建大机房局域网的组网方案设计.doc

1、摘要随着计算机网络的发展，校园网络的发展已经成为学校发展的一个重要组成部分。在校园网络中，作为网络教学的主要场所，电脑机房的网络组建则尤其不可或缺。组建校园机房局域网，有助于教学过程中教师与学生之间的资源交流，能更好的教学过程中获取资源，同时通过对局域网的控制保证了课堂秩序与教学效率。校园局域网建设已经成为学校建设的一个重要的组成部分。本课题就组建小型的校园机房局域网所应用到技术和实施方案进行讨论，根据用户单位的需求及环境条件、经济状况、人员素质等具体情况，结合当前网络技术的发展以及软、硬件设备条件，在进行相应需求分析和市场调研的基础上，按照计算机网络组网设计的一般方法，进行校园机房环境下计算

2、机网络组网方案设计，为促进校园局域网的建设建言献策 关键字：机房，局域网，IP，组网，计算机网络目 录1 绪论11.1 局域网简介11.2 设计目的11.3 设计内容11.4 设计原则22 网络规划32.1 地理布局32.2 用户设备情况42.3 需求分析42.3.1 项目背景42.3.2 功能需求42.3.3 性能需求52.3.4 网络应用需求52.4 可行性分析63 网络设计73.1 组网方案73.2 网络拓扑结构73.3 传输介质93.4 网络组网设备113.5 网络操作系统143.5 网络协议的选择154 网络实施164.1 网络布线164.2 设备选择174.3 组网设备的连接方法及

3、安装步骤194.4 网络软件安装214.5 网络协议的添加244.6 子网的划分方法及IP地址的设置245 网络的测试维护及网络的安全管理。265.1 网络测试265.2 网络维护265.3 网络安全管理27总结及收获30参考文献31I 1 绪论1.1 局域网简介局域网（Local Area Network）是在一个局部的地理范围内（如一个学校、工厂和机关内），将各种计算机，外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个较大范围的信息处理系统。1.2 设计目的根据现有资源进行合理配置，建设一个以办公自动化、

4、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托，技术先进、扩展性强的校园网络，将学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，在网上宣传自己和获取Internet网上的教育资源。形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统，在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境，开发各类信息库和应用系统，实现最优的设计方案，从而促进教学过程中教师与学生之间的资源交流，能更好的在教学过程中获取资源，同时通过对局域网的控制保证了课堂秩序与教学效率，为学校人员提供充分的网络信息服务。1.3 设计内容根据用户单位的需求及环境条件、经济状况、人员素质等具体情况，

5、结合当前网络技术的发展以及软、硬件设备条件，在进行相应需求分析和市场调研的基础上，按照计算机网络组网设计的一般方法，进行学校机房环境下计算机网络组网方案设计。1.4 设计原则在设计前对主要设计原则进行选择和平衡，并排定其在方案设计中的优先级。l 实用性原则。网络方案设计中把握“够用”和“实用”原则。网络系统采用成熟可靠的技术和设备，达到实用、经济和有效的目的。l 开放性原则。建成多协议、多网络操作系统网络平台，真正实现开放式的网络体系结构。l 先进性原则。网络建设应适应目标管理自身发展的特点及网络通信技术更新换代，主机系统选择、网络结构设计、网络管理和连接方式具有一定的先进性。l 易用性原则。

6、整个机房网络系统必须易于管理、安装和使用，网络系统必须具有良好的可管理性，并且在满足现有网络应用的同时，为以后的应用升级奠定基础。网络系统还应具有很高的资源利用率。l 可扩展性原则。网络总体设计不仅要考虑到近期目标，也要为网络的进一步发展留有扩展的余地。因此，需要同意规划和设计。网络系统应在规模和性能两方面具有良好的可扩展性。由于目前网络产品标准化程度较高，因此可扩展性要求基本不成问题。l 安全性。实现网络的合理配置，利用授权及软件防火墙技术，能阻止非法用户访问网络资源，保证数据传输、存储的安全。2 网络规划2.1 地理布局西安建筑科技大学坐落于西安市碑林区雁塔路13号，教学西楼位于学校南门里

7、西侧，隶属管理学院。建大机房则设立在西安建筑科技大学教学西楼二楼，约5*10的常规教室。方位如图所示。所需连入的设备约60台，均处于该机房教室中。 图2.1-1 西安建筑科技大学2.2 用户设备情况教学西楼机房教室的主要硬件设备为台式计算机、音响、投影仪、屏幕，以及学生自己携带的便携式笔记本电脑。台式计算机使用Windows XP操作系统，性能良好。2.3 需求分析2.3.1 项目背景二十一世纪是信息化时代，办公自动化、网络化、信息化已成为一种必不可少必备条件。作为基础教学与科研基地的学校自然走在所有行业的前列，校园网已成为各学校必备的重要信息基础设施，其规模和应用水平已成为衡量学校教学与科研

8、综合实力的一个重要标志。一方面机房建设要满足计算机系统网络设备，安全可靠，正常运行，延长设备的使用寿命。提供一个符合国家各项有关标准及规范的优秀的技术场地。另一方面，机房建设给机房工作人员网络客户提供了一个舒适典雅的工作环境。网络连接设备及布线要尽可能的简洁合理，给使用者一个整洁舒适的工作环境。2.3.2 功能需求l 数据通信 数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间的数据传输是计算机网络的最基本的功能也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。 l 资源共享 实现计算机网络的主要目的是共享资源。一般情况下，网络中可共享的资源有硬件资源、软件资源和数据资源。其中共享数据资源最

9、为重要。 在教学过程中，教师给学生发放教学中常常需使用到软件及课程资料等。l 远程传输 计算机已经由科学计算向数据处理方面发展，由单机向网络方面发展，且发展的速度很快，距离很远的用户可以互相传输数据信息，互相交流协同工作。2.3.3 性能需求实现对Internet的高速、安全访问以及设备间信息的高度共享、传递。通过数据链路冗余备份技术实现网络的稳定可靠性。l 要能达到低负载、高带宽、最简单、最有效要求l 核心设备支持T级以上的背板设计硬件实现ACL、QOS、组播等功能l 确保物理层、链路层、网络层稳定、可靠 l 实现病毒和攻击的防护、用户接入控制、路由协议安全。 2.3.4 网络应用需求根据用

10、户提出的要求,进行网络的设计. 校方提出的网络应用需求，主要包括以下几点： l 对教学过程提供直接支持，将各种工作站及终端通过高性能的网络设备连接起来，形成分布式、开放式的网络环境，以提高教育科研水平； l 支持学校的日常办公和管理； l 具备连接Internet的能力； l 各种应用开发形成一个集成多种实际应用的可扩充的方案； l 实现校园内100M主干到千兆主干、共享到交换、局域网到Internet的无缝连接。 l 能满足学生平时上课的要求，运行主流软件如office软件，网页制作、平面设计、动画设计软件，数据库软件，程序设计软件等。教师机要求能实现与学生机之间的多媒体教学功能。服务器主要

11、提供连接到Internet的用户认证。2.4 可行性分析l 技术可行性分析在技术上，要求把所有准备连接网络和多媒体的设备都互联起来，在小范围内实现网络设备、资源和数据的共享，有需要的并且安全的接入互联网。所应用到的技术皆在课程中有所涉及，现有条件下在技术方面可以胜任。l 经济可行性分析 在经济上，在已有设备的基础上，还需要接线器、网线等连接设备等的费用，进行布线等实施步骤的人工费用及其他杂费。所有费用总和在学校经济能力可承受的范围内，在经济方面同样可行。3 网络设计3.1 组网方案经过网络规划、需求分析及可行性分析，组网方案设计如下：1）确定网络拓扑结构2）选择合适的传输介质3）选择所需的网络

12、组网设备4）明确使用的网络操作系统5）选择合适的网络协议6）根据以上进行网络的实施3.2 网络拓扑结构拓扑结构是在逻辑上对网络的一个描述，它反映了整个网络的结构。目前的网络结构主要有以下几种：l 星形拓扑：星形拓扑是由中央节点和通过点到点链路到中央节点的各站点组成。l 总线拓扑：总线拓扑结构采用单根传输作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质上，或称总线上。l 环形拓扑：由一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环。每个中继器都和两条链路相连。l 树形拓扑：树形拓扑是从总线拓扑演变过来的，形状像一棵倒置的树。它主要有易于扩展和故障隔离等优点。l 混合拓扑：它是将星形

13、拓扑和环形拓扑混合起来的一种拓扑，试图取这两种拓扑的优点于一个系统。在选择拓扑结构时，应该考虑的主要因素有以下几点：l 费用低：安装费用的高低和拓扑结构的选择以及传输介质选择、传输距离的确定有关。l 灵活性：要考虑到在设备搬动时很容易重新配置网络拓扑，还有考虑原有节点的删除和新节点的加入。l 可靠性：拓扑的选择要使故障的检测和故障隔离较为方便。学校机房的网络拓扑结构一般选择星型结构。本着选择成熟的技术、统一的标准的原则，将网络的基本框架设计为10M/100M快速以太网网络拓扑结构为星型结构和总线型的混合结构。网络的主干速率为100M/1000Mbps。这种网络的特点是：扩充简单、配置灵活。使得

14、设备的继承、软件的升级、结构的延伸比较容易；且因为是星型拓扑结构，任一端口出现故障，都只影响与之相联接的工作站，对整个网络及其它工作站均无影响。这样，既提高了网络的可靠性，又便于故障的诊断和维修。网络拓扑结构图类型如图所示。3.2-1 网络拓扑结构图3.3 传输介质组建局域网时可选择的传输介质有同轴电缆、双绞线和光纤等。 双绞线是网络布线工程中最常用的一种传输介质，它一般用于组建星型结构的局域网。它主要由两根有绝缘保护层的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每根导线用颜色来标记，由多对双绞线构成的电缆称为双绞线电缆。目前双绞线分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP两种。 图3

15、.3-1 UTP非屏蔽双绞线 图3.3-2 STP屏蔽双绞线同轴电缆是局域网中使用较早的传输介质，在20世纪80年代初的局域网中使用最为广泛。它主要用于总线型网络拓扑结构的布线。它由一根空心的圆柱网状导体和一根位于中心轴线的内导线组成。内导线、圆柱导体以及外界之间用绝缘材料隔开。 图3.3-3 同轴电缆光纤不仅是目前可用的传输介质，而且是今后若干年将会继续使用的传输介质，其主要原因是这种介质具有很大的带宽。光纤具有传输速率高、功能损失小、带宽大、抗电磁干扰能力强以及能够在长距离内保持很高的传输速率等特点。但其价格昂贵，并且连接技术比较复杂，一般用于组建大型局域网的骨干网、城域网以及广域网。图3.3-4 光纤本次设计的主体所在建筑是教学西楼，设备均处于同一房间，所以设备之间的互联不需要过长的距离，内部带宽只要达到百兆就能满足要求。而不同的机房之间所需的距离较长，传输速率需达到千兆。光纤价钱昂贵，传输距离长，带宽高抗干扰性强。而双绞