校园网络构建方案

华东交通大学理工学院课程设计报告书所属课程名称计算机网络

题目校园网网络构建方案设计分院电信分院

专业班级信管2班

学号22

学生姓名吴志豪

指导教师汤文平

2015 年12 月29 日

目录

第1章课程设计内容及要求 ------------------------------------------------------- 3第2章需求分析 ---------------------------------------------------------------------- 4 2、1建设目标 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2、2 网络环境----------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2、3网络拓扑结构需求 ----------------------------------------------------------------------------------- 4第3章校园网结构的设计 ---------------------------------------------------------- 5 3、1 总体设计原则----------------------------------------------------------------------------------------- 5 3、2 校园网设计的层次化模型-------------------------------------------------------------------------- 5 3、3层次化网络设计 -------------------------------------------------------------------------------------- 5第4章校园网络设计------------------------------------------------------------------- 6 4、1 网络拓扑结构----------------------------------------------------------------------------------------- 6 4、2 系统组成与拓扑结构-------------------------------------------------------------------------------- 7 4、3方案说明 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 8 4、4网络设备选型 ----------------------------------------------------------------------------------------- 8 4、4、1交换机-------------------------------------------------------------------------------------------- 10 4、4、2服务器-------------------------------------------------------------------------------------------- 12 4、4、3其她设备----------------------------------------------------------------------------------------- 13第5章 IP地址规划 -------------------------------------------------------------------- 13第6章心得体会 --------------------------------------------------------------------- 16参考文献(资料) -------------------------------------------------------------------------- 16致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16

第1章课程设计内容及要求

一、题目:

校园网网络构建方案设计

二、任务:

根据学院现有的两个校区,设计一个网络构建方案。

三、要求:

(1)分析学院的建筑拓扑情况,完成需求分析;

(2)列出所需设备,设计完成网络拓扑结构图;

(3)构建网络的层次结构;

(4)IP分配方案;

(5)设计学院所需的网络服务(如FTP服务,邮件服务等);

第2章需求分析

2、1建设目标

本项目的实施将会大大改善学校的教学与科研条件。系统完成后将达到以下目标:(1)建立一个连接多媒体教室,图书馆等地的校园网,该网的骨干速率为100Mb/s。(2)建立VPN服务器,以支持教师的移动办公。教师在任何地方,通过Modem拨号,在授权情况下都可以访问校内信息。(3)建立学校本身的WWW服务器,提供学校的主页。(4)提供学校图书馆数目的联机查询。

(5)建立邮件服务器,为全校师生提供电子邮件服务。(6)提供文件传输服务。

2、2 网络环境

学校现有学生宿舍26幢,每幢楼6层,每层有学生寝室30间,每间寝室提供一个网络节点;教师宿舍2幢(195)户,共14层,每户提供1个网络节点;教学楼5幢,共5层,每层有13间教室,每间教室提供1个网络节点;图书馆与电子阅览室在同一幢楼,共有1间电子阅览室,每间电子阅览室需要10个网络节点;实训楼共7层每层需要20个节点。要求校园网主干采用1000Mb/s 光纤,100Mb/s交换到桌面。

2、3网络拓扑结构需求

随着校园网对因特网接入需求的增加,应该考虑校园网能够顺利实现与外部网络与Internet的连接。

校园网应该具备使用灵活,管理简单的特性。由于校园网不可能投入太多的专业人员从事系统维护,因此在设计时就应该考虑网络使用与维护应该尽量简单。

考虑到未来校园的扩建,教学发展的需要,校园网应该具备很好的扩展能力,能够保证在需要时校园网能够实现向未来网络的平滑升级。另外校园

网应该能够保证新的应用形顺利开发实现。

第3章校园网结构的设计

3、1 总体设计原则

校园网覆盖整个学校校园,网络设计遵循下列4个基本原则:

开放性——采用开放的网络体系以方便网络的升级、扩展与互联;

可扩充性——从主干网络设备的选型及其模块、管理软件与网络整体机构以及技术的开放性来保证系统的可扩充性;

可管理性——利用合理的网络规划策略提供强大的网络管理功能;

安全性——内部网络之间、内部网络与外部公网之间的互联,利用Vlan/Elan

以及防火墙等对访问进行控制,确保网络的安全。

3、2 校园网设计的层次化模型

所谓“层次化”模型,就就是将复杂的网络设计分成几个层次,每个层次着重于某些特定的功能,这样就能够使一个复杂的大问题变成许多简单的小问题。层次模型既能够应用于局域网的设计,也能够应用于广域网的设计。

为了更加清楚地理解分层设计的重要性,最好能够理解OSI(开放系统互联)参考模型。OSI模型能够简化计算机之间通信的要求,同样,使用层次化模型设计网络也能够简化联网的要求。

3、3层次化网络设计

1、节省成本。在采用层次模型之后,各层次各司其职,不再在同一个平台上考虑所有

的事情。层次模型模块化的特性使网络中的每一层都能够很好地利用带宽,减少了对系统资源的浪费。

2、易于理解。层次化设计使得网络结构清晰明了,可以在不同的层次实施不同难度的管理,降低了管理成本。

3、易于扩展。在网络设计中,模块化具有的特性使得网络增长时网络的复杂性能够限制在子网中,而不会蔓延到网络的其她地方。而如果采用扁平化与网状设计,任何一个节点的变动都将对整个网络产生很大影响。

4、易于排错。层次化设计能够使网络拓扑结构分解为易于理解的子网,网络管理者能够轻易地确定网络故障的范围,从而简化了排错过程。

第4章校园网络设计

4、1 网络拓扑结构

根据网络环境,我们可以绘制校园网的拓扑结构。其中,我们使用路由器同Internet连接,并且选购了一台硬件防火墙来保护内网。在网络拓扑结构图中,可以瞧到讲多台服务器划分到一个VLAN中、校园网络拓扑见图4-1

图4-1

4、2 系统组成与拓扑结构

校园网主干采用光纤介质,这里选用1000 BASE-LX:1000 BASE-LX 通常采用支持长距离传输的多模光纤与单模光纤,光纤接至各楼层配线间汇聚层交换机。各楼层设计情况如下:

1、学生宿舍楼

学生宿舍楼共六层,每层30间寝室,每个寝室1个信息节点。按此可以在每层楼安装一台接入层交换机,各楼层选用悬空机架。选择思科接入层交换机 catalysit 2924。配线间设置在一楼,线缆选用超五类非屏蔽双绞线(UTP)。

2、教职工宿舍楼

教师宿舍2幢,14层,每层6户,共84户,每户提供1个网络节点。选择5台思科接入层交换机catalyst 2924、每3层一台交换机以达到节约线缆的目的。由于在住户楼层没有多余的房间用于设置配线间,配线间可设置在地下室。

3、图书馆及电子阅览室

图书馆与电子阅览室在同一幢楼,共有1间电子阅览室,每间电子阅览室需要 10个网络节点,同样使用一台接入层交换机。

4、教学楼

教学楼5幢,共5层,每层有13间教室,每间教室提供1个网络节点,共195个信息节点。每层配置一台接入层交换机,配线间设置在一楼,放置汇聚层交换机。

5、综合楼

综合楼,共十层,每层配置一台接入层交换机,配线间设置在一楼,放置汇聚层交换机。

4、3方案说明

校园网网络系统从结构上分为核心层、汇聚层与接入层。核心层的功能主要就是实现骨干网络之间的优化传输,骨干层设计任务的重点通常就是冗余能力、可靠性与高速的传输(高速数据转发)。因学校存在大量的语音与视频传输。据此,考虑汇聚层对QoS有良好的支持并且能提供大的带宽。(路由聚合与流量收敛)接入层设备就是最终用户的最直接上联的设备,它应该具备即插即用特性以及易于维护的特点。(工作组接入及访问控

制)

4、4网络设备选型

(1)网络设备选型原则

设备选型就是否合理就是系统能否达到整体性能最优的关键,影响网络性能的主要因素有很多,如距离、时效、拥塞、服务类型、信息冗余等因素。用来描述网络性能的主要参数有时延、吞吐量、丢包率、时延抖动、带宽

等。选择网络设备要注意网络设备的下列特性。

1）可用性(Availability)。可用性就是指网络或网络设备可用于执行预期任务的时间总量(百分比)。可行性=(运行总时间/预期总时间)×100%

2）可扩展性(Scalability)。可扩展性就是指网络技术或设备随着客户需求的增长而扩充的能力。主要包括的内容有信息点的增加,网络的规模,服务器的数量等。

3）安全性(Security) 。安全性设计就是企业设计最重要的方面之一,它能防止商业数据与其她资源的丢失或破坏。

4）可管理性。网络各层次选型参数指标

核心设备需支持的功能包括数据的高速交换、高稳定性,保证设备的正常运行与管理、路由功能以及支持提供数据负载均衡与自动冗余链路。其典型设备有

核心路由交换机、

华为Quidway S8512万兆核心路由交换机、

华为Quidway S7806万兆核心路由交换机、

CISCO 7609核心路由交换机、

CISCO 6506核心路由交换机等核心交换机。

汇聚层设备需支持的功能包括不同IP网络之间的数据转发、高效的安全策略处理能力、提供高宽带链路保证高速数据转发、支持提供数据负载均衡与自动冗余链路与支持远程网络管理,支持SNMP协议。其典型设备有核心路由交换机、

思科WS-C4948或者思科WS-C4506、

CISCO 3750、CISCO 3560、

华为Quidway S9306、

华为Quidway S5624等汇聚交换机。

接入层设备需需支持的功能包括二层数据的快速交换、支持多用户的

接入、能够提供与汇聚层设备连接的高带宽链路、支持ACL与端口安全功能,保证用户的安全接入与支持网络远程管理,支持SNMP协议。其典型设备有

二层交换机、

CISCO 2960、

CISCO 2950、

华为S5328C、

华为S2326TP等二层接入交换机。

4、4、1交换机

校园网采用千兆以太交换网。配置1台中心交换机与7台二级交换机。各交换机均支持光纤扩充端口并带有扩充模块槽。校园网络主干为千兆网络,百兆交换到桌面,保障所有用户同时调用服务资源时都能快速、流畅,充分发挥多媒体课室教学的作用;同时保证所有用户同时上网顺畅,使校园网络

的功能发挥得淋漓尽致。

中心交换机1台48个100Mb/s端口,支持3层交换,可堆叠。交换机间提供1Gb/s链路带扩充模块槽,支持大批扩充模块,如千兆位以太网、ATM、第三层交换等;支持多媒体,支持802、1p,内有PACE技术与多址联播过滤器;支持RMON(9类),包括基于Web的监视与控制界面;支持VLAN,支持的MAC地址数大于10000个;支持光纤扩充端口,拥塞控制采用基于流控制的IFM与802、3x标准

二级交换机7台24个100Mb/s端口

带扩充模块槽,支持第三层交换

支持RMON(9类),包括基于Web的监视与控制界面;

支持多媒体,支持802、1p,内有PACE技术与多址联播过滤器

支持VLAN,支持的MAC地址数大于6000个;

支持光纤扩充端口,拥塞控制采用基于流控制的IFM与802、3x标准

8G-L3 中心交换机

Catalyst 2948G-L3交换机就是为IP协议、互联网包交换协议IPX与IP 组播提供线速交换的固定配置第三层L3以太网交换机交换机。这种新的Catalyst 交换机为拥有适当端口密度的中型园区主干网提供所需的高度性能。它非常适合集合多个配线间或工作组交换机(例如Catalyst 2900 、Catalyst 1900 、Catalyst 3500、Catalyst4000或Catalyst 5000交换机的多协议流量)。Catalyst 2948G-L3交换机不仅为IP、IPX及IP组播提供无阻塞路由与交换,同时也为不可路由的协议提供线速第二层交换,例如NetBIOS与DECnet 局域传输(LAT)。这种功能允许网络管理员通过Catalyst 2948G-L3,扩展它们的多协议主干网,而无须像仅采用IP交换机那样,通常需要建立并行网络。

其特性有;

48个专用10/100Mb/s以太网端口,以及两个支持千兆位接口转换器(CBIC)的1000Base-X千兆位以太网端口,所有端口都拥有第三层交换功能。高性能:超过IP、IPX交换机及IP组播的10Mb/s第三层交换与路由。24Gb/s 无阻塞交换矩阵。带有CISCO IOS 系统软件的高性能CPU。

服务质量(QoS):带有加权轮询(WRR)调度的多个阵列。基于标准CISCO WORKS2000 应用程序的全面管理工具。可选的冗余外部电源。线速第三层交换机。

CISCO Catalyst 2950 系列工作组交换机

Catalyst 2950系列交换机属于快速以太网桌面交换机CISCO Catalyst 2900系列,可以为局域网(LAN)提供极佳的性能与功能。独立的、10/100Mb/s 自适应交换机能够提供增强的服务质量(QoS)与组播管理特性,所有的这些都由易用、基于Web的CISCO集群管理套件(CMS)与集成CISCO IOS软件