第一级交换机更具有可靠性和稳定性，并且也相应的减小了第一级交换机工作的负担，能够充分利用网络资源。

使整个网络发挥它的最大功效。

（2）一号楼的具体布线情况如下：

本楼有六层，利用一个8口10/100MB的自适应交换机（第二级交换机）就能够满足本楼的需求。

楼各层有30个房间，也就需要至少30个接入点，所以一个交换机不够，需要两个交换机（第三极交换机）。

（3）余下7栋楼结构小异，所以我们采用相同的布线结构，这样便于统一管理。

其拓扑结构如下图所示：

（4）在每一栋学生公寓里每个楼层按30个宿舍算起，因此我们每层用2个16口的10/100MB自适应交换机就能满足现在的需求，但为了便以后网络的拓展应用，提高网络的可扩展行，我们选用一个16口的10/100MB的自适应交换机和一个24口的10/100MB的自适应交换机进行网络的连接拓展，这样就总共有38个口可以利用，现在需要用到30个，余下8口便以后的拓展。

这样，一栋楼就余下了48个口便其他使用。

其拓扑结构如下图所示：

4、网络拓扑硬件配置

第一级交换机：

网络拓扑中第一级交换机选用锐捷网络自主研发的万兆核心交换机RG-S6806。

第二级交换机：

在楼栋接入的第二级交换机我们选用锐捷网络的STAR-S3550系列三层交换机。

第三级交换机：

第三极交换机我们选用锐捷网络的支持802.1x的千兆智能交换机RG-S2126G/2150G。

安全计费：

案选用基于802.1x技术的SAM系统结合接入层S2126G/S2150G交换机对学生接入控制进行管理。

网络管理：

为了对整个网络的设备进行管理，建议配置STARView网管系统。

5、IP地址分配与子网划分案

抽取学校中的学生公寓8栋,每栋公寓六层，每层有30个房间，共有房间4320间。

在此基础上,进行地址划分。

案一：

为了保证扩展性和安全性,对每栋楼的每层划分一个子网,为节省地址资源,选择每层楼地址连续,进行详细的子网划分.保证每个宿舍接入一个信息点,剩余地址资源留做扩展用途。

具体的地址分配案和子网划分案如下:

1号公寓：

192.168.0.0——192.168.0.255子网掩码为255.255.255.0

其中各层楼可均分这256个地址所以各楼层地址分配如下：

一楼：

192.168.0.0——192.168.0.39

二楼：

192.168.0.40——192.168.0.79

三楼：

192.168.0.80——192.168.0.119

四楼：

192.168.0.120——192.168.0.

五楼：

192.168.0.160——192.168.0.

六楼：

192.168.0.200——192.168.0.239

这样还余下16个地址没有分配，可以再急需的时候利用。

2号公寓：

192.168.1.0——192.168.1.255子网掩码为255.255.255.0

一楼：

192.168.1.0——192.168.1.39

二楼：

192.168.1.40——192.168.1.79

三楼：

192.168.1.80——192.168.1.119

四楼：

192.168.1.120——192.168.1.

五楼：

192.168.1.160——192.168.1.

六楼：

192.168.1.200——192.168.1.239

3号公寓：

192.168.2.0——192.168.2.255子网掩码为255.255.255.0

一楼：

192.168.2.0——192.168.2.39

二楼：

192.168.2.40——192.168.2.79

三楼：

192.168.2.80——192.168.2.119

四楼：

192.168.2.120——192.168.2.

五楼：

192.168.2.160——192.168.2.

六楼：

192.168.2.200——192.168.2.239

4号公寓：

192.168.3.0——192.168.3.255子网掩码为255.255.255.0

一楼：

192.168.3.0——192.168.3.39

二楼：

192.168.3.40——192.168.3.79

三楼：

192.168.3.80——192.168.3.119

四楼：

192.168.3.120——192.168.3.

五楼：

192.168.3.160——192.168.3.

六楼：

192.168.3.200——192.168.3.239

5号公寓：

192.168.4.0——192.168.4.255子网掩码为255.255.255.0

一楼：

192.168.4.0——192.168.4.39

二楼：

192.168.4.40——192.168.4.79

三楼：

192.168.4.80——192.168.4.119

四楼：

192.168.4.120——192.168.4.

五楼：

192.168.4.160——192.168.4.

六楼：

192.168.4.200——192.168.4.239

6号公寓：

192.168.5.0——192.168.5.255子网掩码为255.255.255.0

一楼：

192.168.5.0——192.168.5.39

二楼：

192.168.5.40——192.168.5.79

三楼：

192.168.5.80——192.168.5.119

四楼：

192.168.5.120——192.168.5.

五楼：

192.168.5.160——192.168.5.

六楼：

192.168.5.200——192.168.5.239

7号公寓：

192.168.6.0——192.168.6.255子网掩码为255.255.255.0

一楼：

192.168.6.0——192.168.6.39

二楼：

192.168.6.40——192.168.6.79

三楼：

192.168.6.80——192.168.6.119

四楼：

192.168.6.120——192.168.6.

五楼：

192.168.6.160——192.168.6.

六楼：

192.168.6.200——192.168.6.239

8号公寓：

192.168.7.0——192.168.7.255子网掩码为255.255.255.0

一楼：

192.168.7.0——192.168.7.39

二楼：

192.168.7.40——192.168.7.79

三楼：

192.168.7.80——192.168.7.119

四楼：

192.168.7.120——192.168.7.

五楼：

192.168.7.160——192.168.7.

六楼：

192.168.7.200——192.168.7.239

案二：

为节省地址资源,而且便管理，选择更小的网络对每层地址进行地址分配，保证每个宿舍接入一个信息点,剩余地址资源留做扩展用途。

具体的地址分配案和子网划分案如下:

1号公寓：

划分六个小子网，每个子网的主机数可达到32个，所以主机数用地址的后五位表示即可，所以子网掩码为255.255.255.224

一楼：

192.168.0.0——192.168.0.31

二楼：

192.168.0.32——192.168.0.63

三楼：

192.168.0.64——192.168.0.95

四楼：

192.168.0.96——192.168.0.127

五楼：

192.168.0.128——192.168.0.

六楼：

192.168.0.160——192.168.0.191

这样总共分配给1号公寓192个地址，仅有12个未被利用。

2号公寓：

子网掩码为255.255.255.224

一楼：

192.168.0.192——192.168.0.223

二楼：

192.168.0.224——192.168.0.255

三楼：

192.168.1.0——192.168.1.31

四楼：

192.168.1.32——192.168.1.63

五楼：

192.168.1.64——192.168.1.95

六楼：

192.168.1.96——192.168.1.127

3号公寓：

子网掩码为255.255.255.224

一楼：

192.168.1.128——192.168.1.

二楼：

192.168.1.160——192.168.1.191

三楼：

192.168.1.192——192.168.1.223

四楼：

192.168.1.224——192.168.1.255

五楼：

192.168.2.0——192.168.2.31

六楼：

192.168.2.32——192.168.2.63

4号公寓：

子网掩码为255.255.255.224

一楼：

192.168.2.64——192.168.2.95

二楼：

192.168.2.96——192.168.2.127

三楼：

192.168.2.128——192.168.2.

四楼：

192.168.2.160——192.168.2.191

五楼：

192.168.2.192——192.168.2.223

六楼：

192.168.2.224——192.168.2.255

5号公寓：

子网掩码为255.255.255.224

一楼：

192.168.3.0——192.168.3.31

二楼：

192.168.3.32——192.168.3.63

三楼：

192.168.3.64——192.168.3.95

四楼：

192.168.3.96——192.168.3.127

五楼：

192.168.3.128——192.168.3.

六楼：

192.168.3.160——192.168.3.191

6号公寓：

子网掩码为255.255.255.224

一楼：

192.168.3.192——192.168.3.223

二楼：

192.168.3.224——192.168.3.255

三楼：

192.168.4.0——192.168.4.31

四楼：

192.168.4.32——192.168.4.63

五楼：

192.168.4.64——192.168.4.95

六楼：

192.168.4.96——192.168.4.127

7号公寓：

子网掩码为255.255.255.224

一楼：

192.168.4.128——192.168.4.

二楼：

192.168.4.160——192.168.4.191

三楼：

192.168.4.192——192.168.4.223

四楼：

192.168.4.224——192.168.4.255

五楼：

192.168.5.0——192.168.5.31

六楼：

192.168.5.32——192.168.5.63

8号公寓：

子网掩码为255.255.255.224

一楼：

192.168.5.64——192.168.5.95

二楼：

192.168.5.96——192.168.5.127

三楼：

192.168.5.128——192.168.5.

四楼：

192.168.5.160——192.168.5.191

五楼：

192.168.5.192——192.168.5.223

六楼：

192.168.5.224——192.168.5.255

6、IP地址分配与子网划分案分析

案一所用的地址段为192.168.0.0——192.168.7.255，子网掩码为255.255.255.0。

按每栋楼划分一个子网的法，8栋楼共分配了8个子网，子网号利用地址的前3个字节，用后8位表示子网的主机，一个楼层包含的256个地址每个楼层分配40个地址。

可利用地址数目为2048个，实际利用的地址数目为1440个，尚未利用的地址数目为608个，地址利用率约为70％。

案二所用的地址段为192.168.0.0——192.168.5.255，子网掩码为255.255.255.224。

按每楼层划分一个子网，每层楼里拥有六个小子网，8栋楼里共包含了48个小子网。

子网号利用地址的前27位表示，地址的后五位表示小子网的主机。

这样可以利用的地址数目为1536，实际利用的地址数目为1440个，尚未利用的地址数目只有96个，地址利用率高达94％。

案一的地址段较案二宽，可利用的网络地址较多，所以可拓展性较案二强。

并且子网络地址在各个楼层分布较为均匀，这样就使每个楼栋的可拓展性得到相应的提高，不存在不可拓展网络的问题。

案二虽然拓展性不高，但其突出优点就是地址利用率非常高，这适合在网络地址数目有限并且不能在划分子网的情况。

而且案二的小子网分布在各个楼层，使学校的管理工作得到简化，便了学校的管理，使可管理性的到提高，而案一子网较大，管理不够细化。

但如果只需对整栋楼进行管理，案一还是有其优越性。

综上，两种案各有优缺点，可以根据具体情况择优选择。

这里我们选择案一，因为学校并不缺少地址，其拓展性较高，在学校公寓里拓展性相对要求较高，其次管理可以只针对一个楼栋，如无特别要求无需对每个楼层进行管理，这样案一较案二更便，所以选择了案一。

7、相关交换机关键代码

Switch>enable

Switch#configureterminal

Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.

Switch（config）#

%LINK-5-CHANGED:

InterfaceFastEthernet0/4,changedstatetoup

%LINEPROTO-5-UPDOWN:

LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/4,changedstatetoup

%LINK-5-CHANGED:

InterfaceFastEthernet0/5,changedstatetoup

%LINEPROTO-5-UPDOWN:

LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/5,changedstatetoup

%LINK-5-CHANGED:

InterfaceFastEthernet0/6,changedstatetoup

%LINEPROTO-5-UPDOWN:

LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/6,changedstatetoup

%LINK-5-CHANGED:

InterfaceFastEthernet0/7,changedstatetoup

%LINEPROTO-5-UPDOWN:

LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/7,changedstatetoup

%LINK-5-CHANGED:

InterfaceFastEthernet0/8,changedstatetoup

%LINEPROTO-5-UPDOWN:

LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/8,changedstatetoup

%LINK-5-CHANGED:

InterfaceFastEthernet0/9,changedstatetoup

%LINEPROTO-5-UPDOWN:

LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/9,changedstatetoup

Switchcon0isnowavailable

8、相关路由器关键代码

Router>enable

Router#configureterminal

Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.

Router（config）#interfaceFastEthernet0/0

Router（config-if）#ipaddress192.168.1.10255.255.255.0

Router（config-if）#

Router（config-if）#exit

Router（config）#interfaceFastEthernet0/1

Router（config-if）#ipaddress192.168.2.10255.255.255.0

Router（config-if）#

Router（config-if）#exit

Router（config）#interfaceFastEthernet0/0

Router（config-if）#

Router（config-if）#exit

Router（config）#interfaceFastEthernet0/1

Router（config-if）#

Router（config-if）#exit

Router（config）#interfaceFastEthernet0/0

Rout