《计算机网络》课程设计报告.doc
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1、*大学课程设计报告 系(部、中心) 姓 名 学 号 专 业 班 级 081 同组人员 课程名称 计算机网络 设计题目名称 校园网络的规划与设计 起止时间 2010年12月19日2010年12月31日 成 绩 指导教师签名 目 录1引言11.1 建设背景和现状11.2 需求分析11.3 建设目标11.4 设计标准和依据11.5 实施单位简介22园区网络总体设计原则32.1开放性原则32.2可扩充性原则32.3可靠性原则32.4 可管理性原则32.5 采用主流厂商产品42.6 从实际需求出发的原则42.7 优化的网络层次结构53网络主干设计分析53.1 核心层分布层主干技术的选择63.2 交换式路
2、由网络设计63.3 VLAN方案设计73.4 网络管理方案设计83.5 网络安全方案设计84IP网络规划94.1 网络IP地址数量规划94.2 规划网络子网(VLAN)95网络设备及网络管理方案135.1 网络设备选型分析135.2 网络管理系统设计196网络结构综述246.1 网络结构分析246.2 网络特点分析257结束语248参考文献241、 引言随着现代科学技术的飞速发展,全球信息化浪潮势不可挡,计算机网络应用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信息技术则是企业实现现代化工作的必不可少的
3、技术基础。校园作为知识基地和人才基地,更成为网络信息广泛应用的成功典范。一所成功的学校,更应该充分利用各种成熟的技术带动学校各项事业协调发展,学校的信息化管理,通过校园信息网,将各处的电脑组建成为一个数据网络,实现数据的统一和规范,教职工和学生可以共享更多信息,可以有效地提高学校的现代化管理水平和教学质量。计算机技术,网络技术不断发展,结合我校实际情况,组建校园网,扩大校园网应用范围已经是一项十分迫切及可行性非常高的工作。1.1 建设背景和现状在这个信息时代,网络逐渐成为了人们日常生活中的一部分。网络信息已经成为一种关键性的战略资源,计算机网络在人们的生活中起到了越来越重要的作用。如何利用当前
4、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,提高应用水平是学校校园网建设的工作重点。我校的广大师生们,不再满足于在办公室、图书馆机房上网,他们对于在宿舍、在家里高速上网的需求越来越迫切。2009年我校校园网建设进一步扩大,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 需求分析1.2.1 业务需求分析 校园网是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段,是解决信息时代教育问题的基本工具。随着校园网络的成功建设
5、,必将给学校的管理部门、各级行政部门、学校的教育科研带来了积极的影响,提高学校的科学科研水平、管理水平和工作效率,极大地提高学校的知名度。利用现代化的技术设备和多媒体的教学手段形象直观地进行教学讲解,能增强学生的学习兴趣和理解水平,从而提高教学质量和学生品质,促进教育水平提高;提供高速、方便的信息交流和资源共享等手段;提供远比书本知识更为广泛的内容,扩大学生与外界的联系,开阔视野,增进交流;发展远程教育,克服那种只是一味的课堂讲解教学,实现现代化教学手段,与世界教学质量接轨,增加学生的学习兴趣和开阔视野,从而丰富了学生的知识和提高了学生的品质。学校是培养学生的基地,是学生学习的场所,为了给学生
6、提供更好的学习环境,为了给教员提供更好的教学环境,提高对教师本身素质,双N校区迫切需要建一个网络。而且随着思远双N校区的老师和学生的不断增多,我们已经不能满足过去手动的去完成繁重的教学工作,我们只有用建网络来提高现在的工作效率,减少管理者和教学的工作压力,使老师能够轻松的工作,同学能够高效的去学习。校园网服务的对象主要有:学校各级行政单位、图书馆、老师和学生。他们对于校园网都有不同的需求。学校各级行政单位办公人员需要实现办公自动化,保证实现信息的即时交互与文档资料的共享和归档整理,提高工作效率图书馆管理人员需要整理、登记、归档大量的图书信息以及图书的剩余情况、借阅情况。1.2.2 网络建设功能
7、分析 在校园网络中,存在多样的网络设备及系统应用环境,并且要考虑在用户迅速增长的今天,考虑到网络设备的可扩展性。保证在多样网络设备,用户不断增加的环境中,仍能保证网络畅通。所以万兆骨干网络平台就应具有良好的兼容性和可扩展性,能与当前校园网络无缝衔接,同时预留空间符合当前和以后的信息建设需要和足够的升级空间。 在校园网络建设中存在多用户,多服务的现状。带来了对网络系统要求具有高效率等,以保证大数据量访问下有效的处理能力。针对需求设备要能对数据做到分布式处理,这样的分布式处理可以节省主交换引擎的消耗。使数据在独立的板卡上就能做出对数据的识别,这样比在中央处理器识别要快的多。并在大量的数据应用,数据
8、传输的过程中,要保证所有硬件设备都可以进行快速的转发,要具备高背板带宽(交换容量),所有端口都能保证线速转发。这种分布式处理可以极大地提高整体处理能力,保证了网络畅通。 实现校园网络的构建、管理和部署;满足校园对信息化办公与管理方面的需求。根据我校各楼网络工程的需求,坚持以系统生命周期长、管理维护方便、系统集成度高和保护投资为主要技术特色,网络须具备如下的功能:(1)保护投资,使网络能够平稳升级。(2)建立一个基于校园Internet的信息管理和应用的网络系统(3)共享网络上各种软、硬件资源。快速、稳定地传输各种信息(4)采用开放式、标准化的系统结构,以利于功能扩充和技术升级(5)能够与外界进
9、行广域网的连接提供享用各种信息服务。(6)建立校园内部域名管理系统,对办公网实行集中化管理(7)实现内外网的隔离,防范病毒及黑客的攻击(8)实现内部网络的分隔,共享资源的权限及访问控制,进一步提高网络的安全性(9)具有完善的网络安全体制及网络维护规范、建立较为完备的网络维护日志,保证减轻人为因素对网络的不利影响1.2.3 校园网络建设原则分析一个网络建设的好坏集中体现在网络的经济性、前瞻性、冗余性、扩展性、稳定性、可管理性等方面。经济性:在保持已有投资的基础上,进一步扩展现有网络,以实现性能与价格的最优比。前瞻性:建设的网络能满足不同层次用户能适应未来3-5年网络技术的发展需求。冗余性:充分运
10、用材料,为随时可能的网络环境改变及突发事件做好充分准备扩展性:网络体系中所使用的设备需充分考虑到未来网络的发展需求稳定性:网络体系结构简单,布线不会因终端硬件的改变而变化。可管理性:在网络构建中,我们把中心机房设在教学楼五楼的设备管理科,各建筑群间采用光纤连接,以实现集中式管理,降低网络运营成本。1.2.4 应用需求分析1. 校园管理系统为适应学校现代化管理的要求,实现信息管理的电子化和教学资源的数字化,提高资源的利用率和管理效率,需要建立一套先进的电子管理系统。要求该系统能完成日常的学校事务管理工作,且能通过权限设置来控制不同种类信息的合理使用,提供高可靠性、高安全性与高效率的服务。具体功能
11、要求如校务管理系统包括人事管理、校情管理、档案管理、设备管理、财产管理和工资管理等。2. 教学管理系统。教学管理系统包括学籍管理、年级/班级管理、授课管理、成绩管理、试卷管理、课程管理和教学资源管理等。校园多媒体教学系统,校园多媒体教学系统是基于Web的教学系统,以便教师和学生在任何地点和任何时间都可以使用该系统的功能,要求系统使用和维护方便。具备教育资源点播与现场广播过程中的实时交流功能。3. 图书馆管理数字图书馆一方面能实现图书资料编目数字化,供教师和学生查询书目情况,实现书目查询、借阅、归还和管理的现代化;另一方面随着数字化图书资料及影视多媒体资料的不断增多,建立数字图书资料库,可以供教
12、师和学生进行上机查询、阅览与输出,同时可以通过Internet获取远程信息。电子阅览室要求实现电子书库信息的查询、Internet浏览、VOD和普通书库中书籍情况的查阅,实现信息查询、书籍查询、借阅、归还和管理数字化。图书馆信息管理系统要求能完成图书馆的日常管理业务,能实现教材订购管理、图书验收、图书编目、读者证件管理、读者流通、图书流通、出纳管理和查询统计,能查询馆藏图书信息、超期图书查询统计、超期读者的查询统计以及读者借阅信息的查询统计、打印等,并可以和校园一卡通系统有机的结合在一起。4. 校园一卡通为规范校园内的管理,加快电子化推广的进程,拟采用校园卡管理学生和教职工的各种信息,实现对全
13、校的信息管理。利用一张IC卡取代学生证、借阅证和饭票等各种票证,以方便学生的生活。“校园一卡通”采用非接触式IC卡,其学生校园卡具有上机收费、内部消费、图书借阅、就餐、医疗缴费等功能,教职员工卡用于内部消费、图书借阅、就餐缴费等功能。“校园一卡通”系统要具有售饭、消费、图书馆查询与借阅、医疗、机房管理等方面的功能。1.2.5 安全性需求分析校园网中有大量关于教学和档案管理的重要数据,不论是被损坏、丢失还是被窃取,都将带来极大的损失。所以在安全方面,我们采用了防火墙等措施来增强安全性,同时在PC机上也装有杀毒软件。我们还采用了UPS(在线式),以防断电时做备份。使用活动目录(Active Dir
14、ectory)设置用户对网络资源进行集中管理以及设置相关的访问权限;做好数据的备份及灾难恢复工作。1.2.6 通讯需求分析 作为一个以培养网络型人才的计算机培训学校,实现与外网Internet的连接是必要的,考虑到学校的网络信息点、要用网络的人数过多,通讯量的需求是相当大的,我们内网就会采用主干1000Mb/S、桌面100Mb/S接入的网络,外网采用ADSL 8M接入,1M备份接入。 对学校而言,常更换网络设备是一笔很大的开支,所以在组建校园网过程中我们首先会考虑到在今后5年内可持续扩充性,顺应了当今学校网络的需求以及今后整体网络的改良和升级。 在我们对学校的具体物理位置考察之后,我们发现双N
15、武昌校区的主干网络是难以扩充的,周围是板桥居民,所以我们对于外部主干网的建立不会太过考虑到扩展,对于内部主干网的建立会考虑到信息点的增多,从而需要备用一些信息点的接入,接口的扩充,顺应学校以后网络的升级与扩充。同时为了更好的满足广大用户对于网络服务德需求,要建立校园网的域名管理系统,集中管理办公网络;建立校园内部网站,为员工提供教学、教研服务,为学员提供信息查询服务;为员工提供公共资源服务,各部均有部门级公共文件夹供本部门访问,部门间不能任意互访;办公网络与学生宿舍网络,学员机房间不能互访,各机房间也不能互访;员工可相对自由地访问Internet,学员依教学安排灵活地访问Internet。1.
16、3 校园网建设目标 校园网建设是一项涉及建网需求分析、网络规划、可行性论证、产品选择、工程施工等方面的系统工程,需要考虑、解决的的问题较多。这项系统工程实施的目的就是要建成一个性价比尽可能高额网络。 1.3.1校园网建设总体目标 校园网总体设计应采用通过TCP/IP协议,总体设计技术应达到以下目标:(1)开放性当前计算机技术的发展日新月异,各种硬件和软件产品层出不穷。但总体上看,整个计算机仍然在开放式系统的概念下不断趋于统一。校园网设计应采取开放技术、开放结构、开放系统和开放用户接口,能兼容各种不同的拓扑结构,具有良好的网络互联性,要有良好的升级能力以适应今后大容量带宽的需求,利于网络的维护、
17、拓展升级和与外界信息沟通(2) 标准化在方案设计中,所有计算机网络软硬件产品必须坚持标准化原则,遵从国际标准化组织所制订的各种国际标准及各种工业标准。(3) 简洁性对于网络系统,在设计过程中要考虑系统的能够适应不断的新的发展需要,并使系统能适应多种硬件平台和多种网络结构,而且网络拓扑结构简洁,硬件和软件按需要能进行灵活的配置。(4)可扩展性目前设计的网络系统不仅仅用于当前,同时在今后的一段时间内,将是校园电子化的主要系统。因此,设计时一定得考虑将来的发展,除了当前设计得有一定的超前外,还需要考虑系统的可扩充性,易于系统以后的发展。网络系统必须有足够的扩展性,使得将来增加信息点时,只需很少变动。
18、如当网络设备增加、通信网络升级时,所有设备要保证仍能继续使用,而不能以弃掉已有设备为升级的代价。采用的产品具有充分的可扩充性及升级能力,具有足够的先进网络技术过渡的能力。(5)安全性安全性是指可靠性、保密性和数据一致性。校园网对安全性的要求较高,计算机系统的安全性主要包括以下几个方面:硬件平台安全性:当计算机的元器件突然发生故障,或计算机系统工作环境设备突然发生故障时,计算机系统能继续工作或迅速恢复。 网络通迅系统安全性:网络的安全性主要包括采取以下安全措施:认证措施,包括网点认证和人员认证;数据保密措施如传输加密;存取控制措施如防止非法操作。 操作系统安全性:操作系统选用正版的可升级维护的W
19、INDOWS系统。数据库安全性:数据库要有以下安全机制:磁盘镜像、数据备份、恢复机制、事务日志、内部一致性检查、锁机制以及审计机制等安全保障体制,确保数据库的安全。 应用软件系统的安全性: 认同用户和鉴别,确认用户的真实身份,防止非法用户进入系统。 存取控制,当用户已注册登录后,核对用户权限,根据用户对该项资源被授予的权限对其进行存取控制。审计,系统能记录用户所进行的操作及其相关数据,能记录操作结果,能判断违反安全的事件是否发生,如果发生则能记录备查。保障数据完整性,对数据库操作保证数据的一致性和数据的完整性。 (6) 技术先进性网络系统不能够一经实现即落后,应当至少处于现今先进水平,只有这样
20、才能在计算机技术迅速发展的今天不落伍,不会在竞争激烈的今天,因计算机技术的不足而影响工作的进行开展。应至少保持系统具备几年的领先性。采用先进而成熟的网络技术和产品,适应大量数据和多媒体信息传输、处理、交换的需要,使网络系统具有较强的生命力。(7) 实用性网络的建设要强调网络系统与网络应用并重,以应用推动建设,信息资源的开发、利用和效果。产品应选择主流产品,并且具有成熟、稳定、实用的特点。能充分满足日常使用、科学决策、对外交流、以及信息自动化管理等各方面的需要。(8) 网络可靠性网络可靠性需要从以下方面来保证:设备的硬件制造品质与运行软件的成熟性。网络设备必须选用已经证实,并在实际应用中得到普遍
21、应用的产品,只有这样,才可能提供不间断运行的能力。网络产品应具备在线热更换的能力,当某一板卡出现故障时,应能带电更换,而不需进行停机操作。(9) 易维护管理性网络管理应走向科学化,采用先进的网络管理系统,实现“在网络中心即能实时控制、监测整个系统的运行状况,能够自动发现故障点”的目标,并具有良好的人-机操作界面。(10)保护投资在网络方案设计时充分考虑现有的硬件和软件资源,尽量把各期投资和未来发展的兼容性容于系统方案中。保护投资从如下几个方面考虑:直接的硬件设备、软件系统的投资 ;应用系统开发的人力、物力、财力和时间上的投资 ;原有运行系统和业务数据的有效兼容。1.3.2 基本要求建设一个以校
22、园办公自动化、计算机辅助教学和现代计算机校园文化为核心,以现代网络技术为依托,技术先进,扩展性强,能覆盖校园各楼宇的校园主干网络,将学校现有的各种计算机系统设备连接起来,并与Internet相连,形成结构合理、内外沟通的新型校园计算机网络教学系统。在此基础上建设能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境,开发建设各类教学资源库与应用系统,为教师、学生及家长提供充分的网络信息服务。计算机网络系统建成后,不仅为学校提供高效率的办公环境,同时将用于校园内各个子系统及各类计算机软硬件资源的连接,以及与外部网络系统如教育信息系统及Internet的安全高效互连,成为整个校园的中枢神经系统。1.3.3 网
23、络结构要求(1) 对行政楼进行综合布线,并且组建网络中心;(2) 行政楼与实验楼、教学楼、图书馆、体育馆等进行光纤连接,组建校园网主干网络;(3) 校园网采用吉比特以太主干交换机,10M/100Mbit/s交换到桌面;(4) 专用教室、计算机房、电子阅览室等需构建物理子网;(5) 电子阅览室信息流量较大,需采用吉比特光纤连接核心交换机;(6) 对不同的职能部门划分虚拟网络;(7) 核心交换机拟选用Cisco等知名品牌;1.3.4 网络服务要求(8) 建立邮件服务器;(9) 校园网站(Web服务器);(10) DNS/FTP服务器;(11) 图书馆服务器(电子书库服务器、普通书库服务器);(12
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