计算机网络课程设计 说明书

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2013年秋季学期计算机网络课程设计题目：友谊中学学校网络规划与设计专业班级：计算机科学与技术姓名：学号：指导教师：成绩：I摘要最近几年，教学和管理不断的向着信息化、信息交流网络化、信心管理数据化数据化信息服务电子化方向发展。为了更进一步的提高教学的质量，更好的为师生服务，同时也为了保障校园信息网络的安全，有必要设计一套完备的校园网络，将学校的各主要部门，如图书馆、校办、教务处、信息中心，实训楼用计算机网络连接起来，组成信息发布、资源共享、覆盖面广的校园按网络。本次课程设计主要介绍了普通中学的组网，所要完成的是组网的整个过程。重点的说明了校园网的设计思想、难点技术和解决方案。关键字：需求分析、网络安全、拓扑图、校园网II前言计算机网科学技术的发展日新月异，在计算机技术和通信技术结合下，网络技术得到了飞速的发展。如今，不仅计算机已经和网络紧密结合，整个社会都不可能脱离网络而存在。网络技术已经成为现代信息技术的主流，人们对网络的认识也随着网络应用的逐渐普及而迅速改变，如今已经成为人们生活、工作、学习中必不可少的一部分。Internet是一个资源的网络，其中拥有的信息资源几乎覆盖所有的领域。Internet面向人类的社会，世界上数以亿计的人们利用它进行通信和信息共享，通过发送和接收电子邮件，或和其他人的计算机建立连接、参加各种讨论组并免费使用各种信息资源实现信息共享。将来的网络在Internet基础上进一步发展，其功能、速度、适用范围等必将全面超过现有的Internet。我国对计算机网络的建设投入了大量的人力和物力，在短短的几年中，已经从最初仅仅局限在教育科研单位的网络，迅速发展到今天遍及全国的包括教育、科研、商业、民用各个方面的数个大型网络。目前在网络上提供有价值、有吸引力的信息，对一个学校树立自己的形象，提高自己的知名度，以及与其他学校组织的联系和往来能够起到很显著的作用。友谊中学是在市教育局批准下成立的共有性质的普通中等学校，以培养德、智、体、美、劳相结合的高素质中学生为己任，为国家的现代化建设起推动作用。当今世界随着计算机、网络通信等现代科学技术的发展，人类已经迈入信息时代，在友谊中学建立能够在外可以与省、市教育局及其他知名中学网络互联，对内实现与校内各部门进行通信的校园网已成为必然。目录摘要..............................................................I前言.............................................................II第1章学校总体情况概述.............................................1第2章需求分析.....................................................32.1需求分析总括.................................................32.2用户应用需求.................................................32.3通信需求.....................................................42.4信息点需求...................................................52.5性能需求.....................................................52.6安全与管理需求...............................................7第3章校园网络设计方案.............................................73.1网络拓扑设计方案...........................................103.2连接技术....................................................103.2.1主干网连接技术........................................103.2.1局域网连接技术........................................113.5.1网络VLAN设计.........................................113.3子网的设计方案..............................................83.3.1IP地址规划原则.........................................83.3.2IP地址规划.............................................9第4章网络管理与安全措施..........................................124.1包过滤防火墙...............................................124.2VPN的应用..................................................13参考文献...........................................................15课程设计总结.......................................................161第1章学校总体情况概述友谊中学是基础教育的全国名校，湖北省黄冈市市级重点中学，她北依大别山脉，南临长江航道，东接南京、上海，西连武汉、重庆，水陆交通十分便利，106国道、318国道、京九铁路贯通市区，2小时内可达武汉天河国际机场。现有40个教学班，在校学生2000余人，一线教学教师180余人，其他办公人员50余人，合计在校人数2230余人。友谊中学创办于1980年，2001年被湖北省黄冈市政府首批确定为市重点中学，2010年被湖北省政府认定为省级示范学校。学校占地面积300余亩，建筑面积12万平方米。校园规划合理，功能完善，设施齐全，环境幽雅，是一所园林式中学。当前，学校坚持“育人为本，德育为先”的教育原则，以改革创新为动力，不断提高教育教学质量，提升办学水平，不断优化教师结构，努力提高教师队伍的综合素质，着力打造高雅、健康的校园文化，努力实现历代友谊中学人的梦想，把友谊中学办成国内一流、国际知名的示范学校。学校有教学楼3栋，40个教学班，办公楼1栋、设有教务处、政教处、后勤处、财务处、会议室5个办公机关，公寓楼3栋（每栋5层），图书楼、体育馆，科技楼、教工宿舍楼各一栋。主要网上业务是教育部统一管理、学生各种大型竞赛一体化管理、学生公寓一体化管理，水电管理，教师考勤管理，学生成绩管理、图书一体化管理、网上教学管理等。主要选择千兆或百兆以太网技术来构建校园网络，对两层结点和桌面微机的接入也采用快速以太网，建立一个基于多层、全交换的虚拟园区网。网络初步传输介质：主体路线采用光纤，交换机到各分局域网采用双绞线传输，初步规划核心交换机组一台，路由器根据实际情况再进行详细的分配，小型交换机若干。投资规模，考虑到校园网的实用性优先原则，在能够满足需求的前提下尽量减小投资规模以减少学校的经费开资，在教务处，财务处的主要机关分配较大的带宽外学生公寓楼可以考虑设置较小的开资，以此原则实现较大的性价比。2友谊中学学校地域分布情况（如图1.1所示）：1#教学楼2#教学楼3#教学楼图书馆综合楼教务处政教处财务处后勤处会议室学校正门（警务处）学生公寓学生公寓学生公寓教师公寓科技楼体育馆网络管理中心图1.1学校地域分布3以下是友谊中学地域的大体情况以及网络接入点统计情况。地点接入点数量综合楼教务处(1)后勤处(1)6政教处(1)会议室(1)财务处(2)教学楼1#（1）32#（1）3#（1）公寓楼学生公寓（1）2教师公寓（1）科技楼1图书馆表1.1网络接入点统计4第2章需求分析2.1需求分析总括随着信息时代的到来，校园网已经成为现代教育背景下的必要基础设施，已经成为学校提高教学水平的重要途径。校园网络组建的目标是在校园内实现网络多媒体教学、教务管理、OA办公、信息发布等重要更能，能实现办公的自动化、无纸化。能通过与Internet的互联，为全校师生提供国际互联网上的各种服务。教师可以制作多媒体课件以及在网上保存和查询教学资源，能对学生进行多媒体教学和通过网络对学生进行指导与考查等。学生也可以通过在网上浏览和查询网上学习资源，从而可以更好地进行学习，校园网能为学校的信息化建设打下基础2.2用户的应用需求结合实际情况友谊中学校园网络应能具备如下服务：（1）电子邮件系统：主要进行与同行交往、开展技术合作和学术交流等活动。（2）文件传输FTP：以获取重要的科技资料和技术文档。（3）通过Internet服务，学校可建立自己的主页，利用外部网页来进行学校宣传、提供各类咨询信息等，利用内部网页进行管理（如收发通知、收集学生意见等）。（4）图书馆访问系统：用于计算机查询、检索、阅读等；其他应用，如大型分布式数据库系统、超性能计算机资源共享/管理系统等。（5）教务办公：使校领导能及时、全面、准确地掌握全校的教学、科研、学籍考绩、一般管理、财务和人事等方面的情况。（6）Internet接入：通过实现与CERNTE、Internet的互联，使教职员工和学生在宿舍上网，重事家庭办公、课外学习和资料查询等。（7）应用成本：在保证系统功能实现的同时也需要考虑成本的问题。（8）网络安全：现在网络运用的扩展使越来越多的业务在网络上完成，因此，网络的安全性能在网络设计中已经占有非常重要的地位。（9）远程访问：自己的电脑不能随时带在身边，通过网络对自己电脑资料的访问也将是组网时考虑的范围。52.3通信需求一、网上数据流特点校园网具有网络互联的广泛性和使用多样性等特点，广播包将对数据流产生较大的影响，校园网的数据并发性，一般是呈现波峰波谷的，绝大多数情况下，存在高并发性访问的因素，除了周末或者夜间学生晚自修之后的时间，某些特殊的应用也有可能对负荷有突发要求，如使用空间数据，大范围数据搜索，视频方面的应用等，这些突发的负荷有相当一部分转移到应用设备上。这些流量的转移对于网络设备提出了较高的要求，必须要求核心（汇聚）设备均支持万兆技术。二、网络流量情况根据的业务，每位学生主要需求占用的带宽为：视频流，数据，语音，图形、空间数据，管理支撑等。考虑应用上某些并发的排斥特点，以及网络应用环境对通畅性的要求，一般每位学生占用的平均实际网络带宽约为1M左右即可以完全满足以上需求，在满足网络在有收敛比的情况下的带宽要求；这就要求汇聚、核心设备均具备万兆智能能力。三、校园网主干需要的数据流量网络主干流量的是基于业务工作在网上展开的情况分析，实际上对网络流量的需求是逐步提升的，特别是要协同体系出现后，干道的流量会大量的增加。考虑到信息点同时在线的收敛比，本网络已经具备极高的伸缩能力，以满足其很强的扩展性要求。四、需求的流量类型：客户机/服务器数据；Web；Mail；多媒体教学；语音/传真；网络管理。2．4信息点和用户需求一、采用双核心技术，不但可以起到让设备进行冗余备份，而且还可以进行中心数据通信负载均衡，有效减轻中心设备减清负荷，保证核心层的稳定性和可靠性。二、四个汇聚层到核心采用链路全冗余，汇聚层之间单独再加一条链路，使得各个汇聚层之间的访问在汇聚层终结。6三、网络核心、楼宇汇聚和接入产品都具有病毒防范、拒绝DDOS攻击和防扫描等安全功能，不但在不同的网络环境下都能做到快速有效的控制，而且也可以应对突发性的安全的事件