网络课程设计-校园网方案设计

淮海工学院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：软件工程092系（院）：计算机工程学院设计时间：2011.12.26~2011.12.30设计地点：网络技术室指导教师评语：签名：年月日成绩：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：1．设计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：办公区中各楼宇名为：教务处楼，党政办公楼，图书馆，计算机楼、讲堂楼、机械楼、土木楼、海洋学院楼、艺术学院楼、教学主楼、文通楼等，生活区中有学生公寓区和教师住宅区及各食堂。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、确定信息点个数及信息点分布，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，进行IP地址规划，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。2．设计要求（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）动手架构一个具体的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）创建局域网内的DNS服务器，配置相关文件，可以对局域网内的主机作域名解析。（6）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。计算机网络课程设计报告第3页，共16页3．课程设计说明书一、校园网方案1、网络需求分析近年来，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：校园网应该具备最常用的服务，如服务、电子邮件、文件服务、远程登录等，在校园网中，还需要提供教务管理、学籍管理、办公管理等，另外，为了建设多媒体教学，需要高宽带，在图书馆方面，提供图书，文献查询与检索服务，增强校图书馆信息自动化能力，提高教学服务质量。1.2通信需求：对于校园网，各子网之间的信息量通信相对较小，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，故主干交换机连接到各子网的通信介质应用1000Mb/s光纤，各子网中用100Mb/s双绞线作为传输介质。提供FTP，E-mail等服务供师生使用，可满足信息共享和交流使用。如果需要进行视频教学，那就需要一台流媒体服务器，提供媒体视听课以及VOD（VideoOnDemand）服务。当然，在查询图书信息、管理信息、电子邮件和共享软件之类的对带宽要求不高。另外就是关于局域网的问题，即将学院的图书馆、计算机教研室等局域网接入校园网，其信息传输集中且信息量大，对网络入口要求极高。1.3信息点和用户需求：布线系统共有1240个信息点，信息点分布如下表所示：大楼楼层信息点信息点合计办公区文渊楼50200行政楼50图书馆100教学区计算机系大楼400950讲堂楼50机械楼50土木楼50海洋楼50艺术系楼50主楼50计算机网络课程设计报告第4页，共16页物理实验楼50文通楼和体育馆无线网分布（200）生活区男生宿舍楼2090女生宿舍楼20教工宿舍楼50对于宿舍楼中的各个宿舍此处就不分配信息点，因为我校学生较多，需要大概1万2千个接入点供学生使用，这个可以交给别的代理商来提供，学校还可以从中盈利。对于文通楼，是主教学区，人员比较多，设置信息点开销大，连同体育馆，纳入无线网服务区。至此，总共需要1240个有线信息接入点。信息点的分布图如下图所示：主楼/50计算机楼/500文通楼讲堂楼/50土木楼/50海洋楼/50文渊楼/50物理实验楼50化工楼/50艺术学院楼/50图书馆/100行政楼/50A楼B楼体育馆宿舍楼群40教职工教职工宿舍/501.4性能需求：网络要有较高的可靠性以及可扩展性，以便得将来增加信息点时，只需很少的变动。网络还应具有实用性、可维护性和可操作性。整个网络的功能应完全立足于学校管理和教学的需求，保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确等。1.5安全与管理需求：网络安全对于各个网络都是很重要的，目前网络安全技术有用户身份验证、VLAN划分、以及防火墙技术等等。网络应能确定用户对数据存储、传输的安全性要求，如保密性、完整性和可用性的要求，以及管理和维护方面的要求，如是否要实现虚拟局域网功能，是实现集中式还是分布式管理等。安全与管理需求的分析为网络系统的安全和管理方案的确定提供了重要依据。网络安全体系结构主要考虑安全对象和安全机制，安全对象主要有网络安全、系统安全、数据库安全、信息安全、设备安全、信息介质安全和计算机病毒防治等。1.6现有网络分析：不少单位已建有自己的园区网络，或若干独立的局域网，因此需要确定将来这计算机网络课程设计报告第5页，共16页些网络和站点是否继续发挥原来的作用，还是另行调整等。建立一个功能完善的校园局域网是非常必要的，因为无论对学校还是学生都很重要，一个功能完善的校园网对学校的教学和管理越来越显得重要。以后随着校园网络功能的增多，现有网络要具有可扩展性，用于以后新增的功能，以此来应付以后出现的问题和需要实现的一些功能。2、网络系统的方案2.1确定网络的规模和应用范围：主干交换机连接到各子网的通信介质应用1000Mb/s光纤，各子网中用100Mb/s双绞线作为传输介质，1000M带宽可以保证服务器与主干交换机之间、主干交换机与各子网交换机之间信息流的畅通无阻，各个子网部分的互相通信因为量不大所以用双绞线也可满足需求。2.2确定网络的应用模式：校园网中，各个部门都是分开的，所以集中式不适合，采用分布式。校园网主要是为学校学生和教师及工作人员提供服务，所以应该采取服务浏览器/服务器的模式，可具备图形化的交互界面，能够方便的为用户提供各项服务。2.3确定网络节点的设置与拓扑结构：校园网络整体分为3个层次：核心层、汇聚层、接入层。网络采用层次化的设计，即采用三层的结构设计：核心层、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。汇聚层是中间层，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。汇聚层还可提供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。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。核心层高速传输与交换汇聚层基于策略的连接接入层本地与远程工作组用户计算机网络课程设计报告第6页，共16页2.3.1网络拓扑结构图如下图所示：中国教育网Internet核心交换机Web/DNS服务器FTP/BBS服务器流媒体服务器管理计算机E-mail服务器对外路由器文渊楼计算机楼海洋楼机械楼土木楼艺术学院楼讲堂楼物理实验楼女生宿舍主楼行政楼图书馆男生宿舍教职工宿舍冗余备份2.4、确定网络环境和网络互连方案：各局域网之间用交换机进行互连；但考虑到以后网络的升级换代以及网络带宽需求增加，所采用的接入层交换机还必须留有扩展模块，以备将来扩展。对于因特网的接入方式，可以有使用Modem拨号连入Internet或采用DDN专线接到特定的ISP，此校园网采用中国教育网专线和电信网络连入Internet。2.5、确定安全与管理措施：硬件的可靠性：考虑质量的前提下选用性价比高的硬件设备；备份要求：出于对潜在危险所造成的损害，以及对数据安全性的要求，需要对数据进行备份，防止不必要的损失，或是将损失降低到最低；访问控制：设置各类访问权限，协调网络的访问秩序，确保数据安全和网络的保密性；防病毒措施：安装必要的杀毒软件，时常对冗余数据进行清除，确保系统安全可靠效率高；容错方案：配置一定的容错机制，确保网络交流通常；防火墙设置：在外网接入校园网的时候，配置一个质量较好的防火墙，当然现在比较好的路由器也有防火墙功能，可以保护内网的数据流畅；管理措施：设立一个管理计算机，对核心计算机和四个服务器进行管理，通知在需要的时候，给相应的电脑配置一定的管理软件，各个权限分配要得当，确保网络有序。2.6、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。2.7、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。计算机网络课程设计报告第7页，共16页2.8、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。IP地址空间的分配与合理使用与网络拓扑结构、网络组织及路由政策有非常密切的关系，将对校区网的可用性、可靠性与有效性产生显著影响，应充分考虑本地网对IP地址的需求，以满足未来业务发展对IP地址的需求。IP地址规划如下：地点信息点IP起始地址IP结束地址子网掩码学生宿舍40192.168.0.1192.168.40.255255.255.224.0教工宿舍楼50192.168.41.1192.168.90.255255.255.224.0计算机系楼400192.168.91.1192.168.129.255255.255.224.0讲堂楼50192.168.130.1192.168.139.255255.255.224.0机械楼50192.168.140.1192.168.149.255255.255.224.0土木楼50192.168.150.1192.168.159.255255.255.224.0海洋学院楼50192.168.160.1192.168.169.255255.255.224.0艺术系楼50192.168.170.1192.168.179.255255.255.224.0主楼50192.168.180.1192.168.189.255255.255.224.0物理实验楼50192.168.190.1192.168.199.255255.255.224.0文通楼和体育馆50192.168.200.1192.168.209.255255.255.224.0文渊楼50192.168.210.1192.168.219.255255.255.224.0行政楼50192.168.220.1192.168.229.255255.255.224.0图书馆100192.168.230.1192.168.255.255255.255.224