計算機網(wǎng)絡(luò)-校園網(wǎng)設(shè)計(期末課程設(shè)計)

1、校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 時 間： 2011.12.18 貴州大學(xué) 計算機科學(xué)與信息學(xué)院目 錄1設(shè)計目的32需求分析33設(shè)計原則44相關(guān)原理55網(wǎng)絡(luò)設(shè)計65.1 拓撲結(jié)構(gòu)65.2 設(shè)備說明85.3 布線說明105.4 IP地址分配106心得體會117參考文獻121設(shè)計目的貴州大學(xué)是一所極具現(xiàn)代意識、以現(xiàn)代化教學(xué)為特色的綜合性大學(xué)。為了更好地發(fā)揮計算機及其網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)、管理等方面發(fā)揮應(yīng)有的作用，為全校教師、科研人員、管理人員、學(xué)生提供一個先進的計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，引入教學(xué)、科研、管理和學(xué)習等各個領(lǐng)域，培養(yǎng)熟悉現(xiàn)代化的工作環(huán)境和掌握先進的教學(xué)、科研、管理和學(xué)習手

2、段的高層次人才。計劃在校內(nèi)建立校園網(wǎng)并與國際互連網(wǎng)（Internet）相連。根據(jù)學(xué)校的要求，按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施、講究實效、安全可靠”的原則，進行了該大學(xué)校園網(wǎng)綜合系統(tǒng)設(shè)計。建成一個具有高可靠性和開放性的校園網(wǎng)絡(luò)，它應(yīng)支持流行的SNMP等網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議；采用Internet上的標準協(xié)議-TCP/IP協(xié)議，提供校園內(nèi)部及面向全球的WWW服務(wù)、FTP服務(wù)、NEWS服務(wù)、電子郵件服務(wù)，實現(xiàn)與國際互聯(lián)網(wǎng)的完全接軌；同時它還應(yīng)具有支持通用大型數(shù)據(jù)庫的功能，支持多種協(xié)議，具有良好的軟件支持；采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，容易升級；還應(yīng)針對學(xué)校的教學(xué)特點，具有一些基本的教學(xué)功能，以完成學(xué)校的基本教學(xué)任務(wù)。（正文部分

3、一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。）2需求分析一：校園網(wǎng)功能（1）連接校內(nèi)所有教學(xué)樓、實驗室、辦公樓中的PC。（2）同時支持約600用戶瀏覽Internet。（3）提供豐富的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)廣泛的軟件，硬件資源共享，包括：（A）提供基本的Internet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能：如電子郵件、文件傳輸、遠程登錄、新聞組討論、電子公告牌、域名服務(wù)等。（B）提供校內(nèi)各個管理機構(gòu)的辦公自動化。（C）提供圖書，文獻查詢與檢索服務(wù)，增強校圖書館信息自動化能力。（D）全校共享軟件庫服務(wù)，避免重復(fù)投資，發(fā)揮最大效益。（E）提供CAI教學(xué)和科研的便利條件。（F）經(jīng)廣域網(wǎng)接口，提供國內(nèi)外計算機系統(tǒng)的互連，為國際間的信息交流和

4、科研合作，為學(xué)?？焖佾@得最新教學(xué)成果及技術(shù)合作等創(chuàng)造良好的信息通路。二：對主機系統(tǒng)的要求主機系統(tǒng)應(yīng)采用國際上較新的主流技術(shù)，并具有良好的向后擴展能力；主機系統(tǒng)應(yīng)具有高的可靠性，能長時間連續(xù)工作，并有容錯措施；支持通用大型數(shù)據(jù)庫，如SQL、Oracle等；具有廣泛的軟件支持，軟件兼容性好，并支持多種傳輸協(xié)議；能與Internet互聯(lián)，可提供互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，如WWW瀏覽服務(wù)、FTP文件傳輸服務(wù)、E-mail電子郵件服務(wù)、NEWS新聞組討論等服務(wù)；支持SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，具有良好的可管理性和可維護性；三：校園網(wǎng)最終必須是一個集計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多項信息管理、辦公自動化和信息發(fā)布等功能于一體的綜合信息平

5、臺，并能夠有效促進現(xiàn)有的管理體制和管理方法，提高學(xué)校辦公質(zhì)量和效率，以促進學(xué)校整體教學(xué)水平的提高。3設(shè)計原則為了更好完成本次設(shè)計方案，要求如下設(shè)計原則：（1）度身定制：對用戶的需求進行了定量分析。站在用戶的立場上，為用戶“度身定制”出網(wǎng)絡(luò)方案。本著實用的原則，盡量使用成熟先進的平臺軟件，以縮短教學(xué)課件的開發(fā)周期。（2）素質(zhì)教育與先進技術(shù)的完美結(jié)合：采用先進成熟的技術(shù)和分布式的結(jié)構(gòu)，以便于開發(fā)和維護；采用集群解決方案，以保證連續(xù)工作；為保證網(wǎng)絡(luò)速度而采用高的帶寬等，真正實現(xiàn)了“現(xiàn)代化素質(zhì)教育與Intel先進技術(shù)的完美結(jié)合”。（3）校園網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求：采用Intel全線產(chǎn)品，高性能、高可靠性和

6、高可用性、可管理性、采用國際統(tǒng)一的標準。（4）可擴展性：考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的平滑過度，使學(xué)?，F(xiàn)有陳舊設(shè)備盡量保持較好的利用價值；選用產(chǎn)品應(yīng)具有最佳性價比，又要應(yīng)充分考慮未來可能的應(yīng)用，具有高擴展性。4相關(guān)原理根據(jù)校園網(wǎng)絡(luò)項目，我們應(yīng)該充分考慮學(xué)校的實際情況，注重設(shè)備選型的性能價格比，采用成熟可靠的技術(shù)，為學(xué)校設(shè)計成一個技術(shù)先進、靈活可用、性能優(yōu)秀、可升級擴展的校園網(wǎng)絡(luò)?？紤]到學(xué)校的中長期發(fā)展規(guī)劃，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)性能以及遠程教學(xué)等各個方面能夠適應(yīng)未來的發(fā)展，最大程度地保護學(xué)校的投資。學(xué)校借助校園網(wǎng)的建設(shè)，可充分利用豐富的網(wǎng)上應(yīng)用系統(tǒng)及教學(xué)資源，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源共享、信息快捷、無地理限

7、制等優(yōu)勢，真正把現(xiàn)代化管理、教育技術(shù)融入學(xué)校的日常教育與辦公管理當中。學(xué)校校園網(wǎng)具體功能和特點如下： 技術(shù)先進 采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，具有高帶寬1000Mbps 速率的主干，100Mbps 到桌面，運行目前的各種應(yīng)用系統(tǒng)綽綽有余，還可輕松應(yīng)付將來一段時間內(nèi)的應(yīng)用要求，且易于升級和擴展，最大限度的保護用戶投資； 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型為國際知名產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠、技術(shù)先進、產(chǎn)品系列全及完善的服務(wù)保證； 采用支持網(wǎng)絡(luò)管理的交換設(shè)備，足不出戶即可管理配置整個網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)： 提供國際互聯(lián)網(wǎng)ISDN 專線接入（或DDN），實現(xiàn)與各公共網(wǎng)的連接； 可擴容的遠程撥號接入/撥出，共享資源、發(fā)布信息等。應(yīng)用系統(tǒng)及教學(xué)資源

8、豐富； 有綜合網(wǎng)絡(luò)辦公系統(tǒng)及各個應(yīng)用管理系統(tǒng)，實現(xiàn)辦公自動化，管理信息化； 有以WEB數(shù)據(jù)庫為中心的綜合信息平臺，可進行消息發(fā)布，招生廣告、形象宣傳、課業(yè)輔導(dǎo)、教案參考展示、資料查詢、郵件服務(wù)及遠程教學(xué)等。運用已學(xué)的計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識原理，來完成這次校園網(wǎng)設(shè)計。5網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一：主干網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)通過對千兆位以太網(wǎng)和ATM兩種技術(shù)在性能特點及工程中應(yīng)用的比較，可知：千兆位以太網(wǎng)在具有以前ATM所有的功能之外，還能提供一個更為綜合性的解決方案；千兆位以太網(wǎng)能完成許多ATM的功能，但是有價格低、更易和LAN結(jié)構(gòu)融合的優(yōu)點。因此，在網(wǎng)絡(luò)方案的選擇上，采用千兆以太網(wǎng)做為校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)無論在高帶寬、可適應(yīng)

9、性、可擴展性、高性價比、良好的管理性和維護性等各方面都是最明智的選擇，成為學(xué)校校園網(wǎng)完整的、經(jīng)濟的解決方案。本千兆位以太網(wǎng)設(shè)計方案，采用最新的1000M交換機作為全網(wǎng)的核心，在此基礎(chǔ)上建立起以1000M為主干校園網(wǎng)絡(luò)。然后根據(jù)不同的應(yīng)用，將校園網(wǎng)分割為幾個以100M交換機為核心的子網(wǎng)。為滿足學(xué)校與Internet的連接，另設(shè)一子網(wǎng)，將Web服務(wù)器，路由器等Web應(yīng)用設(shè)備用防火墻將它們與內(nèi)部網(wǎng)隔離開來。以達到保護校內(nèi)數(shù)據(jù)的目的。二：協(xié)議標準本校園網(wǎng)以TCP/IP 為主要協(xié)議，它是一種事實上的工業(yè)標準協(xié)議，采用TCP/IP為網(wǎng)絡(luò)主要協(xié)議，可保證與ChinaNET和Internet保持一致，還可支持

10、IPX，DECNET等其它協(xié)議。真正實現(xiàn)于國際互聯(lián)網(wǎng)的無縫連接。從計算機網(wǎng)絡(luò)通訊的觀點來看，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)實質(zhì)上可稱為IP網(wǎng)絡(luò)，它是由許多IP網(wǎng)關(guān)（或稱為IP路由器）通過若干直接連通的通信線路（點到點通信）形成一個計算機通信網(wǎng)絡(luò)。在IP網(wǎng)點上再接入主機，子網(wǎng)便構(gòu)成一個互聯(lián)的計算機網(wǎng)絡(luò)，這些安裝了TCP/IP的各類計算機間需要通信時，它就不再要求設(shè)置協(xié)議轉(zhuǎn)換開關(guān)，而且主要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都可建立在TCP/IP服務(wù)器上。5.1 拓撲結(jié)構(gòu)本校園網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇初步確定如下（拓撲結(jié)構(gòu)見附圖一）。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將采用新型的背板堆疊技術(shù)，根據(jù)功能區(qū)劃分由Intel Express 510T交換機組成4-6個交

11、換機組。適當?shù)姆峙涠询B數(shù)量，提供600個100M交換端口，所有工作站都通過100M網(wǎng)卡連接到交換機組上，使100M交換到桌面。交換機組采用GB2模塊與Intel Express Gigabit Switch 千兆交換機相連。這樣，在交換機組之間可達到1000M的帶寬，而同一交換機組內(nèi)部可達到最高15Gbps的帶寬。中心計算機房的Web服務(wù)器、E-mail服務(wù)器、文件服務(wù)器、影視服務(wù)器等設(shè)備直接與1000M交換機上的100M以太網(wǎng)模塊連接。與Internet的連接采用一臺Intel Express 9100 Routers路由器，通過DDN線路與Internet相連。在不改變網(wǎng)絡(luò)技術(shù)情況下的擴展

12、方式：隨著網(wǎng)絡(luò)流量的增加，主干網(wǎng)上1000M交換機的帶寬壓力不斷提高。這時我們可以采用Intel Express Gigabit Switch交換機特有的冗余連接特性，增加一臺1000M交換機。并在這兩個1000M交換機之間建立多條連接。這樣不僅提供了更大的帶寬（最高可達32Gbps），同時又增強了主干網(wǎng)段的連接剛性，還增加了更多的1000M交換端口，為以后增加更多的服務(wù)設(shè)備提供了良好的擴充余地。5.2 設(shè)備說明1 主干交換機主干交換機是指連接服務(wù)器及樓與樓之間、層與層之間的數(shù)據(jù)交換設(shè)備。本校園網(wǎng)工程將分為三期，根據(jù)工程三個階段中網(wǎng)絡(luò)點成批增加其間伴隨著的使用需求增長，對主干交換機基本設(shè)備的選

13、型及其階段性的擴展需求進行總體的合理規(guī)劃。第一期要求連接就達600個網(wǎng)絡(luò)站點，應(yīng)用對主干服務(wù)器的訪問及其數(shù)據(jù)流量對主干帶寬要求很高，通過以上分析，在INTEL EXPRESS 500系列百兆堆疊交換機組的基礎(chǔ)上采用世界上目前第一個真正已經(jīng)投放市場的千兆模塊把百兆交換機組通過光纖相連到Intel Express Gigabit千兆交換機上，通過千兆交換機實現(xiàn)和WEB服務(wù)器千兆帶寬的主干連接。在第二期中，將面臨著對主干帶寬的更高要求，將使用2臺千兆交換機通過4GB高速通道來實現(xiàn)千兆交換機冗余連接，使網(wǎng)絡(luò)主干帶寬比第一期增長一倍。2 接入交換機采用交換機而不使用共享式集線器到桌面是由于學(xué)校實際使用情

14、況是主要表現(xiàn)在集中突發(fā)性，即學(xué)生同時使用同一軟件的情況比較多，如果使用共享到桌面，網(wǎng)絡(luò)就會產(chǎn)生擁阻而影響速度，因此在校園網(wǎng)中應(yīng)使用百兆交換到桌面。在十兆與百兆交換機中應(yīng)選擇百兆交換，因為10兆雖然在目前校園網(wǎng)絡(luò)使用中剛剛能達到要求，但是已經(jīng)不適應(yīng)功能越來越強的計算機與新的應(yīng)用軟件的發(fā)展，更不適應(yīng)更快的計算機通訊產(chǎn)品的要求，將成為它們之間最大的瓶頸。因此采用Intel Express 510T Switches作為校園網(wǎng)工作組級接入交換機，直接連接學(xué)生站點。通過Intel先進的、獨特的堆疊背板技術(shù)（SST）將第一期的600個站點分成若干個網(wǎng)段，即3-6個510T交換機堆疊在一起的獨立組群，這樣就

15、在每個交換組中最多144個站點提供高達15Gb的帶寬，因此形成的交換網(wǎng)絡(luò)就能夠滿足不斷增長的流量需求。另外還通過虛網(wǎng)技術(shù)，使每個教室或每個年級之間的互訪得到有效的管理和控制，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。以合理價格實現(xiàn)工作組與終端設(shè)備的100Mbps連接的可擴展交換器，Intel Express 510T是將專用快速以太網(wǎng)式的性能擴展到整個網(wǎng)絡(luò)的理想選擇，它可使用戶的終端設(shè)備服務(wù)器及其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)施享受這種高性能的解決方案。這種高性能的解決方案可隨網(wǎng)絡(luò)的成長而自由地擴展。3 服務(wù)器網(wǎng)卡在一期工程中，建議學(xué)校在Internet應(yīng)用教學(xué)中，采用定期下載，內(nèi)部瀏覽的原則，因此WEB服務(wù)器是學(xué)校內(nèi)部Intranet瀏

16、覽和連接Internet服務(wù)器，學(xué)生站點對其訪問在相應(yīng)教學(xué)時段對的數(shù)據(jù)流量相對來說比較大。要求園區(qū)級服務(wù)器能夠提供足夠的連接帶寬。Intel Express PRO/100服務(wù)器網(wǎng)卡是唯一一種支持標準10BASE-T、100BASE-TX、和100BASE-FX以太網(wǎng)的千兆服務(wù)器專用網(wǎng)卡。這是一種智能的網(wǎng)卡，它能夠利用其內(nèi)置的Intel i960 RP處理器最大限度地優(yōu)化服務(wù)器資源。4 校園網(wǎng)絡(luò)出口設(shè)備考慮到Internet和其他網(wǎng)絡(luò)的連接(如CHINANET等)，目前設(shè)計的局域網(wǎng)都要考慮對廣域網(wǎng)絡(luò)的連接，更廣的資源和更多的應(yīng)用將是在各種廣域連接中發(fā)現(xiàn)。目前，越來越多的學(xué)校還開展了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和建

17、立自己的WEB。因此，能否有效地連接Internet是校園網(wǎng)建立的一個重要的目標。5 路由器在此方案中，考慮Internet出口路由器的配置一臺Intel Express Router 9100路由器。它是學(xué)校的校園網(wǎng)對外的出口，也可以作為保護校園網(wǎng)的第一道防火墻。因為使用Intel Express Routers在Internet上配置安全的VPN隧道極為簡單，Intel Express Router 9100對通道傳輸提供強大的加密功能，確保您的私人通訊數(shù)據(jù)通過公用網(wǎng)域時的安全。但根據(jù)客戶和局域網(wǎng)配置的具體不同情況，也應(yīng)該采取適當?shù)牟襟E來確保來自Internet的局域安全。這至少要包括配置

18、通過協(xié)議過濾器的訪問控制目錄。采用DDN線路與Internet連接，以64KB2MB帶寬支持校園的應(yīng)用，而且性能非常穩(wěn)定。Intel Express Router 9100有2個能與專用數(shù)字線路或Frame Relay及X.25網(wǎng)絡(luò)相連的WAN接口。5.3 布線說明校園比較大，建筑樓群多、布局比較分散。因此在設(shè)計校園網(wǎng)主干結(jié)構(gòu)時既要考慮到目前實際應(yīng)用有所側(cè)重，又要兼顧未來的發(fā)展需求。主干網(wǎng)以中控室為中心，設(shè)幾個主干交換節(jié)點，包括中控室、實驗樓、圖書館、教學(xué)樓、宿舍樓。中心交換機和主干交換機采用千兆光纖交換機。中控室至圖書館、校園網(wǎng)的主干即中控室與教學(xué)樓、實驗樓、圖書館、宿舍樓之間全部采用8芯室

19、外光纜；樓內(nèi)選用進口6芯室內(nèi)光纜和5類線。根據(jù)學(xué)校的實際應(yīng)用，配服務(wù)器7臺，用途如下： 主服務(wù)器2臺：裝有Solaris操作系統(tǒng)，負責整個校園網(wǎng)的管理，教育資源管理等。其中一臺服務(wù)器裝有DNS服務(wù)，負責整個校園網(wǎng)中各個域名的解析。另一臺服務(wù)器裝有電子郵件系統(tǒng)，負責整個校園網(wǎng)中各個用戶的郵件管理。WWW服務(wù)器1臺：裝有Linux操作系統(tǒng)，負責遠程服務(wù)管理及WEB站點的管理。WEB服務(wù)器采用現(xiàn)在比較流行的APACHE服務(wù)器，用PHP語言進行開發(fā)，連接MYSQL數(shù)據(jù)庫，形成了完整的動態(tài)網(wǎng)站。電子閱覽服務(wù)器1臺：多媒體資料的閱覽、查詢及文件管理等； 教師備課服務(wù)器1臺：教師備課、課件制作、資料查詢等文

20、件管理以及Proxy服務(wù)等。光盤服務(wù)器1臺：負責多媒體光盤及視頻點播服務(wù)。圖書管理服務(wù)器1臺：負責圖書資料管理。在充分考慮學(xué)校未來的應(yīng)用，整個校園的信息節(jié)點設(shè)計為3000個左右。交換機總數(shù)約 50臺左右，其中主干交換機5臺，配有千兆光纖接口。原有計算機機房通過各自的交換機接入最近的主交換節(jié)點，并配成多媒體教學(xué)網(wǎng)。INTERNET接入采用路由器接ISDN方案，也可選用DDN專線?？杀ＷC多用戶群的數(shù)據(jù)瀏覽和下載。5.4 IP地址分配整個校園網(wǎng)中VLAN(虛擬局域網(wǎng):Virtual LAN，VLAN)及IP編址方案如表所示。表1-1VLAN及IP編址方案除了表中的內(nèi)容外，撥號用戶從/27中動態(tài)取得IP地址。為了簡化起見，這里我們只規(guī)劃了8個VLAN，同時為每個VLAN定義了一個由拼音縮寫組成的VLAN名稱。6心得體會這