校园网毕业设计论文综合布线.docx

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校园网毕业设计论文综合布线

简单综合布线设计

第一章前言

1.1某高校背景

某高校是一所极具现代意识、以现代化教学为特色的公办高校。

为了推进教育学信息化和现代化，学校计划在校内建立校园内部网并通过千兆位链路连接与国际互联网相连。

根据学校的要求，我们按照“统一规划、讲究实效、安全可靠”的原则，进行某高校园网综合系统设计，以满足校园内计算机网络系统的需要。

对于某高校来说，由于将有越来越多的资料信息和管理平台放到校园网上，越来越多的用户使用校园网，校园网的可扩展性和可靠性成为选择合作伙伴的重要标准。

我XX公司与XX公司一起，通过专场技术交流会、XX认证培训、项目设计和方案论证等形式，为某高校提供了良好的服务。

校园网发挥的作用

为全校教师、科研人员、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境，并将计算机引入教学、科研、管理和学习等各个领域；改善学校教学科研、管理和学习环境，提高其水平；熟悉现代化的工作环境和掌握先进的教学、科研、管理和学习手段，有利于培养面向世界、面向未来的高层次人才。

某高校着重进行了校园网的接入，并与电化教室相结合，配合多媒体设备，使该校的信息化建设跨上了一个新台阶。

第二章用户需求分析

信息化建设目标的建设不但应考虑现有的硬件、软件，同时还应考虑学校教师的信息化教育能力；不但网络要建起来，软件也要贴近应用，同时还应加强教师培训，才能逐步实现教育由应试教育转向素质教育转化。

项目总体目标是：

建立物理上覆盖学校教学楼与办公楼的千兆主干校园网，百兆交换到桌面，使学校所有部门的网络和计算机都能够方便地连接到网络；配置必要的计算机网络设备、布线设备和辅料，为学校的教学、管理和研究提供服务。

本项目的需求可概括为如下几部分：

一个学校内用户众多，对信息的安全有一定的要求，各楼层的分布情况如下：

（1）1号楼（图书馆）

对图书馆内各类图书进行管理，对图书资料进行处理。

建立电子阅览室为学生更快更好的查阅各类图书。

主要以文件传输、视频传输为主。

（2）综合楼（实验室和办公楼）

主要以校领导、财务、人事为主要用户。

主要是网络中心、计算机机房、网络实验室为主。

网络中心负责网络维护，管理，中心内设有网站、电子邮箱、精品课程、FTP资源、办公系统以及视频点播等服务器。

（3）2号楼、3号楼、4号楼（教学楼）

主要是多媒体教室，各二级学院办公室

第三章综合布线系统设计

3.1综合布线设计要点：

（1）实用性：

能支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系统等，能够实现现在和未来技术的发展。

（2）灵活性：

任意信息点能够连接不同类型的设备，如微机、打印机、终端、服务器、监视器等。

（3）开放性：

能支持任何厂家的任意网络产品，支持任意网络结构，如总线型、星型、环形等。

（4）模块化：

所有的接插件都是积木式的标准件，方便使用、管理和扩充。

（5）扩展性：

实施后的综合布线系统是可扩充的，以便将来有更大需求时，能够容易将设备安装接入。

（6）经济性：

一次性投资长期受益，维护费用低，是整体投资达到最少。

依据这些原则，可以确定该学校的综合布线拓扑结构应该为星型，保证综合布线系统的灵活性和扩展性。

由于有几栋教学楼，所以本方案设计包括综合布线的所有子系统。

3.2结构化布线系统

结构化布线划成6个部分：

工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、设备间子系统、建筑群子系统。

如下图所示。

⑴工作区子系统

工作区子系统又称为服务区子系统，它是由RJ-45跳线与信息插座所连接的设备（终端或工作站）组成。

其中信息插座有墙上型、地面型、桌面型等多种类型。

工作区子系统所使用的连接器必须具备标准的8位接口，这种接口能接受楼宇自动化系统所有低压信号以及高速数据网络信息和数码声频信号。

工作区由信息插座延伸至设备。

工作区要求布线要求相对简单，这样就很容易移动、添加和变更设备。

工作区设计要考虑以下几点：

（1）工作区内线槽要布的合力、美观。

（2）信息插座与电源插座应保持30cm的距离。

（3）信息插座要设计在距离地面30cm以上（与电源插座保持水平）。

（4）信息插座与计算机设备的距离保持在5M范围之内。

（5）购买的网卡类型接口要与线缆类型接口保持一致。

（6）所有工作区所需的信息模块、底盒、面板的数量。

（7）所需RJ-45接头的数量。

具体需要RJ-45接头和模块的数量可以按照以下公式进行计算：

RJ-45头的需求量M=N×4+N×4×15%

M：

表示RJ-45接头的总需求量

N:

表示信息点的总量

N×4×15%：

表示留有的富余量

⑵水平子系统设计

水平子系统也称为水平干线子系统，它是从工作区的信息插座开始到管理间子系统的配线架。

结构一般为星型结构，它与垂直子系统的区别在于：

水平子系统总是在一个楼层上，仅与信息插座、管理间连接。

在综合布线系统中，水平子系统通常由4对UTP（非屏蔽双绞线）组成。

在高带宽应用时，可以采用光缆。

水平子系统连接管理子系统至工作区，包括水平布线、信息插座、电缆终端及交换。

水平干线子系统的设计涉及到水平子系统的传送介质和部件集成，主要有4点：

（1）确定线路走向。

（2）确定线缆、槽、管的数量和类型。

（3）确定线缆的类型和长度。

（4）订购电缆和线缆。

电缆的用量可以用以下公式进行计算：

每层楼的用线量C=【0.55×（L+S）+6]×N

L：

本楼层离管理间最远信息点距离。

S：

本楼层离管理间最近信息点的距离。

N:

本楼层信息点的总数。

0.55：

备用系数。

6：

端接容差。

缆长度按每信息点平均线长55米计算，并考虑到用户工作区跳线所需线缆用量，总共需要双绞线15箱（305米/箱）。

水平线缆将干线线缆延伸到用户工作区.在本项目中设计采用的是Lucent公司8芯非屏蔽双绞线（UTP）是符合EIA/TIA568A标准的超五类线双绞线1061004CSL+。

它在传输数据时，可以在150米范围内具有标准10Mbps的传输速率，在100米内保证155Mbps的传输速率。

此外它也可以传输各种70V直流电压及在相应的距离下传输10MHZ及100MHZ频率以内的弱电信号.

⑶管理子系统设计

管理子系统由交联、互联、和I/O组成。

管理间是楼层的配线间，管理子系统为其他子系统互联提供手段，他是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备，其主要设备是配线架、交换机等网络设备，以及机柜和电源等。

交连和互连允许将通信线路定位和重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易的管理通信线路。

I/O位于用户工作区和其他房间或办公室，使在移动终端设备时能够方便的进行插拔。

作为管理间一般有以下设备：

（1）机柜

（2）楼层交换机

（3）配线架

（4）电源

配线架的选型和安装:

分配线间的设计，我们采用了较为集中、灵活的管理方式，充分利用配线架的容量，以达到较好的性能价格比。

所有的水平及垂直UTP双绞线均选用Lucent48口和24口非屏蔽的配线架进行管理，使数据点可完全互补，且管理、维护灵活简便。

⑷垂直干线子系统

垂直子系统也称垂直干线子系统或骨干子系统，它提供建筑物的主干线缆，负责连接管理子系统到设备子系统的子系统，目前的设计中一般使用光缆。

它也提供了建物垂直干线电缆的走线方式。

垂直干线子系统主要用于连接一栋大楼内部的各配线间，提供网络主干连接。

⑸设备间子系统设计

设备间子系统也称设备子系统。

设备间子系统由电缆、连接器和相关支撑硬件组成。

它把各种公共的多种不同设备互连起来，其中包括光缆、双绞线电缆、同轴电缆、程控交换机等。

在建设设备间时要注意以下几点：

（1）室内照明、通风良好。

（2）要安装符合机房规范的消防系统。

（3）使用防火门，墙壁使用阻燃漆。

（4）进行防静电装修。

（5）防止电池场的干扰。

（6）设备空间应保持2.55M高度的无障碍空间，门高为2.1m，宽至少为90cm，地板承重能力不低于500KG/MM。

设备子系统是整个布线系统的管理中心，由设备间（主配线间）中的电缆、连接器和相关支撑硬件组成，它把公共系统设备的各种不同设备互连起来。

考虑到中心机房机柜中的美观及便于管理，管理区跳线我们采用订制的两端带RJ-45数据线用于连接配线架与网络设备。

需要：

两端带RJ-45数据线80根

⑹建筑群子系统

建筑群子系统又称为园区子系统，它是将一个建筑物的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置，通常是由光缆和相应设备组成，提供外部建筑物与大楼内布线的连接点。

它支持楼宇间通信所需的硬件，其中包括电缆、光缆以及防止电缆上的脉冲电压进入建筑物的电气保护装置。

建筑群子系统用于连接各分散的建筑物，由于部分建筑距信息中心的距离可能超过了100米（铜缆布线系统的最长距离为100米，粗缆可支持500米，但粗缆只能支持系统主干间的10M连接，五类双绞线支持100M连接），另外考虑到现代网络技术ATM、千兆以太网对网络带宽的要求（155M/622M/1000M），系统主干只能选择多模光缆（多模光缆可在260米范围内支持1000M主干）。

另外考虑到光缆主干的备份以及经济原因（四芯与六芯光缆价格相当），可以选择国产长飞六芯多模光缆来构建整个网络系统主干。

实施可用于数据、影像、语音和其他信息传输的部分布线工程，使学校的住处设备能够方便地连接到校园网。

根据结构化布线标准和需求设计所需设备，包括线缆、配线架、模块、机柜、辅助材料等；主要设备要求选用安普、Avaya等公司产品。

结构化布线共有88个信息点，机柜2个。

完成信息点所在位置的电脑接入校园网，保证部门级办公电脑及课室电脑以100Mb/s的速率接通校园网

布线要符合标准，讲求美观大方。

信息点分布见表：

大楼

楼栋数

楼层

信息点

信息点合计

综合楼

1

1.办公室

20

366个

2.办公室

12

3.中心机房

10

4.实验室（4个机房）

160

5.实验室（4个机房）

160

6.多媒体教室

4

教学楼

1

1

1.图书馆

10

30个

2.图书馆

6

3.活动室

2

4.器材室

2

5.教室

4

6.教室

4

教学楼

2

1

1.电信实验室

4

26个

2.办公室

10

3.办公室

6

4.教室

2

5.多媒体教室

4

6.教室

2

教学楼

3

1

1.机械实验室

2

22个

2.办公室

10

3.办公室

6

4.多媒体教室

2

5.教室

2

6.教室

2

宿舍

6

1.小卖部

4

141个

2.寝室

28

3.寝室

28

4.寝室

28

5.寝室

28

6.寝室

25

*网络中心机房设于综合楼3层。

*教学楼设分管点，交换机放于4层教师备课室。

*完成校园网网络中心、办公楼、教学楼交换机的连接工作。

楼层配线架

楼层配线架

设备间主配线架

楼层配线架

楼层配线架

建筑内星型拓扑结构主干线路的物理设计

综合楼学生机房（四楼）

教学楼2

综合楼网络中心三楼

综合楼办公室

教学楼1

宿舍楼群

教学楼3

校园网结构化综合布线的布线设计图

水平线缆90米

L1+L2+L3<10米

L3（注意）

L1:

工作区设备电缆

L2:

配线架间跳线

L3:

远端通信设备电缆

管理区或设备区

L2

L1

工作区

配线架

配线架

信息座

PC

有源设备

水平子系统设计结构图

L3

L1配线架间跳线

L2通信设备线缆

L3垂直电缆

L2

L1

设备子系统

水平电缆

L2

L1

管理子系统

配线架

配线架

配线架

子配线架

有源设备

有源设备

垂直干线子系统设计结构图v

第四章网络方案设计

3.1设计要点

根据建网、建库、建队、建制4步方式，我建议校园网建设采用以下方案：

●网络中心建设在综合楼3层，教学楼设置分管点。

●建设高速、稳定和安全的网络环境。

采用主流的以太网技术核心，交换机可带千兆三层交换模块，二级交换机采用带扩充槽的快速以太网交换机，可实现三层交换、百兆主干（可升级到千兆）、百兆交换到桌面。

●教学楼与综合楼采用Trunk技术做链路聚合，可达到200Mb/s的带宽，实现了较高的性价比。

●可根据学校的应用类型，例如办公、多媒体课室、课室、网络中心等功能划分子网。

●进行教师队伍的培训，包括网络知识、相关硬件使用、多媒体软件使用、教育资源中心等。

通过培训，逐步使教师从“使用资源”发展到“制作资源”。

3.2网络系统设计综述

（1）Internet连接

根据需求，通过使用两个用于光端设备的BNC端口到以太端口的转换器连接上2Mb/s的SDH，从而使校总部与分部连接起来。

如图：

服务器

服务器

路由器

路由器

E1转换器

交换机

E1转换器

交换机

电信运营商

PC

PC

PC

PC

100Mb/s光纤G.370接口2Mb/s线，V3.

连接到校总部示意图

（2）校园网主干

主干为千兆主干，设备为CISCO的3层交换机，型号为CISCO2948G-L3。

因考虑到以后多媒体数据流在网上的应用于及主干的冗余，因此在主干上采用千兆链路（100Mb/sTrunk），既可扩大主干带宽（200Mb/s或全双工400Mb/s）,又可以起到主干冗余作用及均衡负载。

主干采用超5类非屏蔽双绞线（UTP）布线，能承载千兆带宽，可以保证以后网络的扩容与提升。

主干所有链路屏蔽层全部接到信号地（主机房地网），防止静电和电磁干扰，地保证数据链路的可靠性。

（3）系统功能规划

a.防火墙

为考虑系统的安全可靠性，将在网络主机房为学校安装一套ISA　server　2004是路由级网络防火墙，兼备高性能缓存特性。

ISA　server　2004是微软推出的面向企业级应用的高级应用防火墙，融合了状态检测和代理型防火墙的种种特点。

ISA　server　2004为各种类型的网络提供了高级保护、易用性和快速、安全的访问。

它尤其适合于保护需要为不同地域设置多重防火墙阵列的企业网络。

ISA　server　2004可以部署成一台专用防火墙，作为内部用户接入Internet的安全网关。

在信息传输过程中ISA　server　2004计算机对其他各方来说是透明的。

也就是说，内部访问Internet或者外部人员访问企业内部时，它们都感觉不到防火墙的存在。

ISA　server　2004既可完成防火墙的功能，又能完成代理的功能，能起到Webcache的作用，并能够安全服务器发布，提高访问Internet的速度，并且减少对外访问的流量，节省带宽。

b.VLAN的划分

根据学校的应用类型，划分了办公室、电脑室、教学楼课室、网络中心等子网。

分VLAN在一定程度上可以提高网络的安全性，防止网段上无效的广播包的传播以及减少带宽的占用，可以减少延迟，还可以增加网络弹性，并降低成本易于管理。

有两种划分方法：

静态:

基于端口划分的VLAN。

动态：

基于MAC地址的VLAN。

本方案采用基于端口的划分VLAN，因为基于端口的划分VLAN配置比较简单，便于管理。

c.中心交换机

实现与总部的广域路由，实现本地不同VLAN之间的局域路由，实现对网络各种数据包的QoS控制。

本方案采用两台三层的交换机，可以实现链路的冗余，当其中的一台出现问题，不会导致整个网络的瘫痪，这就是网络的稳定性。

还可以在三层交换机上启用ＳＴＰ，并且为每个ＶＬＡＮ指定根网桥，另外一台三层交换机为它的备份根网桥，当根网桥的链路断开，数据可以通过备份根网桥转发出去。

在两台三层交换机之间配置以太网通道可以提高链路带宽。

d.根据对该学校情况的了解，原来4间电脑室的主交换机Intel530在使用时会出现流量阻塞的情况，并且无法与CISCO核心交换机做Trunk。

因此，在次工程中，我们建议用CISCO2950-48与现有的Intel530交换机互换，并与核心交换机做两路100Mb/sTrunk，使链路带宽增加到200Mb/s，可满足教学的要求。

而原来的Intel530可作为综合楼的二级交换机使用。

e.网络管理

网络管理涉及网络资源和运行的规划、组织、监视以及计费和控制各个方面，为了更好的定义网络管理的范围，国际标准化组织定义了网络管理的5个功能，即配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和计费管理。

完成网络设备基于Web的管理。

将提供CISCO公司的Work200的网管系统，实现网络的控制和管理。

f.信息点

采用CISCO2950-48作为二级交换机。

涉及4个汇聚点，一个汇聚点（MDF）设在综合楼3层中心机房（共62个信息点），一个汇聚点（IDF）设在教学楼1第二层教师办公室（共26个信息点），还有一个汇聚点（IDF）设在教学楼2第二层的教师办公室，最后一个在汇聚点（IDF）设在宿舍楼的第四层。

信息点分布如下：

大楼

楼栋数

楼层

信息点

信息点合计

综合楼

1

1.办公室

20

366个

2.办公室

12

3.中心机房

10

4.实验室（4个机房）

160

5.实验室（4个机房）

160

6.多媒体教室

4

教学楼

1

1

1.图书馆

10

30个

2.图书馆

6

3.活动室

2

4.器材室

2

5.教室

4

6.教室

4

教学楼

2

1

1.电信实验室

4

26个

2.办公室

10

3.办公室

6

4.教室

2

5.多媒体教室

4

6.教室

2

教学楼

3

1

1.机械实验室

2

22个

2.办公室

10

3.办公室

6

4.多媒体教室

2

5.教室

2

6.教室

2

宿舍

6

1.小卖部

4

141个

2.寝室

28

3.寝室

28

4.寝室

28

5.寝室

28

6.寝室

25

网络拓扑图如下：

其中一台中心三层连具体接图如下：

电信提供商

网络中心

综合楼

分校区

转换器

E1转换器

VLAN1

管理计算机

服务器

服务器

防火墙壁

Vlan11

图书馆

VLAN

教学楼1交换机

教学楼1

PC

PC

中心交换机CISCO3648G-L3

教学楼Vlan13

教学楼Vlan12

实教学楼2交换机

交换机

PC

PC

宿舍楼群Vlan14~Vlan19

宿舍主交换机

宿舍交换机

宿舍交换机

PC

PC

综合楼

教学楼3交换机

Vlan2~Vlan9

8个电脑室交换机A~G

学生机房交换机

交换机H

交换机A

办公室交换机

PC

PC

办公室Vlan10

学生机房交换机

校园网工程拓扑图

100Mb/s双绞线

SDH2Mb/s

1000Mb/s千兆光纤

（5）IP地址分配及VLAN划分

IP地址分配策略

项目

IP地址范围

备注

IP地址类型选择

内部使用Internet保留IP，Ｂ类子网，172.16.x..y/24

网关地址

172.16.1.253/24

网络设备IP

172.16.1.1～172.16.1.20

DNS地址

见设备IP地址表

网络中心服务器IP

172.16.1.21～172.16.1.40

内部工作站IP

172.16.x.100～172.16.x..200

网管备用IP

172.16.1.50～172.16.1.70

设备IP地址表

主机名／类型

计算机名

设备

注释

IP设置

防火墙

外部口s0

IP:

192.168.254.1/30

防火墙

内部口e0

IP:

172.16.1.253/24

中心交换机Cisco2948G-L3

网管IP

IP:

172.16.1.254/24

GW:

172.16.1.253

教学楼1Cisco2950

网管IP

IP:

172.16.1.251/24

GW:

172.16.1.254

综合楼学生机房Cisco2950

网管IP

IP:

172.16.1.252/24

GW:

172.16.1.24

综合楼办公室Cisco2950

网管IP

IP:

172.16.1.250/24

GW:

172.16.1.254

图书馆Cisco2950

网管IP

IP:

172.16.1.249/24

GW:

172.16.1.254

数据服务

IP:

172.16.1.2/24

GW:

172.16.1.254

V

VOD服务

IP:

172.16.1.2/24

GW:

172.16.1.254

DNS服务

IP:

172.16.1.1/24

GW:

172.16.1.254

M

WebMail服务

IP:

172.16.1.1/24

GW:

172.16.1.254

S

SMTP服务

IP:

172.16.1.1/24

GW:

172.16.1.254

P

POP3服务

IP:

172.16.1.1/24

GW:

172.16.1.254.

HTTP服务

IP:

172.16.1.1/24

GW:

172.16.1.254

FTP服务

IP:

172.16.1.1/24

GW:

172.16.1.254

VLAN划分

端口

VLANID

说明

Cisco2948G-L3（网管中心，核心交换机，网管IP：

172.16.1.254/24）

1～8

2、3、4、5、6、7、8、9

连接到综合楼学生机主交换机上行端口

9

1、10

连接到办公室交换机上行端口

10

1、11

连接到教学楼1图书馆交换机

11

1、12

连接到教学楼2的教师办公室交换机

12

1、13

连接到教学楼3的教师办公室交换机

13---18

1、14、15、16、17、18、19

连接到宿舍楼的第四层的交换机

19--20

1～19

连接到另外一台三层交换机的以太网通道

48

连接到路由器上的接口

端口

VLANID