大型電子閱覽室構(gòu)建方案設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)大型閱覽室設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)：班級(jí)：任課教師：內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目大型閱覽室設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師汪再秋時(shí)間2015.12.9–2012.12.17一、教學(xué)要求必修內(nèi)容，要求所有學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》的同學(xué)參與，兩個(gè)學(xué)分二、設(shè)計(jì)資料及參數(shù)關(guān)于閱覽室設(shè)計(jì)的設(shè)備介紹，如交換機(jī)、路由器、防火墻、服務(wù)器等。三、設(shè)計(jì)要求及成果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)約為150個(gè)，分布在三個(gè)大房間內(nèi)網(wǎng)建立支持閱覽圖書(shū)和教學(xué)視頻的服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)采用光纖接入聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部采用私網(wǎng)地址所設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有經(jīng)濟(jì)合理性并做設(shè)計(jì)預(yù)算四、進(jìn)度安排布置任務(wù)及調(diào)研（1天）資料查閱與討論，案例分析（3天）系統(tǒng)分析與制定（1天）網(wǎng)絡(luò)具體配置與測(cè)試（4天）編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和驗(yàn)收（1天）五、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)六、建議參考資料計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：自頂向下方法（原書(shū)第3版）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方法（原書(shū)第3版）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)(原書(shū)第4版)目錄TOC\o"1-4"\h\z\u第一章項(xiàng)目概述 41.1設(shè)計(jì)項(xiàng)目要求與說(shuō)明 51.2電子閱覽室的基本特點(diǎn) 51.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 51.4用戶需求分析 61.5網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)劃 6第二章網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案 72.1電子閱覽室網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 72.2網(wǎng)段與IP劃分72.3電子閱覽室網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇傮w描述 82.4路由器與交換機(jī)的區(qū)別 82.5服務(wù)器定型原則 92.6開(kāi)支預(yù)算 9第三章部件詳情 103.1服務(wù)器詳情 103.2路由器詳情 113.3交換機(jī)詳情 12第四章測(cè)試連通性14第五章設(shè)計(jì)心得 16第一章項(xiàng)目概述1.1設(shè)計(jì)項(xiàng)目要求與說(shuō)明1、圖書(shū)館要建設(shè)一個(gè)150臺(tái)計(jì)算機(jī)的大型電子閱覽室，應(yīng)有一臺(tái)電子圖書(shū)服務(wù)器，分布在4個(gè)相鄰的房間。2、技術(shù)選擇；3、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃；4、設(shè)備選擇（服務(wù)器、PC和交換機(jī)的數(shù)量和型號(hào)）1.2電子閱覽室的基本特點(diǎn)隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)的飛速進(jìn)步，現(xiàn)代化圖書(shū)館或閱覽室已進(jìn)入數(shù)字時(shí)代的發(fā)展進(jìn)程，并以其特有的快速、高效和便捷改變著人們習(xí)和生活的方式。數(shù)字化圖書(shū)館是信息的集散地，主要由服務(wù)器、終端機(jī)、大容量數(shù)據(jù)庫(kù)等組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和大量數(shù)據(jù)處理外設(shè)構(gòu)成；可以跨地區(qū)、多用戶聯(lián)網(wǎng)，可接入校園網(wǎng)，向讀者提供閱讀、聯(lián)機(jī)檢索、復(fù)制、編輯、收發(fā)電子郵件、上網(wǎng)等功能；而電子閱覽室則成為圖書(shū)館一個(gè)重要的電子信息數(shù)據(jù)處理中心。實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館數(shù)字化的關(guān)鍵和基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)中最基本又最復(fù)雜的是書(shū)目數(shù)據(jù)庫(kù)，電子閱覽室的編目、流通、閱覽、文獻(xiàn)檢索及二次文獻(xiàn)的開(kāi)發(fā)等工作的自動(dòng)化都是以此為基礎(chǔ)的。電子閱覽室數(shù)據(jù)庫(kù)具有以下特點(diǎn):1.全面完整地反映信息。不僅要揭示文獻(xiàn)的基本信息，還要包容具有一定深度和精度的信息。2.提供多種信息檢索手段。選取能反映數(shù)據(jù)的特征、最有可能被用到的檢索途徑，提高檢索的查全率和查準(zhǔn)率。3.可以高速地查詢資料。單位時(shí)間內(nèi)為更多的讀者提供資料服務(wù)，以提高閱覽室的使用率、利用率。1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則本系統(tǒng)在軟件配置和硬件設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上依照以下原則確定：1、開(kāi)放性——整個(gè)系統(tǒng)能連接各個(gè)廠家、各型號(hào)的電腦、交換機(jī)并支持不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2、方便性——采用先進(jìn)的跳線管理，滿足終端設(shè)備移位、改變線路的要求。3、先進(jìn)性——工程一次布線符合未來(lái)多年設(shè)備變換的要求。4、可靠性——使用經(jīng)過(guò)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可并經(jīng)過(guò)使用考驗(yàn)的材料和產(chǎn)品。采用集中式管理，使線路檢查維修更加容易。由于采用物理星型拓?fù)溥B接方法，所以線路中某點(diǎn)故障不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行。5、經(jīng)濟(jì)性——避免投資浪費(fèi)，符合未來(lái)長(zhǎng)期通信要求。采用集成化程度高、節(jié)約占地空間的產(chǎn)品，達(dá)到最好的傳輸效果。1.4用戶需求分析電子閱覽室是學(xué)校的文獻(xiàn)信息中心，是教學(xué)和科研服務(wù)的學(xué)術(shù)性機(jī)構(gòu)，是教書(shū)育人的重要陣地，是學(xué)校信息化和社會(huì)信息化得重要基地，是體現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)水平的重要標(biāo)志，電子閱覽室改變了傳統(tǒng)圖書(shū)館的靜態(tài)書(shū)本式服務(wù)特征，實(shí)現(xiàn)了多媒體的存取，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸，智能化檢索，跨庫(kù)無(wú)縫鏈接的全新信息環(huán)境。數(shù)字化圖書(shū)館是運(yùn)行在校園局域網(wǎng)上，沒(méi)有時(shí)間限制，便于使用的超大規(guī)模的知識(shí)信息存儲(chǔ)和服務(wù)系統(tǒng)。學(xué)生能夠方便快捷的通過(guò)校園網(wǎng)絡(luò)瀏覽電子閱覽室數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的相關(guān)文字資料，達(dá)到現(xiàn)代化教學(xué)要求。確保電子閱覽室數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)安全，保證整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。管理軟件界面美觀簡(jiǎn)潔，易學(xué)易用，方便管理人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)督與維護(hù)。良好的數(shù)據(jù)更新能力，滿足學(xué)校圖書(shū)館的發(fā)展。1.5網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)劃在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)之前，究竟用千兆還是百兆，要從實(shí)際出發(fā)，從應(yīng)用出發(fā)，考慮網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備哪些功能。不同的應(yīng)用有不同的需求，而且?guī)缀鯖](méi)有只有單一業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。在此我們選擇千兆以太網(wǎng)。千兆位以太網(wǎng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于它對(duì)現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性。同100M位以太網(wǎng)一樣,千兆位以太網(wǎng)使用與10M位以太網(wǎng)相同的幀格式和幀大小,以及相同的CSMA/CD協(xié)議。這意味著廣大的以太網(wǎng)用戶可以對(duì)現(xiàn)有以太網(wǎng)進(jìn)行平滑的、無(wú)需中斷的升級(jí),而且無(wú)需增加附加的協(xié)議?；蛑虚g件。同時(shí),千兆位以太網(wǎng)還繼承了以太網(wǎng)的其它優(yōu)點(diǎn),如可靠性較高,易于管理等。在園區(qū)網(wǎng)主干網(wǎng)中，目前逐步占據(jù)了主要地位。第二章網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案2.1電子閱覽室網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D圖2.12.2網(wǎng)段與IP劃分由于使用的計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)為150臺(tái)，加上服務(wù)器與管理者等用戶，也不到255臺(tái)。故選擇一個(gè)私有網(wǎng)絡(luò)，IP地址選擇為靜態(tài)分配與MAC地址綁定，以防止ARP病毒攻擊。其中供用戶使用的IP分配為：~55，各房間IP地址分配如下：房間A（表2.2.1）房間A網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號(hào)~5子網(wǎng)掩碼默認(rèn)網(wǎng)關(guān)54表2.2.1房間B（表2.2.2）房間A網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號(hào)6~30子網(wǎng)掩碼默認(rèn)網(wǎng)關(guān)54表2.2.2房間C（表2.2.3）房間A網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號(hào)31~95子網(wǎng)掩碼默認(rèn)網(wǎng)關(guān)54表2.2.3房間D（表2.2.4）房間A網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號(hào)96~53子網(wǎng)掩碼默認(rèn)網(wǎng)關(guān)54表2.2.4服務(wù)器的IP地址分配為：53管理員地址為：52默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的地址分配為：54子掩碼為：DNS服務(wù)器地址為：7備用DNS服務(wù)器地址為：142.3電子閱覽室網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇傮w描述我們選擇的千兆位以太網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，采1000M作為主干校園網(wǎng)絡(luò)。然后根據(jù)不同的應(yīng)用，將校園網(wǎng)分割為幾個(gè)以100M交換機(jī)為核心的子網(wǎng)。在此我們使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形結(jié)構(gòu)，具體地說(shuō)應(yīng)該為樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。樹(shù)形拓?fù)鋸男切瓮負(fù)溲葑兌鴣?lái),形狀像一棵倒置的樹(shù),頂端是樹(shù)根,樹(shù)根以下帶分支,每個(gè)分支還可再帶子分支。樹(shù)根接收各站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù),然后再?gòu)V播發(fā)送到全網(wǎng)。樹(shù)形拓?fù)涞奶攸c(diǎn)為：（1）易于擴(kuò)展。這種結(jié)構(gòu)可以延伸出很多分支和子分支,這些新節(jié)點(diǎn)和新分支都能容易地加入網(wǎng)內(nèi)。

(2)故障隔離較容易。如果某一分支的節(jié)點(diǎn)或線路發(fā)生故障,很容易將故障分支與整個(gè)系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)。2.4路由器與交換機(jī)的區(qū)別（1）工作層次不同最初的的交換機(jī)是工作在OSI／RM開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層，也就是第二層，而路由器一開(kāi)始就設(shè)計(jì)工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。由于交換機(jī)工作在OSI的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），所以它的工作原理比較簡(jiǎn)單，而路由器工作在OSI的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），可以得到更多的協(xié)議信息，路由器可以做出更加智能的轉(zhuǎn)發(fā)決策。(2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對(duì)象不同交換機(jī)是利用物理地址或者說(shuō)MAC地址來(lái)確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的目的地址。而路由器則是利用不同網(wǎng)絡(luò)的ID號(hào)（即IP地址）來(lái)確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實(shí)現(xiàn)的，描述的是設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)這些第三層的地址也稱為協(xié)議地址或者網(wǎng)絡(luò)地址。(3)路由器提供了防火墻的服務(wù)路由器僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和未知目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送，從而可以防止廣播風(fēng)暴。(4)交換機(jī)一般用于LAN-WAN的連接，交換機(jī)歸于網(wǎng)橋，是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，有些交換機(jī)也可實(shí)現(xiàn)第三層的交換。路由器用于WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)分組，作用于網(wǎng)絡(luò)層。由我們的總體閱覽室總體要求看來(lái)，我們的設(shè)備需求是150臺(tái)，從成本考慮，我們只需選擇適合的交換機(jī)即可。2.5服務(wù)器定型原則服務(wù)器是系統(tǒng)中至關(guān)重要的核心設(shè)備，其作用是為各類應(yīng)用提供硬件運(yùn)行平臺(tái)。對(duì)服務(wù)器的選擇不僅僅是滿足當(dāng)前已開(kāi)展的各項(xiàng)業(yè)務(wù)需要，更要著眼于未來(lái)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的選擇，首先應(yīng)從系統(tǒng)性能入手，通過(guò)客觀的分析比較，確定一款或者一系列具有令人滿意的主頻處理速度和I/O吞吐量的服務(wù)器。產(chǎn)品質(zhì)量要有保證，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)際質(zhì)量認(rèn)證體系，確定產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。由于各項(xiàng)業(yè)務(wù)屬于對(duì)外開(kāi)放的，因此作為集中放置數(shù)據(jù)載體的服務(wù)器系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或者差錯(cuò)將給用戶造成重大經(jīng)濟(jì)損失和極壞影響，因此在服務(wù)器選型和系統(tǒng)配置時(shí)，應(yīng)該充分考慮到系統(tǒng)可靠性在今后系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的重要地位。在選擇服務(wù)器時(shí)，不僅要看當(dāng)前的性能，還要看生產(chǎn)廠商的服務(wù)能力。這種能力包括兩個(gè)方面，一方面是基本的安裝和調(diào)試能力，另一方面是開(kāi)發(fā)和升級(jí)能力，后一種能力是最為重要的，學(xué)校系統(tǒng)的每一次升級(jí)換代都可能面臨著產(chǎn)品的升級(jí)后功能的增減。如果廠商有升級(jí)能力，學(xué)校的每一次升級(jí)都有相應(yīng)的保障，相反，就會(huì)給學(xué)校造成很大的浪費(fèi)和損失。2.6開(kāi)支預(yù)算網(wǎng)絡(luò)設(shè)備報(bào)價(jià)表所需機(jī)器型號(hào)數(shù)量單價(jià)總價(jià)服務(wù)器CISCOR460-BUN-31￥44000￥44000PC機(jī)聯(lián)想M4350151￥2100￥317100交換機(jī)TP-LINKTL-SG10484￥1980￥7920路由器2911/K91￥1400￥1400第三章部件詳情3.1服務(wù)器詳情產(chǎn)品型號(hào)：CISCOR460-BUN-3產(chǎn)品機(jī)型：機(jī)架式CPU類型：IntelXeonCPU型號(hào)：XeonX7540CPU主頻：2GHz標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存容量：16GB架構(gòu)類型：4U最大CPU數(shù)：4標(biāo)準(zhǔn)CPU數(shù)2三級(jí)緩存：18MB總線規(guī)格：QPI5.86GT/s擴(kuò)展卡槽：10×PCI-EGen2內(nèi)存類型:DDR3標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存容量:16GB網(wǎng)絡(luò)控制器:2×1000M以太網(wǎng)卡,2×10000M以太網(wǎng)卡3.2路由器詳情產(chǎn)品型號(hào)2911/K9產(chǎn)品類型企業(yè)網(wǎng)吧路由,多業(yè)務(wù)路由器端口結(jié)構(gòu)模塊化局域網(wǎng)接口3硬件參數(shù)擴(kuò)展插槽有擴(kuò)展插槽,2個(gè)外部USB2.0閃存插槽軟件參數(shù)支持協(xié)議TIA/EIA/IS-968

CS-03

ANSIT1.101

ITU-TG.823、G.824

IEEE802.3

RTTE指令VPN支持支持防火墻有QoS支持支持NAT支持支持認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)UL60950-1

CAN/CSAC22.2No.60950-1

EN60950-1

AS/NZS60950-1

IEC60950-13.3交換機(jī)詳情產(chǎn)品類型：智能交換機(jī)應(yīng)用層級(jí)：二層傳輸速率：10/100Mbps產(chǎn)品內(nèi)存：DRAM內(nèi)存：64MB

FLASH內(nèi)存：32MB交換方式：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)背板帶寬：4.4Gbps包轉(zhuǎn)發(fā)率：6.5MppsMAC地址表：8K端口結(jié)構(gòu)：非模塊化端口數(shù)量：26個(gè)端口描述：24個(gè)以太網(wǎng)10/100Mbps端口，2個(gè)兩用上行端口傳輸模式：全雙工/半雙工自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3，IEEE802.3u，IEEE802.1x，IEEE802.1Q，IEEE802.1p，IEEE802.1D，IEEE802.1s，IEEE802.1w，IEEE802.3ad，IEEE802.3zVLAN：支持QOS：支持網(wǎng)絡(luò)管理：Web瀏覽器，SNMP，CLI測(cè)試連通性1、房間A（PC機(jī)到PC機(jī)）圖4.1房間A到房間B（PC機(jī)到PC機(jī)6）圖4.2房間B到C（PC機(jī)6到PC機(jī)31）圖4.3房間B到D（PC機(jī)5到PC機(jī)93）圖4.4管理員到房間A（PC機(jī)52到PC機(jī)）圖4.5第五章設(shè)計(jì)心得這是我在大學(xué)生涯中第一次進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的課