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一个典型校园网络设计学士学位论文

************学院

毕业设计（论文）

一个典型校园网的设计

学生姓名：

系部：

计算机系

专

　　业：

指导教师：

日期：

摘要

随着Internet的诞生,校园网的建设越来越受到各大高校的重视。

本论文结合我院校园网的现状，对进一步完善校园网做出了比较可行的规划与设计。

此方案以千兆网络为主干，提供对所有基于网络的应用系统的支持，提供安全的互联网接入。

建成一个具有高可靠性和开放性的校园网络，提供校园内部及面向全球的WEB服务、教务服务、财务服务、E-mail电子邮件服务、OA服务、FTP服务等，实现与国际互联网的完全接轨。

【关键词】:

网络设备；互联网；网络服务；网络协议；多媒体

Abstract

AlongwithInternetbirth，thecampusnetconstructionmoreandmorereceiveseachbiguniversitythevalue.Thepresentpaperunifiesmycourtyardcampusnetthepresentsituation,tofurtherconsummatethecampusnettomakethequitefeasibleplanandthedesign.Thisplantakes1000Mnetworksasabranch,providestopossessesbasedonthenetworkapplicationsystemsupport,providesthesafeInternettoturnon.Completestohavetheredundantreliabilityandtheopencampusnetwork,providesthecampusinteriorandfacetheglobalWEBservices,educationalservices,financialservices,E-maile-mailservice,OAservice,FTPservice，realizationandtheinternetconnectsrailscompletely.

【Keywords】:

equipmentofthenetwork,internet,networkservice,networkprotocol,multimedia

前言：

二十一世纪是知识经济时代。

随着现代科学技术的飞速发展，全球信息化浪潮势不可挡，已经迅速延伸至国防、科研、经济、教育等各个领域，也不可避免地改变着传统的校园教育的工作模式，利用当前蓬勃发展的以计算机和网络为主导的现代信息技术则是校园实现现代化教育的必不可少的技术基础。

我国的信息起步晚，本可以高起点，高标准的建设我国的信息高速公路，但由于我国经济能力和幅员辽阔，建设成本压力很大，因此发展较为缓慢。

学校，尤其是各大高校，作为知识基地和人才基地，它理应成为代表信息产业技术发展的最前沿，然而现状是工业水平高于学术水平。

即使这样，1994年中国教育科研网（cernet）正式启动以来，已与国内几百所学校相连，2000年该网“二期工程”完成时，除达到连接1000所大学的目标外，对有条件的中小学也将提供上网接入服务。

但实际情况是我国大多数校园网却因应用水平的低下而造成资源的极大浪费。

如何利用当前先进的计算机技术与校园网资源，实现学校各项业务系统的集成，提高应用水平成为学校校园网建设的工作重点。

校园网在国内发展还不成熟，学校、媒体甚至计算机业界，对校园网都缺乏全面、深入的理解和认识，带有一定的盲目性和偏见。

建设校园网要经过周密的论证、谨慎的决策和紧张的施工。

目前存在的一些情况是，网建成了，问题也出现了：

设计目标无法实现；应用软件缺乏，阻碍了设想实施；维护费用不堪承受等等。

这就需要在网络建设实施前确定明确的设计目标，是技术和成本找到最佳点，并考虑到日后的升级，既可扩展性。

校园网络的背景

安徽中澳科技职业学院（AnhuiZhong-AoInstituteofTechnology）是隶属于安徽省科学技术厅的公办高等学校。

1998年，安徽省常务副省长张平率政府代表团访问澳大利亚，与西澳州政府在珀斯（Perth）签订了科技与教育合作协议，由安徽省科学技术厅负责实施该项目。

经双方协商，安徽省科技培训中心与西澳州中央政府理工学院（TAFE）联合成立安徽中澳科技继续教育学院，引入澳大利亚职业教育模式，开展科技教育培训。

2000年作为安徽大学的专科教学点开始普通高等教育招生。

2003年6月，经安徽省人民政府批准并报教育部备案，在安徽省科技培训中心（1984年创办）和安徽省计算中心（1979年创办）的基础上成立安徽中澳科技职业学院。

学院教学设施先进，生活及体育设施齐备。

计算机应用与软件技术实训基地是中央财政支持的职业教育实习实训基地，旅游管理实训室是省级示范实验实训中心，还有广告设计实训室、图形图像实验室、网络技术实验室、网络工程实验室、计算机组装与实训室、信息安全实验室、计算机基础实训室、电子商务实验室、物流管理实验室、ERP实训室、网络营销实验室、国际贸易实训室、旅游管理实训室、餐饮实训室、模拟导游实训室、会计模拟实训室、商务英（日）语实验室、电子阅览室、数十个多媒体教室、语音室等，建有外国文化体验中心、外语自主学习中心和运动场、室内体育馆，校实训中心设施先进，设有安徽省计算机软件工程技术研究中心，以及与安徽省软件行业协会和中国科技大学信息科学实验中心联合建成省内唯一的软件评测中心。

校园网络建设目标

我校校园网工程范围主要为包括行政楼、教学楼、图书馆、学生宿舍楼及综合楼在内的局域网部分。

内部局域网的建设包括硬件网络平台的建设、相应软件系统的应用。

目前的根据校园的整体的网络架构，要使这复杂的网络跟高速、安全地通信，重要的是要有针对复杂网络应用的一体化解决方案。

其着眼点在于:

具备能够实时监控并易于管理的功能;能够实现校园师生安全地访问互联网和资源共享。

归结起来，应充分保证以下几点:

数据通信：

网络的配置的一个重点是让校园能够实现内外部的信息交流，实现资源共享，使师生可以正常的访问互联网、外部人员可以访问公司内部网站，这是网络配置最基本的要求。

访问的可控性:

对关键网络、系统和数据的访问必须得到有效的控制，这要求在配置路由器与交换机的过程中制定一些安全规则，通过这些安全规则来控制一些ip地址、数据包对校园内部的访问，并对任何访问进行跟踪记录，让校园有一个安全、稳定的网络。

网络的管理：

在这复杂的网络架构中，网络的方便管理是校园进行通信的基础，只有有效、快捷的网络管理，才能实现网络中突发事件快速解决，使网络正常通信，良好的网络配置，也可以让管理员快速地熟悉管理校园整个网络。

网络配置的设计原则及思想

网络配置原则

1、实用性

从保护各系原用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。

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，因此我们在整个系统的设计中采用的规范、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

当今的计算机网络技术发展日新月异，把握不准的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，适合未来的发展，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的不断扩大的要求，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。

6合理投资

灵活升级---由于校园数据具有保密性、不可公开性的特点。

所以校园网络解决方案可以在保护原有投资的同时，以最少的投资来获得最好的网络结构。

网络配置技术方案

在核心层配置vtp服务器，就可以在一台交换机上集中修改vlan的配置，所做的修改会被自动传播到网络中的所有其它计算机上，实现了交换机vlan的统一配置。

在路由器上使用nat，利用nat技术就可以解决了校园对外部互联网访问的问题。

实现师生可以正常浏览Internet。

以便让广大师生更快的了解社会、国家、国际上的消息

网络配置的思想

进行校园网总体设计，首先要进行对象研究和需求调查，明确学校的性质、任务和改革发展的特点及系统建设的需求和条件，对学校的信息化环境进行准确的描述；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校Intranet服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括包括valn的划分、nat地址的转换、acl规则等方面的目标；第三是确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求建设目标和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；第四，确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；第五，规划校园网建设的实施步骤

网络配置前期的整体分析

学校统一大量采用了cisco2层和3层交换机和少量的路由器来构建网络，目前普遍采用3层式结构化设计方案，该种方案结构清晰，网络运行效率高，易于扩展。

具体结构如图3-5-1其中SW1是网络的核心层交换机，SW2、SW3和SW4是网络的汇聚层交换机。

校园网络配置的拓扑图

图3-5-1校园网络拓扑图

网络层次划分

3.6-1接入层

接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。

接入交换机是最常见的交换机，它直接与外网联系，使用最广泛，尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多媒体制作中心、网站管理中心等部门。

在传输速度上，现代接入交换机大都提供多个具有10M/100M/1000M自适应能力的端口。

3.6-2汇聚层

汇聚层的功能主要是连接接入层节点和核心层中心。

汇聚层设备一般采用可管理的三层交换机或堆叠式交换机以达到带宽和传输性能的要求。

其设备性能较好，但价格高于接入层设备，而且对环境的要求也较高，对电磁辐射、温度、湿度和空气洁净度等都有一定的要求。

汇聚层设备之间以及汇聚层设备与核心层设备之间多采用光纤互联，以提高系统的传输性能和吞吐量。

3.6-3核心层

核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输,骨干层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。

网络的控制功能最好尽量少在骨干层上实施。

核心层一直被认为是所有流量的最终承受者和汇聚者，所以对核心层的设计以及网络设备的要求十分严格。

核心层设备将占投资的主要部分。

核心层需要考虑冗余设计。

三者的关系

（从主到次）

核心层

汇聚层

接入层

图3-6-1网络层次的划分

IP地址规划

IP地址规划原则：

1、简单性

地址的分配应该简单，避免在主干上采用复杂的掩码方式；

2、连续性

为同一个网络区域分配连续的网络地址，便于采用路由收敛技术缩减路由表的表项，提高路由器的处理效率；

3、可扩充性

为一个网络区域分配的网络地址应该具有一定的容量，便于主机数量增加时仍然能够保持地址的连续性，网络系统的编址方案利用CIDR和可变长子网掩码技术,并支持IPv6，为了满足不断增长的IP地址需求,并实现与其他网络互联和内部子网互联的有效控制和管理,建议校园网采用内部保留地址,给将来的网络发展留下充分的余地；

4、灵活性

地址分配不应该基于某个网络路由策略的优化方案，应该便于多数路由策略在该地址分配方案上实现优化；

5、唯一性

在整个网络环境中必须保持IP地址的唯一性；

6、可管理性

地址的分配应该有层次，某个局部的变动不要影响上层、全局。

7、安全性

网络内应按工作内容划分成不同网段即子网以便进行管理

接入Internet/Cernet网络

接入Internet

有的单位用户很多，Internet访问共享服务器（简称共享器）。

这里的共享器指的是那些可以实现局域网中共享电话线与调制解调器上网的网络设备。

我们实验室采用了某公司的组合式网络通共享器。

它可支持一到三个MODEM，也可支持ISDN，速率可达到168～192kbps。

它可与1－4台集线器或交换机连接，支持253个用户同时使用。

我们现在使用一只56K的MODEM，支持10多台PC，感觉还可以。

它采用Web式管理，可以很方便地设置，可惜是英文界面。

接入Cernet

CERNET是中国第一个覆盖全国的、由国内科技人员自行设计和建设的国家级大型计算机网络。

该网络由教育部主管；由清华大学、北京大学、上海交通大学、西安交通大学、东南大学、华中理工大学、华南理工大学、北京邮电大学、东北大学和电子科技大学等十所高校承担建设，于1995年11月建成。

全国网络中心设在清华大学，八个地区网点分别设立在北京、上海、南京、西安、广州、武汉、成都、和沈阳。

CERNET是为教育、科研和国际学术交流服务的非盈利性网络。

截至2009年12月，CERNET主干网连接38个主节点，传输速率达到2.5Gbps-20Gbps，覆盖全国31个省市近200多座城市，与国内外其他互联网互联总带宽超过50G。

交换机的配置

该校园师生有上千人，显然不能把这么多的计算机都放在一个网段中。

第一，IP地址冲突会把网管搞得晕头转向，而动态分配IP地址又会产生大量的广播包，导致网络传输效率下降。

第二，任何一块网卡的损坏，任何一根双绞线出问题，都有可能导致网络风暴的发生，从而导致网络瘫痪。

第三，各种网络协议被广泛使用，从而导致网络内充斥大量的广播包，大大降低网络的有效带宽。

因此，必须根据不同部门的特点，将整个校园网划分为若干个子网络，从而将大量的广播通讯限制在本地网络。

同时，限制对某些特殊子网（如财务）的访问。

具体设计如下

vlan规划表

一号宿舍楼

Vlan10

172.16.10.0/24

二号宿舍楼

Vlan20

172.16.20.0/24

三号宿舍楼

Vlan30

172.16.30.0/24

四号宿舍楼

Vlan40

172.16.40.0/24

图书馆

Vlan100

172.16.100.0/24

行政楼

Vlan150

172.16.150.0/24

教师楼

Vlan160

172.16.160.0/24

A楼

Vlan60

172.16.60.0/24

B楼

Vlan70

172.16.70.0/24

C楼

Vlan80

172.16.80.0/24

D楼

Vlan90

172.16.90.0/24

实验楼

Vlan110

172.16.110.0/24

艺术楼

Vlan120

172.16.120.0/24

软件楼

Vlan130

172.16.130.0/24

学术报告楼

Vlan140

172.16.140.0/24

综合楼

Vlan50

172.16.50.0/24

服务器群

Vlan180

172.16.180.0/24

sw1（vlan）#vlan10nameyihaosushelou

sw1（vlan）#vlan20nameerhaosushelou

sw1（vlan）#vlan30namesanhaosushelou

sw1（vlan）#vlan40namesihaosushelou

sw2（vlan）#vlan100nametushuguan

sw2（vlan）#vlan140namexingzhenglou

sw2（vlan）#vlan160namejiaoshilou

sw3（vlan）#vlan60nameAlou

sw3（vlan）#vlan70nameBlou

sw3（vlan）#vlan80nameClou

sw3（vlan）#vlan90nameDlou

sw4（vlan）#vlan110nameshiyanlou

sw4（vlan）#vlan120nameruanjianlou

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sw4（vlan）#vlan140namexueshubaogaolou

sw1（vlan）#vlan50namezonghelou

sw5（vlan）#vlan180nameserver

Sw1（config）#interf0/1