校园网络构建方案.docx

1、校园网络构建方案存档资料 成绩：华东交通大学理工学院课程设计报告书所属课程名称计算机网络题目校园网网络构建方案设计分院电信分院专业班级信管 2班学号20130210450212学生姓名吴志豪指导教师汤文平2015 年 12 月29 日目录第 1 章课程设计内容及要求 -3第 2 章需求分析 -42.1建设目标-42.2网络环境-42.3网络拓扑结构需求 -4第 3 章校园网结构的设计 -53.1总体设计原则 -53.2校园网设计的层次化模型-53.3层次化网络设计 -6第 4 章 校园网络设计 -64.1网络拓扑结构 -64.2系统组成与拓扑结构 -74.3方案说明-84.4网络设备选型 -9

2、4.4.1交换机 -114.4.2服务器 -134.4.3其他设备 -13第 5章 IP 地址规划 -14第 6章心得体会 -17参考文献（资料） -18致 谢 - 18华东交通大学理工学院课程设计报告第 1章 课程设计内容及要求一、题目：校园网网络构建方案设计二、任务：根据学院现有的两个校区，设计一个网络构建方案。三、要求：（1）分析学院的建筑拓扑情况，完成需求分析；（2）列出所需设备，设计完成网络拓扑结构图；（3）构建网络的层次结构；（4）IP 分配方案；（5）设计学院所需的网络服务（如 FTP 服务，邮件服务等）；第3页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告第 2章 需求分析2.1 建

3、设目标本项目的实施将会大大改善学校的教学和科研条件。 系统完成后将达到以下目标：（ 1）建立一个连接多媒体教室，图书馆等地的校园网，该网的骨干速率为 100Mb/s。（ 2）建立 VPN 服务器，以支持教师的移动办公。教师在任何地方，通过 Modem 拨号，在授权情况下都可以访问校内信息。（ 3）建立学校本身的 WWW 服务器，提供学校的主页。（ 4）提供学校图书馆数目的联机查询。（ 5）建立邮件服务器，为全校师生提供电子邮件服务。（ 6）提供文件传输服务。2.2 网络环境学校现有学生宿舍 26 幢，每幢楼 6 层，每层有学生寝室 30 间，每间寝室提供一个网络节点；教师宿舍 2 幢（ 195

4、）户，共 14 层，每户提供 1个网络节点；教学楼 5 幢，共 5 层，每层有 13 间教室，每间教室提供 1 个网络节点；图书馆和电子阅览室在同一幢楼，共有 1 间电子阅览室，每间电子阅览室需要 10 个网络节点；实训楼共 7 层每层需要 20 个节点。要求校园网主干采用 1000Mb/s 光纤， 100Mb/s 交换到桌面。2.3 网络拓扑结构需求随着校园网对因特网接入需求的增加，应该考虑校园网能够顺利实现与外部网络和 Internet 的连接。校园网应该具备使用灵活，管理简单的特性。由于校园网不可能投入太多的专业人员从事系统维护，因此在设计时就应该考虑网络使用和维护应该尽量简单。第4页共

5、18页华东交通大学理工学院课程设计报告考虑到未来校园的扩建，教学发展的需要，校园网应该具备很好的扩展能力，能够保证在需要时校园网能够实现向未来网络的平滑升级。另外校园网应该能够保证新的应用形顺利开发实现。第3章 校园网结构的设计3.1 总体设计原则校园网覆盖整个学校校园，网络设计遵循下列 4 个基本原则：开放性采用开放的网络体系以方便网络的升级、扩展和互联；可扩充性从主干网络设备的选型及其模块、管理软件和网络整体机构以及技术的开放性来保证系统的可扩充性；可管理性利用合理的网络规划策略提供强大的网络管理功能；安全性内部网络之间、内部网络与外部公网之间的互联，利用 Vlan/Elan以及防火墙等对

6、访问进行控制，确保网络的安全。3.2 校园网设计的层次化模型所谓“层次化”模型，就是将复杂的网络设计分成几个层次，每个层次着重于某些特定的功能，这样就能够使一个复杂的大问题变成许多简单的小问题。层次模型既能够应用于局域网的设计，也能够应用于广域网的设计。为了更加清楚地理解分层设计的重要性， 最好能够理解 OSI（开放系统互联）参考模型。 OSI 模型能够简化计算机之间通信的要求，同样，使用层第5页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告次化模型设计网络也能够简化联网的要求。3.3 层次化网络设计1、节省成本。在采用层次模型之后，各层次各司其职，不再在同一个平台上考虑所有的事情。层次模型模块化的

7、特性使网络中的每一层都能够很好地利用带宽，减少了对系统资源的浪费。2 、易于理解。层次化设计使得网络结构清晰明了，可以在不同的层次实施不同难度的管理，降低了管理成本。3、易于扩展。在网络设计中，模块化具有的特性使得网络增长时网络的复杂性能够限制在子网中，而不会蔓延到网络的其他地方。而如果采用扁平化和网状设计，任何一个节点的变动都将对整个网络产生很大影响。4、易于排错。层次化设计能够使网络拓扑结构分解为易于理解的子网，网络管理者能够轻易地确定网络故障的范围，从而简化了排错过程。第4章 校园网络设计4.1 网络拓扑结构根据网络环境，我们可以绘制校园网的拓扑结构。其中，我们使用路由器同 Intern

8、et 连接，并且选购了一台硬件防火墙来保护内网。在网络拓扑结构图中， 可以看到讲多台服务器划分到一个 VLAN 中.校园网络拓扑见图 4-1第6页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告图 4-14.2 系统组成与拓扑结构校园网主干采用光纤介质，这里选用 1000 BASE-LX： 1000 BASE-LX 通常采用支持长距离传输的多模光纤和单模光纤，光纤接至各楼层配线间汇聚层交换机。各楼层设计情况如下：1. 学生宿舍楼学生宿舍楼共六层，每层 30 间寝室，每个寝室 1 个信息节点。按此可以在每层楼安装一台接入层交换机，各楼层选用悬空机架。选择思科接入层交换机 catalysit 2924 。

9、配线间设置在一楼，线缆选用超五类非屏蔽双绞线（ UTP）。2. 教职工宿舍楼第7页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告教师宿舍 2 幢， 14 层，每层 6 户，共 84 户，每户提供 1 个网络节点。选择 5 台思科接入层交换机 catalyst 2924. 每 3 层一台交换机以达到节约线缆的目的。由于在住户楼层没有多余的房间用于设置配线间，配线间可设置在地下室。3. 图书馆及电子阅览室图书馆和电子阅览室在同一幢楼，共有 1 间电子阅览室，每间电子阅览室需要 10 个网络节点，同样使用一台接入层交换机。4. 教学楼教学楼 5 幢，共 5 层，每层有 13 间教室，每间教室提供 1 个网

10、络节点，共195 个信息节点。每层配置一台接入层交换机， 配线间设置在一楼， 放置汇聚层交换机。5. 综合楼综合楼，共十层，每层配置一台接入层交换机，配线间设置在一楼，放置汇聚层交换机。4.3 方案说明校园网网络系统从结构上分为核心层、汇聚层和接入层。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（高速数据转发）。因学校存在大量的语音和视频传输。据此，考虑汇聚层对 QoS 有良好的支持并且能提供大的带宽。（路由聚合和流量收敛）接入层设备是最终用户的最直接上联的设备，它应该具备即插即用特性以及易于维护的特点。（工作组接入及访问控制）第8页共

11、18页华东交通大学理工学院课程设计报告接入层汇聚层核心层4.4 网络设备选型（ 1）网络设备选型原则设备选型是否合理是系统能否达到整体性能最优的关键，影响网络性能的主要因素有很多，如距离、时效、拥塞、服务类型、信息冗余等因素。用来描述网络性能的主要参数有时延、吞吐量、丢包率、时延抖动、带宽等。选择网络设备要注意网络设备的下列特性。1）可用性（ Availability ）。可用性是指网络或网络设备可用于执行预期任务的时间总量（百分比）。可行性 =（运行总时间 /预期总时间） 100%2）可扩展性（ Scalability）。可扩展性是指网络技术或设备随着客户需求的增长而扩充的能力。主要包括的内

12、容有信息点的增加，网络的规模，服务器的数量等。3）安全性（ Security） 。安全性设计是企业设计最重要的方面之一，它能防止商业数据和其他资源的丢失或破坏。第9页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告4）可管理性。网络各层次选型参数指标核心设备需支持的功能包括数据的高速交换、高稳定性，保证设备的正常运行和管理、路由功能以及支持提供数据负载均衡和自动冗余链路。其典型设备有核心路由交换机、华为 Quidway S8512 万兆核心路由交换机、华为 Quidway S7806 万兆核心路由交换机、CISCO 7609 核心路由交换机、CISCO 6506 核心路由交换机等核心交换机。汇聚层设备

13、需支持的功能包括不同 IP 网络之间的数据转发、高效的安全策略处理能力、提供高宽带链路保证高速数据转发、支持提供数据负载均衡和自动冗余链路和支持远程网络管理，支持 SNMP 协议。其典型设备有核心路由交换机、思科 WS-C4948 或者思科 WS-C4506、CISCO 3750、CISCO 3560、华为 Quidway S9306、华为 Quidway S5624 等汇聚交换机。接入层设备需需支持的功能包括二层数据的快速交换、支持多用户的接入、能够提供和汇聚层设备连接的高带宽链路、支持 ACL 和端口安全功能，保证用户的安全接入和支持网络远程管理，支持 SNMP 协议。其典型设备有二层交换

14、机、CISCO 2960、CISCO 2950、华为 S5328C、第10页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告华为 S2326TP等二层接入交换机。4.4.1 交换机校园网采用千兆以太交换网。 配置 1 台中心交换机和 7 台二级交换机。各交换机均支持光纤扩充端口并带有扩充模块槽。校园网络主干为千兆网络，百兆交换到桌面，保障所有用户同时调用服务资源时都能快速、流畅，充分发挥多媒体课室教学的作用；同时保证所有用户同时上网顺畅，使校园网络的功能发挥得淋漓尽致。中心交换机 1 台 48 个 100Mb/s 端口，支持 3 层交换，可堆叠。交换机间提供 1Gb/s 链路带扩充模块槽，支持大批扩充

15、模块，如千兆位以太网、 ATM 、第三层交换等；支持多媒体，支持 802.1p，内有 PACE 技术和多址联播过滤器；支持 RMON （9 类），包括基于 Web 的监视和控制界面；支持 VLAN ，支持的 MAC 地址数大于 10000 个；支持光纤扩充端口， 拥塞控制采用基于流控制的 IFM 和 802.3x 标准二级交换机 7 台 24 个 100Mb/s 端口带扩充模块槽，支持第三层交换支持 RMON （9 类），包括基于 Web 的监视和控制界面；支持多媒体，支持 802.1p，内有 PACE 技术和多址联播过滤器支持 VLAN ，支持的 MAC 地址数大于 6000 个；支持光纤扩

16、充端口，拥塞控制采用基于流控制的 IFM 和 802.3x 标准8G-L3 中心交换机Catalyst 2948G-L3 交换机是为 IP 协议、互联网包交换协议 IPX 和 IP组播提供线速交换的固定配置第三层 L3 以太网交换机交换机。这种新的第11页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告Catalyst 交换机为拥有适当端口密度的中型园区主干网提供所需的高度性能。它非常适合集合多个配线间或工作组交换机（例如 Catalyst 2900 、Catalyst 1900 、Catalyst 3500、Catalyst4000 或 Catalyst 5000交换机的多协议流量）。 Cataly

17、st 2948G-L3 交换机不仅为 IP、IPX 及 IP 组播提供无阻塞路由和交换，同时也为不可路由的协议提供线速第二层交换， 例如 NetBIOS和 DECnet 局域传输（ LAT ）。这种功能允许网络管理员通过 Catalyst2948G-L3，扩展它们的多协议主干网，而无须像仅采用 IP 交换机那样，通常需要建立并行网络。其特性有；48 个专用 10/100Mb/s 以太网端口，以及两个支持千兆位接口转换器（ CBIC ）的 1000Base-X 千兆位以太网端口， 所有端口都拥有第三层交换功能。高性能：超过 IP、IPX 交换机及 IP 组播的 10Mb/s 第三层交换和路由。2

18、4Gb/s 无阻塞交换矩阵。带有 CISCO IOS 系统软件的高性能 CPU。服务质量（QoS）：带有加权轮询（WRR）调度的多个阵列。基于标准 CISCOWORKS2000 应用程序的全面管理工具。可选的冗余外部电源。线速第三层交换机。CISCO Catalyst 2950 系列工作组交换机Catalyst 2950系列交换机属于快速以太网桌面交换机 CISCO Catalyst2900 系列，可以为局域网（ LAN ）提供极佳的性能和功能。独立的、10/100Mb/s 自适应交换机能够提供增强的服务质量 （QoS）和组播管理特性，所有的这些都由易用、基于 Web 的 CISCO 集群管理

19、套件（ CMS）和集成CISCO IOS 软件来进行管理。 带有 10/100/1000Mbase-T 上行链路的 CISCOCatalyst 2950 千兆位铜线，可为中等规模的公司和企业分支机构办公室提供理想的解决方案，以使他们能够利用现有的 5 类铜线从快速以太网升级到第12页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告更高性能的千兆位以太网主干。Catalyst 2900系列常见的产品包括： 12 个 10/100M 端口独立式， 24 个 10/100 端口独立式， 24 个 10/100M 端口加 2 个 100Base-FX 端口， 12 个端口加 2 个 GBIC 端口， 24 个

20、 10/100 端口加 2 个 10/100/1000Base-T端口。支持所有 Cisco IOS 功能4.4.2 服务器网络中心配置 2 台部门级服务器，分别做应用服务器和 Web 服务器。其配置和性能如下：Web 服务器 1 台配置处理器 （ PIII Tulatin 或 Xeon）以上，可扩展为双 CPUNP320、IBM X200 8479-52X 、HP 或 Dell 等专用服务器内存 512MB ECC硬盘 30GB 以上 SCSI 硬盘， 10000 转，热插拔网卡 100Mb/s其他 15 英寸彩显， CDROM ，1.44MB 软驱应用服务器 1 台配置处理器 （ PIII

21、 Tulatin 或 Xeon）以上，可扩展为双 CPU 内存 256K 以上 Cache,512MB ECC,可扩展为 4GB 硬盘 30GB 以上 SCSI 硬盘， 10000 转，热插拔网卡 100Mb/s其他 15 英寸彩显， CDROM ， 1.44MB 软驱电源 双冗余热插拔电源（ 2*300）4.4.3 其他设备其他设备技术要求 UPS 3kw,可管理（可选 Smart-ups 3000） 1 个第13页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告PC 机 P4 1.6GHz/256MB/30GB/显卡 /15ch/50X/100Mb/s 网卡 1 台联想启天 4000机柜2m 高机

22、柜 1 个， 1.2m 高 7 个 8 台金盾布线双绞线：朗讯超 5 类以上（含双绞线、模块、配线架。线槽和工程费等）914 个信息点操作系统Windows 2003 Server 1 套应用软件如办公应用软件（ OA ）、校园网应用平台、 VOD 点播系统、教学管理系统等第 5章 IP 地址规划1. 校园网 IP 地址规划Intranet 是 Internet 技术在企业内部或闭合用户群内的实现。它的基本通信协议是 TCP /IP 协议 , 其中 TCP 使得内部网上的数据有序、可靠地传输 ,IP 使内部网中的各个子网互联起来。网络的建设关键在于 IP 地址的规划， IP 地址规划应具有一定

23、的开放性和可扩展性。在以 TCP/IP 为基本通信协议的计算机网中每一台设备都是以 IP 地址标识网络位置的 , 因此在组建网络之前 , 要为网上的所有设备包括服务器、第14页共18页华东交通大学理工学院课程设计报告客户机、打印服务器等分配一个唯一的 IP 地址。考虑到整个网络今后的扩展、维护等问题 , 内部网的 IP 地址不仅应符合流行的国际标准 , 还应有规律、易记忆 , 能反映自己整个网络的特点。由于不同单位的计算机网络有各自不同的特点 ,IP 地址的规划也需要考虑不同的因素。华东交通大学理工学院校园网是由位于不同地理位置的多个子网组成。在进行这个广域网的 IP 地址规划时 , 主要考虑

24、了以下几个方面 :确定广域网 IP 地址的类型， IP 地址由 32 位二进制数码组成 ,8 位为一组 , 分为 4 组, 中间用 . 隔开。每个 IP 地址有两部分 , 即网络标识和主机标识 , 这两种标识长度的不同 , 使 IP 地址分为五类 , 常用的有 A、 B、 C 三类，相应地址范围为 :A 类 1.X.X.X 126.X.X.X B 类 122.X.X.X 191.X.X.X C 类:192.X.X.X 223.X.X.XD 类: 目前为实验性多点投射 (multicast) 位址E 类: 保留作为未来发展之用其中 X 表示 0 255 之间的任意数。不难看出 ,A 类 IP 表示少数网络上有众多主机 ,B 类 IP 表示网络和主机分布适中 ,C 类 IP 表示很多网络上有少量主机。在选择计算机网络的 IP 地址类型时 , 应根据计算机网络中的子网数量及每个子网的规模进行选择。华东交通大学理工学院校园网选用 C 类, 足已满足整个网络的需要（ C 类地址最大可有 532