计算机网络课程设计-校园网构建

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：系（院）：设计时间：设计地点：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：课程设计任务：以淮海工学院东港学院校园为背景，设计一个校园网方案。淮海工学院的东港学院分为办公区、教学区和生活区三部分。现假设：办公区中各楼宇名及需要信点为：办公楼（50），大学生活动中心（36），图书馆（260），教学区中，除D2教学楼需要460个信息点外，其余教学楼各需设置信息点的个数为60，生活区中每个宿舍楼每个房间2个信息点。假设使用预留的INTERNET地址，试根据东港学院校园网的应用需求和管理需求、各建筑物的地理分布、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，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。在此基础上配置相关的服务器。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）动手够架一个具体的LAN，实现WEB服务器、FTP服务器及DNS服务器的配置与管理。（5）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，具体要求见设计报告模板。3.课程设计说明书1.需求分析1.1实施背景淮海工学院东港学院为了加快校园信息化建设，需要建设一个高性能的、安全可靠的校园网络，校园网建成后，要求能够实现校园内部各种信息服务功能，实现与教育网的无阻碍连通，同时提供宽带接入功能，以备主连接失效情况下的被用连接要求，能够实现校园办公自动化需求。1.2网络应用需求这方面的需求不同学校有着明显不同，大体都可以分为，教学、办公、生活这三方面应用。如对教学、科研方面的网络设计应考虑稳定、扩展、安全等问题；办公、生活等带宽是要着重考虑的方面，所以学校应该根据自己的实际情况来考虑网络的结构，及安全问题。1.3信息点统计信息点统计表如图1所示1层2层3层4层5层6层办公楼20101010教学1号楼101010101010教学2号楼20203802020图书馆3号楼202020020教学4号楼15151515宿舍1号楼404040404040宿舍2号楼404040404040宿舍3号楼404040404040宿舍4号楼404040404040宿舍5号楼404040404040宿舍6号楼404040404040宿舍7号楼404040404040宿舍8号楼404040404040活动中心36合计2846表1-1信息点统计表东港学院楼宇平面图如图1-1所示图1-1东港学院楼宇平面图2.网络总体设计2.1网络架构分析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。校园网采用星形的网络拓扑结构，骨干网为1000M速率具有良好的可运行性、可管理性，能够满足未来发展和新技术的应用，另外作为整个网络的交换中心，在保证高性能、无阻塞交换的同时，还必须保证稳定可靠的运行。因此在网络中心的设备选型和结构设计上必须考虑整体网络的高性能和高可靠性，我们选择热路由备份可以有效地提高核心交换的可靠性。传输介质也要适合建网需要。在楼宇之间采用1000M光纤，保证了骨干网络的稳定可靠，不受外界电磁环境的干扰，覆盖距离大，能够覆盖全部校园。在楼宇内部采用超5类双绞线，其连接状态100m的传递距离能够满足室内布线的长度要求。2.2校园网的设计原则（1）先进性原则以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音和视频图像等多媒体应用，采用基于交换的技术代替传统的基于路由的技术，并且能确保网络技术和网络产品在几年内基本满足需求。（2）开放性原则校园网的建设应遵循国际标准，采用大多数厂家支持的标准协议及标准接口，从而为异种机、异种操作系统的互连提供便利和可能。（3）可管理性原则网络建设的一项重要内容是网络管理，网络的建设必须保证网络运行的可管理性。在优秀的网络管理之下，将大大提高网络的运行速率，并可迅速简便地进行网络故障的诊断。（4）安全性原则信息系统安全问题的中心任务是保证信息网络的畅通，确保授权实体经过该网络安全地获取信息，并保证该信息的完整和可靠。网络系统的每一个环节都可能造成安全与可靠性问题。（5）灵活性和可扩充性选择网络拓扑结构的同时还需要考虑将来的发展，由于网络中的设备不是一成不变的，如需要添加或删除一个工作站，对一些设备进行更新换代，或变动设备的位置，因此所选取的网络拓扑结构应该能够容易的进行配置以满足新的需要。（6）稳定性和可靠性可靠性对于一个网络拓扑结构是至关重要的，在局域网中经常发生节点故障或传输介质故障，一个可靠性高的网络拓扑结构除了可以使这些故障对整个网络的影响尽可能小以外，同时还应具有良好的故障诊断和故障隔离功能。2.3网络三层结构设计校园网网络整体分为三个层次：核心层、汇聚层、接入层。为实现校区内的高速互联，核心层由1个核心节点组成，包括教学区区域、服务器群；汇聚层设在每栋楼上，每栋楼设置一个汇聚节点，汇聚层为高性能“小核心”型交换机，根据各个楼的配线间的数量不同，可以分别采用1台或是2台汇聚层交换机进行汇聚，为了保证数据传输和交换的效率，现在各个楼内设置三层楼内汇聚层，楼内汇聚层设备不但分担了核心设备的部分压力，同时提高了网络的安全性；接入层为每个楼的接入交换机，是直接与用户相连的设备。本实施方案从网络运行的稳定性、安全性及易于维护性出发进行设计，以满足客户需求。设备及线缆选型如表2-1所示名称型号单价数量合计路由器中兴ZXR10680233800元1台33800元核心交换机锐捷网络RG-S9620228864元1台228864元分布层交换机CISCOWS-C6509-E36500元4台146000元接入层交换机（48）华三H3CLS-5120-52P-SI-H3516060台309600元接入层交换机（24）华为S5700-28C-SI65004台26000元防火墙华为USG5120370001台37000元服务器电子邮件服务器MagicWinmail白金版(无限用户)19500元1台19500元文件传输服务器World宽带主机S2028600元1台28600元计费服务器蓝海卓越NS-G50-200018000元1台18000元Web服务器11800元1台11800元UPS山特C3KS2499元12499元调制解调器雅企HDSLWireSpan3000/3000E128011280元超五类非屏蔽双绞线AMP超五类网线75012芯多模光缆TCL12芯室内多模光缆4012芯单模光缆TCL12芯室内单模光缆33合计862943元表2-1设备及线缆选型2.3.1核心交换机设备选型通常将网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供油画，可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应拥有更高的可靠性，性能和吞吐量。核心层交换机选择锐捷网络RG-S9620交换机，核心层交换机位于办公楼，配置一台。如图2-1所示。基本参数用手机客户端查配置更方便产品型号RG-S9620产品类型核心交换机应用层级二层背板带宽9.6T包转发率L2:3571Mpps,L3:3571Mpps硬件参数扩展插槽20个(4个用于管理与交换距阵)网络与软件MAC地址表768K其他性能交换容量:4.8T路由表项:150万其它参数电源电压100-240VAC,50/60Hz最大功率2000W外形尺寸448×437×1797mm其它L2协议:IEEE802.3,IEEE802.3u,IEEE802.3z,IEEE802.3ab,IEEE802.3ae,IEEE802.17,IEEE802.3ak,IEEE802.3an,IEEE802.3x,IEEE802.3ad,IEEE802.1p,IEEE802.1x,IEEE802.1Q,IEEEE802.1D,IEEEE802.1w,IEEEE802.1s,RERP,SPAN,IGMPSnoopingv1/v2/v3,JumboFrame(9Kbytes),QinQ,GVRP,RLDPL3协议(IPV4):BGP4,IS-IS,OSPFv2,RIPV1,RIPV2,IGMPv1/v2/v3,DVMRP,PIM-SSM/SM/DM,MBGP,LPMRouting,Policy-basedRouting,Route-policy,ECMP,WCMP,VRRP工作温度:0-40摄氏度存储温度:-40～70摄氏度工作湿度:10-90%存储湿度:5-95%图2-1核心交换机参数2.3.2汇聚层设备选型通常将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层，汇聚层交换层是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。汇聚层交换机选择华为CISCOWS-C6509-E。整个校园共用3台汇聚层交换机，使用千兆光纤与核心交换机相连。如图2-2所示。CISCOWS-C6509-E详细参数主要参数端口参数功能特性其它参数主要参数产品类型企业级交换机应用层级四层传输速率10/100/1000Mbps交换方式存储-转发背板带宽720Gbps包转发率387MppsMAC地址表64K端口参数端口结构模块化扩展模块9个模块化插槽传输模式支持全双工功能特性网络标准IEEE802.3，IEEE802.3u，IEEE802.1s，IEEE802.1w，IEEE802.3adVLAN支持QOS支持网络管理CiscoWorks2000，RMON，增强交换端口分析器（ESPAN），SNMP，Telnet，BOOTP，TFTP其它参数电源功率4000W图2-2汇聚层交换机参数2.3.3接入层设备选型通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。接入层交换机选择华三H3CLS-5120-52P-SI-H3，淮海工学院东港学院构建该校园网络对接入层交换机的需求量。接入层设备选型如表2-2所示建筑物名称接入层交换机建筑物名称接入层交换机办公楼用一台48口、24口交换机宿舍3号楼用5台48口交换机教学1号楼用一台48口、24口交换机宿舍4号楼用5台48口交换机教学2号楼用十台48口交换机宿舍5号楼用5台48口交换机图书馆3号楼5台48、1台24口交换机宿舍6号楼用5台48口交换机教学4号楼用一台48口、24口交换机宿舍7号楼用5台48口交换机宿舍1号楼用5台48口交换机宿舍8号楼用5台48口交换机宿舍2号楼用5台48口交换机活动中心用1台48接口交换机表2-2接入层设备选型华三H3CLS-5120-52P-SI-H3（48口）参数如图2-3所示支持特性S5120-20P-SIS5120