大型電子閱覽室構(gòu)建方案設(shè)計

計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計大型閱覽室設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)：班級：任課教師：內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計設(shè)計題目大型閱覽室設(shè)計指導(dǎo)教師汪再秋時間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)《計算機網(wǎng)絡(luò)》的同學(xué)參與，兩個學(xué)分二、設(shè)計資料及參數(shù)關(guān)于閱覽室設(shè)計的設(shè)備介紹，如交換機、路由器、防火墻、服務(wù)器等。三、設(shè)計要求及成果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)約為150個，分布在三個大房間內(nèi)網(wǎng)建立支持閱覽圖書和教學(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)計網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有經(jīng)濟合理性并做設(shè)計預(yù)算四、進度安排布置任務(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)具體配置與測試（4天）編寫課程設(shè)計說明書和驗收（1天）五、評分標(biāo)準(zhǔn)六、建議參考資料計算機網(wǎng)絡(luò)：自頂向下方法（原書第3版）計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方法（原書第3版）計算機網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)(原書第4版)目錄TOC\o"1-4"\h\z\u第一章項目概述 41.1設(shè)計項目要求與說明 51.2電子閱覽室的基本特點 51.3系統(tǒng)設(shè)計原則 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)計方案 72.1電子閱覽室網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 72.2網(wǎng)段與IP劃分72.3電子閱覽室網(wǎng)絡(luò)拓撲總體描述 82.4路由器與交換機的區(qū)別 82.5服務(wù)器定型原則 92.6開支預(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交換機詳情 12第四章測試連通性14第五章設(shè)計心得 16第一章項目概述1.1設(shè)計項目要求與說明1、圖書館要建設(shè)一個150臺計算機的大型電子閱覽室，應(yīng)有一臺電子圖書服務(wù)器，分布在4個相鄰的房間。2、技術(shù)選擇；3、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計規(guī)劃；4、設(shè)備選擇（服務(wù)器、PC和交換機的數(shù)量和型號）1.2電子閱覽室的基本特點隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、存儲技術(shù)的飛速進步，現(xiàn)代化圖書館或閱覽室已進入數(shù)字時代的發(fā)展進程，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)字化圖書館是信息的集散地，主要由服務(wù)器、終端機、大容量數(shù)據(jù)庫等組成的計算機網(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館一個重要的電子信息數(shù)據(jù)處理中心。實現(xiàn)圖書館數(shù)字化的關(guān)鍵和基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。圖書館數(shù)據(jù)庫中最基本又最復(fù)雜的是書目數(shù)據(jù)庫，電子閱覽室的編目、流通、閱覽、文獻檢索及二次文獻的開發(fā)等工作的自動化都是以此為基礎(chǔ)的。電子閱覽室數(shù)據(jù)庫具有以下特點:1.全面完整地反映信息。不僅要揭示文獻的基本信息，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)計原則本系統(tǒng)在軟件配置和硬件設(shè)備，整個系統(tǒng)設(shè)計上依照以下原則確定：1、開放性——整個系統(tǒng)能連接各個廠家、各型號的電腦、交換機并支持不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2、方便性——采用先進的跳線管理，滿足終端設(shè)備移位、改變線路的要求。3、先進性——工程一次布線符合未來多年設(shè)備變換的要求。4、可靠性——使用經(jīng)過國際權(quán)威機構(gòu)認可并經(jīng)過使用考驗的材料和產(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撲連接方法，所以線路中某點故障不影響整個系統(tǒng)運行。5、經(jīng)濟性——避免投資浪費，符合未來長期通信要求。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)校的文獻信息中心，是教學(xué)和科研服務(wù)的學(xué)術(shù)性機構(gòu)，是教書育人的重要陣地，是學(xué)校信息化和社會信息化得重要基地，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)圖書館的靜態(tài)書本式服務(wù)特征，實現(xiàn)了多媒體的存取，遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸，智能化檢索，跨庫無縫鏈接的全新信息環(huán)境。數(shù)字化圖書館是運行在校園局域網(wǎng)上，沒有時間限制，便于使用的超大規(guī)模的知識信息存儲和服務(wù)系統(tǒng)。學(xué)生能夠方便快捷的通過校園網(wǎng)絡(luò)瀏覽電子閱覽室數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的相關(guān)文字資料，達到現(xiàn)代化教學(xué)要求。確保電子閱覽室數(shù)據(jù)庫內(nèi)的文獻資料數(shù)據(jù)安全，保證整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。管理軟件界面美觀簡潔，易學(xué)易用，方便管理人員對整個系統(tǒng)的監(jiān)督與維護。良好的數(shù)據(jù)更新能力，滿足學(xué)校圖書館的發(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]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)點在于它對現(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)用戶可以對現(xiàn)有以太網(wǎng)進行平滑的、無需中斷的升級,而且無需增加附加的協(xié)議?；蛑虚g件。同時,千兆位以太網(wǎng)還繼承了以太網(wǎng)的其它優(yōu)點,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)計方案2.1電子閱覽室網(wǎng)絡(luò)拓撲圖圖2.12.2網(wǎng)段與IP劃分由于使用的計算機臺數(shù)為150臺，加上服務(wù)器與管理者等用戶，也不到255臺。故選擇一個私有網(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)地址主機號~5子網(wǎng)掩碼默認網(wǎng)關(guān)54表2.2.1房間B（表2.2.2）房間A網(wǎng)絡(luò)地址主機號6~30子網(wǎng)掩碼默認網(wǎng)關(guān)54表2.2.2房間C（表2.2.3）房間A網(wǎng)絡(luò)地址主機號31~95子網(wǎng)掩碼默認網(wǎng)關(guān)54表2.2.3房間D（表2.2.4）房間A網(wǎng)絡(luò)地址主機號96~53子網(wǎng)掩碼默認網(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)拓撲總體描述我們選擇的千兆位以太網(wǎng)設(shè)計方案，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)分割為幾個以100M交換機為核心的子網(wǎng)。在此我們使用的拓撲結(jié)構(gòu)為星形結(jié)構(gòu)，具體地說應(yīng)該為樹形拓撲結(jié)構(gòu)。樹形拓撲從星形拓撲演變而來,形狀像一棵倒置的樹,頂端是樹根,樹根以下帶分支,每個分支還可再帶子分支。樹根接收各站點發(fā)送的數(shù)據(jù),然后再廣播發(fā)送到全網(wǎng)。樹形拓撲的特點為：（1）易于擴展。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)點或線路發(fā)生故障,很容易將故障分支與整個系統(tǒng)隔離開來。2.4路由器與交換機的區(qū)別（1）工作層次不同最初的的交換機是工作在OSI／RM開放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層，也就是第二層，而路由器一開始就設(shè)計工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。由于交換機工作在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)的對象不同交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉(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（即IP地址）來確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實現(xiàn)的，描述的是設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò)，有時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)交換機一般用于LAN-WAN的連接，交換機歸于網(wǎng)橋，是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，有些交換機也可實現(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，我們的設(shè)備需求是150臺，從成本考慮，我們只需選擇適合的交換機即可。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)用提供硬件運行平臺。對服務(wù)器的選擇不僅僅是滿足當(dāng)前已開展的各項業(yè)務(wù)需要，更要著眼于未來。對網(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，嚴格執(zhí)行國際質(zhì)量認證體系，確定產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。由于各項業(yè)務(wù)屬于對外開放的，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)丟失或者差錯將給用戶造成重大經(jīng)濟損失和極壞影響，因此在服務(wù)器選型和系統(tǒng)配置時，應(yīng)該充分考慮到系統(tǒng)可靠性在今后系統(tǒng)運行時的重要地位。在選擇服務(wù)器時，不僅要看當(dāng)前的性能，還要看生產(chǎn)廠商的服務(wù)能力。這種能力包括兩個方面，一方面是基本的安裝和調(diào)試能力，另一方面是開發(fā)和升級能力，后一種能力是最為重要的，學(xué)校系統(tǒng)的每一次升級換代都可能面臨著產(chǎn)品的升級后功能的增減。如果廠商有升級能力，學(xué)校的每一次升級都有相應(yīng)的保障，相反，就會給學(xué)校造成很大的浪費和損失。2.6開支預(yù)算網(wǎng)絡(luò)設(shè)備報價表所需機器型號數(shù)量單價總價服務(wù)器CISCOR460-BUN-31￥44000￥44000PC機聯(lián)想M4350151￥2100￥317100交換機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：CISCOR460-BUN-3產(chǎn)品機型：機架式CPU類型：IntelXeonCPU型號：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)2三級緩存：18MB總線規(guī)格：QPI5.86GT/s擴展卡槽：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)擴展插槽有擴展插槽,2個外部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支持支持認證標(biāo)準(zhǔn)UL60950-1

CAN/CSAC22.2No.60950-1

EN60950-1

AS/NZS60950-1

IEC60950-13.3交換機詳情產(chǎn)品類型：智能交換機應(yīng)用層級：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-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個端口描述：24個以太網(wǎng)10/100Mbps端口，2個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測試連通性1、房間A（PC機到PC機）圖4.1房間A到房間B（PC機到PC機6）圖4.2房間B到C（PC機6到PC機31）圖4.3房間B到D（PC機5到PC機93）圖4.4管理員到房間A（PC機52到PC機）圖4.5第五章設(shè)計心得這是我在大學(xué)生涯中第一次進行網(wǎng)絡(luò)的課