[信息与通信]校园局域网的组建论文.doc
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1、南宁职业技术学院信息工程学院毕 业 设 计 报 告课题名称: 校园局域网的组建 二级学院: 信息工程学院 专 业: 移动通信技术 班 级: 08(1)班 学生姓名: 苏湘远 学 号: 0802110140 指导教师: 朱志威 日 期: 2010年12月11日 摘 要本文主要论述校园局域网的组建和配置,从网络规划的总体结构来看,总共分为四大模块:校园网络需求分析、校园网的规划设计、校园网的布线结构设计,设计心得总结。其中需求分析又分为对校园网功能需求分析,不同业务对网络性能的要求需求分析,校园网所需信息点的分布,对通信量的分析等具体而详尽的概述了学校分析,在对校园网的规划设计中,规划了学校校园网
2、的结构拓扑图,交换机的数量和类型。其中具体描绘了校园网的网络拓扑图,交换机的选择和配置主要讲述了核心交换机、汇聚层交换机、接入层交换机和路由器、防火墙的说明和配置。再配置校园网络的服务器包括邮件服务器、www服务器、FTP服务器、DNS服务器、数据库服务器和代理服务器等。最后简要的说明了校园网络的管理和安全等具体方面的内容。论证了,学校信息点的需求、学校子网的划分和布线工程的分析,进而选用校园网的硬件和硬件的配置,常用服务器的设置,网络管理和安全。最后一个大型的稳定可靠的校园局域网呈现在我们面前。 关键词:校园网 规划 设计 交换机 路由器 服务器目 录前 言4一.仙湖中学概况简介51.1学校
3、建筑现状分析51.2学校概况6二.校园网需求分析62.1校园网功能需求分析62.2不同业务对网络性能的要求需求分析72.3校园网所需信息点的分布82.4对通信量的分析9三.校园网的规划设计93.1络系统的总体目标及设计原则93.1.1系统设计目标93.1.2系统设计原则103.2通信网络规划设计113.2.1骨干网技术比较分析、选型,接入层设计113.2.2常用网络拓扑结构比较分析,选型133.2.3 Internet接入方式分析、选择153.2.4 拓扑结构图163.3网络设备的选择及功能描述173.3.1网络交换设备、防火墙选择及功能描述173.3.2服务器选型403.3.3应用软件及操作
4、系统的选择413.3.4服务平台的搭建413.4子网及VLAN的划分423.5 IP地址的规划及分配433.5.1内外网IP地址分配433.5.2全局IP地址的的分配443.6网络安全设计443.7网络管理系统设计463.8 设计原则体现分析48四.校园网的布线结构设计494.1工作区子系统504.2水平干线子系统514.3管理间子系统514.4垂直干线子系统524.5楼宇(建筑群)子系统534.6设备间子系统54五.价格预算55六.毕业设计总结56前 言新的世纪已经到来,信息技术所带来的一场革命将彻底改变我们的学习、生活和工作方式,现行教育体制面临着严峻挑战。随着社会信息化程度的不断深入,为
5、了面向新的需求和挑战,为了学校的科研、教学、管理水平、为研究开发和培养高层次人才建立现代化平台,现在的学校都在积极开展搭建高速多媒体校园网。学校的内部搭建不同规模的校园网,与企业、网吧等环境的网络不同,校园网有自己的一些特点。准确的说,高速多媒体校园网建设原则是经济高效、领先实惠,既要领先一步,具有发展余地,又要比较实惠。 校园网是集计算机技术、网络技术、多媒体技术于一体的系统,能够最大限度地调动学生对教学内容的参与性以及积极性。校园网是针对学校内部结构的计算机网络,它需要为学校教育提供资源共享、信息交流和协同工作等主要的功能。一.仙湖中学概况简介1.1学校建筑现状分析 学校的建筑分布:(1)
6、、行政楼有二层,楼高6米,距离网络中心机房500米。一层:学生处二层:财务处(2)、图书馆有二层,楼高6米。 一层:电子阅览室二层:网络中心(3)、教学楼,六层,楼高18米,距离网络中心机房250米。(4)、宿舍区有:A.职工宿舍楼,七层,楼高21米,距离网络中心机房450米。B.学生宿舍楼,七层,楼高21米,距离网络中心机房500米。(5)、实训楼,三层,楼高6米,距离网络中心机房700米。 如图,校区包括图书馆、教学区、实训中心、宿舍区(职工宿舍,学生宿舍)、行政区(财务处,学生处),图书馆等建筑。1.2学校概况目前,仙湖中学座落于美景环抱的南湖之滨,学院现有教职工400余人,学生1500
7、余人。其中特级讲师38名,高级讲师79名,特邀名誉讲师12名,师资力量雄厚。学校拥有现代化的教学楼、实训中心、藏书达数百万册的现代化数字图书馆、室内外大型体育馆、符合国际标准的运动场、宽敞明亮的国家标准大学生宿舍、大型食堂,学习与生活环境达到中国IT教育学校一流水平。为了满足学校建设与发展的需要,加强校内之间的信息交流与资源共享,以及国内国外进行管理、教学、和科技信息交流,准备建立一个全校范围的计算机网络。二.校园网需求分析2.1校园网功能需求分析功能需求:(1)、满足计算机教学科研、行政办公需要,提供各种教学、办公工具和支撑平台,并提供丰富的计算机软硬件系统资源。(2)、具有完善的办公事务处
8、理能力,包括电子公文传递、电子公文管理、电子邮件、邮件收发等无纸办公自动化功能。(3)、满足信息情报交流的需要,方便学校各级领导和教学科研人员对各种信息资料、科技情报的检索和查阅。包括Web查询、电子公告、电子新闻等。(4)、具有远程通信能力,借助电话网等通信手段,以最低的通信成本,方便地实现远程互联,跨越地域限制,满足学校要求,加强各单位之间的业务联系和信息资源共享。(5)、具有收集、处理、查询、统计各类信息资源的能力,充分利用原有数据资源,为学校领导提供准确、快捷的数字信息,实现数据化管理和智能化决策。(6)、学校网络系统要确保整个计算机网络系统的可靠性、安全性,具有一定的冗余。容错能力强
9、,确保信息处理安全保密。(7)、学校信息网络系统要保证实用和技术先进,便于非计算机专业人员使用,并能不断满足学校未来业务发展的需要,具有很强的扩展能力建立以校园网络为基础的行政、教学及师生之间交互式管理系统,逐步建立学校信息管理网络,实现办公自动化;为开展网上远程教学、多媒体交互式立体教学模式的探索提供高速、稳定的支持平台;逐步建立计算机辅助教学、计算机辅助考试等系统,为实现多媒体课件制作网络化,教师备课电子化、多媒体化打好基础;保证网络系统的开放性、可持续发展性,便于以后集成视频会议、视频点播等高层次教学功能。虽然学校的面积可能不大,但是其内部的信息点往往比较密集 而且校园网通常还要保证和I
10、nternet的连接。庞大的用户数量和学校的教学办公需要校园网的网络系统提供充足的带宽,并且能够保证很好的稳定性和可靠性。只有这样,校内网才能作为校园管理和现代化教学的一个支撑平台。2.2不同业务对网络性能的要求需求分析宿舍区由于人员密集用户数量众多可能有大量的网络流量需要较宽的网络带宽,同时在白天上课期间(8点12点,2点6点)限制www服务。同时能够保证良好的稳定性。教学区要满足网络多媒体教室以实现各种基于网络的电子教学,预留随着多媒体技术的发展,语音教学、电子视听教学等不断普及的准备。要实现通过电子题库帮助学生开展学习。行政区学校的信息管理系统提供有效的网络支持,通过学校信息管理系统可以
11、进行财务管理、教务管理等常规化管理,还可以进行综合查询及办公自动化系统网络安全因素等。图书管是整个校园网络的核心部分,Internet出口进口,网络中心设备间就设在此。所以图书馆不仅仅承担了图书检索系统和建设电子图书馆,在校园网上实现远程计算机图书检索和借阅。还可以实现对整个校园网的配置管理,安全监控。具体要求,有如下几个方面:项目说明使用对象电子文档传递办公自动化、信息化教职工E-mail电子邮件全体师生WEBInternet信息服务校校内外所有人FTP文件共享全体师生信息安全保护敏感信息机要部门、重要文档安全监控功能确保全校师生、后勤人员的人身,财产安全全体师生、后勤人员VOD视频点播服务
12、全体师生电子图书馆电子图书馆全体师生电子教务系统课程编排、学生选课、成绩发布等全体师生及教辅人员Internet访问通过校园网访问Internet全体师生远程访问在校外访问校内网络全体师生2.3校园网所需信息点的分布根据校园网络简化图中分布所需要的信息点如:大楼功能分布信息点信息点合计 网络中心的距离图书馆网络中心(2楼)5195在同一栋楼电子阅览室(1楼)190教学区多媒体教室200200250(m)行政区财务处2070500(m)学生处50宿舍区职工宿舍80200450(m)学生宿舍120500(m)实训区实训楼200200700(m)总计9752.4对通信量的分析对于一个标准的网内用户,
13、根据统计调查,用户常常使用六种左右的应用。也即:当一个用户在进行网络应用时,有可能同时进行网络浏览、文件下载、即时信息,网络游戏,视频点播,文件交互等六个应用。 一般的用户业务与需用网络带宽的关系如下:WEB浏览100Kbps文件下载200Kbps即时信息 一般10Kbps(普通聊天)网络游戏 一般100Kbps视频点播Mpeg-4标准的视频流根据压缩率不同,一般应用多在1XX Kbps7XXKbps 内网文件交互一般1Mbps带宽需求按照上面构造的流量模型,如果汇聚到接入之间的链路采用千兆的话,考虑到物理链路的冗余度为50%,广播等控制数据流量占用总带宽的20%,那么一个千兆链路下同时使用的
14、用户数应不超过:1000*50%/(2*1.2) 200。因为校园网络使用时间并不集中,并发性也不是太强,在高峰时期基本会有大约50%的网络使用率,所以网络接入用户应该400。未来如有需要,可用链路聚合技术使网络骨干链路上升到两千兆,甚至更高!三.校园网的规划设计3.1络系统的总体目标及设计原则3.1.1系统设计目标(1)实用性:系统能在现在和将来适应技术的发展,能实现数据和语音通信。(2)灵活性:系统能满足灵活通用的要求。任何一个信息插口,均能连接不同的设备,如计算机,终端,传真机,和电话。并可连接不同类型的局域网。(如:TOKENRING网,ETHERNET网等)。也可连接计算机终端设备实
15、现异步通信。所有这些不同类型的连接方法均可通过在管理子系统中更改跳线来方便地实现。(3)模块化:系统中,除固定设备外,其余所有接插件均是模块化的标准件。(4)扩充性:系统是要能扩充的,以便将来要扩展时,可以方便地将设备扩充进去。(5)可靠性:系统具有20-50 年的使用寿命,在使用过程中,用户可以获得30年质量保证。(6)标准化:系统的设计采用成熟的国际、国内标准、规范或工业标准等。选择的产品为知名品牌,其产品符合国际规范(CECS72:95 规范),并通过了电子通讯标准协会(EIA/TIA)的认证,在中国的应用广泛。(7)安全性:网络系统应具有良好的安全性,保证数据的安全及网络使用的安全。(
16、8)符合IP发展趋势的网络:在当前任何一个提供服务的网络中,对IP的支持服务是最普遍的,而IP技术本身又处在发展变化中,如IpV6,IP QoS,IP Over SONET等等新兴的技术不断出现,仙湖中学校园网络必须跟紧IP发展的步伐,也就是必须选择处于IP发展领导地位的网络厂商。3.1.2系统设计原则为了实现上述的设计目标,在进行该校园网的综合布线系统设计时必须遵循如下设计原则:(1)先进性:布线系统的设计目标决定了系统必须采用当今的最先进的技术、方法和设备,既要反映当今水平,又具有发展潜力,同时布线系统又是要在规定的时间内投入使用的一项实际工程,因此涉及的技术和器材必须是成熟的。(2)开放
17、性:布线系统要具有开放性和灵活性,一方面系统要能适应不同用途要求(如话音、数据和图像的传输),同时又要能够支持不同厂家的网络设备。(3)扩充性:布线系统应具有30-50年的使用寿命。信息技术的发展非常之迅速,因此在设计布线系统时,应考虑具有充分的扩展能力。(4)可靠性:布线布线系统是智能大楼的信息传递的通道。要保证信息可靠的传递,必须要有可靠的布线系统。(5)标准化:布线为便于设计、维护和有生命力,布线系统的设计必须采用成熟的国际、国内标准、规范或工业标准等。(6)可比性:在满足用户的需求前提下,提供与同类产品相同功能、质量及服务,做到最佳性能价格比。3.2通信网络规划设计3.2.1骨干网技术
18、比较分析、选型,接入层设计1、骨干网技术:ATM技术ATM技术(Asynchronous Transfer Mode),是异步传输模式,是国际电信联盟ITU-T制定的标准。ATM是一种传输模式,在这一模式中,信息被组织成信元,因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现,这种传输模式是异步的。ATM是语音、数据、图像等多媒体业务的综合传输平台,是面对连接的技术。其主要优势是QoS、对网络资源的更好地利用、传送距离远。优点:(1).ATM网络使用固定长度的信元作为传输的基本单元,固定长度的信元头部可以简化ATM交换机的处理; (2).ATM网络允许混合使用多种高质量的传输媒体(双绞线、同轴电缆
19、和单模/多模光纤),并且可以支持不同的传输速率(25Mbps、45Mbps、155Mbps.、625Mbps);同时,高质量的传输媒体可以使得ATM网络可以简化差错控制和流量控制的处理,从而,提高网络(或者ATM交换机)的吞吐率。 (3).ATM网络可以同时支持数据、数字化语音/图像的传输,支持多媒体传输的应用,不同的应用需求具有不同的处理策略,资源预留机制可以支持高实时性的应用要求; (4).ATM技术可用于组建各种规模的网络,如LAN、WAN等。缺点:(1).由于每48字节的信元中需要5字节的协议开销,这实际上可以认为是对网络带宽的浪费。(2).由于ATM实现技术比千兆位以太网复杂,接口和
20、相应的网络产品的价格都比较昂贵,导致建网成本高。再则,由于ATM技术和协议的复杂性,造成了ATM系统研制、配置、管理等的难度,使维护、运行的费用也相应提高。千兆以太网技术千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术,它和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容,并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范 。目前,千兆以太网已经发展成为主流网络技术,大到成千上万人的大型企业,小到几十人的中小型企业,在建设企业局域网时都会把千兆以太网技术作为首选的高速网络技术。千兆以太网技术甚至正在取代ATM技术,成为城域网建设的主力军万兆以太网技术2002年中旬,随着802.3ae10GE标准的正式发布,包括H3C、A
21、vaya、Cisco、Enterasys、Foundry和Riverstone公司在内的多家厂商已推出多款万兆以太网交换机产品。万兆以太网是一种只采用全双工与光纤的技术 ,最长传输距离可达40公里。万兆以太网的适用领域十分的广阔,各种迅速增长的带宽密集型项目,像高带宽园区骨干、数据中心汇聚、集群和网格计算、多合一(语音、视频、图像和数据)的通信、存储组网、金融交易以及政府、医疗保健领域和大学的超级计算研究等,都离不开万兆以太网技术。基于学校的需求和技术,骨干网选择千兆以太网技术!2、接入层设计根据学校的物理建筑分布情况及需求分析,接入层采用汇聚设计,在每栋楼部署一台汇聚交换机,每个楼层再部署若
22、干台接入交换机,向用户提供接入服务。当本栋楼内需要数据交互时,无须经过核心交换机,只需通过汇聚交换机即可进行数据的转发,从而减轻了核心交换机的压力。3.2.2常用网络拓扑结构比较分析,选型网络拓扑结构:1、星形拓扑结构 星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成。 星形拓扑结构具有以下优点: (1)控制简单。(2)故障诊断和隔离容易。 (3)方便服务。 星形拓扑结构的缺点: (1)电缆长度和安装工作量可观。 (2)中央节点的负担较重,形成瓶颈。 (3)各站点的分布处理能力较低。 2、总线拓扑结构 总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体,所有站点都通过相应的硬件接口直接连到
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