毕业设计(论文)校园网网络构建方案设计.doc
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1、校园网网络构建方案设计前 言通过一学期的网络学习,学院给我们组织了本次专业调查与实践实训,此次实践的任务是参观我院校园网络中心和计算机学院网络结构,并通过此次实践设计课程。在老师的安排下,6月15日,在张兆春和张帆老师的带领下,我们参观了学校的网络中心,张老师首先给我们介绍了整个学校的网络拓扑结构,然后详细的给我们介绍了我院各层次所使用的网络设备,包括每一种设备的型号、参数、功能,并对同一性能的不同厂商设备进行了比较,解释了为什么当时选择这样的设备,除此之外,还对机房的环境要求也作了介绍(包括湿度、温度等)。6月16日,倪波老师带领我们参观了计算机学院网络中心,首先给我们介绍了我院的网络拓扑结
2、构,然后具体介绍了计算机学院各网络设备,从交换机的背板带宽、包转发率、端口数、内存大小对网络设备的性能进行了详细的介绍,并对IP的划分和vlan的划分作了详细的介绍。此次课程设计是以小组为单位来完成本次任务,我组成员具体包括:黄海波、徐东东、向涛和我(黄川),在本次课程设计中,我们选择了其中的校园网网络构建方案设计,为了顺利完成本次实验,我作为本次小组组长,对本次试验进行了明确的分工。首先我们小组在一起根据我院的实际需求,对整个校园网进行了需求分析,并确定了我院的网络设计规划方案以及在网络规划中运用的一些技术,包括本次设计的网络拓扑图、设备选择、IP的划分、vlan划分等(具体内容见下面方案)
3、;然后我们对各层次进行了分工,分别去完成各层次,其中我负责本次设计的核心层,徐东东负责本次设计的汇聚层,黄海波和向涛负责本次实验的接入层,我们分别对各层次的设备进行了配置;最后我们商量了网络设计完成后的一些技术支持和服务,顺利完成了本次实验。摘 要校园网是当今信息社会发展的必然趋势。它是以现代网络技术、多媒体技术及Internet技术等为基础建立起来的计算机网络,一方面连接学校内部子网和分散于校园各处的计算机,另一方面作为沟通校园内外部网络的桥梁。校园网为学校的教学、管理、办公、信息交流和通信等提供综合的网络应用环境。要特别强调的是,不能把校园网简单的理解为一个物理意义上的由一大堆设备组成的计
4、算机硬件网络,而应该把校园网理解为学校信息化、现代化的基础设施和教育生产力的劳动工具,是为学校的教学、管理、办公、信息交流和通信等服务的。因此,一个校园网络系统的组建需要从多方面进行考虑。首先校园网的建设缺少不了信息管理网络、教学网络、图书管理网络和电子阅览室各应用子系统,其次,校园网需要好的设计规划,包括网络的安全、网络的可扩充性等因素。关键字:校园网 网络技术 网络设计规划 核心层 汇聚层 接入层 交换机目 录一、校园网需求分析5二、网络技术选择72.1 Spanning-tree72.2 Multilink Trunking(port Trunking)技术简介72.3 虚拟局域网vla
5、n划分82.4 Trunk技术92.5 主干网技术102.5.1光纤分布式数据接口(FDDI)102.5.2异步传输模式(ATM)112.5.3快速以太网122.5.4千兆位以太网12三、网络设计规划133.1网络层次设计133.1.1 接入层需求分析133.1.2 汇聚层需求分析133.1.3 核心层需求分析133.2网络可扩展性分析143.3 IP 及路由需求分析143.4 带宽分析143.4.1 主干网带宽的考虑143.4.2客户机的带宽分析143.5网络安全分析153.5.1 建立校园网防火墙系统153.5.2 校园网子网划分163.6 网络操作系统163.7 网络服务器173.7.1
6、 文件服务器173.7.2 数据库服务器173.7.3 邮件服务器173.7.4 网页服务器173.7.5 FTP服务器173.7.6 应用服务器173.7.7代理服务器173.8 网络拓扑结构图17四、设备选择及预算194.1核心交换机194.2汇聚层交换机204.3接入层交换机234.4服务器244.5防火墙254.6费用预算26五、交换机,路由器配置265.1接入层交换机配置:265.2汇聚层交换机配置:275.3配置核心交换机:28六、后期技术支持及服务311.网络互联和网络电缆的安装312. Windows 2003的基本安装323. 网络服务器的配置与管理.324. 网络打印机设置
7、、应用程序安装与实用335. 工作站网络配置33总 结35致 谢36参考文献36一、校园网需求分析黄石理工学院坐落在青龙山下,磁湖之畔,有着秀丽的风景,浓厚的学习氛围。随着互联网技术的迅猛发展,为适应社会的需求,满足教学的需要,黄石理工学院在原有网络系统贫乏的基础上决定对校园网进行优化。网络是信息高速发展的纽带,它不但可以带给我们信息发展的前沿,还能够帮助我们查阅大量的信息,它所提供的信息资源几乎是无穷无尽的。网络作为一种研究工具的出现,极大的拓展了知识的获取范围,大大地降低了我们在每一项工作上所消耗的时间。校园网是网络技术应用于教育事业的一种体现,改善校园网不仅可以充分的提高教学质量,更能够
8、让学生对学习产生兴趣,而且它也是管理、办公、信息交流和通信等现代化的标志。因此,扩大校园网的规模,提高信息传输质量,增添新的设备,采用最新的技术,是事在必行的。在大学这个小社会里,网络应用类型非常复杂,信息媒体类型较多,且具有信息流猝发特点。在校园网建设中,应充分兼顾信息资源共享与服务、多媒体教学和教务管理等因素对网络的需求。大学建设校园网,一般经费比较充裕,在网络技术上应该留有一定的发展空间。校园网设计应该能满足以下条件:1.1 网络应该具有传递语音、图形、图像等多种信息媒体功能,二级以上交换机应支持组播功能。1.2 具备性能优越的资源共享功能,以及校园网中心信息点之间的快速交换功能。1.3
9、 由于大学校园网规模较大,教学和科研部门众多,如果所以信息点在同一冲突域中,网上广播风暴就会使网络性能严重下降,中心交换机应支持VLAN和第三层交换技术,支持QoS,对网络用户具有分类控制功能,对网络资源的访问提供完整的权限控制,以提高网络的安全与性能。1.4 校园网与Internet网相连后,应具有“防火墙”过滤功能,以防止网络黑客入侵网络系统。1.5 能够对接入因特网的各网络用户进行权限控制和计费管理。1.6 目前因特网发展迅速,校园网规模也不断扩大,需要校园网具有可扩充性。1.7 根据我校目前实际需求,接入信息接任点为:工程工区栋数信息点J教学区4160X教学区4200T1-T2图书馆2
10、160K学院区500主教学楼160其他院部11800总计301980二、网络技术选择2.1 Spanning-treeSpanning-tree 协议(生成树协议)当网络中有冗余连接时,该协议通过计算机自动将优先级较低的连接屏蔽,使其作为备份,只在优先级较高的主线路断线时才激活它 ;这样做的好处是防止局域网中回路的产生,同时也保障了数据传递的可靠性。 冗余连接可屏蔽、恢复核心交换机汇聚层交换机汇聚层交换机 图2.1网络冗余连接2.2 Multilink Trunking(port Trunking)技术简介Multilink Trunking有的也称( Multilink Trunking 多
11、链路冗余链),用以保证负载均衡及线路备份。port Trunking技术可以在交换机之间或者交换机与服务器连接最多4条线路,实现负载均衡及线路冗余。如采用千兆以太网作多链路冗余连接,最多可以实现8G带宽。当两个交换机之间的一条线路出现故障,传输的数据会快速自动切换到另外一条线路上进行传输,不影响网络系统的正常工作,无需人工干预。 捆绑带宽100M带宽全双工通信、使用Multilink trunk技术可达到800M带宽图2.2 端口聚合2.3 虚拟局域网vlan划分虚拟局域网,是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。它是建立在交换式局域网的基础上
12、,通过网络管理软件构建的,可以跨越不同网段和网络。 VLAN 1VLAN VLAN 2图2.3 vlan划分VLAN技术可以将不同的系别逻辑的划分成不同的网段,以提高安全性、方便性。2.4 Trunk技术链路聚合(Trunk)是一种封装技术,它是一条点到点的链路,链路的两端可以都是交换机,也可以是交换机和路由器,还可以是主机和交换机或路由器。Trunk的主要功能就是仅通过一条链路就可以连接多个VLAN。 VLAN 1VLAN 3VLAN 2VLAN 1VLAN 3VLAN 2图2.4 链路聚合TRUNK技术使处于不同SW的相同序号的VLAN相通信。2.5 主干网技术保护现有投资的有效途径就是在
13、将来网络技术升级时还能使用现有的网络技术和产品。如同计算机的发展速度一样,网络技术的发展也是非常迅速的。如果现有技术不能合理保证在将来网络升级后还能够使用,那么将会带来极大的资金浪费。目前比较常见的主干网技术有FDDI、ATM、快速以太网、交换式以太网和千兆以太网等。目前千兆位以太网与其他速度相当的高速网络技术相比,价格低,同时比较简单, 故采用千兆以太网作为校园网的主干技术。2.5.1光纤分布式数据接口(FDDI)FDDI是高性能的高速宽带LAN技术,其标准为ANSI3T9.5/ISO9384。FDDI物理结构是二个平行的、相对作反向传输的双环结构网,它采用定时的令牌传送协议。因此,它可以被
14、看作是一个令牌环网协议的高速版本。但与TokenRing技术不同的是,当其发送完帧后就立即产生新的令牌帧,故其利用率较高,其运行速度可达100Mb/s。其双环结构有非常好的冗余特性。FDDI有两种接入方式:双端口连接站(DAS),单端口连接站(SAS)。DAS方式比较贵,但有冗余功能;SAS需要有源集中器,且无冗余功能。FDDI有几个通过带宽分配来实现的优先机制,一个是同步带宽分配(SBA)机制,它可以让管理员将一定量的带宽分配给一些确定的工作站,让它们有更多的捕获令牌机会。第二个是异步服务(AS),它占用未通过SBA分配的带宽并将这部分带宽等分给环上的工作站。铜线分布式数据接口(CDDI)是
15、FDDI的一种变型,可以在不昂贵的铜线电缆上运行而使用相同的协议。FDDI和CDDI的优点是冗余、内置网络管理,具有广泛的适用性。但是,采用FDDI/CDDI技术是昂贵而复杂, 始终未成为主流技术,发展速度缓慢,前景不被看好。2.5.2异步传输模式(ATM)ATM作为一种全新的交换技术,有其明显的优越性。ATM是将分组交换与电路交换优点相结合的网络技术,采用定长的53字节的小的帧格式,其中48个字节为信息的有效负荷,另有5个字节为信元头部。对于有效负荷在中间节点不作检验,信息的校验在通信的末端设备中进行,以保证高的传输速率和低的时延。ATM最初是为了在公共网内使用而设计的,但现在已成了专用网发
16、展的中心,并已经走出实验阶段并大量进入市场,这个转变要归功于ATM论坛等组织的努力。ATM论坛的迅速发展真实地表明了人们对ATM兴趣的增长。现在ATM论坛已经吸引了来自公用和专用网以及计算机工业的700余家公司参加,领导着众多先进客户机构、电信服务提供商和独立软件厂商。在广域网、城域网和公用网内,ATM正在被广泛采用,因为它既能够将多种服务多路复用到一种基础设施上,满足功能越来越强的台式机对带宽不断增长的需求,又能提供虚拟LAN和多媒体等新的网络服务。但是,ATM技术也有其缺点。首先是标准还没有完全制定完成,很多重要标准还在修正之中,这就影响了ATM技术的推广,尤其是在局域网领域内。其次,AT
17、M技术目前主要应用是在专用网络和核心网络的范围内,而延展到外围和用户端均仍采用传统的网络技术(以太网、快速以太网、令牌环网等),这就使得在ATM网络和传统网络之间要建立一个中间的衔接层,这是一种在ATM信元与传统网络的帧结构之间相互转换的技术,如Classic IP和ATM LANE等技术,这种技术的优点是可以把传统网络接入到ATM网络中,但缺点是带来了很大的资源开销,这在很大程度上增加了ATM网络的复杂性并且降低了网络的总体性能。另外,目前的大部分网络应用主要是基于IP网络的应用,直接针对ATM信元的应用很少,这在很大程度上也增加了ATM网络使用和管理的复杂性。2.5.3快速以太网传统以太网
18、用的是10Mb/s技术,现在出现了更快的版本,虽然10Mb/s以太网使用得最为广泛,100Mb/s以太网也正在快速崛起,并且千兆以太网标准已定,产品种类较多,为达到这个速度,你需要按100Base-T规格设计的网卡和集线器,这两种产品在供应商处都可以买到,它们仅比10Base-T的产品略贵一些,但在性能上就有了明显的区别。在小型网络中实现100Base-T的费用是非常合理的,特别是对于无管理能力、无交换能力的集线器。即使你仍然选择10Base-T集线器,也要考虑购买同时支持10Mb/s和100Mb/s的网卡。100Mb/s的网卡只比10Mb/s的网卡略贵一点,但为将来的网络升级提供了很大的灵活
19、性。大多数100Mb/s的网卡能够自动检测所连接的端口是10Mb/s还是100Mb/s,并执行相应的操作。为达到更高的性能,你还可以选择购买100Mb/s的交换机,它可以提供更高的性能。2.5.4千兆位以太网千兆位以太网技术以简单的以太网技术为基础,为网络主干提供1Gb/s的带宽。千兆位以太网技术以自然的方法来升级现有的以太网络、工作站、管理工具和管理人员的技能。千兆位以太网与其他速度相当的高速网络技术相比,价格低,同时比较简单,例如保留以太网的帧格式、管理工具和对网络概念上的认识。千兆位以太网是相当成功的10Mb/s以太网和100Mb/s快速以太网连接标准的扩展。现在千兆位以太网成熟的标准为
20、IEEE802.3z。千兆位以太网的设计非常灵活,几乎对网络结构没有限制,可以是交换式、共享式的或基于路由器的。现在正在应用的网络互连技术,例如,特定IP交换技术和第三层的交换技术,都与千兆位以太网完全兼容。千兆位以太网可以通过价格便宜的交换机或路由器来实现。千兆位以太网支持新的交换机之间或交换机与工作站之间全双工的连接模式,同时也支持半双工连接模式,以便与基于CSMA/CD存取方式的共享集线器连接。千兆位以太网使用的传输介质有光纤、5类非屏蔽双绞线(UTP)或同轴电缆。目前,千兆以太网支持单模光纤、多模光纤和同轴电缆,支持5类非屏蔽双绞线的标准正在制定中。千兆位以太网的管理与以前使用和了解的
21、以太网相同,使用千兆位以太网,主干和各网段及桌面已实现了无缝结合,网络管理变得容易了。三、网络设计规划3.1网络层次设计根据本校网络的实际情况,网络层次应包括核心层、汇集层和接入层三个层次,其中核心层和汇聚层由大容量高性能路由以太网交换机组成,接入层由快速智能网管型交换设备组成。3.1.1 接入层需求分析接入层在整个校园网络的边缘,广大师生通过接入设备接入校园网络。接入层应采用可网管、可堆叠的高性能交换机,以便于扩展,交换机应具备扩展槽,以便根据需求增加,同时,需要交换机支持访问控制、传输质量控制、数据过滤、网络病毒防护等功能,即作为接入网络的入口设备,因此具有高端口密度特性,同时智能识别是一
22、项十分重要的功能。3.1.2 汇聚层需求分析汇聚层位于接入层和核心层之间,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,较少的接口和更高的交换速率。3.1.3 核心层需求分析核心设备担负着连接汇聚设备和部分接入层的工作,是整个网络的核心,同时通过核心设备与Internet和教育网进行互联。由于核心层设备担负着整个网络的流量,主要目的在于通过高速转发通信,提供优化,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。同时核心层还包括IP路由配置管理、IP组播、静态VLAN、生成
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