通信与计算机网络课程设计.docx

1、通信与计算机网络课程设计信息管理与信息系统专业通信与计算机网络课程设计题目：信息工程系网络工程设计班级手机Email学号提交日期指导教师俞守华职称教授信息学院信息工程系通信与计算机网络课程设计评分标准一、评分说明总体要求：设计文档格式规，装订规，结构严谨，层次分明，语言流畅；数字、图表、计量单位等用法规，按时提交材料；总体拓扑结构图、网络布局图设计合理、比例恰当、标注清楚及整体表现美观；各项设计方案、设备选择、软件选择及材料用量等有设计标准、计算依据或选择理由。分数评定：分数主要由设计方案书第一稿、第二稿、正式稿，以及平时辅导考勤与表现记录等各部分成绩记录共同组成。具体标准见下表通信与计算机网

2、络课程设计成绩评分表。二、课程设计评分表设计项目分数围分数绪论（主要包括意义、现状、趋势与建设背景说明等）网络系统的需求分析；方案概要说明；（含设计原则、标准或依据）015系统硬件方案；（含设计标准或依据）系统软件方案；（含设计标准或依据）具体网络设计方案；（含设计标准、依据、网络布局设计合理、图形规、必要的设计理由或说明、IP地址规划等）050系统安全与可靠性设计；系统测试与验收标准；参考文献及必要的附件。020表现（含态度、进度、撰写格式规）015总分注：以上分数评定以打印稿为主，电子版作为参考。总评：总分059分为不及格；6069为及格；7070为中；8089为良；90100为优。总评：

3、指导教师签名：1.1.5项目设计标准: 22.2.1 先进性 42.3信息点统计 53.5会议与学术交流室 114.1.1安全、稳定、可靠 156.2.1 支持教师的移动办公 519.3.3 最终验收阶段 621需求分析1.1项目概况1.1.1项目建设的意义：为贯彻落实我校教育信息化的发展战略，优化学生学习实验环境，促进信息工程系学生专业学习，校方决定开展信息工程系的网络工程。1.1.2华南农业大学校园网络现状:华南农业大学校园网络现在处于相对完善的状态，已实现大部分实验室，教学楼与全部学生宿舍的信息化与网络化，而剩余的少数实验室与教学楼也将逐渐实现联网。而现存的校园网网络工作稳定，速度较快，

4、广受师生欢迎，同时整体网络布线也比较合理，先进。1.1.3项目背景:进入21世纪，已经是一个信息化时代。作为其最为重要组成部分，通讯网络已被广泛应用于经济、政治、文化等日常生活当中。通讯网络为人类的信息交流提供了很大的便利，使人类生活更加轻松、方便、丰富多彩。同时，人类对信息的需求不断增加，也推动着通讯网络进一步完善、发展。顺应社会信息化的浪潮，党中央和国务院始终高度重视信息化工作，因此，我们确信政府会大力支持优先发展教育信息化。同时信息工程系是隶属于信息学院的教学单位之一。该系目前包括信息管理与信息系统、工业工程2个本科专业。信息工程系是隶属于信息学院的教学单位之一。该系目前包括信息管理与信

5、息系统、工业工程2个本科专业。截止至2010年全日制在校生3336人，其中本科生3201人、硕士研究生118人、博士研究生17人；在职攻读专业学位硕士35人。学院教职工134人，专任教师110人，其中教授11人、副高职称27人，博士生导师4人、硕士生导师25人，具有博士学位教师40人。信息工程系目前设有信息管理实验室，计算机网络实验室，工业工程实验室等专业实验室。各实验室都配置有一定数量的计算机以及教学设备。各教师办公室为每位教师配置了一台用于办公教学用途的计算机。整个信息工程系占地面积约为2335平方米。1.1.4项目设计目标:为贯彻落实我校教育信息化的发展战略，要求在信息学院信息工程系建立

6、一个符合我系特点、功能适用的信息网络，该项目总体目标：实现与校园网的连接；实现信息工程系各部门间网络互联和数据共享（即各专业实验室、研究室、办公室。）；配置及开发适当的软件实现系教学管理、师生交流与办公信息化。1.1.5项目设计标准:实验室以每人占地2平方米左右的标准建设；办公室以每人占地6平方米左右的标准建设；课室、会议室、学术活动室考虑多媒体展示设备。1.1.7信息工程系平面图1.2功能需求信息工程系设备接上校园网设备间实现网络化和有权限的信息共享实现不同教学实验区域之间的分隔和有效管理保证信息工程系网络的安全性实现多媒体教学2.系统设计目标及总体设计原则2.1 设计目标(1) 系统能切实

7、满足教育信息化的需求； (2) 技术和设备先进，可靠性高，系统性能价格比高；(3) 采用目前Internet/Intranet的先进和成熟技术与现代管理思想，系统建设以集成为主；(4) 标准化程度高，各种技术标准和规，必须符合开放性国际标准、国家标准或行业标准；(5) 结构灵活，系统扩展和升级方便。网络接口应考虑高速宽带网的发展需求，在技术升级中，能平滑过渡，保护原有投资；(6) 系统安全可靠，具有抵御计算机黑客攻击及抵御不测灾害的侵害的能力；具有较强的容错能力和一定的数据备份管理以及病毒防御能力；能保证数据的完整性和一致性；能有效地防止错误。当出错时，有相应的解决方案；系统能产生充分的证据，

8、显示操作的正确性；传输安全、准确，速度满足应用要求。2.2 设计原则考虑学院的实际情况，从经济性与投资保护角度上，一是要有效地利用现有的设施，保护原有的投资； 二是要精心地选择新设施，提高性能价格比，节约投资：三是新建的系统可升级、可扩展，从而使现在的投资在将来能得到保护。通过需求分析，系统设计目标主要有：加强合作交流，共享宝贵的数据资源；使落后的技术现代化；降低电信及网络成本，包括与语音、数据、视频等独立网络有关的开销；提供关键任务应用程序和数据的安全性与可靠性；办公系统自动化，使各种事务处理方便快捷；改进教学质量和水平，利用现代化技术提供先进的教学设备和设施；保持网络畅通，方便日常事务和教

9、学的管理。网络规划要切合实际，既要保护现有软、硬件投资，又要充分考虑新投资的整体规划和设计。网络系统的先进性是设计人员首先要考虑的，它能使系统达到更高的目标，具有更强的功能、更好的使用性能。而多媒体辅助教学教室、实验室和研究室是教学应用的核心，在网络建设时应考虑多媒体信息的特点，如信息量大，对时间延迟敏感等；在网络中常出现几十个学生执行相同的操作的现象，所以要考虑并发信息的控制；学生利用网络做作业，教师要在家里拨号访问学校网络，教学和科研信息在网上传输，所以也要考虑网络的安全性，防止黑客破坏网络，学生抄袭作业；该网络又是面向不同知识层次的教师和办公人员的工具，他可以更好地提高教学水平、办公效率

10、和学习兴趣。所以应用和管理应简便易行，界面友好，不宜太专业化。在计算机网络的规划、设计和实施中要遵循以下原则：2.2.1 先进性如今科技发展迅速，尤其是电子产品，日新月异。而由于有关规定所限，学校更换教学设备周期较长。因此，设备的先进性尤为重要。设备的先进，保证了紧跟时代主流，不会导致因设备落后而被迫淘汰，充分科学地利用好有限的设备经费。除此之外，设备的先进，也有利于日常工作学习，有力地保障了教学质量。排除了设备落后带来的不必要的麻烦。2.2.2 可靠性在信息工程系的实验课堂上，学生人数较多，如何能保障众多学生在相近时间启动、使用设备时的安全性，是保障设备安全、提高课堂教学质量的重要问题。因此

11、，保障设备的可靠性，是非常重要的。2.2.3 安全性现在随着网络的普及，网络问题也日益泛滥，病毒、窃入、攻击等时时给网络用户带来许多困扰，威胁着网络用户的电子商务和电子政务的安全。因此，网络设计中必须采取网络隔离措施和利用访问控制、技术以保证网络安全运行，防止XX的访问。另外，还要防止非法用户侵入我们网络的计算机，在分隔处加上防火墙。2.2.4 实用性信息工程系所学专业种类、数量比较多，需要提供相应的学习环境供其使用。建设的网络必须考虑到楼层间的网络结构和校园各机构网络铺设的特殊性，结合Internet和各种局域网的广泛运用，各取所长。另外，根据现在的需求，同时也要考虑未来的发展方向，找到一个

12、能满足两方面的平衡点。此外，还必须同时满足数据传输、语音传输、图像传输、视频传输等多种不同的信息和不同带宽的传输2.2.5灵活性和可扩展性如今科技创新迅速，新的技术随时进入日常的教学当中。因此，需要提供灵活性和可扩展性。总体结构具有可扩展性和兼容性，可以集成不同厂商不同类型的先进产品，使整个系统可随技术的进步和发展，不断得到充实和提高。2.2.6 经济性由于现阶段电子设备的价格还是比较昂贵，用有限的资金建设满足用户需求、性价比高的网络工程体系。2.3信息点统计根据信息学院网络设计规划图设计，按照要求来计算每个地点所需连接的信息点数，统计可以得出所需连接的点的网络如下：表1 信息点统计课室名称课

13、室编号信息点数三层24口交换机双绞线（箱）开放计算机室4323621工业工程实验室（一）4344021信息管理实验室4368063实验准备室4381211工业工程实验室（二）431-4339063通信与计算机网络实验室435-4378063学生创新实验室4184021未定4162011未定4141012科研开发实验室41210设备间4102研究生工作室40812会议与学术交流室4063信息资源开发实验室4044021接待室402813教授/主任室4018教授/主任室4038教研室140510教研室24071012教研室340910教研室44111012实验员办公室41312系统工程研究室415

14、1212未定417122+2+2+合计：/57533263.方案概要说明3.1网络拓扑结构3.2信息管理综合实验室信息管理实验室，作为信息管理与信息系统专业使用最多的实验室，我的设计配备了72 台学生PC作为学生实验使用，大致上可以满足两个班的同学同时上课的要求。每台计算机的接入带宽是100Mps。交换机采用使用28端口的华为S5700-24TP-SI(AC)，共3台，以堆叠的方式置于机柜中。配置一台实验室主机，网络通过UTP连线连到系统中心服务器上。图中红线为双绞线走线图。同时，实验室也配备了空调，投影机，和储物柜等基本配备。而照明设备等其它电路这里省略。而具体走线选择地下走线，并在布线时保

15、持相对的冗余度。3.3工业工程实验室工业工程实验室，工业工程专业使用的实验室，我的设计配备了70 台学生PC作为学生实验使用，大致上可以满足两个班的同学同时上课的要求。这里在设计时使用了双投影仪主要为了是便于同学们观看导师实验课上的具体演示，提高教学的效率。每台计算机的接入带宽是100Mps。交换机采用使用28端口的华为S5700-24TP-SI(AC)，共3台，以堆叠的方式置于机柜中。配置一台实验室主机，网络通过UTP连线连到系统中心服务器上。图中红线为双绞线走线图。同时，实验室也配备了空调，投影机等基本配备。而照明设备等其它电路这里省略。而具体走线选择地下走线，并在布线时保持相对的冗余度。

16、3.4 通信与计算机网络实验室通信与计算机网络实验室，为通信与计算机网络课专设的实验室，我的设计配备了80 台学生PC作为学生实验使用，在满足两个班上课要求的同时，由于相关实验在计算机设定上容易出现出错，所以我也同时保留的一定量的PC作为冗余。同时每一排中间我都安排的机柜，用于具体实验中存放路由器，交换机等设备，保证实验的顺利进行。每台计算机的接入带宽是100Mps。交换机采用使用28端口的华为S5700-24TP-SI(AC)，共3台，以堆叠的方式置于机柜中。配置一台实验室主机，网络通过UTP连线连到系统中心服务器上。图中红线为双绞线走线图。同时，实验室也配备了空调，投影机，和储物柜等基本配

17、备。而照明设备等其它电路这里省略。而具体走线选择地下走线，并在布线时保持相对的冗余度。3.5会议与学术交流室会议与学术交流室，用于举行学术交流和教室或学生的相关会议。由于该室的面积较大，我设计了36个座位。基本满足本院小型或中型会议或学术交流的要求。室设有无线发射器，提供了无线网络，可以满足会议中的手提电脑，或者交流用的手提电脑的上网要求。室设有PC 3台，和无线发射器1台，同时室设有投影机，文件柜等基本配置。而照明设备等其它电路这里省略。而具体走线选择地下走线，并在布线时保持相对的冗余度。3.5教师办公室教师办公室，教室进行办公的地方，我这里设计了六个工作台，同时配有沙发和茶几各一。 室一共

18、设有六台PC，同时设有一台网络打印机和一台复印机，基本满足教室平常的工作需求。 每台计算机的接入带宽是100Mps。交换机采用使用28端口的华为S5700-24TP-SI(AC)。配置一台实验室主机，。图中红线为双绞线走线图。同时，实验室也配备了空调，储物和盆栽柜等基本配备。而照明设备等其它电路这里省略。而具体走线选择地下走线，并在布线时保持相对的冗余度。3.6小型报告厅小型报告厅，用于每年的毕业答辩或者做小型的学术报告。整体设计并不复杂，总体包括一台PC，投影仪和空调，基本满足使用需求。 由于网络结构简单，所以布线如图，无特别说明。3.7多功能室多功能室，多功能室主要提供分组教学和活动休闲的

19、功能。本系出了较多的信息技术容外，还包括大量的管理学容，本室使用了较为稀疏的空间设计，同时分开了很多的小组位置，很适合进行小组的问题讨论。同时由于桌子摆设较为稀疏，当移开桌子后仍然具有较大空间，可以进行娱乐或者搞活动。整室配置PC一台和无线发射器，布线也相对简单。4 系统硬件方案4.1 硬件选择原则4.1.1安全、稳定、可靠安全、稳定和可靠，这是网络系统稳定运行的最基本条件。最好是经过相当长时间，在世界围被广泛应用的网络产品。4.1.2技术先进我们所选择的网络设备应该采用当今较先进的技术，能够保持该设备在相当长的一段时间不会因为技术落后而被淘汰。同时，在网络规模进一步扩大，该设备能承担繁重的负

20、荷时，能够升级使用。4.1.3便于扩展由于信息技术和人们对于新技术的需求发展都非常迅速，为了避免不必要的重复投资，我们必须选择具有一定扩展能力的设备，能够保证在网络规模逐渐扩大的时候，不需要增加新的设备，而只需要增加一定数量的模块就行。最好能够做到在网络技术进一步发展，现有模块不支持新技术的情况下，只需要更换相应模块，而不需要更换整个设备。4.1.4管理和维护方便先进的设备必须配合先进的管理和维护方法，才能够发挥最大的作用。所以，我们选择的设备必须能够支持现有的、常用的网络管理协议和多种网络管理软件，便于管理人员的维护。4.1.5经济实用在考虑安全可靠、先进性等原则的同时，还必须结合工程的实际

21、投资情况，做到最大限度地利用有限的资金，选择最合适的产品，实现所需的功能。此外，在选择网络设备的时候，还必须考虑到设备必须遵守快速以太网的标准和设备之间兼容性，根据实际需求和市场情况来选择最合适的设备。4.2 硬件选择方案4.2.1交换机选择1）第三层交换机三层交换机使用了将三层路由技术和二层交换技术结合在一起的新技术三层交换。具有三层路由功能的交换机既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度，且价格相对便宜些。因为本系统的外联出口通过校园网接入CERNET，三层交换机已经可以满足校园网的路由选择功能，可以完成VLAN、路由转发、隔离广播等功能。本系统

22、选择华为Quidway S9312系列交换机作为接入校园网的三层交换机。市场报价￥19000，其产品参数如下表1：表1主要参数产品类型路由交换机应用层级三层交换方式存储-转发背板带宽12Tbps包转发率1344Mpps端口参数端口结构模块化扩展模块12个业务槽位功能特性LAN支持Access、Trunk、Hybrid方式支持default VLAN支持VLAN交换支持QinQ、增强型灵活QinQ支持基于MAC的动态VLN分配表1QOS支持基于Layer2协议头、Layer协议、Laye4协议、802.1优先级等的组合流分类支持ACL、CAR、Remark、Schedule等动作支持PQ、WRR

23、、DRR、PQ+WRR、PQ+DRR等队列调度方式支持WRED、尾丢弃等拥塞避免机制支持H-QOS支持流量整形组播管理支持IGMPv1/v2/v3、IGMP v1/v2/v3 Snooping支持PIM DM、PIM SM、PIM SSM支持MSDP、MBGP支持用户快速离开机制支持组播流量控制支持组播查询器支持组播议报文抑制功支持组播CAC支组播ACL网络管理支持Console、Telnet、SSH等终端服务支持SNMPv1/v2/v3等网络管理协议支持通过FTP、TFTP方式上载、下载文件支持BootROM升级和远程在线升级支持热补丁支持用户操作日志表1安全管理802.1x认证，Porta

24、l认证支持NAC支持RADIUS和HWTACACS用户登录认证命令行分级保护，未授权用户无法侵入支持防DOS攻击、TCP的SN Flood攻击、UDP Flood击、广播风暴攻击、大流量攻支持1K CPU通道队列保护支持ICMP实现ping和traceroute功能支持RMON其它参数电源电压AC 90-290VDC -38.4-72V电源功率整机供电能力：1600W，整机最大POE功率：8800W产品尺寸442476664mm产品重量45kg2）千兆位交换机这些交换机将采用堆叠的方式布置在部分实验室和办公室里，它向上形成1000Mbps连接到三层交换机，100Mbps到桌面，遵循简单网络管理

25、协议（SMTP），具有网管功能。采用性能先进的华为S5700-24TP-SI(AC)口全千兆交换机，报价￥4400，性能参数：见表2：表2主要参数表2产品类型千兆以太网交换机应用层级三层传输速率10/100/1000Mbps 交换方式存储-转发背板带宽256Gbps包转发率36MppsMAC地址表16K端口参数端口结构非模块化端口数量28个端口描述24个10/100/1000Base-T端口，4个100/1000Base-X千兆Combo口扩展模块1个堆叠扩展插槽传输模式全双工/半双工自适功能特性网络标准IEEE 802.3，IEEE 802.3u，IEEE 802.3ab，IEEE 802.

26、3z，IEEE 802.3x，IEEE 802.1Q，IEEE 802.1d，IEEE 802.1X表2堆叠功能可堆叠VLAN支持4K个VLAN支持Guest VLAN、Voice VLAN支持基于MAC/协议/IP子网/策略/端口的VLAN支持1:1和N:1 VLAN交换功能QO支对端口接收和发送报文的速率进行限制支持报文重定向支持基于端口的流监，支持双速三色CAR功能每端口支持8个队列支持WRR、DRR、SP、WRRSP、DRR+SP队列调度算法支持报文802.1p和DSCP优先级重新标记支持L2（Layer 2）-L4（Layer 4）包过滤功能，提供基于源MAC地址、目的MAC地址、源

27、IP地址、目的IP地址、端口、协议、VLAN的非法帧过滤功能支持基于队列限速和端口Shapping功能组播管理支持IGMP v1/v2/v3 Snooping和快离开机制支持VLAN组播转发和组播多VLAN复制支持捆绑端的播载分担支持可控组播基于端口的组播流量统计网络管理支持堆叠支持MFF支持虚拟电缆检测（Virtual Cable Test）支持端口镜像和RSPAN（远程端口镜像）支持Telnet远程配置、维护支持SNMPv1/v2/v3支持RMON支持网管系统、支持WEB网管特性支持集群管理HGMP支持系统日志、分级告警支持GVRP协议支持MUX VLAN功能表2安全管理用户分级管理和口令

28、保护支持防止DOS、AP攻击功能、ICMP防攻击支持IP、MAC、端口、VLAN的合定支持端口隔离、端口安全、Sticky MAC支持黑洞MAC地址支持MAC地址学习数目限制支持IEEE 802.1X证，支持端口最大用户数限制支持AAA认证，支持Radius、TACACS+、NAC等多种方式支持SSH V2.0支持HTTPS支持CPU保护功能支持 黑和白其它参数电源电压AC 100-240V电源功率4W产品尺寸25018043.6mm表2产品重量1.k环境标准工作温度：0-50工作湿度：10%-90%存储温度：-5-55存储湿度：10%-90%4.2.2 其他网络布线器材选择RJ-45水晶头、

29、配线架、跳线架、墙面板等统一采用AMP的产品，主要包括AMP RJ45水晶头、AMP 超五类跳线（5英尺） 、AMP 超五类48口配线架、 AMP 英式双孔面板 、AMP 超五类模块 、AMP 100对机架式跳线架等4.2.3 机柜选择机柜放置网络设备，对保护网络设备、防尘等很有作用，是设备间和配线间必不可少的设备。 在设备间的机柜选择容量为42U的机柜，型号为图腾A2.6642，报价￥3200，主要参数见表3:表3主要规格类型网络服务器机柜容量42U标准ANSI/EIA RS-310-D、IEC297-2、DIN41491;PART1、DN41494;PART7、GB/T3047.2- 92标准;兼容ETSI标准门及门锁钢化玻璃前门材料及工艺脱脂、酸洗、磷化、静电喷塑 SPCC优质冷轧钢板表3附加功能静载达800KG.深度600,800,1000,1200前面两侧加装带盖走线槽(专利)槽盖可快速拆装,方便安装和维护.部最大宽度空间可达740mm可选择加宽载重板,放置大尺寸非机架式,可以将19扩展成2