计算机网络课程设计校园网.docx
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计算机网络课程设计校园网
第一章、前言……………………………………………………………………5
第二章、需求分析………………………………………………………………6
2.1概括………………………………………………………………………6
2.2目的及要求………………………………………………………………7
2.3功能………………………………………………………………………8
2.4预期目标…………………………………………………………………11
第三章、综合布线………………………………………………………………12
3.1规范和标准………………………………………………………………12
3.1.1设计规范和标准……………………………………………………12
3.1.2工业企业通信设计规范……………………………………………13
3.2设计范围及要求…………………………………………………………13
3.2.1设计范围……………………………………………………………13
3.2.2设计规范的确定……………………………………………………13
3.2.3布线要求…………………………………………………………14
3.3系统设计…………………………………………………………………14
3.3.1工作区子系统的设计………………………………………………14
3.3.2水平子系统的设计…………………………………………………14
3.3.3管理子系统的设计…………………………………………………15
3.3.4干线子系统的设计…………………………………………………15
3.3.5设备间子系统的设计………………………………………………15
3.3.6建筑群子系统的设计………………………………………………16
第四章、校园网络总体规划设计………………………………………………18
4.1项目设计原则……………………………………………………………18
4.2主干网设计………………………………………………………………19
4.3图书馆网络设计…………………………………………………………19
4.4宿舍局域网设计…………………………………………………………20
4.5教学楼区网络设计………………………………………………………20
4.6学院礼堂网络……………………………………………………………21
4.7IP地址的分配……………………………………………………………21
第五章、设备选型………………………………………………………………23
5.1服务器……………………………………………………………………23
5.2防火墙……………………………………………………………………24
5.3机柜………………………………………………………………………24
5.4路由器……………………………………………………………………24
5.5交换机……………………………………………………………………25
5.6PC机………………………………………………………………………26
第六章、网络安全与防护技术…………………………………………………27
6.1计算机网络安全…………………………………………………………27
6.1.1计算机网络安全的目的和功能…………………………………27
6.1.2网络安全的潜在威胁……………………………………………28
6.1.3网络安全的策略………………………………………………28
6.2防火墙技术……………………………………………………………29
6.2.1防火墙的概念…………………………………………………29
6.2.2防火墙的作用和特性…………………………………………29
6.2.3实现防火墙的主要技术………………………………………29
6.2.4防火墙的体系结构……………………………………………30
6.2.5防火墙选择原则………………………………………………31
6.2.6防火墙的配置…………………………………………………31
第七章、工期及费用…………………………………………………………32
第八章、代码…………………………………………………………………34
第九章、鸣谢…………………………………………………………………36
第十章、参考文献……………………………………………………………37
第一章、前言
随着学校教育手段的现代化，很多学校已经逐渐开始将学校的管理和教学过程向电子化方向发展，校园网的有无以及水平的高低也将成为评价学校及学生选择学校的新的标准之一，此时，校园网的应用系统就显得尤为重要。
一方面，学生可以通过它在促进学习的同时掌握丰富的计算机及网络信息知识，毫无疑问，这是学生综合素质中极为重要的一部分；另一方面，基于先进的网络平台和其上的应用系统，将极大的促进学校教育的现代化进程，实现高水平的教学和管理。
安徽新华学院坐落于全国科教名城-合肥。
随着互联网技术的迅猛发展，为适应社会的需求，满足教学的需要，且随着软件北楼的投入使用，软件学院在原有网络的基础上决定对校园网进行优化。
网络是信息高速发展的纽带，它不但可以带给我们信息发展的前沿，还能够帮助我们查阅大量的信息，它所提供的信息资源几乎是无穷无尽的。
网络作为一种研究工具的出现，极大的拓展了知识的获取范围，大大地降低了我们在每一项工作上所消耗的时间。
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。
因此，对于一个学院来说，扩大校园网的规模，提高信息传输质量，增添新的设备，采用最新的技术，是事在必行的。
成员介绍及分工：
本项目组一共有项目经理叶伟，业务员施文军、曹桂林、陈远涛、季军军、许金林、孙长城、陈鹏、陈正龙、叶伟、李德林十人组成。
其中项目经理负责统筹安排、资料汇总和网络安全方面的设计。
施文军、曹桂林对市场比较熟悉，负责用户需求部分，陈远涛、季军军的动手能力比较强，负责综合布线部分，许金林、孙长城对网络的总体把握比较好，负责网络的总体规划设计，陈鹏、陈正龙的搜索能力较强，负责网络设备的价格调查，李德林由于比较心细，负责工期的制定和费用的计算。
第二章、需求分析
2.1概括
安徽新华学院占地1500亩，一期工程包括：
三栋教学楼，一栋实验楼，七栋宿舍楼，一栋行政楼，大礼堂及小卖部。
由于学校刚刚建设，还没有校园网络，资源不能共享，相互间及与外界不能进行信息交流，亟待建设校园网。
学院已具备校园数字化建设和管理的基本条件。
大学是一个小社会，网络应用类型非常复杂，信息媒体类型较多，且具有信息流猝发特点。
在我院校园网建设中，应充分兼顾信息资源共享与服务、多媒体教学和教务管理等因素对网络的需求。
我院建设校园网经费比较充裕，我院依托实力雄厚的安徽新华集团斥资6亿不断完善校园建设，因此在网络技术上应该留有一定的发展空间。
2.2目的及要求
建网的目的：
实现大学的校园网络化，校园的教学楼、宿舍、图书馆等各个部分都能实现计算机联网，并且整个校园接入互联网，以及校园的数字化建设。
建网的要求：
（1）实用性和经济性
充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。
（2）开放性
构造一个开放的网络系统，是当前世界计算机技术发展的潮流。
在整个系统设计中采用的规范和设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑互联。
（3）先进性
当今计算机网络技术发展日新月异，把握不准方向则可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。
因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，以适于未来的发展和需要，做到一次规划长期受益。
（4）可扩充性
所选择的联网方案及设备要能适应网络规划不断扩大的要求，以便于将来设备的扩充；要能适应信息技术不断发展的要求，平稳地向未来新技术过渡。
（5）可靠性
系统设计除采用信誉好、质量高的设备外，还采用一系列容错、冗余技术，提高整个系统的可靠性。
为了保证骨干网络平台的健壮性和链路冗余性，建议网络实施时在学校启用千兆备份线路。
在学校启用物理链路冗余机制，保证任何一条线路出现故障后骨干网络平台的可用性。
（6）安全性
包括两个方面：
网络用户级的安全性，数据传输级的安全性。
网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予以考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。
在网络设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括端口隔离、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、系统安全机制、多种数据访问权限控制等，有多种的保护机制，如划分VLAN、IP/MAC地址绑定（过滤）、ACL、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、802.1x认证机制、SSH加密连接等具体技术提升整个网络的安全性。
2.3功能
建网的功能：
（1）办公自动化
（2）网络多媒体教学
（3）学生自主学习
（4）电子图书馆
（5）电子邮件
（6）远程教育
（7）校园一卡通工程
（8）校园移动计算
（9）流量计费
校园网设计应该从以下几个方面来考虑：
调查内容：
.决策层需求：
I．学院建设规模：
约1500亩
II．计算机数量：
1000余台
III．建筑物：
行政楼1栋，实验楼1栋，图书馆1栋，教学楼3栋，学生宿舍7栋，大礼堂、一期商业街
IV．预测增长率：
全员师生员工规划人数：
20000人
V．所期望的校园网功能：
能提供决策方面的主要数据
VI．对校园网的要求：
性能价格比高，故障率低，尽量使用成熟、先进的技术。
VII．远程访问：
需要
决策者需要了解的一次性支付费用和非一次性支付费用：
耗资项目
一次性费用
非一次性费用
网络硬件
Y
不间断电源（UPS）
Y
廉价磁盘冗余阵列
Y
病毒防护
Y
Y
应用软件
Y
Y
网络工具
Y
诊断工具
Y
电信线路费用
Y
Y
职员
Y
维护
Y
培训
Y
Y
.中层管理需求：
I、办公需求：
办公自动化，文档电子化，电子公告牌
II、管理需求：
会议管理，个人信息管理，公共信息管理，公文管理，教务综合管理，图书馆自动化管理
III、远程访问：
需要
办公自动化系统结构图：
综合教务管理系统：
图书馆自动化管理系统：
．教师需求：
调查内容：
I、教学要求：
电子备课，资料查阅，文档打印，文档、课件上传/下载，在线答疑
II、教学活动：
VOD，学生成绩登入、公布
III、自学需求：
电子图书馆，资料查询
IV、远程访问：
需要
．学生需求：
调查内容：
I、学习需求：
电子文档下载，VOD，文档打印，资料查询，电子图书馆，在线答疑
II、E-mail服务:
需要
III、Web服务：
需要
IV、FTP服务:
需要
V、远程访问：
不需要
VI、学业管理：
成绩查询，课程选择/调整
业务需求清单：
项目
说明
适用对象
电子文档传递
办公自动化
教职员工
E-mail
电子邮件
全体师生员工
Web
因特网信息服务
全体师生员工及学院对外宣传及通知发布
FTP
文件共享
全体师生员工
VOD
视频点播服务
全体师生员工
E-Library
电子图书馆
全体师生员工
电子教务系统
课程编排，学生选课、学生成绩发布等
教务管理人员，教师，学生
信息安全
对敏感信息进行保护
机要部门，重要文档
Internet访问
通过校园访问因特网
全体师生员工
远程访问
在校外访问校内网络
全体师生员工
.用户需求分析：
得到用户认可的网络，才是一个成功的网络。
为了能最大限度地让用户满意，我们针对用户关心的网络问题进行了调查，得到的用户关心的服务和对用户工作重要的功能有：
1是否能及时地从网络上找到用户需要的信息
2网络是否有效，可靠
3网络的适应性是否强
4网络是不是可以升级
5网络是否安全
6网络是否可管理
7网络性价比是否高
.计算机平台需求分析：
用户的应用需求离不开软件的支持，而计算机平台的好坏直接关系到用户的应用需求是否能较好实现。
为了能更好地实现用户的运用需求，我们针对用户所关心的计算机平台的相关问题作了调查，得出了用户对所希望的计算机平台的一些要求：
速度快、容量大、外观美观、环保、可扩充性能和可升级性高、故障率低、易于使用、便于维护。
2.4预期目标
安徽新华学院数字校园设计建设目标是，建设一个以校园办公自动化、计算机辅助教学和现代化计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托，技术先进，扩展性强，能覆盖校园各楼宇的校园主干网络，将学校现有的各种计算机系统联系起来，并与Internet广域网相连，形成结构合理、内外沟通的新型校园计算机网络教学系统。
在此基础上建设能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境，开发建设各类教学资源库与应用系统，为教师、学生及家长提供充分的网络信息服务。
第三章、综合布线
综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。
通过它可使话音设备、数据设备、图像设备、交换设备及各种控制设备与其他信息管理系统连接起来，同时也使这些设备与外部通信网络相连。
与传统的布线相比较，综合布线有很多优越性，主要表现在兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性等方面。
因此安徽新华学院一期网络工程采用综合布线系统。
图3.1综合布线系统结构图
3.1规范和标准
3.1.1设计规范和标准
统一标准和规范：
综合布线工程要始终执行国际、国家和行业制定的各项标准和规范，主要的标准和规范如下：
（1）ANSIEIA/TIA568商用建筑的电信路由和空间的规定。
（2）ANSIEIA/TIA569商用建筑标准中对电信路由和空间的规定。
（3）EIA/TIA570家用和轻型商业通信布线标准。
（4）ANSIEIA/TAT606配线间的管理。
（5）ANSIEIA/TAT607屏蔽与接地。
（6）ISO/IEC11801商用建筑电信布线标准。
（7）EN/50173欧洲商用建筑电信布线标准。
（8）中华人民共和国建筑物综合布线标准《建筑与建筑群综合布线系统设计规范》。
（9）IEEE802.3u100Base-T网络标准。
（10）IEEE802.3z100Base-T网络标准。
3.1.2工业企业通信设计规范
（1）中国工程建设标准化协会标准“建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范”修订本CECS72：
97。
（2）中国工程建设标准化协会标准“建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范”CECS89：
97。
（3）市内电话线路工程施工及验收技术规范。
3.2设计范围及要求
3.2.1设计范围
安徽新华学院一期工程的网络管理中心机房位于行政楼2楼,预计一期工程包括:
教学楼4栋（A,B,C,D楼）其中B楼为实验室
学生宿舍7栋（其中7号宿舍楼分为男女两部分）
行政楼一栋
大礼堂及小卖部综合建筑体一栋
一期工程校园网由以上楼宇连接成校园网,各栋楼间使用光纤连接，楼内千兆到楼层，百兆到桌面，并且各楼分别需要网络布线以建设楼内局域网。
3.2.2设计规范的确定
我们为本校的校园网设计的综合布线系统将基于以下目标：
（1）符合当前和长远的信息传输要求。
（2）布线系统设计遵从国际（ISO/CEI11801）标准。
（3）布线系统采用国际标准建议的星形拓扑结构。
（4）基于100Mbps应用需要。
（5）布线系统的信息出口采用国际标准的RJ45插座。
（6）布线系统符合综合业务数据网的要求。
（7）布线系统要立足开放原则。
3.2.3布线要求
校园网络计算机主机房位于位于行政楼二层。
然后通过光缆分别连至校内的其他建筑，在各建筑内部采用五类4对5类UTP电缆连接到设备间的配线架。
3.3系统设计
3.3.1工作区子系统的设计
工作区系统又称为服务区子系统,它是由RJ-45插座和所连接的设备组成,对于校园网的用户,基本上需求不是很大,故基本型即可。
基本型,用铜芯电缆组网，每个工作区的配线电缆为一条4对双绞线,引至楼层配线架。
学生宿舍信息插座安装在进房间门框附近，采用明装方式，墙面型信息插座，并选用白色，与墙体颜色相同，更加美观。
插座距地面高度为35cm，根据建筑物的不同，每个房间需安装的信息插座数量也不尽相同，四人间需要一个信息插座和两个双孔面板，六人间需要一个信息插座和三个双孔面板。
选用五类MAX系列信息模块，性能全部超过国际标准ISOIS11801的指标。
系统支持语音、数据、图像等功能，能随应用的需要转向更高功能的布线系统。
3.3.2水平子系统的设计
水平子系统也称为水平布线系统。
水平布线子系统是从RJ-45插座开始到布线主干的子系统。
由4对5类UTP组成，能支持大多数现代化通信设备。
（1）用线采用UTP双绞线。
（2）长度不超过90米。
（3）UTP双绞线布线方式采用线槽管道布线方式。
3.3.3管理子系统的设计
为了管理方便，各层的交换机统一安放在设备间的配线架，故各层交换机只需一条光缆连接即可。
管理间的设计及建设应考虑一下因素：
（1）管理间位置
各楼层管理间一般设置在弱电竖井内，本系统学生宿舍管理
间统一设置在设备间内。
（2）管理间环境要求
管理配线间要尽量保持无尘，注意防火，散热良好，每个电源插座容量不小于300W，并根据设备的要求及有关规定保证一定的温度和湿度。
建议的最佳温度和湿度：
温度16℃～26℃，湿度45%～65%。
（3）配线架排列
管理间的配线间排列应遵守原则：
进出线方便，跳线方便、尽量短，墙面布局合理、占用空间小。
（4）跳线管理
采用EIA/TIA568B接线方式，级联时若交换机无级联口，可用交叉线连接。
（5）系统接地
确保穿线金属管、金属线槽与桥梁之间及各配线架的金属外壳
具有良好的电气连接特性，所有设备间ingredients提供接地端接子。
3.3.4干线子系统的设计
干线子系统是结构化布线系统的骨干，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。
干线子系统的设计必须能满足当前的需求，同时又能适应今后的发展。
3.3.5设备间子系统的设计
设备间子系统中的电话、数据、计算机主机设备及其保安配线设备宜设在一个房间内。
设备间的位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心等内容综合考虑确定，本方案中学生宿舍楼设备间放置在二楼。
在设备间子系统的设计和安装过程中还需要考虑配备不间断电源UPS和安全因素，本方案中学生宿舍无需配备UPS。
同时，建筑群的线缆进入建筑物时应有过流、过压保护设施，设备间室温保持在10℃～27℃，相对湿度保持在30%～80%。
3.3.6建筑群子系统的设计
建筑群子系统又称户外子系统，传输介质除了各种有线设备外还包括其他无线通信手段，如微波、无线电通信等。
户外电缆在进入大楼时通常在入口处经过一次转接接入户内，为避免因雷击或高压线接触给人类和设备安全带来损失，通常在转接处增加电器保护设备。
本方案建筑群子系统布线方式采用地下管道敷设方式，这种方式提供了最佳的机械保护，且电缆的敷设和扩充都很容易，能保持道路和建筑物的外貌整齐。
3.4具体布线
图3.4校园平面图
图3.4所示为安徽新华学院校园平面图，各栋建筑物使用光缆连接到网络中心。
图3为7号楼男生宿舍楼楼层平面图，楼高6层，每层有27个房间，其中北面13间，南面14间，共162个房间，女士宿舍共156个房间。
7号楼为四人间，每个房间安装一个进户信息插座和2个双孔信息面板，供学生连入网络。
宿舍
信息点
信息插座
双孔信息面板
7号楼（男）
162
162
324
7号楼（女）
156
156
312
3号楼为女生宿舍，普通六人间，楼高6层，每层北面三间卫生间，1楼北面楼梯占据两间房间的位置，北面有16个房间，南面18个房间，一楼以上，南面北面都是18个房间。
每个房间安装一个进户信息插座和3个双孔信息面板，供学生连入网络。
楼层
房间
信息点
信息插座
双孔信息面板
1
34
31
31
93
2
36
33
33
99
3
36
33
33
99
4
36
33
33
99
5
36
33
33
99
6
36
33
33
99
第四章、校园网络总体规划设计
4.1项目设计原则
本系统需遵循以下原则。
1标准化：
遵循EIA/TIA568要求，并符合国内现行通用的电气标准。
2开放性和兼容性：
整个布线体系的接口要全部采用国际标准，能连接不同厂家不同型号的计算机、交换机、传真机及其他电子设备终端，并且能支持不同的网络结构及应用。
3先进性：
当今计算机网络技术发展日新月异，把握不准方向则可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。
因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，以适于未来的发展和需要，做到一次规划长期受益。
4可靠性：
本设计中所应用的产品都要求是经国际权威机构认证并经过严格考验的材料。
5实用性和经济性：
从保护原有的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发，充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。
6易用性：
网络系统的硬件设备和软件程序易于安装、管理和维护。
各种主要网络设备，比如核心交换机、汇聚交换机、接入交换机、服务器、大功率长延时UPS等设备均支持流行的网管系统，以方便用户管理、配置网络系统。
7可扩展性：
本设计为网络的进一步发展留有扩展的余地，因此我们选用主流产品和技术。
我们选择兼容性好的产品，以便后期扩展。
8安全性：
包括两个方面：
网络用户级的安全性，数据传输级的安全性。
网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予以考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。
在网络设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括端口隔离、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、系统安全机制、多种数据访问权限控制等，有多种的保护机制，如划分VLAN、IP/MAC地址绑定（过滤）、ACL、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、802.1x认证机制、SSH加密连接等具体技术提升整个网络的安全性。
4.2主干网设计
4.3图书馆网络设计
4.4宿舍局域网设计
4.5教学楼区网络设计
4.6学院礼堂网络
4.7IP地址的分配
地点
楼层号
vlan号
ip网段
ip首地址
ip末地址
子网掩码
行政楼
1.2层
2
10.2.0.0
10.
升级会员 