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1TCP/IP课程设计局域网组网课程设计——局域网的规划设计2局域网的规划设计摘要：随着网络的逐步普及，校园网络的建设是学校向信息化发展的必然选择，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来建设与管理的，因此本课程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、Internet、网络协议、服务器、防火墙课程设计目的：巩固和加深对计算机局域网的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。培养独立思考，深入研究，分析问题、解决问题的能力。通过实际分析设计、调试，掌握计算机局域网的基本规程，以及协议的利用方法。通过课程设计，培养学生严谨的科学态度，严肃认真的工作作风，和团队协作精神。局域网简介：局域网（LocalAreaNetwork），简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。美国电气和电子工程师协会（IEEE）局域网标准委员会员会曾提出局域3网的一些具体特征：A、局域网在通信距离有一定的限制，一般在1~2Km的地域范围内。比如在一个办公楼内、一个学校等。B、较高传输率的物理通信信道也是局域网的一个主要特征，在广域网中用电话线连接的计算机一般也只有20~40Kpbs的速率。C、因为连接线路都比较短，中间几乎不会爱任何干扰，所以局域网还具有始终一致的低误码率。D、局域网一般是一个单位或部门专用的，所以管理起很方便。E、另外局域网的拓扑结构比较简单，所支持连接的计算机数量也是有限的。组网时也就相对很容易连接。校园网的概述：从物理意义上来说，校园网就是一种局域网。校园网是各类型网络中一大分支，有着非常广泛的应用及代表性。作为新技术的发祥地，学校、尤其是高等院校，和网络的关系是密不可分的。作为“高新技术孵化器”的高校，是知识、人才的高地，资源十分丰富，比其他行业更渴求网络新技术、网络新应用，希望能有一个高性能、稳定、可靠的校园网来促进自身在研究、学术上的进步。因此，提高校园网的使用效率是校园网建设的重要考核指标之一。校园网组建的教育目的：——校园网为学生学习活动服务，促使学生学习最优化。——校园网为教师的教育教学和科研活动服务，促使教师教育教学最优化。——校园网为学校教育教学管理服务，促使学校管理最优化。校园网建设的原则：先进性，先进的设计思想、网络结构、开发工具，采用市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品；实用性，建网时应考虑利用和保护现有的资源、充分发挥设备效益；灵活性，采用积木式模块组合和结构化设计，使系统配置灵活，满足学校逐4步到位的建网原则，使网络具有强大的可扩展性；可靠性，具有容错功能，管理、维护方便。对网络的设计、选型、安装、调试等各环节进行统一规划和分析，确保系统运行可靠，经济性，投资合理，有良好的性能价格比。校园网是建构在多媒体技术和现代网络技术之上的为教学、科研、管理服务并与因特网连接的校园内局域网络环境，是一种教育科研网络。计算机网络毕竟是个新生事物，在各方面还不尽人所知，不顾自身需求和经济实力而一掷千金的事例层出不穷。究其原因，多数为对校园网工程的具体事项了解不够，作为一项庞大的系统工程，校园网工程事关学校的发展大计，必须慎重考虑。校园网的建设思路：校园网的建设是一项非常复杂的系统工程，校园作为一个特殊的网络应用环境，它的建设与使用都有其自身的特点。在选择局域网的网络技术时要体现开放式、分布式、安全可靠，维护简单的原则。校园网是使用了局域网技术以及各种多媒体应用技术，并结合Internet应用等其它的技术来建设。使得校园网能满足现代教学对信息处理的要求，使计算机的应用能对教学管理现代化起重要的促进作用，能实现信息查寻、教务管理，并与外部网络系统进行交流等多种需要。一个完整的校园网建设在实施过程中可以分成两个环节：网络集成方案设计和信息系统集成。其中信息系统集成是目的，网络集成是手段。网络集成方案主要包括两个方面：结构化布线与设备选择、网络技术及设备选型。它的设计思想有两个，一个是网络方案采用模块化的设计，各个模块完成各自的功能。在实施的过程中，可以根据需要将相应的模块添加到网络中，也可以不使用某些模块，在需要时候再添加。同时，模块化设计容易维护，某个模块出现故障，不会影响到整个网络的安全。另一个设计思想是采用层次体系，整个网络通过主干网连接起来，各个子网通过接口与主干网连接，实现各自的功能，在子网内部及与主干网进行数据通信。校园网实现的功能：【1】信息交流功能5互联网信息服务--让学校了解世界，让世界了解学校校内信息服务，信息的接收者就是信息的发布者【2】学生学习功能网络使学生的学习方式发生了很大变化，他们利用网络自主学习，提高自己的学习能力。他们需要上网查了资料，将完成的作业利用电子邮件发送给了老师。鼓励学生们建立自己的网页，包括英语角、名站鉴赏、硬件长廊、编程作坊、会员网页、游戏论坛、电脑文化等栏目。【3】图书馆功能，以图书馆为信息源图书馆可以开设面向教师开放的电子备课室和光盘阅览室，开设面向学生开放的电子阅览室。采购、分类编目、流通、查询、期刊等环节全面实行计算机自动化管理，可以在校园网提供网上在线书目检索服务，读者可以在网上实现检索图书、浏览全文、查阅借阅情况、办理预约及续借手续等。进而实现图书管理的电脑化和资料查询的网络化。校园网络架构设计：校园网的拓补结构基本上是混合型的，它是由星型、总线型等典型拓补结构组成，在现代网络结构化布线工程中多采用星型结构，主要用于同一楼层，由各个房间的计算机间用集线器或者交换机连接产生的，它具有施工简单，扩展性高，成本低和可管理性好等优点；而校园网在分层布线主要采用树型结构；每个房间的计算机连接到本层的集线器或交换机，然后每层的集线器或交换机在连接到本楼出口的交换机或路由器，各个楼的交换机或路由器再连接到校园网的通信网中，由此构成了校园网的拓补结构。当然这其中还有对网络整体结构的设计，如vlan的划分，各不同区域的细划分都需要根据学校情况来定。校园网络中心以及各分校区均通过2ME1光纤或ADSL接入Internet。对于我们画定的区域如图书馆、宿舍等，都可以通过100M交换口连入校园网，而各个终端可以采用10/100M共享式端口。目前的校园网大多数是纯三层的交换网络。由于交换机都具有三层功能，汇聚层一般已经可以与接入层归纳为一个层次。各楼层和各楼之间的交换设备都直接上连到核心设备上。6其校园网基本拓扑结构：7结构化布线：综合布线系统设计除符合国际标准以外还要符合《中国建筑电器规范》、《工业企业通信设计规范》、《中国工程建设标准化协会标准》、《综合布线用电缆、光纤技术要求》、《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》等国内标准。综合布线系统是建筑物或建筑群内的传输网络，它既能使话音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此连接，也能使这些设备与外部通信网络相互连接，包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连线点，与工作区的话音或数据终端之间的所有电缆，以及相关联的布线部件。一个良好的综合布线系统对其服务的设备有一定的独立性，并能互连许多不同的通信设备如数据终端、模拟式或数字式电话、PC和主机以及公共系统装置。一般布线系统有六个子系统组成：建筑群间子系统，设备间子系统，管理区子系统，垂直（主干）子系统，水平子系统，工作区子系统。校园网为园区网，楼群间子系统采用光缆连接，可提供千兆位的带宽，有充分的扩展余地。垂直子系统则位于高层建筑物的竖井内，可采用多模光缆或大对数双绞线。把管理区子系统并入设备间子系统，集中管理。对于多幢楼宇，可采用多设备间的方法。分为中心设备间和楼栋设备间部分，中心设备间是整个局域网的控制中心，内设有对外（Internet）对内通信的各种网络设备（交换机、路由器、视频服务器等），中心交换机通过光缆（地下直埋）与楼栋设备间的交换设备相连，以保证数据的高速传输。在此设备间放置布线的线架和网络设备，端接楼内来自在各层的主干线缆，并端接连接网络中心的光纤。楼内布线包括水平布线和主干布线。水平系统采用超五类双绞线，新的楼宇采用暗装墙内的方式，旧的楼宇采用PVC线槽明装的方式。各种需求分析：【1】网络中心网络中心设计主要包括主干网络的设计、校园网与Internet的互连、远程访问服务等。主干网络的设计8主干网络采用华为LS-5624P千兆以太网交换机作为校园网的中心交换机，QuidwayS5624P-PWR以太网交换机,24个10/100/1000Base-T,4个comboSFP,自带两个堆叠口,1个模块插槽,全千兆智能弹性交换机是华为公司为设计和构建高弹性和高智能网络需求而推出的新一代以太网交换机产品。校园网与Internet的互连一般要求采用宽带接入网关路由器来实现校园网与Internet的安全互连。但还是推荐采用局域网专线接入方式，此方式需要配备路由器等设备，租用专线DDN或帧中继（FrameRelay），也可申请ISDN专线并向CERNET管理部门申请IP地址及注册域名，以专线方式连入Internet，并提供防火墙、计费管理等功能。本方案选用华为QuidwayR2509E路由器，它有2个同异步，1个8异步固定广域网接口，固定局域网接口适合10/100Base-T/TX，支持多种网络标准及协议（WAN，Ethernet，ISDN，FrameRelay，X.25）而且内置防火墙。远程访问服务采用联想LA－220和LA－240访问服务器，安装在本地局域网中。【2】教学网的设计校园网建网的目的之一，是利用网络实现多媒体教学，如：交互式多媒体课堂、电子阅览室、教师培训等。多媒体教学的难点在于实现视频信号的传送(如VOD视频点播)。目前在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟，但传送压缩后的视频数据确是可行的。根据教学子网对速度要求较高的特点，可以采用F-engineS2216F全光百兆以太网交换机，它是全线速的二层交换，提供15.2Gbps的交换带宽、5.36Mpps的包转发率，为交换机所有的端口提供二层线速交换能力。具有高可靠性httcom，完备的安全智能控制策略，完备的安全智能控制策略等功能。在教学子网的软件方面，可选用的种类较多，如：联想传奇(ParaSago)、电子教室、海航的电子阅览室、中教的课件制作系统等。9【3】办公网的设计办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，能够实现对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作，同时，应该能够满足支持视频传送的要求。鉴于此，办公子网采用华为2024C以太网交换机，它具有24口10/100M以太网电口,1个Console端口和2个百兆模块扩展槽。办公子网对应的软件有科利华等公司研制开发的办公软件等。【4】图书馆子网的设计利用网络技术实现校园图书馆的管理是校园网建设的重要内容。在学校的图书馆管理中充分利用网络技术主要用于实现以下功能：1.图书查询和管理利用网络技术后，图书的查询工作将变得很便捷。教师和学生可以按照多种关键信息来对图书进行索引查询，既节约时间，又能更准确的找到需要的书目。由于各种借阅信息可以及时在计算机上显示出来，极大的方便了图书馆的管理工作。2.通过IC卡可以对学校阅览室进行有效的管理图书馆是一个相对独立的系统，其内部可以专门配备一套主机连接光盘库服务器以及若干查询终端。用于教师及学生对图书及目录通过相应的索引软件进行查找。光盘库服务器采用专用SCSI光驱，实现各种光盘图书、杂志、文献的存储与访问。图书馆是一个相对独立的系统