网络工程课程设计设计200个机位的网吧.docx
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网络工程课程设计设计200个机位的网吧
网络工程实践课程设计报告
题目：
规划设计一个拥有200个机位的网吧
学生姓名：
易帅龙
学号：
201017020107
专业班级：
信息系统与信息管理10101班
同组姓名:
王威、张晓旺、许魁魁
指导教师：
聂方彦
设计时间：
2013年上学期第15周
指导老师意见：
评定成绩：
签名：
日期：
年月日
目录
摘要··············································3
一、课程设计的目的和意义·······················4
二、课程设计的内容和要求
1、网络规划、设计与实现的主要方法和过程················4
2、课程设计具体内容·································7
3、设计（或上机）内容和基本要求 ·························7
三、课程设计的相关技术··························8
四、课程设计过程································9
1、结构选型（拓扑结构）·································10
2、网吧Internet的接入··································10
五、课程设计小结··································12
附录：
参考文献····································13
摘要:
从20世纪90年代初迅速发展起来的internet，已经飞速改变了人们的生活和工作。
计算机网络已经深入到我们的学习、生活、工作的各个方面，人们被其丰富无穷的信息资源、方便快捷的交流方式深深吸引。
对任何人来说计算机技术都是必须要掌握的一门技术，但是，许多人没有能力或条件购置上网所需的微机与线路，比如学生、流动人口和收入较低者。
为了满足这些人群的上网需求，网吧应势诞生了。
就我国民目前的收入情况分析，投资网吧是一大商机。
本次课程设计是规划设计一个拥有200个机位的网吧，在设计过程中保证以下设计原则：
先进性、可扩充性、可靠性、经济性、实用性等特性。
设计内容包括结构选型（拓朴结构）、Internet接入、硬件选择（型号、配置）、软件选择（系统软件、管理软件、应用软件）、传输介质、传输速度、用户接口（客户机、操作系统、应用软件、协议）、管理能力（技术、安全）、投资费用（软件、硬件、安装、布线、培训、维护等）、成本回收等、局域网设置、服务器配置、安装监控、设备损坏及维护、服务管理人员、未成年人上网、安全设计、管理设计、工程预算、交换机要求等内容的考虑。
关键词:
组网技术；网吧；投资控制；实用;综合布线
一、课程设计的目的和意义
《网络工程实践》课程设计是计算机科学与技术专业的一门专业实践课，其主要内容是规划、设计和实现一个中小型网络，课程设计所涉及的工作过程主要包括网络方案的设计、网络方案的实现。
通过本课程设计，学生可以了解计算机网络工程设计的一般过程，明确计算机网络设计与建设的基本原则，熟悉计算机网络需求分析的目标、任务与方法，掌握计算机网络设计的通用方法，熟悉常用网络设备的使用方法，并学会撰写规范的计算机网络设计方案说明书。
本课程设计为学生提供了一个既动手又动脑，独立实践的机会，将理论和实际有机的结合起来，锻练学生的分析、解决实际问题的能力。
从而提高学生网络工程的应用能力，使学生可以提高学生分析问题和解决问题的能力和团队协作的能力。
1、能力目标
（1）能理解并熟悉常见中小型企业的网络系统集成方案；
（2）能独立完成中小型网络设计前需求分析方案的设计，并正确分析需求分析结果；
（3）能根据需求分析结构，独立完成中小型网络的设计方案；
（4）能根据中小型网络设计方案，独立完成方案的组网与实施；
（5）能根据项目需求，依据国家相关规定，协助完成网络标书的写作；
2、知识目标
（1）掌握网络规划需求分析的方法与技巧；
（2）掌握逻辑网络设计的方法；
（3）掌握物理网络设计的方法；
（4）理解网络标书的格式及书写方法；
（5）知道网络招标的流程；
（6）掌握常见网络系统集成实施中的关键技术。
3、素质目标
（1）培养良好的逻辑表达和沟通能力。
（2）培养良好的文案能力；
（3）培养团队协作意识；
4.其他目标
（1）成本与利润的意识；
（2）网络安全防范的意识；
（3）网络冗余及可靠性保障的意识；
（2）独立分析和解决问题的能力
二、课程设计的内容和要求
1、网络规划、设计与实现的主要方法和过程
对网络进行规划设计时，一般从以下几个方面进行。
1>需求分析
选择一家中小规模的网络，首先要选择一家中小规模的网络，通过实地调查等形式了解企业的组织结构、网络建设的背景，明确网络需求和网络性能的评价标准。
具体地，包括网络建设的目的与原则、投资规模、现有网络的问题与不足等；网络系统中所包含的信息点的数量、分布及信息流量、应用程序的类型及对QoS的要求、是否需要提供广域网接入和网络安全上的考虑因素等。
（1）用户需求
目前办公网络主要功能实现办公网络内部资源共享。
办公网络可共享的资源的主要有硬盘、光驱、应用程序、驱动程序以及重要的数据等。
对于办公网络的安全主要涉及的是内部网络共享资源的安全，保护这些重要数据信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。
（2）技术目标
统一性、完整性、经济实用性、可靠性与有效性、扩展性与先进性、安全性。
安全性：
保证办公网络具有信息安全的功能，主要包括：
设备的安全性、应用级的安全性、网络级的安全性、数据级的安全性。
由于办公网络用户离不开与外界进行交流，在享受Internet的服务的同时，防范网络病毒、木马等系统和数据的破坏，防止黑客入侵造成数据丢失或泄密等。
统一性：
规划设计办公网络，应统一进行规划，统一设计，分步实施，以方便办公网络的后期管理。
完整性：
保证整个办公网络的系统功能、数据安全、网络管理等方面应有充分的保证。
经济实用性：
每个公司在组建自己内外计算机网络的时候，都需要考虑如何最有效的利用网络资源，使有限的硬件设施获得最优的可用带宽，保证建成的网络安全和规范，并且易于维护、扩展和高效使用。
因此,在设计中要采用先进的、成熟的、实用性强的技术和性价比高网络产品，不盲目的追求设备的高档、技术的超前，以免造成不必要的资金浪费，从而使系统具有较强的实用性。
可靠性与有效性：
规划设计时必须从系统结构、设计方案、设备选型、厂商的技术服务与维修响应能力、设备备件供应能力等多方面考虑，尽可能减少故障发生的可能性，缩小影响面。
同时还须考虑与现有办公设备和事务处理的整合。
扩展性与先进性：
进行网络规划设计时应具有较好的扩展性，以降低系统扩展的投入成本，并能充分满足信息技术高速发展的需要。
能适应近3-5年内的业务增长和突发性事件的需要，确保各级系统的可扩充性和先进性，并注意设备的冗余设计以及网络的负载均衡。
（3）网络应用
Web、FTP、E-Mail、VOD。
2>逻辑设计
网络设计分逻辑设计和物理设计。
逻辑设计主要是逻辑拓扑设计，考虑连通哪些站点，地址如何分配和网络技术选型等。
物理设计是逻辑设计的物理实现，主要包括网络设备选型和结构化综合布线设计等。
（1）整体结构设计
根据需求分析，以层次化的网络设计方法，选择合适的网络技术，设计一个性能价格比相对优化的网络解决方案，该网络要实现各种资源的兼容性，网络整体安全性、先进性、可靠性，后续网络的可扩展性、易管理性、高有效带宽等。
主要包括:
组网技术的选择，子网的划分与隔离，共享资源的配置，应用服务器的设置，IP地址规划等，综合布线系统的规划（工作区子系统，水平子系统，主干子系统，设备间子系统，建筑群子系统，管理子系统，需要考虑机房的安全、布局等等）。
（2）局部网络结构设计
3>物理设计
主要是：
布线、交换机与路由器配置
（1）网络中心的设计
（2）每栋楼设计
4>网络设计方案的编写
以通用的网络方案编制规范撰写一个相应的书面文档，在该文档中要包括需求分析（网络建设的目标与原则）、主干技术的选择、工程总体设计（拓朴结构、功能设计、硬件与软件选择、结构化布线等）、网络管理与安全、投资预算和设备清单。
5>网络设计方案的实现
6>测试
（1）确定测试范围（对哪个网段测试）
（2）确定测试内容（连通性、性能、故障）
2、课程设计具体内容（我负责需求分析,网络规划中的结构选型与Internet接入设计）
我们组选定的课题是,:
规划设计一个拥有200个机位的网吧。
针对这个题目,我们设计的具体内容应包括:
1）.需求分析（目的,特点,策略）.
2）.网络规划设计
①结构选型（拓扑结构）.
②Internet接入.
③硬件选择（型号,配置）.
④软件选择（系统软件,管理软件,应用软件）.
⑤传输介质.
3）.可行性论证.
①传输速度.
②用户接口（客户机,操作系统,应用软件,协议）.
③管理能力（技术,安全）
④投资费用（软件,硬件,安装,布线,培训,维护等）.
⑤成本回收等.
3、设计（或上机）内容和基本要求
1>认识传输介质（光纤、双绞线、同轴电缆或无线介质）、综合布线设备（指信息插座、端口设备、跳接设备、适配器、信号传输设备、电气保护设备和支持工具等）和其他有关的布线辅助材料或设备（如桥架、金属槽、管或塑料槽、管等。
2>了解令牌网和FDDI的国际标准，掌握以太网家族中的快速以太网、千兆位以太网乃至最新的万兆位以太网；
3>掌握常用的网络设备如交换机，路由器等
4>掌握以太网接入、调制解调器接入，了解线缆调制解调器接入、数字用环路XDSL技术接入（如高速HDSL、非对称ADSL、超高速VDSL等）和综合业务数字网络ISDN接入等。
5>选择一家中小规模的网络，通过实地调查等形式了解企业的组织结构、网络建设的背景，明确网络需求和网络性能的评价标准
6>根据需求分析，以层次化的网络设计方法，选择合适的网络技术，设计一个性能价格比相对优化的网络解决方案。
包括逻辑网络拓扑设计、逻辑网络地址规划、网络可靠性设计、网络安全性设计、物理网络设计
7>以通用的网络方案编制规范撰写一个相应的书面文档，在该文档中要包括需求分析（网络建设的目标与原则）、主干技术的选择、工程总体设计（拓朴结构、功能设计、硬件与软件选择、结构化布线等）、网络管理与安全、投资预算和设备清单。
三、课程设计的相关技术
网吧网络结构的总体设计,保证优质的网络传输速度是首要前提,除此之外,我们还要考虑到日后网络的升级,更重要的是要方便日后的网络维护。
有一些网吧在日常经营中可能需要扩大规模,那么我们在设计网络时就必须考虑到日后的网络升级。
无论网吧规模大小,网吧的网络层次,建议采取接入层、汇聚层、交换层三个网络层次的设计理念。
1接入层：
对于五百台的机器来说，选择一个合理的接入设备，是最关键的，而且我们要根据接入设备选择合适的带宽。
我们可以简单计算一下网络带宽来决定网络接入设备的总带宽，每台机器最大的网络流量7-8KB字节计算，五百台机器是4000KB字节左右，加上30%的网络损耗，网络总带宽应该为5200KB字节，我们的光纤初步可以选择为50MB的接入。
当然了，为了加快网络速度，你也可以选择百兆的接入点。
这样看来，我们的网络接入层可以选择为百兆设备。
接入带宽计算出来了，我们就选择网络接入设备，是用硬件路由器，还是用软路由。
对于网吧来说，我个人感觉还是用软路由。
硬件路由器，国内的生产厂商的技术不是太成熟，国外的产品，主要是针对于ISP接入商或对网络功能要求较高的用户而设计，并不适用于我们的网吧。
硬件路由器与软路由的一个最大的区别就是硬件路由器的功能多而强大。
2汇聚层：
汇聚层是整个局域网的核心部分，由于网吧内部的数据交换量特别大，因此，我们在选择汇聚层设备的时候，一定要选择一款合适的汇聚层网络设备。
五百台机器的网吧，可以选择千兆的三层交换设备，支持VLAN功能，虽然我们不需要划分VLAN，如果我们的网络设计不能达到我们的要求，划分VLAN是我们的必选之路;三层交换的背板带宽不能低于16G，而且要支持MAC地址学习功能，MAC地址表不能小于32KB;汇聚层网络设备最好支持网络管理功能，方便我们的管理和维护;汇聚层网络设备的端口数量，最好要比我们设备的网络端口数量多出一些，方便以后我们的网络升级和改造。
虽然我们的接入层选择的是百兆网络设备，由于我们网吧中，相当大一部分数据流量，不必经过接入层，因此我们在选择接入层的网络设备时，没有必要与汇聚层网络设备同步。
3交换层：
交换层是整个网络中的中间层，连接着汇聚层和网络节点，是决定我们整体网络传输质量的很重要的一个环节。
随着百兆网络设备的普及，我们交换层的网络设备，肯定首选百兆。
交换层设备选择时，需要满足下列要求:
支持百兆传输带宽，背板传输不能低于6G，支持MAC地址学习功能，MAC地址表不能小于8KB。
4防攻击反入侵：
攻击和入侵，可以说是网吧经营中时常遭遇的问题。
从大环境来说，网吧不过是互联网中的一个节点，这意味着每台计算机都有可能被黑客攻击。
能够否全面做好防攻击、反入侵工作，直接关系到网吧的经营稳定与否。
在这一问题上，丝毫马虎不得。
网络攻击一般可分为内网攻击和外网攻击两种类型，通常都会导致网速变慢，发生瞬断或全网掉线的情况。
ARP、洪水是内网攻击最常见的攻击模式。
外网攻击比较典型的有“机器狗”，这种病毒可以穿透还原软件与硬件还原卡，通过释放pcihdd.sys驱动文件抢占还原软件的硬盘控制权，并通过修改用户初始化文件userinit.exe来实现隐藏自身的目的。
入侵多是一些黑客行为，也可能是网吧业主之间的恶意竞争手段。
网吧要想全面做好防攻击，远离黑客入侵，最有效的解决方法是加强网吧的安全呵护。
从技术角度来讲，至关重要的问题包括网吧系统和网络两个方面。
在系统安全设置方面，要设置复杂的用户登录密码，关闭系统中有安全隐患的服务，以有效防止黑客的攻击
四、课程设计过程
规划设计一个拥有200个机位的网吧,我们按照以下步骤进行,
1）.需求分析（目的,特点,策略）.
2）.网络规划设计
①结构选型（拓扑结构）.
②Internet接入.
③硬件选择（型号,配置）.
④软件选择（系统软件,管理软件,应用软件）.
⑤传输介质.
3）.可行性论证.
①传输速度.
②用户接口（客户机,操作系统,应用软件,协议）.
③管理能力（技术,安全）
④投资费用（软件,硬件,安装,布线,培训,维护等）.
⑤成本回收等.
其中，我主要负责需求分析阶段，对网吧设计的需求特点、目的以及策略进行可行性及经济性等的分析，还有对网吧主机布置拓扑结构选型的设计分析，最后负责网吧Internet互联网接入技术的设计。
（其他内容见另外三名同学报告）
需求分析：
网吧网络系统建设的主要目标是建设成为主干千兆，百兆交换到桌面；同时在大型网吧的范围内建立一个以网络技术、计算机技术与现代信息技术为支撑的娱乐、管理平台，将现行以游戏为主的活动发展到包括VoIP在内的多功能娱乐平台上来，籍以大幅度提高网吧的竞争和盈利能力，建设成一流的高档网吧，为吸引中高端消费群打下强有力的基础。
（1）、建设安全的用户系统；
（2）、建立主干跑千兆，百兆交换到桌面的网络连接；
（3）、建立网吧内的200信息点的网络综合布线；
（4）、各个信息点以100M交换到桌面；
（5）、建设后的网络，以后可以顺利升级到1000M。
（6）、给用户提供网页浏览、收发邮件、QQ聊天、网络游戏、网络教育、网上电影、网上其它各类服务
1、结构选型（拓扑结构）
2、网吧Internet的接入
目前,针对网吧的接入方式有三种,一种是DDN专线,另外一种是光纤接入,还有一种就是类似家庭宽带的ADSL接入。
随着电信运营商对网络的改造,目前光纤接入已经成为一种主流的接入方式,DDN专线接入是北京网吧的一大特色。
从稳定性相比,光纤接入的速度是最稳定的,DDN专线其次,ADSL接入方式的的稳定性最差,而且容易受天气变化的影响。
三种网络接入方式的资费,与稳定性是成正比的。
虽然光纤接入已经非常普及,但是由于运营商网络覆盖范围不同,网吧可以选择的网络接入方式也是不同的。
因此,网吧在选择店面的时候,一定要提前考虑店面是否有合适的网络接入方式,一旦店面确定下来,如果没有合适的接入方式,会对网吧经营者造成不可估量的损失。
电信业务的拆分,使得中国有了多个电信运营商,长江以南是电信,长江以北是网通,除此之外,各地还有铁通、移动、联通等多家运营商共存。
到底选择哪一家电信运营商作为网吧的接入商,也是非常有学问可讲的。
铁通、移动、联通不是主流的宽带运营商,网络稳定性肯定不及电信和网通这两家宽带运营商。
因此,网吧经营者在选择网络接入商时,一定要选择当地主流的网络接入商。
众所周知,长江以南是中国电信的天下,网吧经营者最好选择电信网络接入;长江以北是中国网通的天下,网吧经营者最好选择网通网络接入。
电信的拆分为网吧也带来了诸多不利影响,使用网通接入的网吧,访问电信的网站和使用电信接入的网络游戏服务器时,效果非常差,很多网吧开始同时使用网通和电信双线路接入。
就目前的网络环境来看,双线路接入完全没有必要,网络游戏运营商和一些网站,已经分别租用电信和网通的服务器,解决了互联互通的问题,网吧没有必要再使用双线接入,毕竟双线的成本意味着宽带费用要增加一倍,而效果却与使用单线接入是相同的结果。
当我们的网络确定使用哪家电信运营商接入后,还有一个重要的网络参数需要网络经营者选择,这就是网络带宽。
也就是我们通常所说的宽带速度。
由于带宽大小与资费直接挂钩,网吧经营者必须选择一个合适的带宽才可以,带宽太小,上机高峰时段容易卡机,带宽太大,网吧经营者要承担太高的宽带费用。
宽带带宽的大小选择,可以根据网吧的客户机数量来计算
就网吧目前提供的多项网络服务来说,网络游戏、视频聊天、在线电影被称为最耗费带宽的三种业务,为此我们计算带宽大小的时候,要想保证网络传输质量,首要把带宽消耗大户考虑在内。
一般来说,要想让在线电影和在线视频保持流畅,我们可以计算出带宽消耗的极限值。
以单台机器来说,视频聊天需要占有50Kbps的带宽,在线电影需要占用200Kbps的带宽,网页一般仅仅需要占用20Kbps左右的带宽,而且是瞬间占有,网络游戏需要占用7Kbps左右的带宽,这样,一台机器的极限带宽是377Kbps。
一家拥有一百台机器的网吧,接入带宽为37700Kbps,也就是37Mbps,加上线路的损失,申请一条50Mb的宽带是绰绰有余的。
在这里,网吧经营者必须明白一个参数,网吧的接入带宽Mbps与文件下载速度之间MB之间的区别。
电脑的基本原理是二进制,在电脑程序中,电脑只承认0和1两个数字。
电脑最小的存储单位是字节,而一个字节是由八个二进制的位组成的。
网络速度的单位是比特率bps,意思是比特位每秒。
对于网络速度来说,1Mbps=1024Kbps,而存在单位的1MB=1024KB。
正是由于单位的不同,网络接入带宽的实际值并不等于网络的理论下载速度,网络的理论下载速度是由网络速度的理论值,除以8得到的。
因此,一家使用100Mb宽带接入的网吧,实际的下载速度仅仅可以维持在11MB左右。
五、课程设计小结
1、通过这次课程设计，加强了我对网络工程和计算机网络拓扑结构的认识,巩固了计算机网络这门课的知识.
2、通过这次课程设计,我学到了很多课本上学不到的知识,学会了同其他人合作进行网络工程项目的规划和设计.
3、这次课程设计业提升了我的动手能力,在平时的课程中,我并没有很好的理解路由器、交换机等各种网络设备的具体用法，通过这次课程设计，对这些器件的认识加深了，也对书本上的知识有了更深的理解.
4、通过这一周的课程设计我也学到了坚持不懈的精神,在设计过程中,我们遇到了很多的困难和阻碍,遇到过失败,但是我们没有放弃,通过四个人的合作终于完成了这次课程设计,有欣慰、有兴奋也有很多的收获.
5、通过这次课程设计也加强了我与人沟通的能力,在设计过程中与其他三名同学严格分工,互帮互助,最终才有了这次课程设计成果,在这里也要感谢其他三位组员的支持.
6、通过这次课程设计也加深了我思考和解决问题的能力，遇到不懂的不会轻易放弃,而是多思考,多实践,发现很多问题都能迎刃而解.
最后,我首先要感谢的是其他三位组员,只有他们坚持不懈的共同合作,才能有今天的结果,其次我要感谢老师对我们帮助,遇到很多不懂的地方,老师都会耐心的给我们讲解,这才促成我们完成此次课程设计!
参考文献
1）高峡陈智罡袁宗福著.网络设备互联学习指南.科学出版社.2009年4月
2）黎连业陈俊良黎萍等编著.计算机网络系统集成与方案实例（第二版）.机械工业出版社.2001年9月
3）赵松涛金道谢张安东等编著.WindowsServer2003网络配置与高级管理教程.人民邮电出版社.2004年6月
4）袁国忠译.CCNA基础教程（第二版）.人民邮电出版社.2004年1月
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