大学校园网规划与设计--计算机网络

北京联合大学信息学院题目：大学校园网规划与设计课程名称：计算机网络姓名（学号）：不要财富值哦觉得不错请评价五分哦专业班级：1108B专业：计算机科学与技术指导教师：北京联合大学-信息学院摘要当今世界随着计算机、网络通信等现代科学技术的发展，人类正迈入信息时代，学院建立覆盖全校，并可以与国内外著名网络互联的校园网已成为必然.本文首先介绍了大学校园网设计的思想和设计的原则。对校园网的功能进行需求分析，进而对校园网的架构进行设计。简要介绍cisco_Packet_Tracer_5模拟器的使用，然后在cisco_Packet_Tracer_5模拟软件中完成了校园网的拓扑图。介绍校园网的ip的获取与分配，进行简单测试。1、引言网络技术已经成为现代信息技术的主流，人们对网络的认识也随着网络应用的逐渐普及而迅速改变，网络成为人们生活中不可缺少的一部分了。本文只要介绍校园网网络结构的相关需求，熟悉cisco_Packet_Tracer_5的使用方法，并且掌握IP地址的获取、分配，最后绘制校园网的网络拓扑结构。1.1本文主要内容本文介绍了校园网设计的基本原理，并详细描cisco_Packet_Tracer_5的使用，并且在该模拟器下进行了校园网拓扑图的绘制和使用dhcp让客户端自动获取IP地址的配置实验还对本课程设计的整个过程进行重要的总结。1.2设计平台Windows平台下的cisco_Packet_Tracer_5网络配置仿真模拟器2、设计原理2.1设计思路进行校园网总体设计，首先要进行对象研究和需求调查，明确学校的性质、任务和改革发展的特点及系统建设的需求和条件，对学校的信息化环境进行准确的描述；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校Intranet服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；第三是确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求建设目标和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；规划校园网建设的实施步骤。校园网总体设计方案的科学性，应该体现在能否满足以下基本要求方面：1.为各区提供宽带网络支持2.提供公用信息交换平台3.提供Web发布信息等Internet的信息服务4.提供日常工作的处理网络化、电子化的日常办公自动化环境5.电子档案的信息查询，提供先进和更多的服务手段,提高效率和质量；6.为调控、科学决策提供有力的支持2.2设计原则：校园网建设是一项大型网络工程，各个学校需要根据自身的实际情况来制定网络设计原则。该学校网络需要具有包括图书信息、学校行政办公等综合业务信息管理系统，为广大教职工、科研人员和学生提供一个在网络环境下进行教学和科研工作的先进平台。本次设计以实用、够用、好用、安全为指导思想；以开发标准、先进性、可靠性、安全性为设计原则进行设计。（1）开放性原则：系统要有可扩展性和可升级性，随着学院不断的扩招，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。（2）先进性性原则当前计算机网络技术发展很快，设备更新淘汰也很快。这就要求校园网建设在系统设计时既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。只有采用当前符合国际标准的成熟先进的技术和设备，才能确保校园网络能够适应将来网络技术发展的需要，保证在未来若干年内占主导地位。（3）可靠性原则：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，如路由、交换的汇聚，链路冗余，负载均衡等。网络必须具有足够高的性能，满足业务的需要。（4）安全性原则：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。（5）高性能技术性校园网网络系统要求具有较高的数据通信能力和较大的带宽；并在主干网上提供较强的可扩展性。为了及时、迅速地处理网络上传送的数据，网络应有较高的网络主干速度。（6）可扩充性随着应用规模的不断扩大，要求网络可以方便地扩充容量，支持更多的用户及应用；随着网络技术的不断发展，网络必须能够平滑地过渡到新的技术和设备，保证现有的投资。2.3分层设计理念：对于大型网络而言一般采用三层结构设计，即“接入层-汇聚层-核心层”，如图所示：核心层主要提供不同网络模块之间优化传输服务，将分组尽可能快地从一个网络传到另一个网络，通常要保证核心层具有很高的可靠性、最佳的网络性能。汇聚层汇聚层顾名思义就是作为访问层到骨干层的汇聚，通常为访问层与骨干层实现基于策略的网络间连接。汇聚层主要由三层交换机组成，提供对网络流量模式控制、服务访问控制、QoS、定义路由路径度量（pathmetric）和路由协议网络通告控制。接入层接入层作为各模块到交换骨干的连接，根据不同模块进行逻辑子网划分，并通过VLAN技术实现子网之间的隔离。访问层主要功能在于隔离模块间的广播流量，避免不同模块之间相互影响。访问层主要通过二层交换机组成2.4网络层次划分：我们将教学楼作为中心，对全院的网络进行控制，并将网络分为：宿舍区，教学楼区，图书馆，家属区，办公区，网络中心区，不同楼宇属于不同的VLAN这样可以减少广播包，隔离广播域。3、设计步骤根据上面的设计原理和设计思想，在cisco_Packet_Tracer_5下设计出校园网的拓扑图，在画拓扑图前我们必须首先熟练了解该仿真模拟器。3.1在cisco_Packet_Tracer_5中设计拓扑图根据分析设计了三层网络模型后，我们在cisco_Packet_Tracer_5仿真模拟器中画出图3-1的网络拓扑结构图：图3-1校园网络拓扑图3.2校园网IP地址的获取、分配VLAN将广播域控制在单个VLAN内，从而减少了各个VLAN间主机的广播通信对其他VLAN的影响。在各VLAN间需要相互通信时，可以使用VLAN间的路由来实现。在日益增大的校园网中，VLAN的的合理划分显得尤为重要。根据实际情况把ip和vlan划分好后我们就需要选择终端的ip地址的获取方式了，ip获取方式一般有二种：1，静态配置IP2.自动获取iP第一种方式适用于小型网络，终端数少，对于校园网这种大型网络操作量非常大，且不便于管理。第二种方式就是通过dhcp协议让客户端从服务器中自动获取ip，这也是现在普遍使用的方法。DHCP指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。通过拓扑图我们知道在这个校园网方案中我们就使用一台DHCP服务器来给校园网中的终端提供ip。以下我们通过简单的拓扑来实现dhcp协议是如何让终端从服务器中自动获取IP的:图3-2实验拓扑图实验环境说明：由于模拟的服务器只能提供一个地址池，因此我使用两个DHCP服务器，分别创建DHCP地址池：192.168.3.0/24:192.168.1.2及192.168.4.0/24:192.168.1.4。配置了一个DNS服务器192.168.1.3。步骤一：配置DHCP服务器地址池图3-3DHCP服务器地址池的配置步骤二：配置DNS服务器图3-4DNS服务器地址池的配置步骤三：Router2的配置（以下是配置文件）Router#showrunBuildingconfiguration...Currentconfiguration:629bytes!version12.4noservicetimestampslogdatetimemsecnoservicetimestampsdebugdatetimemsecnoservicepassword-encryption!hostnameRouter!interfaceFastEthernet0/0ipaddress192.168.1.1255.255.255.0duplexautospeedauto!interfaceFastEthernet0/1noipaddressduplexautospeedautoshutdown!interfaceSerial0/0/0ipaddress192.168.2.2255.255.255.0!interfaceSerial0/0/1noipaddressshutdown!interfaceVlan1noipaddressshutdown!routerripnetwork192.168.1.0network192.168.2.0!ipclassless!linecon0linevty04login!endRouter#步骤四：Router0的配置（以下是配置文件）Router#showrunBuildingconfiguration...Currentconfiguration:972bytes!version12.4noservicetimestampslogdatetimemsecnoservicetimestampsdebugdatetimemsecnoservicepassword-encryption!hostnameRouter!!interfaceFastEthernet0/0ipaddress192.168.10.1255.255.255.0duplexautospeedauto!interfaceFastEthernet0/0.1encapsulationdot1Q10ipaddress192.168.3.1255.255.255.0iphelper-address192.168.1.2!interfaceFastEthernet0/1ipaddress192.168.11.1255.255.255.0duplexautospeedauto!interfaceFastEthernet0/1.1encapsulationdot1Q20ipaddress192.168.4.1255.255.255.0iphelper-address192.168.1.4!interfaceSerial0/0/0ipaddress192.168.2.1255.255.255.0clockrate9600!interfaceSerial0/0/1noipaddressshutdown!interfaceVlan1noipaddressshutdown!routerripnetwork192.168.2.0network192.168.3.0network192.168.4.0network192.168.10.0network192.168.11.0!ipclassless!linecon0linevty04login!End步骤五：客户端的配置和测试配置PC1，让它通过dhcp自动获取IP：图3-5PC1的配置配置PC1，让它通过dhcp自动获取IP：图3-6PC1的配置让PC2访问进行测试：图3-7PC2访问网站进行测试通过测试我们得知PC2和PC1客户端都自动获取了IP，并且可以访问校园网内的数据，说明实验成功，方案是可行的。4、设备选择教学楼设设备在教学楼设置一台汇聚交换机（CISCOWS-C3560E-24TD-S），并用百兆交换机（ciso-2960-48TT-L）接入每间教室核心层设备由在教学楼放置的一台（CISCOWS-C6509-E）构成核心层网络。并分别通过千兆单膜光纤接入认证服务器区、教学楼区、服务器区出口路由器出口路由选择设备CISCO3845-HSEC/K9即可满足该校园网的需求CISCO3845-HSEC/K9参数5、系统测试网络连通性测试