校园网毕业设计论文(综合布线).doc

简单综合布线设计第一章 前言 1.1某高校背景根据学校的要求，我们按照“统一规划、讲究实效、安全可靠”的原则，进行某高校园网综合系统设计，以满足校园内计算机网络系统的需要。对于某高校来说，由于将有越来越多的资料信息和管理平台放到校园网上，越来越多的用户使用校园网，校园网的可扩展性和可靠性成为选择合作伙伴的重要标准。 我XX公司与XX公司一起，通过专场技术交流会、XX认证培训、项目设计和方案论证等形式，为某高校提供了良好的服务。校园网发挥的作用 为全校教师、科研人员、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境， 并将计算机引入教学、科研、管理和学习等各个领域；改善学校教学科研、管理和学习环境，提高其水平；熟悉现代化的工作环境和掌握先进的教学、科研、管理和学习手段，有利于培养面向世界、面向未来的高层次人才。某高校着重进行了校园网的接入，并与电化教室相结合，配合多媒体设备，使该校的信息化建设跨上了一个新台阶。第二章 用户需求分析项目总体目标是：建立物理上覆盖学校教学楼与办公楼的千兆主干校园网，百兆交换到桌面，使学校所有部门的网络和计算机都能够方便地连接到网络；配置必要的计算机网络设备、布线设备和辅料，为学校的教学、管理和研究提供服务。本项目的需求可概括为如下几部分：一个学校内用户众多，对信息的安全有一定的要求，各楼层的分布情况如下：（1）1号楼（图书馆）对图书馆内各类图书进行管理，对图书资料进行处理。建立电子阅览室为学生更快更好的查阅各类图书。主要以文件传输、视频传输为主。（2）综合楼（实验室和办公楼）主要以校领导、财务、人事为主要用户。主要是网络中心、计算机机房、网络实验室为主。网络中心负责网络维护，管理，中心内设有网站、电子邮箱、精品课程、FTP资源、办公系统以及视频点播等服务器。（3）2号楼、3号楼、4号楼（教学楼）主要是多媒体教室，各二级学院办公室 第三章 综合布线系统设计3.1 综合布线设计要点：（1） 实用性：能支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系统等，能够实现现在和未来技术的发展。（2） 灵活性：任意信息点能够连接不同类型的设备，如微机、打印机、终端、服务器、监视器等。（3） 开放性：能支持任何厂家的任意网络产品，支持任意网络结构，如总线型、星型、环形等。（4) 模块化：所有的接插件都是积木式的标准件，方便使用、管理和扩充。（5) 扩展性：实施后的综合布线系统是可扩充的，以便将来有更大需求时，能够容易将设备安装接入。（6） 经济性：一次性投资长期受益，维护费用低，是整体投资达到最少。依据这些原则，可以确定该学校的综合布线拓扑结构应该为星型，保证综合布线系统的灵活性和扩展性。由于有几栋教学楼，所以本方案设计包括综合布线的所有子系统。3.2结构化布线系统结构化布线划成6个部分：工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、设备间子系统、建筑群子系统。如下图所示。 工作区子系统工作区子系统又称为服务区子系统，它是由RJ-45跳线与信息插座所连接的设备（终端或工作站）组成。其中信息插座有墙上型、地面型、桌面型等多种类型。工作区设计要考虑以下几点：（1） 工作区内线槽要布的合力、美观。（2） 信息插座与电源插座应保持30cm的距离。（3） 信息插座要设计在距离地面30cm以上（与电源插座保持水平）。（4） 信息插座与计算机设备的距离保持在5M范围之内。（5） 购买的网卡类型接口要与线缆类型接口保持一致。（6） 所有工作区所需的信息模块、底盒、面板的数量。（7） 所需RJ-45接头的数量。 水平子系统设计水平子系统也称为水平干线子系统，它是从工作区的信息插座开始到管理间子系统的配线架。结构一般为星型结构，它与垂直子系统的区别在于：水平子系统总是在一个楼层上，仅与信息插座、管理间连接。在综合布线系统中，水平子系统通常由4对UTP(非屏蔽双绞线）组成。在高带宽应用时，可以采用光缆。水平子系统连接管理子系统至工作区，包括水平布线、信息插座、电缆终端及交换。水平干线子系统的设计涉及到水平子系统的传送介质和部件集成，主要有4点：（1） 确定线路走向。（2） 确定线缆、槽、管的数量和类型。（3） 确定线缆的类型和长度。（4） 订购电缆和线缆。 电缆的用量可以用以下公式进行计算： 每层楼的用线量C=【0.55×（L+S)+6×N L：本楼层离管理间最远信息点距离。 S：本楼层离管理间最近信息点的距离。 N: 本楼层信息点的总数。 0.55：备用系数。 6：端接容差。缆长度按每信息点平均线长55米计算，并考虑到用户工作区跳线所需线缆用量，总共需要双绞线15箱（305米/箱）。水平线缆将干线线缆延伸到用户工作区.在本项目中设计采用的是Lucent公司8芯非屏蔽双绞线( UTP )是符合EIA/TIA 568A标准的超五类线双绞线1061004CSL+。它在传输数据时，可以在150米范围内具有标准10Mbps的传输速率，在100米内保证155Mbps的传输速率。此外它也可以传输各种70V直流电压及在相应的距离下传输10MHZ及100MHZ频率以内的弱电信号. 管理子系统设计 管理子系统由交联、互联、和I/O组成。管理间是楼层的配线间，管理子系统为其他子系统互联提供手段，他是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备，其主要设备是配线架、交换机等网络设备，以及机柜和电源等。交连和互连允许将通信线路定位和重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易的管理通信线路。I/O位于用户工作区和其他房间或办公室，使在移动终端设备时能够方便的进行插拔。作为管理间一般有以下设备：（1） 机柜（2） 楼层交换机（3） 配线架（4） 电源配线架的选型和安装:分配线间的设计，我们采用了较为集中、灵活的管理方式，充分利用配线架的容量，以达到较好的性能价格比。所有的水平及垂直UTP双绞线均选用Lucent 48口和24口非屏蔽的配线架进行管理，使数据点可完全互补，且管理、维护灵活简便。 垂直干线子系统垂直子系统也称垂直干线子系统或骨干子系统，它提供建筑物的主干线缆，负责连接管理子系统到设备子系统的子系统，目前的设计中一般使用光缆。它也提供了建物垂直干线电缆的走线方式。垂直干线子系统主要用于连接一栋大楼内部的各配线间，提供网络主干连接。 设备间子系统设计设备间子系统也称设备子系统。设备间子系统由电缆、连接器和相关支撑硬件组成。它把各种公共的多种不同设备互连起来，其中包括光缆、双绞线电缆、同轴电缆、程控交换机等。在建设设备间时要注意以下几点： （1） 室内照明、通风良好。 （2） 要安装符合机房规范的消防系统。 （3) 使用防火门，墙壁使用阻燃漆。 （4） 进行防静电装修。 （5) 防止电池场的干扰。 （6） 设备空间应保持2.55M高度的无障碍空间，门高为2.1m，宽至少为90cm，地板承重能力不低于500KG/MM。设备子系统是整个布线系统的管理中心，由设备间（主配线间）中的电缆、连接器和相关支撑硬件组成，它把公共系统设备的各种不同设备互连起来。考虑到中心机房机柜中的美观及便于管理，管理区跳线我们采用订制的两端带RJ-45数据线用于连接配线架与网络设备。需要：两端带RJ-45数据线 80根 建筑群子系统建筑群子系统又称为园区子系统，它是将一个建筑物的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置，通常是由光缆和相应设备组成，提供外部建筑物与大楼内布线的连接点。它支持楼宇间通信所需的硬件，其中包括电缆、光缆以及防止电缆上的脉冲电压进入建筑物的电气保护装置。建筑群子系统用于连接各分散的建筑物，由于部分建筑距信息中心的距离可能超过了100米（铜缆布线系统的最长距离为100米，粗缆可支持500米，但粗缆只能支持系统主干间的10M连接，五类双绞线支持100M连接），另外考虑到现代网络技术ATM、千兆以太网对网络带宽的要求（155M/622M/1000M），系统主干只能选择多模光缆（多模光缆可在260米范围内支持1000M主干）。另外考虑到光缆主干的备份以及经济原因（四芯与六芯光缆价格相当），可以选择国产长飞六芯多模光缆来构建整个网络系统主干。实施可用于数据、影像、语音和其他信息传输的部分布线工程，使学校的住处设备能够方便地连接到校园网。根据结构化布线标准和需求设计所需设备，包括线缆、配线架、模块、机柜、辅助材料等；主要设备要求选用安普、Avaya等公司产品。结构化布线共有88个信息点，机柜2个。完成信息点所在位置的电脑接入校园网，保证部门级办公电脑及课室电脑以100Mb/s的速率接通校园网布线要符合标准，讲求美观大方。信息点分布见表：大楼楼栋数 楼层 信息点信息点合计综合楼 1 1.办公室 20 366个 2.办公室 12 3.中心机房 10 4.实验室（4个机房） 160 5.实验室（4个机房） 160 6.多媒体教室 4教学楼 1 1 1.图书馆 10 30个 2.图书馆 6 3.活动室 2 4.器材室 2 5.教室 4 6.教室 4教学楼 2 1 1.电信实验室 4 26个 2.办公室 10 3.办公室 6 4.教室 2 5.多媒体教室 4 6.教室 2教学楼 3 1 1.机械实验室 2 22个 2.办公室 10 3.办公室 6 4.多媒体教室 2 5.教室 2 6.教室 2宿舍 6 1.小卖部 4 141个 2.寝室 28 3.寝室 28 4.寝室 28 5.寝室 28 6.寝室 25*网络中心机房设于综合楼3层。*教学楼设分管点，交换机放于4层教师备课室。*完成校园网网络中心、办公楼、教学楼交换机的连接工作。 楼层配线架楼层配线架 设备间主配线架楼层配线架 楼层配线架 建筑内星型拓扑结构主干线路的物理设计 综合楼学生机房（四楼 ） 教学楼2综合楼网络中心三楼 综合楼办公室 教学楼1 宿舍楼群 教学楼3校园网结构化综合布线的布线设计图 水平线缆90米 L1+L2+L3<10米L3(注意) L1:工作区设备电缆 L2:配线架间跳线 L3:远端通信设备电缆 管理区或设备区L2 L1 工作区 配线架 配线架 信息座PC有源设备 水平子系统设计结构图 L3 L1配线架间跳线 L2通信设备线缆 L3垂直电缆 L2 L1 设备子系统水平电缆 L2 L1 管理子系统 配线架 配线架 配线架子 配线架有源设备有源设备 垂直干线子系统设计结构图v 第四章 网络方案设计3.1设计要点 根据建网、建库、建队、建制4步方式，我建议校园网建设采用以下方案：l 网络中心建设在综合楼3层，教学楼设置分管点。l 建设高速、稳定和安全的网络环境。采用主流的以太网技术核心，交换机可带千兆三层交换模块，二级交换机采用带扩充槽的快速以太网交换机，可实现三层交换、百兆主干（可升级到千兆）、百兆交换到桌面。l 教学楼与综合楼采用Trunk技术做链路聚合，可达到200Mb/s的带宽，实现了较高的性价比。l 可根据学校的应用类型，例如办公、多媒体课室、课室、网络中心等功能划分子网。l 进行教师队伍的培训，包括网络知识、相关硬件使用、多媒体软件使用、教育资源中心等。通过培训，逐步使教师从“使用资源”发展到“制作资源”。3.2网络系统设计综述(1)Internet 连接根据需求，通过使用两个用于光端设备的BNC端口到以太端口的转换器连接上2Mb/s的SDH，从而使校总部与分部连接起来。如图：服务器服务器路由器路由器E1转换器交换机E1转换器交换机电信运营商PCPCPCPC100Mb/s 光纤 G .370接口 2Mb/s 线，V3. 连接到校总部示意图(2) 校园网主干主干为千兆主干，设备为CISCO的3层交换机，型号为CISCO2948G-L3。因考虑到以后多媒体数据流在网上的应用于及主干的冗余，因此在主干上采用千兆链路（100Mb/s Trunk），既可扩大主干带宽（200Mb/s或全双工400Mb/s）,又可以起到主干冗余作用及均衡负载。主干采用超5类非屏蔽双绞线（UTP）布线，能承载千兆带宽，可以保证以后网络的扩容与提升。主干所有链路屏蔽层全部接到信号地（主机房地网），防止静电和电磁干扰，地保证数据链路的可靠性。 (3)系统功能规划a. 防火墙为考虑系统的安全可靠性，将在网络主机房为学校安装一套ISAserver2004 是路由级网络防火墙，兼备高性能缓存特性。ISAserver2004 是微软推出的面向企业级应用的高级应用防火墙，融合了状态检测和代理型防火墙的种种特点。ISAserver2004 为各种类型的网络提供了高级保护、易用性和快速、安全的访问。它尤其适合于保护需要为不同地域设置多重防火墙阵列的企业网络。ISAserver2004 可以部署成一台专用防火墙，作为内部用户接入Internet的安全网关。在信息传输过程中ISAserver2004 计算机对其他各方来说是透明的。也就是说，内部访问Internet或者外部人员访问企业内部时，它们都感觉不到防火墙的存在。ISAserver2004 既可完成防火墙的功能，又能完成代理的功能，能起到Web cache 的作用，并能够安全服务器发布，提高访问Internet的速度，并且减少对外访问的流量，节省带宽。b. VLAN的划分根据学校的应用类型，划分了办公室、电脑室、教学楼课室、网络中心等子网。分VLAN在一定程度上可以提高网络的安全性，防止网段上无效的广播包的传播以及减少带宽的占用，可以减少延迟，还可以增加网络弹性，并降低成本易于管理。有两种划分方法：静态: 基于端口划分的VLAN。动态：基于MAC地址的VLAN。本方案采用基于端口的划分VLAN，因为基于端口的划分VLAN配置比较简单，便于管理。c. 中心交换机实现与总部的广域路由，实现本地不同VLAN之间的局域路由，实现对网络各种数据包的QoS控制。本方案采用两台三层的交换机，可以实现链路的冗余，当其中的一台出现问题，不会导致整个网络的瘫痪，这就是网络的稳定性。还可以在三层交换机上启用，并且为每个指定根网桥，另外一台三层交换机为它的备份根网桥，当根网桥的链路断开，数据可以通过备份根网桥转发出去。在两台三层交换机之间配置以太网通道可以提高链路带宽。d. 根据对该学校情况的了解，原来4间电脑室的主交换机Intel 530在使用时会出现流量阻塞的情况，并且无法与CISCO核心交换机做Trunk。因此，在次工程中，我们建议用CISCO 2950-48与现有的Intel530交换机互换，并与核心交换机做两路100Mb/s Trunk，使链路带宽增加到200Mb/s，可满足教学的要求。而原来的Intel530 可作为综合楼的二级交换机使用。e.网络管理 网络管理涉及网络资源和运行的规划、组织、监视以及计费和控制各个方面，为了更好的定义网络管理的范围，国际标准化组织定义了网络管理的5个功能，即配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和计费管理。完成网络设备基于Web的管理。将提供CISCO公司的Work200的网管系统，实现网络的控制和管理。f.信息点采用CISCO 2950-48作为二级交换机。涉及4个汇聚点，一个汇聚点（MDF）设在综合楼3层中心机房（共62个信息点），一个汇聚点（IDF）设在教学楼1第二层教师办公室（共26个信息点），还有一个汇聚点（IDF）设在教学楼2第二层的教师办公室，最后一个在汇聚点（IDF）设在宿舍楼的第四层。信息点分布如下： 大楼楼栋数 楼层 信息点信息点合计综合楼 1 1.办公室 20 366个 2.办公室 12 3.中心机房 10 4.实验室（4个机房） 160 5.实验室（4个机房） 160 6.多媒体教室 4教学楼 1 1 1.图书馆 10 30个 2.图书馆 6 3.活动室 2 4.器材室 2 5.教室 4 6.教室 4教学楼 2 1 1.电信实验室 4 26个 2.办公室 10 3.办公室 6 4.教室 2 5.多媒体教室 4 6.教室 2教学楼 3 1 1.机械实验室 2 22个 2.办公室 10 3.办公室 6 4.多媒体教室 2 5.教室 2 6.教室 2宿舍 6 1.小卖部 4 141个 2.寝室 28 3.寝室 28 4.寝室 28 5.寝室 28 6.寝室 25网络拓扑图如下： 其中一台中心三层连具体接图如下：电信提供商网络中心 综合楼 分校区转换器E1转换器 VLAN1管理计算机服务器服务器防火墙壁Vlan11图书馆VLAN教学楼1交换机教学楼1PCPC中心交换机CISCO3648G-L3教学楼Vlan13教学楼Vlan12实 教学楼2交换机交换机PCPC宿舍楼群 Vlan 14Vlan19宿舍主交换机宿舍交换机宿舍交换机PCPC综合楼教学楼3交换机Vlan2Vlan98个电脑室交换机AG学生机房交换机交换机H交换机A办公室交换机PCPC办公室Vlan10学生机房交换机校园网工程拓扑图100Mb/s双绞线SDH 2Mb/s1000Mb/s千兆光纤(5)IP地址分配及VLAN划分IP地址分配策略项目IP地址范围备注IP地址类型选择内部使用Internet保留IP，类子网，172.16.x.y/24网关地址172.16.1.253/24网络设备IP172.16.1.1172.16.1.20DNS地址见设备IP地址表网络中心服务器IP172.16.1.21172.16.1.40内部工作站IP172.16.x.100172.16.x.200网管备用IP172.16.1.50172.16.1.70 设备IP地址表主机名类型计算机名设备注释IP设置防火墙外部口s0IP:192.168.254.1/30防火墙内部口e0IP:172.16.1.253/24中心交换机Cisco2948G-L3网管IPIP:172.16.1.254/24GW:172.16.1.253教学楼1 Cisco2950网管IPIP:172.16.1.251/24GW:172.16.1.254综合楼学生机房Cisco2950网管IPIP:172.16.1.252/24GW:172.16.1.24综合楼办公室Cisco2950网管IPIP:172.16.1.250/24GW:172.16.1.254图书馆Cisco2950网管IPIP:172.16.1.249/24GW:172.16.1.254数据服务IP:172.16.1.2/24GW:172.16.1.254VVOD服务IP:172.16.1.2/24GW:172.16.1.254DNS服务IP:172.16.1.1/24GW:172.16.1.254MWeb Mail服务IP:172.16.1.1/24GW:172.16.1.254SSMTP服务IP:172.16.1.1/24GW:172.16.1.254PPOP3服务IP:172.16.1.1/24GW:172.16.1.254.HTTP服务IP:172.16.1.1/24GW:172.16.1.254FTP服务IP:172.16.1.1/24GW:172.16.1.254VLAN划分端口VLAN ID说明Cisco2948G-L3（网管中心，核心交换机，网管IP：172.16.1.254/24）182、3、4、5、6、7、8、9连接到综合楼学生机主交换机上行端口91、10连接到办公室交换机上行端口101、11连接到教学楼1图书馆交换机111、12连接到教学楼2的教师办公室交换机121、13连接到教学楼3的教师办公室交换机13-181、14、15、16、17、18、19连接到宿舍楼的第四层的交换机19-20119连接到另外一台三层交换机的以太网通道48连接到路由器上的接口端口VLAN ID说明Cisco2950（学生机房，网管IP：172.16.1.252/24）131、连接到网管中心下行端口48291431519420245端口VLAN ID说明Cisco2950（教学楼，网管IP：172.16.1.251/24）3、7连接到网管中心下行端口424端口VLAN ID说明Cisco2950（综合楼办公室，网管IP：172.16.1.250/24）31、连接到网管中心下行端口24 Cisco2950（实验楼，网管IP：172.16.1.249/24）131、8连接到网管中心下行端口3248 Cisco2950 （宿舍楼，网管IP：172.16.1.248）131、9连接到网管中心下行端口46107911101212131513161814192015VLAN功能描述Vlan ID网段IP网关IP描述172.16.1.0/24172.16.1.254/24综合楼中心机房：网管172.16.2.0/24172.16.2.254/24综合楼学生机房交换机：电脑室1172.16.3.0/24172.16.3.254/24综合楼学生机房交换机：电脑室2172.16.4.0/24172.16.4.254/24综合楼学生机房交换机：电脑室3172.16.5.0/24172.16.5.254/24综合楼学生机房交换机：电脑室46172.16.6.0/24172.16.6.254/24综合楼学生机房交换机：电脑室57172.16.7.0/24172.16.7.254/24综合楼学生机房交换机：电脑室68172.16.8.0/24172.16.8.254/24综合楼学生机房交换机：电脑室79172.16.9.0/24172.16.9.254/24综合楼学生机房交换机：电脑室810172.16.10.0/24172.16.10.254/24综合楼办公室11172.16.11.0/24172.16.11.254/24教学楼112172.16.12.0/24172.16.12.254/24教学楼213172.16.13.0/24172.16.13.254/24教学楼31419172.16.1419.0/24172.16.14.254172.16.19.254/24宿舍楼(6)交换机的配置VLNA分别在网管中心的Cisco2948G-L3核心交换机、学生机房的Cisco2950交换机 、教学楼的Cisco2950交换机、综合楼办公室的Cisco2950交换机。交换机都是通过超级终端进入配置状态的。名字的定义如下：l 电脑室1：JF1l 电脑室2：JF2l 电脑室3：JF3l 电脑室4：JF4l 电脑室5：JF5l 电脑室6：JF6l 电脑室7：JF7l 电脑室8：JF8l 办公室：BGSl 教学楼：JXL1l 教学楼：JXL2l 教学楼：JXL3l 宿舍楼：SSL 中心交换机2948G-L3的配置a.设置Hostname及口令 Switch>en Switch#config t Switch(config)#Hostname Cisco3L-2948 Cisco3L-2948(config) #enable password hnjc Cisco3L-2948(config) #enable secret hnjc1 Cisco3L-2948(config) #end Cisco3L-2948 (config) #line console 0 Cisco3L-2948(config-line)# password Cisco3L-2948 Cisco3L-2948(config-line)# login Cisco3L-2948(config-line)#line vty 0 4 Cisco3L-2948(config-line)#password cisco2948 Cisco3L-2948(config-line)#login Cisco3L-2948(config-line)#end Cisco3L-2948#b.创建Vlan如下：Switch>enSwitch#config t Switch(config)#Hostname Cisco3L-2948 Cisco3L-2948(config)#exit Cisco3L-2948 #vlan databaseCisco3L-2948 (vlan)#vtp mode serverCisco3L-2948 (vlan)#vtp domain certral1Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 2 name JF1Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 3 name JF2Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 4 name JF3Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 5 name JF4Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 6 name JF5Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 7 name JF6Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 8 name JF7Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 9 name JF8Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 10 name BGSCisco3L-2948 (vlan)#vlan 11name JXL1Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 12name JXL2Cisco3L-2948 (vlan)#vlan 13 name JXL3Cisco3L-