计算机网络课程设计(校园网)

计算机网络课程设计题目：基于韶关学院为原型的校园网设计学生姓名：曾得豪、谢小东学号：14115011035、14115011028系(院)：信息科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：1班指导老师姓名及职称：刘永初讲师起止时间：2016年4月-2016年5月目录绪论.................................................31.1校园网简介....................................31.2校园网功能....................................31.3校园网原则....................................3需求分析.............................................52.1校园网应用需求分析............................52.2校园网技术分析................................72.3校园网结构分析................................9具体设计............................................103.1网络设计简介.................................103.2网络拓扑设计方案.............................113.3设备选择.....................................123.4设备配置.....................................133.5接入Internet设计............................153.6VLAN及IP地址设计方案........................17网络布线设计........................................184.1综合布线的设计原则...........................184.2结构化综合布线系统的组成及设计................19扩展性考虑..........................................21体会................................................22参考文献............................................22绪论1.1校园网简介校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。现代办学条件的学校必须建立完善的服务于教育教学的计算机校园网。校园网为学校的教学、管理、办公、信息交流和通信等提供综合的网络环境。校园网的使用使学校的教育、教学研究和管理工作踏上一个新台阶。我们可以充分利用现有计算机资源，实现信息交流和软硬件资源的共享，实现学校办公、管理、教学现代化。校园网是当今信息社会发展的必然趋势。它是以现代网络技术、多媒体技术及Internet技术等为基础建立起来的局域网，一方面连接学校内部子网和分散于校园各处的计算机，另一方面作为沟通校园内外部网络的桥梁。同时，一个好的校园网，安全问题也是至关重要的。1.2校园网功能（1）信息资源共享和交流通过组建一个覆盖校园的局域网，将学校内部的资源进行有效的整合，实现信息资源的共享和交流。例如，通过校园的宿舍网络查询到学校的共享资源，通过网络进行学生的数据库查询和处理学生的饿成绩，等等。（2）计算机辅助教学现在学校的网络多媒体教室可以实现各种基于网络的电子教学，随着多媒体技术的发展，语音教学、电子视听教学等也在不断普及。学校的校园网中还可以通过论坛等形式帮助学生和老师进行沟通和交流，通过电子题库帮助学生学习。（3）方便图书资料检索和借阅通过图书检索系统和建立电子图书馆，可以在校园网上实现远程计算机图书检索和借阅，这样不仅能做到资料的共享，而且简化了图书借阅的手续，提高图书利用率和图书的管理工作效率。（4）提供各种校园网络服务通过在校园网上架设服务器，可以让学生和教师方便地进行信息资源共享和交流，也可以架设FTP服务器共享学校的学习资源。学生不仅可以从中获取有用的资料，也可以将自己的资料上传给其他用户分享使用。1.3校园网原则（1）实用性应当从实际出发，使之达到使用方便且能发挥效益的目的。采用成熟的技术和产品来建设该系统。要能将新系统与已有的系统兼容，保持资源的连续性和可用性。系统是安全的，可靠的。使用相当方便，不需要太多的培训即可容易地使用和维护。（2）高性能校园网作为现代大学信息运行的承载平台，涉及到众多不同的应用及众多用户。众多的用户、不同类型的应用，包括一些实时性强的交互业务应用（如语音、图像等），势必对校园网的性能提出更高的要求。（3）安全性解决安全性问题，需制定统一的、有效的网络安全策略和过滤机制，充分使用各种不同的网络技术，保证网络系统和应用系统安全运行。安全包括四个层面，即网络安全、操作系统安全、数据库安全、应用系统安全。由于Internet的开放性，世界各地的Internet用户也可访问校园网，校园网将采用防火墙、数据加密、代理、虚拟局域网络（VLAN）等技术防止非法侵入、防止窃听和篡改数据、路由信息的安全保护来保证安全。同时要建立系统和数据库的磁带备份系统。从数据安全的角度考虑，还应将重要的数据服务器集中放置，构成服务器群。(4)可扩充性采用符合国际和国内工业标准的协议和接口，从而使校园网具有良好的开放性，实现与其他网络和信息资源的容易互连互通，并可以在网络的不同层次上增加节点和子网，一般包括开放标准、技术、结构、系统组件和用户接口等原则。在实用的基础上必须采用先进的成熟的技术，选购具有先进水平的计算机网络系统和设备，并保留向ATM过渡的自然性。由于计算机技术的飞速发展和计算机网络技术的日新月异，网络系统扩充能力的大小已变得非常重要，因此考虑网络系统的可扩充性是相当重要的。（5）高可靠性网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证。在网络设计时，应选用高可靠性的网络产品、合理的网络构架，制定可靠的网络备份策略，保证网络具有良好的故障自愈能力，以减少网络中断时间。（6）可管理性设计网络时充分考虑网络日后的管理和维护工作，并选用易于操作和维护的网络操作系统，大大减轻网络运行时的管理和维护负担。采用智能化网络管理，最大程度地降低网络的运行和维护成本。校园网作为一种地理范围分布较大的园区网（甚至是一种多个园区网连接而成的广域网），日常管理及维护的工作量较大。为了尽可能提高工作效率，减少网络停顿时间，同时为未来网络的发展打下基础，必须使校园网具有良好的可管理性。选择方案时应考虑以下几个方面：对网络实行集中监测、分权管理、统一分配资源；选用先进的网络管理平台，可以集中对全网设备（路由器、以太网交换机等）实施具体到端口的管理能力，并可提供及时的故障报警和日志；选用的网络设备及其他连接在网络上的重要设备都应支持远程管理；设计时需充分考虑运行维护的问题，特别是建设工程结束时，应要求建设方提供足够的设计及实施文档。（7）高性能价格比结合日益进步的科技新技术和校园的具体情况，制定合乎经济效益的解决方案，在满足需求的基础上，充分保障学校的经济效益。坚持经济性原则力争用最少的钱办更多的事，以获得最大的效益。需求分析2.1校园网应用需求分析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，成为学校提高水平的重要途径。校园网络的主干所承担的信息流量很大，校园网络的建设目标是在校园内实现多媒体教学、教务管理、通信、双向视频点播（VOD）等信息共享功能，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。根据我校校园实际情况主要应用需求分析如下：（1）用户的应用需求所有用户可以方便地浏览和查询局域网和互联网上的学习资源，通过服务、电子邮件服务、文件传输服务、远程登录等多种Internet服务实现远程学习。教师需要校园网提供Internet/Intranet、远程教学、多媒体教学应用等系统，提供一条可靠、健壮的“信息高速公路”。（2）通信需求千兆校园网的建设将使学校不在面临带宽匮乏，特别是核心网带宽匮乏的情况。尤其保证了那些不间断的FTP应用、科研活动、网上视讯等长期消耗大量网络带宽的网络服务质量。通过E-mail及网上BBS以及其他网络功能满足全院师生的通信与信息交换的要求，提供文件数据共享、电子邮箱服务等。（3）信息点和用户需求校园网连接建筑物有作为网络信息中心的主楼和教学楼、行政楼、图书馆、实验楼、信工楼以及学生宿舍等6个主要集中接入点。按照要求校园网内信息节点总数为830个，分布如下。教学楼：200个信息节点。行政楼：90个信息节点。实验楼：120个信息节点。图书馆：100个信息节点。工科楼：120个信息节点。学生宿舍：200个信息节点。校园网联网各楼所在位置及信息点分布情况如表2.1所示。表2.1信息点分布图电子邮件服务器、文件服务器等为内部单位服务，服务器、远程登录等实现远程学习，从外部网站获得资源。以主楼的网络信息中心为中心，通过冗余的光纤链路上连到信息中心的核心层交换机上，构成校园网光纤主干。核心层交换机通过Cisco3640路由器接入教育科研网CERNET，即连入国际互联网。校园网络总体拓扑结构如图2.1所示图2.1校园网总体拓扑结构（4）性能需求此校园网络支持学校的日常办公和管理，包括：办公自动化、图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等，支持网络多媒体学习的信息传输要求。（5）安全与管理需求学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高，如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等可以通过分布式、集中式相结合的方法进行管理。网络安全对于网络系统来说是十分重要的，它直接关系到网络的正常使用。由于校园网与外部网进行互联，特别是和Internet的互联。Internet是一个开放式网络系统，它的安全性是很差的。因此安全问题更加重要。应该采取一定的技术来控制网络的安全性，从内部和外部同时对网络资源的访问进行控制。当前主要的网络安全技术主要有：用户身份验证、VLAN划分、防火墙等技术。网络系统具备高度的数据安全性和保密性。（6）实用与经济性校园网的特点决定了网络系统必须是实用性与经济性。实用性使得网络便于管理、维护，以减少网络使用人员运用网络的难度，从而降低人为操作引起的网络故障，并使更多的人掌握网络的应用。由于学校的建设资金有限，所以根据学校的实际情况在建设校园网时一定要使用性价比高的网络技术和网络设备。2.2校园网技术分析2.2.1校园网的结构校园网一般选择星型的拓扑结构来实现校园网的组建方案。星型结构的校园网比总线型的网络具有更高的可靠性，网络中的任何一个节点都是直接和网络中心的交换机连接，因此单个节点的故障不会影响到其他节点，因此故障比较容易检测和隔离，而且网络的扩充也十分方便，用户只需要将自己的计算机连接到这个交换机上即可。2.2.2校园网的联网技术在校园网的干路上往往需要更大的宽带和更高的传输速率，所以一般选择千兆以太网技术作为校园网的联网技术。可使用光纤、同轴电缆和双绞线作为传输介质。千兆以太网技术可以满足数据1000Mb/s的传输要求，它采用了与10Mb/s和100Mb/s以太网技术中同样的数据帧格式，也采用了CSMA/CD介质访问控制机制，因此它可以在原有的以太网基础上进行平滑网络升级，从而最大限度地保护了用户投资。2.2.3校园网的硬件选择（1）网络服务器由于校园网中的用