机算机网络课程设计报告

计算机工程学院课程设计报告设计名称：计算机网络课程设计姓名：学号：专业班级：系（院）：网络工程系设计时间：2011.6.27——2011.7.10设计地点：指导教师评语：签名：年月日成绩：计算机网络课程设计报告第2页，共17页1．课程设计目的计算机网络课程设计是计算机及相关专业的实践环节之一，是学习完《计算机网络》课程后进行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对OSI七层模型、TCP/IP模型的各层功能和设计思想的理解，掌握组建计算机网络的基本技术，特别是网络规划、路由器的基本配置，提高学生的应用能力和动手实践能力。2．课程设计任务与要求：任务：以淮海工学院本部校园为背景，设计一个校园网方案。淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。现假设：办公区中各楼宇名及需要信点为：教务处（25），党政办公楼（26），图书馆（60），教学区中，除计算机系大楼需要120个信息点外，其余各系部大楼及教学楼（包括讲堂楼、机械楼、土木楼、海洋学院楼、大学生活动中心楼、教学主楼等）需要设置信息点的个数为40，生活区中每个建筑物里每个门洞设置1个信息点。假设使用预留的INTERNET地址，试根据本部校园网的应用需求和管理需求、各建筑物的地理分布、信息点分布，设计出本部的校园网方案。方案中应明确学院网管中心的位置，确定拓扑方案，完成设备选型，注明各种设备、设施和软件的生产商、名称、型号配置与价格，并分别给出其价格的出处（如网站等），基本确定方案的预算要求：（1）通过资料查阅和学习，了解园区网络规划、设计的一般方法。（2）参考和研究一些公司和高校/企业园区网的规划和建设方案，结合《计算机网络》课程中所学知识，积极完成设计任务。（3）认真完成需求分析，并根据需求分析完成园区网络的总体方案设计，确定网络逻辑拓扑结构和所采用的网络技术、主要设备的性能指标，进而完成设备的选型和经费预算。（4）动手够架一个具体的LAN，要求实现WEB服务器、FTP服务器的安装，并能实现WEB信息发布。（5）认真按时完成课程设计报告，课程设计报告内容包括：课程设计目的、设计任务与要求、设计说明书、设计成果和设计心得五个部分，具体要求见设计报告模板。3．课程设计说明书计算机网络课程设计报告第3页，共17页（一）需求分析近年来，学校的教学和管理工作不断向着信息处理计算机化、信息交流网络化、信息管理数据库化、信息服务电子化方向发展。“学习使用网络，用网络进行学习”已经成为一种校园时尚。形象化、交互性的教学以及海量的教学资源，使计算机网络技术在学校管理和辅助教学、科研活动中显示出其独特的优势，校园网络的建设势在必行。校园网的建设是利用各种先进、成熟的网络技术和通信技术，采用统一的网络协议(TCP／IP)，建设一个可实现各种综合网络应用的高速计算机网络系统，将各系、办公室、图书馆、宿舍通过网络连接起来，与Internet相连。建成以后的校园网，将为老师、学生提供可靠的、高速的和可管理的网络环境，提供广泛的数据资源共享、丰富便捷的网络应用(如：实时多媒体视／音频、网络远程教学、网络会议等)，提供各种网络服务(如：电子邮件、文件共享、信息查询等)。1.1用户的应用需求学校的校园网络建设是学校信息化的一个重要步骤，特别是随着目前教学网络化，学校建立一个高带宽、多功能的校园网已经非常迫切。一个真正意义上的校园网要能满足以下要求：A、高带宽。B、网络链路及资源冗余。C、安全性高。D、服务器能满足大量、快速数据访问。E、易管理和维护。F、能充分为教学信息化服务。校园网络应能为用户提供常用的服务，如web服务、ftp服务、远程登录等。根据用户单位的具体工作职能，还需提供各种应用服务，如校园网常为用户提供教务管理、学籍管理、办公管理等。具体要求如下：(1)对外连接：能够支持多用户同时浏览Internet；提供基本的Internet网络服务功能：文件传输、远程登录等；(2)对内连接：用户能够连接校内教务处、党政办公楼、图书馆以及教学区中所有办公楼中的PC，实现他们之间的互通信息；(3)能够提供丰富的网络服务，实现广泛的软件、硬件资源共享，包括：校内各个管理机构的办公自动化、提供图书和文献查询与检索服务、校内服务器提供共享软件及各种共享文件服务；1.2通信需求：在校园网内部需要传输数据、视频信号、音频信号等，各子网内部传输信息量相对较小，而主干交换机与各子网主体交换机间的交换传输信息量频繁且数量较大，为实现网上多媒体信息的实时播放，要求主干网具有100Mb/s以上的网络传输带宽。为了让电化教学室实现多媒体教学，信息需要100Mb/s交换到桌面。所以：主干交换机连接到各子网用1000Mb/s光纤作为传输介质，各子网中以100Mb/s双绞线作为传输介质。计算机网络课程设计报告第4页，共17页1.3信息点和用户需求淮海工学院的东港学院分为办公区、教学区和生活区三部分所需信息点数行政楼40个图书馆120个新楼90个主楼60个实验楼80个大学生活动中心楼20个郁州书院楼100个瀛洲书院楼120个凌州书院楼120个海州书院楼180个女生宿舍楼300个教师住宅区30个食堂30个学生创业街20个计算机网络课程设计报告第5页，共17页1.4性能需求校园网建网的目的之一，是利用网络实现多媒体教学，如：交互式多媒体课堂、电子阅览室、教师培训等。多媒体教学的难点在于实现视频信号的传送(如VOD视频点播)。目前在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟，但传送压缩后的视频数据确是可行的。办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，能够实现对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作，同时，应该能够满足支持视频传送的要求。宿舍区子网即在学生宿舍内部连网，用以直接浏览学校发布的信息及查阅一些电子文档资料等。还有局域网数据，主要是将学院已建成的图书馆、计算机教研室和新闻报纸编辑实验室等局域网接入校园网。1.5安全与管理需求从各局域网的安全性和数据传输效率考虑，要求系统以多种方式实现虚网设置，即具有很强的虚拟网技术。学校的内部信息对一个学校的信息安全相当重要，所以数据存储、传输要有比较完备的保密及备份措施。例如学校财务账目数据、人事任用及职务信息、学生学籍及各人信息、学生每学期期末考试成绩数据等，这些数据要求易管理、易查询，同时安全性又要高，能够经受的住外部的攻击，并且数据损坏之后，能够用备份迅速恢复。比如学校学生可以进行查询自己的学习考试成绩但不能擅自篡改自己的成绩数据，外部非相关人员不能够获取学校的人事信息等。1.6现有网络分析能从100Mb/s网络向ATM网或千兆以太网升级.骨干节点设备的性能具有向上扩展的能力，以备将来更高带宽和应用的需要。1.7对网络设备的要求高性能；所有网络设备都应足够的吞吐量；高可靠性和高可用性；应考虑多种容错技术；可管理性；所有网络设备均可用适当的网管软件进行监控、管理和设置；采用国际统一的标准；1.8校园网对主机系统的主要要求主机系统应采用国际上较新的主流技术，并具有良好的向后扩展能力；主机系统应具有高的可靠性，能长时间连续工作，并有容错措施；支持通用大型数据库，如SQL、Oracle等；具有广泛的软件支持，软件兼容性好，并支持多种传输协议；能与Internet互联，可提供互联网的应用，如浏览服务、FTP文件传输服务、E-mail电子邮件服务、NEWS新闻组讨论等服务；支持SNMP网络管理协议，具有良好的可管理性和可维护性；经需求分析得出设计方案应满足以下特点：1、校园主干采用具有第三层交换功能的千兆位以太网（GigabitEthernet）以满足广大用户计算机网络课程设计报告第6页，共17页的各种要求。2、校园网建设应能保护校园网的投资，要求校园网的管理方案与管理策略。3、主干设备应能满足10，000用户接入访问的要求。4、网管软件应具备对接入层交换设备进行远程可操作的能力。（二）网络系统的方案设计第二阶段在用户需求分析的基础上，进行网络系统的方案设计，这是网络工程和系统集成的核心。主要包括以下几个方面：1、确定网络的规模和应用范围：根据用户园区和网络所需的覆盖范围，定义网络应用的边界，地址类型的选择。2、确定网络的应用模式：确定网络的总体框架，是集中式还是分布式，采用客户机/服务器模式，还是采用浏览器/服务器等多层模式。3、确定网络节点的设置与拓扑结构：根据用户的应用需求、通信需求和各地节点数量、分布与地理位置，选择合适的网络传输技术，选择网络的拓扑结构，确定网络的主要节点设备的性能指标和应具备的功能。4、确定网络环境和网络互连方案：确定各局域网之间的互联方式，以及与因特网的联接方式。5、确定安全与管理措施：从硬件的可靠性、备份要求、访问控制、防病毒措施、容错方案、防火墙设置、管理措施等方面保证网络安全可靠和运行效率。6、计算机系统设计：对整个系统的服务器、工作站、终端以及打印机等进行配置和设计。7、软件与协议设计：网络的运行离不开软件和协议，现在的园区网络一般都采用TCP/IP协议，但计算机系统还需确定操作系统、数据库系统、管理系统和开发平台等重要软件。8、结构化布线设计：对网络传输电缆进行规范的结构化的布线。网络系统的设计技术复杂，涉及面广，考虑因素很多，为了使整个网络更合理、经济，性能更良好，在设计过程中应遵循以下原则：1、兼顾先进性和实用性：既要保证先进性，适应新技术发展的潮流，选用的设备应技术先进且成熟，市场占有率高，网络上的管理和应用系统具有先进的客户机／服务器或Browser/WebServer/Database多层计算结构模式，能够支持多媒体信息传输，也要注重实用和成效，紧密结合具体应用的需求。2、注重开放性和可扩充性：网络通信协议和接口符合国际标准，并应是今后发展的主流，网络软硬件设备应支持广泛流行的协议标准TCP／IP、HTTP、LDAP、SSL、SNMP、RMON等，从而保证与其它系统或异构网络互连，具有良好的开放性和兼容性。网络易于升级扩展，易于增添新设备、新用户，网络和软硬件都应具有良好的可伸缩性，以适应应用规模和负载的变化，并随着未来需求的增长能不断延展和扩充。3、注意安全与可管理性：采用成熟的技术，软硬件应具有良好的可靠性，提供不少于设备制造商规定的质量保证，数据的存贮和访问应具有灵活而又坚固的安全机制，确保信息安全与保密。随着网络规模扩大和系统复杂程度的增加，网络管理维护和故障排除任务就变得越来计算机网络课程设计报告第7页，共17页越重要，设计方案应提供先进的体系结构和完善的网络管理工具，使网络易于管理和维护。4、单位需求为前提原则：坚持以单位具体需求为校园网信息系统方案设计的根本和前提，同时，也要注重源于需求又高于需求的原则，注意用专业化的技术思想来帮助校方进行校园网的规划与设计，确保校园网的实用性、先进性和便于扩展性。5、品质与成匹配原则：选择品质最好的设备不一定是最佳方案，成本因素也是一个不容忽视的问题，只有将品质与成本实现最佳匹配，才是一个最优秀的方案。网络系统的设计现在大多采用层次化的设计方法，首先对整个网络的功能进行明确的划分，然后采用分层的思想将整个网络划分为若干层次，每个层次只承担一个或几个特定的网络功能。由于每一层只完成少量的特定功能，从面使各层的设计变得相对简单，如网络设备功能或性能的定位、设备的选型更具针对性，同时也增加了网络的可扩展性。层次化网络设计通常分为三层结构，即核心层、分布层（汇聚层）和接入层。核心层主要为相互通信的节点提供高速优化的带宽传输，为提高核心层的传输速率，通常不在该层实施基于策略的包操作，也极少在该层布置主机，但常常为核心层提供必要的链路备份。接入层也称访问层，主要功能为用户或工作组访问网络提供接入，在该层存在大量的局域网，设置和划分虚拟局域网，并可运用访问控制列表等技术来控制用户的数据传输。分布层介于在核心层和接入层之间，通过提供基于策略的连接管理，实现接入层对核心层的可控制的访问。分布层还可提供VLAN间路由、地址或路由汇聚功能，支持安全策略和广播/组播的定义。网络设计的层次