通信网络规划与设计

通信网络规划与设计课程论文题目：贵州大学学生宿舍网络设计学院：计算机科学与信息学院专业：学号：姓名：指导老师：2012年5月20日摘要21世纪是知识经济年代。信息和教育相结合已经成为当今世界教育改革和发展中极其重要的部分，而当前蓬勃发展的以计算机和网络为主导的现代信息技术则是教育现代化必不可少的技术基础。不少高等院校以及中小学正在通过网络技术在整个校园建立起功能强大的有线和无线的网络，把学生、教师和行政管理人员连接起来，并且进一步通过网络将校园和外部世界建立起桥梁。最重要的是，网络技术已经改变了传统的学习方式和获取知识的过程。本设计就贵州大学北校区学生宿舍区域网络重新进行了规划和设计，并从实用的角度和可拓展性的角度出发对宿舍区域的网络规划和设计进行了相关的分析，主要就学生宿舍区域的网络拓扑结构、网络设备的选型、交换机的配置以、综合布线以及财务预算等方面根据贵大北校区学生宿舍区域的具体实际情况，展开了详细的分析与设计，使得网络分布更加合理，实现宿舍区域的网速的进一步提高和稳定，满足学生的日常生活和学习的需要。关键字：网络，学生宿舍，拓扑结构。目录摘要.............................................................2第一章绪论.........................................................11.1项目背景....................................................11.2项目目标...................................................11.3项目内容....................................................1第二章需求分析.....................................................32.1需求调查...................................................32.2网络需求分析...............................................42.3详细需求分析...............................................4第三章网络结构设计.................................................93.1网络总体目标和设计原则......................................93.2网络设计的网络拓扑结构......................................93.3网络的布线设计.............................................11第四章网络设备选型................................................124.1交换机的选取...............................................124.2路由器的选取................................................164.3防火墙的选取...............................................184.4其他网络设备的选取.........................................194.5投资概算...................................................19第五章总结........................................................20贵州大学计算机科学与信息学院1第一章绪论1.1项目背景随着现代科学技术的飞速发展，全球信息化浪潮势不可挡，已经迅速延伸至国防、科研、经济、教育等各个领域，也不可避免地改变着传统的企业人事的工作模式，利用当前蓬勃发展的以计算机和网络为主导的现代化信息技术则是企事业单位实现现代化工作的必不可少的技术基础。如何利用当前先进的计算机技术与校园网资源，实现学校各项业务系统的集成，提高应用水平成为学校校园网建设的工作重点。随着信息时代的到来，网络逐渐成为了人们日常生活中的一部分。高校的广大师生们，不再满足于只能在办公室、图书馆上网，他们对于在宿舍、在家里高速上网的需求越来越迫切。2002年高校校园网建设开始延伸到宿舍楼，但随着高校宿舍网规模急剧膨胀、应用不断深入，在网络应用中存在的一些矛盾和问题日益凸现，严重影响着宿舍园网络应用的进一步深化和发展。诸如安全漏洞、管理繁琐、整体运行效率下降等问题成为阻碍高校校园网发展的瓶颈。1.2项目目标目前存在的一些情况是，网建成了，问题也出现了：设计目标无法实现；应用软件缺乏，阻碍了设想实施；维护费用不堪承受等等。这就需要在网络建设实施前确定明确的设计目标，画出宿舍的详图，合理的综合布线，设备的选型等是技术和成本找到最佳点，并考虑到日后的升级，既可扩展性。1.3项目内容如今，校园宿舍网呈现用户多且密度大、网络节点多、难以管理的特点。宿舍网的用户相对其他网络的用户分布要密集很多，而众多用户与不同宿舍楼之间的网络连接结构相似，但节点甚至比办公大楼、实验室等其他区域的网络节点还要多，管理起来工作量大。同时，不容忽视的是，学校拥有一大批活跃、求知欲强的学生用户，因此IP地址盗用等现象频频发生。在传统的IP和MAC地址绑定、流量计费的运营管理模式下，为了防止IP地址盗用现象，将大量IP和MAC地址绑定，不仅加大了服务中心工作人员的工作量，甚至造成了超负荷工作，工作人员对此有很大意见；同时，用户对不能正常使用网络的抱怨也时有发生。贵州大学计算机科学与信息学院2各种原因交织在一起最终导致了管理难的问题。因此，我们一直在寻找由难到易的宿舍网运营计费认证管理办法，需要它营造出一种方便、实用、快捷、易于管理的网络环境。同时，由于宿舍区网络使用者知识能力等所限，被病毒、木马等威胁的实例也层出不穷，例如：局域网爆发ARP病毒，具体表现为局域网内一些正在上网的电脑主机频繁掉线或是断线。这是因为局域网内有电脑运行ARP欺骗程序（比如：QQ盗号的软件、木马病毒等）发送ARP数据包，致使被攻击的电脑不能上网。为了有效防范宿舍区内病毒等的发生与蔓延，有必要认真研究解决对策。本项目目标在于设计出具有高可靠性和开放性的校园网络，采用实用与可扩展的设计原则，根据贵州大学花溪北校区的学生宿舍平面分布的实际情况，设计出了网拓扑结构图，然后详细分析了单个栋楼的内部网络拓扑结构，根据楼栋内的各个楼层和各个宿舍单间之间关联，设计出了水平布线图和剖面布线图。最后根据设计需求并综合考虑性价比同时兼顾未来的升级为网络设备进行选型，实现整体的网络规划设计。贵州大学计算机科学与信息学院3第二章需求分析2.1需求调查2.1.1用户需求调查①．可靠性和高性能网络必须是可靠的，包括网络物理级的可靠性，如服务器、风扇、电源、线路等；以及网络逻辑级的可靠性，如交换的汇聚、核心，链路冗余。网络必须具有足够高的性能，满足业务的需要。②．可扩展性和可升级性系统要有可扩展性和可升级性，随着学校不断的扩招，业务的增长和应用水平的提高，网络中的数据和信息流将按指数级增长，需要网络有很好的可扩展性，并能随着技术的发展不断升级。设备应选用符合国际标准的系统和产品，以保证系统具有较长的生命力和扩展能力，满足将来系统升级的要求。③．安全性、保密性网络系统应具有良好的安全性。由于校园骨干网络为多个用户内部网提供互联并支持多种业务，要求不仅能进行灵活有效的安全控制，同时还应支持虚拟专网，以提供多层次的安全选择。在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。2.1.2应用调查在信息化高速发展的今天，人们已经把网络当成获取信息资源的重要的途径。校园网是宽带上网的前沿阵地，高校在校学生们可以通过网络获取丰富的知识，开拓更加宽阔的视野，增加与其他学校学生、社会各层次人才，甚至其他国家学生和学者交流的机会，还能通过互联网了解当今世界的科学技术的发展形式，以及互联网对人们现在生活带来的影响，从而更好的利用互联网来改善学生的学习、生活以及思维习惯。2.1.3地理布局勘察宿舍楼共有6层，每层有19间宿舍，考虑到日常生活和学习需要，每个房间设4个数据点，每栋宿舍楼的信息点个数如下：19（间）×4（个/间）×6（层）=456个。贵州大学计算机科学与信息学院42.2网络需求分析2.2.1网络应用的主要类型①服务：负责远程服务的管理及WEB站点的管理。WEB服务器采用了现在比较流行的APACHE服务器，使用PHP等现在主流的开发语言进行开发，连接MYSQL等数据库，形成了比较完整的动态网站，其实最基本的就是要满足正常的上网的需求。②E-Mail服务：负责服务区域内的各个用户的邮件管理，提高用户的生活、学习、交流的效率。③FTP服务：提供各用户上传、下载资源服务。2.2.2应用概要分析网络基础服务：DNS：负责整个网络中各个域名的解析SNMPETC：SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol,简单网络管理协议)用来对通信线路进行相关的管理。信息安全平台：FIREWALLETC：一种确保网络安全的方法。防火墙可以被安全在一个单独的路由器中，用来过滤不想要的信息包，也可以被安装在路由器和主机中，发挥更大的网络安全保护作用。防火墙被广泛用来让用户在一个安全屏障后接入互联网，还被用来把一家企业的公共网络服务器和企业内部网络隔开。另外，防火墙还可以被用来保护企业内部网络某一个部分的安全。2.3详细需求分析2.3.1网络设计需求在贵州大学花溪北校区学生宿舍区域共有10栋学生宿舍以及一栋学生食堂，其中每一栋学生宿舍楼都有6层，第一层有18见宿舍，第二道六层每层有19间宿舍，每一间宿舍需要四个信息点；学生食堂共有16个窗口，每个窗口需要一个信息点。为了满足学生的日常生活、学习、娱乐的需要，以及保证学校学生食堂的办公与管理的需要，每个信息点的网络速率应该维持在1-2兆比特每秒速率，同时还应该考虑到有进一步的拓展能力。学生宿舍的平面分布图如图2.1所示：贵州大学计算机科学与信息学院5餐厅82934106517泳池信息中心500m450m550m400m400m400m500m400m550m50m400m图2.1学生宿舍平面分布图学生宿舍的楼层平面分布图如图2.2所示：贵州大学计算机科学与信息学院6向上3228.583m2.2学生宿舍楼层平面分布图学生宿舍的内部平面分布图如图2.3所示：阳台33平方米床位二20平方米床位四20平方米床位三20平方米床位一20平方米TPTPTPTP2.3学生宿舍平面分布图贵州大学计算机科学与信息学院7根据宿舍楼分布的实际情况综合考虑，信息中心道宿舍楼之间的最大距离为550米，所以考虑选用多模光纤，而在室内布线选用了TCL的超五类双绞线，它的主要的优点如下：TCL网络线是网络通信的一种线缆。罗格朗网络线传输性能优越、机械性能强、温度特效好、电气性能稳定、传输延时低、尺寸小、阻抗性好、具有优异的串扰、回损和隔离以及低插损耗。TCL网络线性能特点：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(StructuralReturnLoss)、更小的时延误差，性能得到很大提高。TCL超五类网线电缆具有以下优点：（1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间；（2）重量轻，易弯曲，易安装；（3）将串扰减至最小或加以消除；（4）具有阻燃性；（5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布