北京邮电大学局域网规划与设计

摘要随着信息时代的来临，信息网络在我国正处于飞速发展的阶段。大学校园作为教育的前沿重地，为我国未来信息化人才提供重要的学习环境。因此，校园网络的建设和应用水平将是体现学校教学环境和科研力量的重要组成部分。校园网网络系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化教学、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供多种应用服务，使信息能及时、准确地传送给各个系统。而校园网工程建设中主要应用了网络技术中的重要分支局域网技术、网络互联技术以及Internet接入技术。校园网作为连接学生、教师、科研人员和管理者的中枢神经系统，是学校采用先进的教育和管理方法的基础。校园网的建成和使用，对于提高教学和科研的质量、改善教学和科研的条件、加快学校信息化发展、开展多媒体教学与研究，以及使教学多出人才、使科研多出成果，有着十分重要而深远的意义。本毕业设计课题将主要以校园局域网络建设过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为校园网的建设提供理论依据和实践指导关键字局域网因特网路由器交换机网络协目录第一章局域网规划设计概述.................................1一.局域网的基本概念.......................................11.1局域网概述.............................................11.2局域网的特征...........................................11.3局域网的组成...........................................21.4局域网的拓扑结构.......................................3二.组建校园局域网的目标...................................4第二章需求分析...........................................6一．校园介绍..............................................6二．业务需求分析..........................................7三．局域网所需计算机的分析................................7第三章北京邮电大学局域网规划与设计方案...................8一网络拓扑结构设计.......................................81.1网络总体规划设计.....................................81.2网络拓扑结构.........................................9二信息流量、端口数及端口速率的计算......................122.1信息点分布及统.......................................122.2网络流量分析.........................................13三硬件设备的选择........................................143.1路由器介绍...........................................153.2核心交换机介绍.......................................183.3汇聚层交换机介绍.....................................193.4接入层交换机介绍.....................................20四软件系统的选择........................................20五子网及vlan的划分.....................................225.1划分子网的目的.......................................225.2划分vlan的目的......................................235.3北京邮电大学校园网子网及VLAN的划分..................24六IP地址规划...........................................26七介入Internet的设计...................................27第四章北京邮电大学校园网的布线结构设计..................29一设计范围及要求........................................29二布线的设备选择........................................30三工作区子系统设计......................................31四水平布线子系统设计....................................32五垂直主干子系统........................................32第五章北京邮电大学校园网网络安全与管理的设计............33一网络安全的设计........................................33二网络管理的设计........................................362.1办公信息管理系统......................................362.2教学管理系统..........................................372.3图书管理系统..........................................39第六章方案论证、评估.....................................39第一章局域网规划设计概述一．局域网的基本概念1.1局域网概述局域网又称为局部区域网，一般我们把通过通信线路将较小的地理区域没的各种数据通信设备谅解在一起的通信网络称为局域网。局域网的定义包括了3个含义：1.局域网是一种通信网络，它是将数据从网络中的一个设备传送到另一个设备的设施。从协议层次的观点看，它包含着低3层的功能。虽然局域网本身只有低3成的功能，但是连接的局域网上的各种数据通信设备还是具备搞成功能的。2.网中锁链的数据通信设备是广义的，包括计算机、一般数据终端、数字化电话机、数字化电视接收机、传感器及传真机等。3.连网范围较小，通常局限于一个单位、一个建筑物或一个园区内。1.2局域网的特征1．网络范围较小，一般局限在0.1至10km范围内，最大不超过25km。2．传输效率较高，传输时延小。一般局域网速率为1M至50Mbit/s,高速局域网速率可达100Mbit/s、1000Mbit/s，甚至更高。3．误码率低4．结构简单，容易实现。5．通常属于一个部门所有。1.3局域网的组成局域网的硬件有3部分组成。1.传输介质局域网常用的传输介质是双绞线（包括屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线）、同轴电缆和光纤；另外，也可使用无线电波和红外线传输数据，此类局域网称为无线局域网。2.工作站和服务器工作站指的是计算机或设备；服务器是局域网的核心，它可向各站提供用户通信和资源服务。3.工作站和服务器与局域网相连的接口构成通信接口的设备一般有网络适配器、通信接口装置或通信控制器，总称为局域网的接口设备。为了使网络正常工作，除了网络硬件外，还必须有相应的网络协议和各种网络应用软件，构成完整的网络系统。1.4局域网的拓扑结构网络的拓扑（Topology）结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何形式。按照拓扑结构的不同，可以将网络分为星型网络、环型网络、总线型网络三种基本类型。在这三种类型的网络结构基础上，可以组合出树型网、簇星型网、网状网等其他类型拓扑结构的网络。1、星型网络结构在星型网络结构中各个计算机使用各自的线缆连接到网络中，因此如果一个站点出了问题，不会影响整个网络的运行。星型网络结构是现在最常用的网络拓扑结构。2、环型网络结构环型网络结构的各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。环形网络容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点。因此，现在组建局域网已经基本上不使用环型网络结构了。3、总线型网络结构在总线型网络结构中所有的站点共享一条数据通道。总线型网络安装简单方便，需要铺设的电缆最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络，但介质的故障会导致网络瘫痪。总线网安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网容易。所以，总线型网络结构现在基本上已经被淘汰了。二．组建校园局域网的目标现今的网络系统包括网络交换机以及叠加其上的语音、数据、视频装置以及可变化的软，硬件应用。它的开放式设计意味着更好的整体化及高品质应用的能力。提供的带宽可适合话音，图像，数据的传输，这种带宽结合设备厂商优秀网管模式，可以向用户提供面对面的通讯。在建设校园网时，要达到以下目标：1．在校园内部实现资源高度共享，为教学、科研、管理提供服务，为计划、组织、管理与决策提供基础信息和科学手段；2，支持教育教学改革，提高教育技术的现代水平和教育信息化程度、为学校教师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境；3．通过互联网、录像机、扫描仪、数码相机等各种渠道获得多媒体资料，实现素材收集、电子备课功能。培养创新人才，提高学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力，使学生能自主学习、协商学习、发现探究式学习以及自我评价，为学生的全面发展创造相应的条件；4．实现办公自动化，提供与上级教育部门、社会、家庭之间通讯的出入口，提供电子函件、公告牌和教育教学信息查询等服务，提高工作效率和管理水平；5．及时、准备、可靠地收集、处理、存储、传输学校的教育教学信息完成与因特网的通讯和资源共享，实现社会教育、学校教育、家庭教育的有机整合。6．实现课堂多媒体电化教学，具备适用于双向课堂语音教学及语音室功能学习。以代替手提录音机，实现音频数字化资源共享、集中管理。电教综合平台实现多媒体电教设备及室内电器设备电动一体化控制。总之，校园网的建设能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平，为学生提供了一个实践的环境，为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库。校园网是学校进行教学改革、推行素质教育的一种必不可少的工具，是学校现代化信息管理的基础，也提供了学校与外界交流的窗口。然而，校园网络管理应用系统支持的是一个不断多元化的网络应用系统设备组合，用以支持其日常运作和实现其长远目标。系统设备、管理者及使用者之间的联系必须是亲密无间的，自觉而透明的，从而具备较强的扩展性。所以，这需要学校和我们共同设计建成一个先进的多媒体校园网络系统而努力。第二章需求分析一，校园介绍北京邮电大学，是教育部直属、工业和信息化部共建、首批进行“211工程”建设的全国重点大学，是一所以信息科技为特色、工学门类为主体、工管文理相结合的多科性大学，是我国信息科技人才的重要培养基地。自1955年建校以来，经过半个多世纪的建设与发展，学校全日制教育已经形成了信息背景浓郁、专业特色鲜明、学科优势突出的办学格局。学校现设有信息与通信工程学院、电子工程学院、计算机学院、自动化学院、软件学院、经济管理学院、人文学院、理学院、国际学院、网络教育学院（继续教育学院）、民族教育学院和马克思主义教学与研究中心、体育部等13个教学单位，以及网络技术、信息光子学与光通信、感知技术与产业3个研究院，并设有研究生院。全校现有电脑终端约二万台左右，每个教室内都配置多媒体教学设施，为教师的教学以及学生的学习提供了优