9級計算機網絡課程設計指導書

1、淮海工學院計算機工程學院計算機網絡課程設計指導書班級：數(shù)學091專業(yè)：數(shù)學專業(yè)系部：網絡工程系2018年6月、設計目的計算機網絡課程設計是計算機及相關專業(yè)的實踐環(huán)節(jié)之一，是學習完計算機網 絡技術課程后進行的一次全面的綜合練習。其目的在于加深對osi七層模型、TCP/IP 模型的各層功能和設計思想的理解，掌握組建計算機網絡的基本技術，特別是 網絡規(guī)劃、路由器的基本配置，提高學生的應用能力和動手實踐能力。二、設計內容與任務以淮海工學院本部校園為背景，設計一個校園網方案。 淮海工學院的本部分為辦公區(qū)、教案區(qū)和生活區(qū)三部分?，F(xiàn)假設：辦公區(qū)中各樓 宇名為：教務處樓，黨政辦公樓，圖書館，計算機樓、講堂樓、

2、機械樓、土木樓、海 洋學院樓、藝術學院樓、教案主樓、文通樓等，生活區(qū)中有學生公寓區(qū)和教師住宅區(qū) 及各食堂。假設使用預留的 INTERNET 地址，試根據本部校園網的應用需求和管理需 求、各建筑物的地理分布、確定信息點個數(shù)及信息點分布，設計出本部的校園網方案 。方案中應明確學院網管中心的位置，確定拓撲方案，進行IP地址規(guī)劃，完成設備選型，注明各種設備、設施和軟件的生產商、名稱、型號、配置與價格，并分別給出其 價格的出處 如網站等），基本確定方案的預算。三、設計要求 1）通過資料查閱和學習，了解園區(qū)網絡規(guī)劃、設計的一般方法。 2）參考和研究一些公司和高校 /企業(yè)園區(qū)網的規(guī)劃和建設方案，結合計算機網

3、絡課程中所學知識，積極完成設計任務。3）認真完成需求分析，并根據需求分析完成園區(qū)網絡的總體方案設計，確定網 絡邏輯拓撲結構和所采用的網絡技術、主要設備的性能指標，進而完成設備的選型和 經費預算。4）動手架構一個具體的LAN，要求實現(xiàn)WEB服務器、FTP服務器的安裝，并能 實現(xiàn)WEB信息發(fā)布，并創(chuàng)建局域網內的 DNS服務器，配置相關文件，可以對局域網內 的主機作域名解讀。6）認真按時完成課程設計報告，課程設計報告內容包括：課程設計目的、設計 任務與要求、設計說明書、設計成果和設計心得五個部分，具體要求見設計報告模板。四、園區(qū)網絡規(guī)劃與設計的一般步驟與方法 通常計算機網絡工程包括網絡需求分析、網絡

4、系統(tǒng)設計、網絡詳細設計、方案撰寫、工程實施和工程驗收等若干過程。計算機網絡課程設計作為一種教案形式，與實 際的工程工程有所區(qū)別，但也力求實際，但只要求完成需求分析、網絡設計、方案撰 寫等重要過程。一）需求分析網絡系統(tǒng)的規(guī)劃和設計，首先要進行用戶的需求分析，確定建網目標與要求，然 后才能確定選用何種網絡技術，確定網絡系統(tǒng)的方案，進行設備的選型與經費的預算 。1、用戶的應用需求：弄清用戶期望網絡系統(tǒng)能為他們做些什么工作，實現(xiàn)什么 功能。一般情況下，園區(qū)網絡應能為用戶提供常用的服務，如 WWW 服務、電子郵件 、文件服務、遠程登錄等，此外還根據用戶單位的具體工作職能提供各種應用服務， 如校園網常為用

5、戶提供教務管理、學籍管理、辦公管理等。應用需求的分析為網絡服 務器的硬軟件和主要節(jié)點網絡設備的確定提供重要依據。2、通信需求：分析用戶通信的類型和通信量，如在網絡上傳送數(shù)據、視頻信號 、音頻信號等，以及數(shù)據通信量的大小、數(shù)據的流向。通信需求的分析是傳輸技術選 擇的重要依據。3、信息點和用戶需求：分析未來的網絡系統(tǒng)中信息點的數(shù)量，以及各個站點的 地理分布情況與距離，將來哪些站點將為單位提供服務，哪些站點將從其他網站獲取 服務等，網絡的用戶數(shù)量及其在各個地理位置的分布情況。信息點和用戶需求的分析 是傳輸介質和信息點設置、網絡設備選型的重要依據。4、性能需求：根據用戶的業(yè)務需求，弄清用戶對網絡的主要

6、性能指標的要求， 如網絡的容量、響應時間與延遲、網絡利用率與可靠性等。性能需求的分析是網絡設 備和服務器等配置與選型的重要依據。5、安全與管理需求：確定用戶對數(shù)據存儲、傳輸?shù)陌踩砸螅绫Ｃ苄?、?整性和可用性的要求，以及管理和維護方面的要求，如是否要實現(xiàn)虛擬局域網功能， 是實現(xiàn)集中式還是分布式管理等。安全與管理需求的分析為網絡系統(tǒng)的安全和管理方 案的確定提供了重要依據。6、現(xiàn)有網絡分析：不少單位已建有自己的園區(qū)網絡，或若干獨立的局域網，因 此需要確定將來這些網絡和站點是否繼續(xù)發(fā)揮原來的作用，還是另行調整等。需求分析的方法可有多種，可以向用戶詢問，也可以利用調查表收集，還可以參 與用戶的工作

7、，或觀察用戶工作流程。需求分析是網絡系統(tǒng)規(guī)劃和設計的第一步，分 析人員不僅需求有較好的專業(yè)知識，而且需要有較強的交流和溝通能力、表達和文檔 編寫能力，并最終形成需求分析報告。二）網絡系統(tǒng)的方案設計 第二階段在用戶需求分析的基礎上，進行網絡系統(tǒng)的方案設計，這是網絡工程和 系統(tǒng)集成的核心。主要包括以下幾個方面：1、確定網絡的規(guī)模和應用范圍：根據用戶園區(qū)和網絡所需的覆蓋范圍，定義網 絡應用的邊界，地址類型的選擇。2、確定網絡的應用模式：確定網絡的總體框架，是集中式還是分布式，采用客 戶機 /服務器模式，還是采用瀏覽器 /服務器等多層模式。3、確定網絡節(jié)點的設置與拓撲結構：根據用戶的應用需求、通信需求

8、和各地節(jié) 點數(shù)量、分布與地理位置，選擇合適的網絡傳輸技術，選擇網絡的拓撲結構，確定網 絡的主要節(jié)點設備的性能指標和應具備的功能。4、確定網絡環(huán)境和網絡互連方案：確定各局域網之間的互聯(lián)方式，以及與因特 網的聯(lián)接方式。5、確定安全與管理措施：從硬件的可靠性、備份要求、訪問控制、防病毒措施 、容錯方案、防火墻設置、管理措施等方面保證網絡安全可靠和運行效率。6、計算機系統(tǒng)設計：對整個系統(tǒng)的服務器、工作站、終端以及打印機等進行配 置和設計。7、軟件與協(xié)議設計：網絡的運行離不開軟件和協(xié)議，現(xiàn)在的園區(qū)網絡一般都采 用TCP/IP協(xié)議，但計算機系統(tǒng)還需確定操作系統(tǒng)、數(shù)據庫系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和開發(fā)平臺 等重要軟件。

9、8、結構化布線設計：對網絡傳輸電纜進行規(guī)范的結構化的布線。 網絡系統(tǒng)的設計技術復雜，涉及面廣，考慮因素很多，為了使整個網絡更合理、 經濟，性能更良好，在設計過程中應遵循以下原則：1、兼顧先進性和實用性：既要保證先進性，適應新技術發(fā)展的潮流，選用的設 備應技術先進且成熟，市場占有率高，網絡上的管理和應用系統(tǒng)具有先進的客戶機 服務器或 Browser/WebServer/Databas多層計算結構模式，能夠支持多媒體信息傳輸，也要注重實用和成效 ，緊密結合具體應用的需求。2、注重開放性和可擴充性：網絡通信協(xié)議和接口符合國際標準，并應是今后發(fā) 展的主流，網絡軟硬件設備應支持廣泛流行的協(xié)議標準 TCP

10、IP、 HTTP、 LDAP、 SS L、 SNMP、 RMON 等，從而保證與其它系統(tǒng)或異構網絡互連，具有良好的開放性和 兼容性。網絡易于升級擴展，易于增添新設備、新用戶，網絡和軟硬件都應具有良好 的可伸縮性，以適應應用規(guī)模和負載的變化，并隨著未來需求的增長能不斷延展和擴 充。3、注意安全與可管理性：采用成熟的技術，軟硬件應具有良好的可靠性，提供 不少于設備制造商規(guī)定的質量保證，數(shù)據的存貯和訪問應具有靈活而又堅固的安全機 制，確保信息安全與保密。隨著網絡規(guī)模擴大和系統(tǒng)復雜程度的增加，網絡管理維護 和故障排除任務就變得越來越重要，設計方案應提供先進的體系結構和完善的網絡管 理工具，使網絡易于管

11、理和維護。4、單位需求為前提原則：堅持以單位具體需求為校園網信息系統(tǒng)方案設計的根 本和前提，同時，也要注重源于需求又高于需求的原則，注意用專業(yè)化的技術思想來 幫助校方進行校園網的規(guī)劃與設計，確保校園網的實用性、先進性和便于擴展性。5、品質與成匹配原則：選擇品質最好的設備不一定是最佳方案，成本因素也是 一個不容忽視的問題，只有將品質與成本實現(xiàn)最佳匹配，才是一個最優(yōu)秀的方案。網絡系統(tǒng)的設計現(xiàn)在大多采用層次化的設計方法，首先對整個網絡的功能進行明 確的劃分，然后采用分層的思想將整個網絡劃分為若干層次，每個層次只承擔一個或 幾個特定的網絡功能。由于每一層只完成少量的特定功能，從面使各層的設計變得相 對

12、簡單，如網絡設備功能或性能的定位、設備的選型更具針對性，同時也增加了網絡 的可擴展性。層次化網絡設計通常分為三層結構，即核心層、分布層 匯聚層）和接入層。核 心層主要為相互通信的節(jié)點提供高速優(yōu)化的帶寬傳輸，為提高核心層的傳輸速率，通 常不在該層實施基于策略的包操作，也極少在該層布置主機，但常常為核心層提供必 要的鏈路備份。接入層也稱訪問層，主要功能為用戶或工作組訪問網絡提供接入，在 該層存在大量的局域網，設置和劃分虛擬局域網，并可運用訪問控制列表等技術來控 制用戶的數(shù)據傳輸。分布層介于在核心層和接入層之間，通過提供基于策略的連接管 理，實現(xiàn)接入層對核心層的可控制的訪問。分布層還可提供 VLAN

13、間路由、地址或路 由匯聚功能，支持安全策略和廣播/組播的定義。網絡設計的層次可如下圖所示：接入層本地與遠程工作組用戶. 核心層高速傳輸與交換 分布層 基于策略的連接綜上所述，網絡系統(tǒng)的設計要確定所采用的網絡技術，確定網絡的拓撲結構，明 確園區(qū)網絡的中心和核心層的方案，確定各個樓宇與主要節(jié)點之間的傳輸介質和連接 方式，確定各個樓宇和主要節(jié)點設置的網絡設備和服務器的性能指標與配置，確定網 絡的主要協(xié)議和軟件平臺，確定網絡的安全與管理方案。三）設備選型第三階段是根據網絡設計方案完成設備的選型。各種設備的選擇，首先應能滿足 網絡方案中對設備的性能、配置要求，保證網絡的正常運行，同時，設備的選擇還應 選

14、用技術先進成熟的主流廠商的設備，保證設備的可靠運行，并可持續(xù)運行一般時間 ，同時可以獲得良好的售后服務。當然設備的選型必須在用戶的經濟能力可承受的范 圍內，注意經濟性和實用性。設備的選型還要注意到管理與維護的要求，設備所遵從 的標準與協(xié)議，保證可與其它設備之間的配合和兼容。設備選型尤其要謹慎選擇主要網絡設備，如主要交換機要注意端口數(shù)、背板速率 、傳輸接口、各類引擎和擴展模塊，交換機所支持的各種標準與協(xié)議、管理方式等。 只有完成設備選型，整個網絡的預算方案才能確定。四）方案預算 本次課程設計只要求對網絡系統(tǒng)的方案中所選購的各種設備、主要軟件進行預算 ，不包含結構化布線、網絡實施和驗收等方面的預算

15、。學生應對方案中選擇的所有設備查核價格表 價格可從相應制造商或供貨商的網 站、計算機世界等報紙和雜志上查詢）。需要強調的是，一些網絡設備的報價只 包括基本的配置 如機箱），其它模塊都需另外配置和計費。另外，不少廠商對學校 供貨具有較大的折扣和優(yōu)惠，在預算中應加以考慮。五） LAN 設計與服務器配置LAN 設計，配置 WEB 服務器，并選用適當?shù)能浖?，完?FTP 服務器的配置，并 進行測試。創(chuàng)建局域網內的 DNS服務器，配置相關文件，可以對局域網內的主機作域 名解讀。六、設計報告 課程設計完成后，必須提交課程設計報告。本課程設計報告內容包括：課程設計 目的、設計任務與要求、設計說明書、設計成果和設計心得五個部分，具體要求見設 計報告模板。七、成績考核設計成績是依據學