郑州航院学生公寓网络设计与实现.docx
- 文档编号:30698215
- 上传时间:2023-08-19
- 格式:DOCX
- 页数:30
- 大小:189.50KB
郑州航院学生公寓网络设计与实现.docx
《郑州航院学生公寓网络设计与实现.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《郑州航院学生公寓网络设计与实现.docx(30页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
郑州航院学生公寓网络设计与实现
郑州航空工业管理学院
网络工程类课程设计
题目:
郑州航院学生公寓网络设计与实现
学号:
111007111
姓名:
高喜龙
指导老师:
王杰
2014年6月2日
1、目的和要求
网络工程类课程设计是根据网络工程专业的实际情况,安排的一项实践教学环节,是本专业教学计划中的重要组成部分,是学生在学完教学计划规定的网络类课程后所必须进行的综合性实践教学环节。
其目的在于
(1)通过课程设计,使学生进一步巩固加深所学的网络基础理论、基本技能和专业知识,使之系统化、综合化;
(2)通过课程设计,熟悉网络工程项目建设过程,充实网络工程知识,以提高学生分析解决问题的独立工作能力。
(3)通过课程设计,结合所定的实习题目,调研或合理假设用户需求并进行分析,设计网络方案,进而进行网络工程项目的管理和实施;
(4)培养学生掌握网络工程项目的工作程序、运行管理模式和方法;
(5)课程设计报告应内容完整、资料准确翔实、层次清晰、文理通顺、装订整齐,并应符合有关标准和规范。
2、课程设计内容
根据指导教师拟订的或者自选的题目,分组设计和实施的方法。
小组成员采取自由结合的方式,每小组成员3-4人为宜,小组结合并确定题目后,要在指导老师处登记题目备案,明确每组成员做网络工程项目中的哪一部分。
例如综合布线,服务器配置,设备选型,验收方案等。
每个人要交一份完整的课程设计报告,并把本人负责的部分在前面给出综述。
成绩=小组的成绩*30%+个人成绩*70%
项目组名称
郑州航院学生公寓
网络设计与实现
项目协调人
高喜龙
设计时间
2014.06.02
指导教师
王杰
学号
姓名
项目分工
111007111
高喜龙
网络设计原则、网络技术选型及拓扑结构设计
IP地址规划、设备安装与调试
111007139
张珍
现场调查分析、综合布线设计方案、需求分析
111007145
周晶晶
现场勘查、设备选型、投标书
姓名
高喜龙
学号
111007111
专业班级
网络工程
1110071
设计时间
2014.05
指导教师
王杰
项目分工
网络设计原则、网络技术选型及拓扑结构设计
接入及汇聚交换机的选择、设备安装与调试
项目验收
所分工模块步骤及要点
1.网络设计原则:
分条详细叙述符合本方案中原则的实现
2.网络技术选型及拓扑结构设计:
拓扑图绘制、拓扑结构选择、网络技术选
3.IP地址规划:
分楼层划分VLAN、详细论证为何选用A类私有地址、PacketTracer模拟实现
4.设备安装与调试:
汇聚层交换机配置DHCP服务、汇聚层与核心层配置路由协议
实现全网互通
5.项目验收标准:
分层次介绍了项目验收所需文件及标准
项目个人分工
目录
第一章绪论1
第二章现场调查分析2
第三章需求分析3
3.1安全性需求分析3
3.2网络规模分析3
3.3网络拓扑结构分析3
3.4与外网联通分析3
第四章网络设计原则4
4.1实用、好用与够用性原则4
4.2开放性原则4
4.3可靠性原则4
4.4安全性原则5
4.5先进性原则5
4.6易用性原则5
4.7可扩展性原则5
第五章实施方案7
5.1网络技术选型及拓扑结构设计7
5.1.1网络结构分析7
5.1.2网络技术设计8
5.2综合布线设计方案9
5.2.1工作区子系统设计9
5.2.2水平布线子系统10
5.2.3垂直干线子系统10
5.2.4进线间子系统11
5.2.5配线子系统12
5.2.6管理区子系统12
5.2.7建筑群子系统12
5.2.8综合布线系统的其他设计13
5.3IP地址规划13
第六章设备选型15
6.1交换机的选择15
6.2其它网络设备的选择17
第七章设备安装与调试18
7.1设备调试概述18
7.2汇聚层交换机配置与18
7.3核心层交换机的配置18
7.4测试19
第八章项目验收标准20
郑州航院学生公寓网络系统工程验收规范 20
8.1概述20
8.2验收单位 20
8.3验收相关事项20
8.4验收依据20
8.5设备验收20
8.6综合布线项目工程验收 21
8.7网络系统集成工程项目验收21
8.8说明22
第九章用户培训23
第十章总结24
第1章绪论
郑州航空工业管理学院东校区于2005年投入使用,那时学校的主体建筑有01、07教学楼,02、08实验楼,以及行政楼、学生食堂与大部分学生公寓。
我校一共有25栋宿舍楼,由于每栋楼大体构成基本一致,同时出于方便现场调查的考虑,我们选取了其中的三栋:
17,18,19三栋学生公寓。
此次项目设计面对的17、18与19号学生公寓于2012年投入使用,网络连接主要为校园网接入,要求满足学生日常的上网需求,保证网络的基本性能。
第二章现场调查分析
17号楼一共180间宿舍,楼宽1000cm,走廊宽300cm,楼高2120cm,楼长7200cm,每间宿舍宽360cm,宿舍长700cm。
每层楼中都有一个设备间,在此设备间中存放着接入层中所需的交换机。
17与18号楼相连,19号楼是独立的。
17,18宿舍楼的一层有洗衣房,宿管室,会客室。
宿管宿舍,还有一个电信设备间。
剩下的每层楼里都是如此,一层有30间宿舍,2间卫生间,一间设备间,2个楼道。
每间宿舍都是六人,每人一台电脑。
一个宿舍安置1个信息点。
大楼概况如下图2-1所示:
图2-1
第三章需求分析
郑州航院学生公寓网络主要是为在校大学生建设的。
为了保证满足学生上网需求,我们主要对环境,安全性需求,网络规模,网络拓扑结构,与外网联通,做了调查与分析。
3.1安全性需求分析
由于学生上网大多是浏览网页,聊天,看视频,打游戏等,对网络的安全性能要求并不高,所以在挑选网络设备的时候对安全性这方面的要求就可以稍微降低些。
对防火墙技术方案的要求也不用那么高,但是还是要安装一定的杀毒软件,防止一些不知病毒的恶意攻击。
3.2网络规模分析
对于整个学生宿舍网络,也就是学校各个学生宿舍楼网络的连接,由于学生对于网络的需求,每个宿舍端口的10M带宽完全满足学生上网的需求。
在宿舍中每层楼中的设备间放置2台交换机。
3.3网络拓扑结构分析
由于学校宿舍楼分布在学校东南角、西南角、还有南面,我们采用星型拓扑结构,以便于以后网络的布线。
网络的中心位置我们准备放在学校的2号教学楼中,这里是离所有宿舍楼最合理的位置。
在中心机房与每栋宿舍楼之间将安置汇聚层交换机。
3.4与外网联通分析
学生浏览的网页大部分都是外网的内容,所以我们要求与Internet联网。
但是在访问外网的时候毕竟存在着一定的风险,为了安全着想,我们准备在内网与外网之间安装一台防火墙。
第4章网络设计原则
网络信息工程建设目标关系到现在和今后的几年内用户方网络信息化水平和网上应用系统的成败。
在工程设计前对主要设计原则进行选择和平衡,并排定其在方案设计中的优先级,对网络工程设计和实施将具有指导意义。
4.1实用、好用与够用性原则
计算机与外设、服务器和网络通信等设备在技术性能逐步提升的同时,其价格却在逐年或逐季下降,不可能也没必要实现所谓“一步到位”。
所以,网络方案设计中应采用成熟可靠的技术和设备,充分体现“够用”、“好用”、“实用”建网原则,切不可用“今天”的钱,买“明、后天”才可用得上的设备。
所以在设备选取上,在技术参数满足要求的情况下,我们选取尽可能便宜的设备,以缩减用户开销。
4.2开放性原则
网络系统应采用开放的标准和技术,资源系统建设要采用国家标准,有些还要遵循国际标准(如:
财务管理系统、电子商务系统)。
其目的包括两个方面:
第一,有利于网络工程系统的后期扩充;第二,有利于与外部网络互连互通,切不可“闭门造车”形成信息化孤岛。
基于以上考虑,我们采用目前技术已相当成熟,而且已成为事实上的局域网标准的以太网技术搭建此次项目中的学生网络。
4.3可靠性原则
无论是企业还是事业,也无论网络规模大小,网络系统的可靠性是一个工程的生命线。
比如,一个网络系统中的关键设备和应用系统,偶尔出现的死锁,对于政府、教育、企业、税务、证券、金融、铁路、民航等行业产生的将是灾难性的事故。
因此,应确保网络系统很高的平均无故障时间和尽可能低的平均无故障率。
除设备选取上满足要求外,我们又采取了相关网络技术来保证网络性能,如将每个楼层划分为一个VLAN,以减少广播风暴对网络的影响等。
4.4安全性原则
网络的安全主要是指网络系统防病毒、防黑客等破坏系统、数据可用性、一致性、高效性、可信赖性及可靠性等安全问题。
为了网络系统安全,在方案设计时,应考虑用户方在网络安全方面可投入的资金,建议用户方选用网络防火墙、网络防杀毒系统等网络安全设施;网络信息中心对外的服务器要与对内的服务器隔离。
设备方面,由于学生公寓网络对网络安全方面要求并不是太高,因而仅需在整个校园网络出口处添加防火墙即可。
4.5先进性原则
网络系统应采用国际先进、主流、成熟的技术。
比如,局域网可采用千兆以太网和全交换以太网技术。
视网络规模的大小(比如网络中连接机器的台数在250台以上时),选用多层交换技术,支持多层干道传输、生成树等协议。
考虑到郑州航院实际情况,我们采用三层网络拓扑结构,以保证多种网络协议的实现,以及未来对于网络的扩充。
4.6易用性原则
网络系统的硬件设备和软件程序应易于安装、管理和维护。
各种主要网络设备,比如核心交换机、汇聚交换机、接入交换机、服务器、大功率长延时UPS等设备均要支持流行的网管系统,以方便用户管理、配置网络系统。
所以在选取交换机时,我们都采用可网管的交换机,无论二层或三层交换机,以方便对其进行配置。
4.7可扩展性原则
网络总体设计不仅要考虑到近期目标,也要为网络的进一步发展留有扩展的余地,因此要选用主流产品和技术。
若有可能,最好选用同一品牌的产品,或兼容性好的产品。
在一个系统中切不可选用技术和性能不兼容的产品。
比如,对于多层交换网络,若要选用两种品牌交换机,一定要注意他们的VLAN干道传输、生成树等协议是否兼容,是否可“无缝”连接。
这些问题解决了,可扩展性自然是“水到渠成”。
由于所采用的网络设备以及网络技术均为目前主流产品和技术,因而对于后期扩展问题,我们所设计的方案有很好的支持能力。
第五章实施方案
5.1网络技术选型及拓扑结构设计
5.1.1网络结构分析
网络结构为分层星型结构,网络分为三级:
第一级是网络中心,为中心节点。
网络中心选址在学校地域的中心建筑(02实验楼),布置了校园网的核心设备,如路由器、交换机、服务器(WWW服务器、电子邮件服务器、域名服务器等),并预留了将来与本部以外的几个园区的通信接口。
第二级是建筑群的主干结点,为二级节点。
校园网按地域设置了几条干线光缆,从网络中心辐射到几个主要建筑群,并在二级主干节点处端接。
在主干网节点上安装的交换机位于网络的第二层,它向上与网络中心的主干交换机相连,向下与各楼层的集线器相连。
学校校园网主干带宽全部为100Mbps,并考虑到向ATM或千兆以太网的升级。
第三级是建筑物楼内的HUB,为三级节点。
三级节点主要是指直接与服务器和工作站连接的局域网设备,即以太网或快速以太网二层交换机。
以交换式千兆以太网作为校园网的主干,按10M/100M交换式子网方式接入(如图)。
网络拓扑结构如下图5-1所示:
图5-1
校园网布线设计一般采用多级物理星型结构、点到点连接,任何一条线路故障均不影响其他线路的正常运行。
网络采用树型网络拓扑结构,二级交换机具有第三级交换能力,主干线路压力小,而且全部实现百兆交换入室。
三级交换机可以堆叠,能将一个主干和桌面交换机组成一个整体,提供足够的交换口,可扩展性好。
5.1.2网络技术设计
千兆以太网具有良好的兼容性和可扩展性,在ATM技术成熟时,可平滑集成到ATM网络中,作为ATM网的边缘子网。
工作组子网可选用100M交换模式。
使用户终端独占100M带宽的数据交换。
在核心交换机与工作组交换机之间,采用100Mbps传输带宽,当使用全双工时,传输带宽为200Mbps。
技术特点:
采用模块化星型拓扑结构,主干段相互独立,便于网络维护和扩充。
光纤主干采用单模光缆,有利于千兆网及今后更高速率的网络应用。
而且通过跳线的不同跳接,组网方式也十分灵活。
可以实现:
(1)点对点:
在两台计算机之间建立起高速通道。
传输速率为几十个Mbps至几百个Mbps,距离可达2km(多模)至5km(单模)。
(2)逻辑星型网络:
通过光纤网络设备,建立起星型网络拓扑结构的快速以太网或ATM网。
(3)环形网络:
用信号再生器连接光纤,形成环路,组成FDDI主干网。
楼内线缆全部采用六类非屏蔽双绞线,性价比高,施工方便,且可以达到1000Mbps的数据传输速率,并支持155/622MbpsATM。
(4)交换是在第二层进行,真正支持即插即用工作,无需人工干预。
5.2综合布线设计方案
5.2.1工作区子系统设计
工作区布线子系统由终端设备到信息插座的线缆组成,它包括连接器、连接跳线、信息插座;信息插座有墙上型、地上(防水)型、桌上型等多种;标准有:
考虑到学生宿舍线缆及终端设备由学生自行安装,故考虑工作区子系统中信息插座的设计即可:
每一个宿舍放置一个RJ-45信息插座,由于宿舍内面积较小,故将此信息插座放置于位置较为空旷的入门右手边墙的中心位置。
工作区的设计就是确定每个工作区的规模,信息点的数量、信息插座的类型与数量、适配器的类型以及工作区电源的配置。
1)工作区的规模
在宿舍楼建筑物中,工作区建筑物就是每栋楼中的宿舍,每个宿舍里设置1~2个信息点,并预留了电缆和光缆备份的信息插座模块。
2)信息插座的类型
信息插座必须具有开放性,即能兼容多种系统设备的连接要求。
在宿舍楼中,学生宿舍只需要连接计算机,所以宿舍一般配置RJ-45信息插座。
在宿舍管理员还需要连接电话机和电视机等终端设备,则需要配置RJ-11,CATV插座来满足电话机和电视机连接。
3)工作区信息插座安装的位置
考虑到信息插座要与宿舍内装修相匹配,工作区的信息插座应安装在距离地面30cm以上的位置,而且信息插座与计算机设备的距离应保持在5m范围以内。
5.2.2水平布线子系统
水平布线子系统将电缆从楼层配线架连接到各用户工作区的信息插座上,通常处于同一楼层之上,可以采用3类、5类或超五类4对屏蔽/非屏蔽双绞线;3类、5类及超五类双绞线都是由4对24-AWG的对绞铜线组成;3类线在10Mbps应用时无误码传输距离为100米、16MBPS时为50米;5类线在155Mbps时可传输80米、在100Mbps时为100米;超五类在155Mhz时传输距离可以达到100米;速率更高时可采用光纤。
为了满足高速率数据传输,数据传输选用超5类四对UTP双绞线,由于所用的数据线均采用了超5类UTP双绞线,因此对学院校园网而言,超5类UTP双绞线布线时的带宽和传输速率能满足郑州航空工业管理学院信息点要求的100M接入,超5类布线与垂直干线一起使用,为带宽应用程序提供完全的端到端布线解决方案,适用于网络的扩展及升级,成本底维护费用少。
17与18号楼相连,每层有60个宿舍,采用三台H3CS2126交换机接入,然后分别放置于楼层中指定位置,如下图5-2标注位置所示:
图5-2
对于19号楼而言由于是单独的一栋楼,每层30个宿舍,故考虑采用两层楼用三台交换机的接入方式。
交换机放于单数(或偶数)楼层拐角处即可。
考虑到维修以及日常防护方面和施工需要等方面的原因,采用走廊槽式桥架方式进行由电信间到宿舍的走线,进入宿舍内部采用墙体暗管方式,直接连接到信息暗盒。
5.2.3垂直干线子系统
垂直干线子系统指各搂层配线架与主配线架间的干缆:
可以为大对数双绞线、光缆,也可以二者混用;其主要功能是将主配线架系统和各楼层配线架连接起来。
考虑到楼层内部实际情况,在建筑物内部弱电间走楼层干线,干线布线使用点对点端接法,由进线间使用双绞线经电缆孔(井)连接每个楼层交换机。
垂直干线子系统是整个综合布线系统中非常关键的部分,干线子系统的设计包括子系统线缆类型的选择、子系统线缆的结合方式设计以及子系统的布线路由设计等内容。
1)干线子系统线缆类型的选择
根据宿舍的结构特点以及应用系统的类型,决定所选用的干线线缆类型。
在干线子系统设计时一般选择多模光纤。
2)干线子系统的结合方式
干线子系统结合方式有三种:
点对点端接、分支递减终接、电缆直接端接。
从经济和简节特性考虑,我们选择分支递减终接。
这样就可以减少干线中的主馈电缆总数。
3)干线子系统的布线路由设计
干线线缆的布线路由选择较短的安全路由。
垂直干线布线路由主要采用开放性通道和弱电间两种方法。
5.2.4进线间子系统
进线间布置为放置外部线缆进入建筑物内部所需设备及线缆。
进线间的设计一般要考虑进线间的位置,进线间的面积,入口管孔数量。
1)进线间的位置
由于宿舍网络拓扑结构规划的原因,将进线间放置于一楼,
2)进线间面积的确定
为了满足宿舍缆线的敷设路由、成端位置及数量、光缆的盘长空间和缆线的弯曲半径以及各种设备等安装所需要的空间和场地面积。
进线间的面积我们就定在6~10平方米。
3)入口管孔数量
为了满足宿舍楼之间、外部接入业务和其他业务服务商缆线接入的需求,入口管孔留2~4个的余量。
5.2.5配线子系统
由楼层配线架组成,其主要功能是将垂直干缆与各楼层水平子系统相连接,布线系统的优势和灵活性主要体现在配线架上,只要简单的跳线连接就可完成任何一个结构化布线系统的信息插座以对任何一个智能系统的连接,极大的方便了线路重新布局和网络终端的重新调整;光纤连接时,要用光纤配线箱,箱内有多个ST或SC连接器安装口;其线路弯曲设计符合62.5/125μM多模光纤的弯曲要求,光纤接头采用ST或SC型,由陶瓷、塑胶、不锈钢等材料制成,光纤藕合器可做为多模光纤与网络设备或接线装置上的连接,配线架和光纤配线箱通常设在弱电井或设备间内,用来连接其他子系统,并对它们通过跳线进行管理。
设计在每个楼层的弱点间内通过配线架连接接入层交换机与水平子系统线缆,具体数目应与交换机端口数目保持一致。
5.2.6管理区子系统
一个完整的布线系统工程应该包括:
工程设计图纸、施工记录、测试报告、使用说明等材料,对这些材料进行整理归档交由用户保存以备系统的使用和维护。
对于学院校园网而言在设计方案中,将各个楼层的信息点以前面所述布线方式连接至各个楼层的配线机柜,机柜里放置超5类24口配线架,通过配线架连接交换机与各信息点。
配线架插座正面是标准的RJ45插座,端口性能达到超五类性能的要求,屏蔽性能完全符合标准要求。
超5类系列跳线在设备间用于连接配线架到网络设备端口,在终端用于连接墙面插座到终端设备的计算机网络接口。
所有子系统中线缆应按颜色要求敷设,同时应做好标签标识,所有设备安放与后期修整应有完整文档记录。
5.2.7建筑群子系统
建筑群子系统的主要作用是连接不同楼宇之间的进线间,实现大范围建筑物之间的通信连接,并对电信公用网形成唯一的出、入端口。
它包括铜线、光纤、以及防止其它建筑的电缆的浪涌电压进入本建筑的保护设施。
在郑州航空工业管理学院校园网综合布线设计方案中学生公寓距离网络中心大部分都较远,而当计算机数据传输距离超过100米时,用光纤作为数据主干将是最佳选择,并具有大对数电缆无法比拟的高带宽和高保密性、抗干扰性。
因此各楼间的连接采用6芯多模室内光缆,支持数据信息的传输。
在校园网综合布线设计方案中将使用光纤把各新综合教学楼、教学楼、办公楼、实验楼、餐厅、学生宿舍楼互联。
并集中于校园网网络中心。
其敷设方式室内采用金属桥架,室外采用暗埋深沟填铺的方式进行。
在设计中进入主设备间的所有光纤、大对数电缆、电信电缆都采用金属桥架或钢管进行硬件保护,同时采用IDC线对保护器对铜缆予以电气保护,避免人员和设备免遭外部电压和电流的伤害。
郑州航空工业管理学院学生宿舍网络建设中建筑群子系统主要考虑学生宿舍与学校网络中心的联接,由于17、18与19号楼距离网络中心均较远,而且保证线缆的安全性,故考虑采取管道布线法铺设主干光缆线路。
1)建筑群子系统的设计要求
建筑群子系统的设计主要考虑布线路由选择、线缆选择、线缆布线方式等内容。
应该按照要求进行性设计:
环境美化要求,建筑群未来发展需要,线缆路由的选择,电缆引入要求,干线电缆、光缆交接要求,线缆的选择。
2)建筑群子系统布线方法
建筑群子系统传输线路的敷设方式有架空和地下两类。
由于在校园宿舍楼之间,考虑校园面积有限,建筑物密集,宿舍楼之间布线将采用直埋式布线。
在一栋宿舍楼将采用电缆通道布线法。
5.2.8综合布线系统的其他设计
综合布线时除了考虑那7大子系统,还有其他的系统设计需要考虑:
电气防护系统、接地系统设计。
5.3IP地址规划
考虑到每一层楼大概有6*30个用户,至少分配一个C类网段才可满足每一个用户均有一个单独的IP地址进行网络访问。
而17、18两栋楼一共有6*2=12层用户。
则仅此一处就需要12个C类地址网段,而C类私有地址(192.168.0.0-192.168.255.255)一共可用的网段也就仅有253个。
考虑到郑州航空工业管理学院仅学生公寓就有25栋,故我们不考虑采取C类私有地址进行地址划分。
对于B类私有地址(172.16.0.0-172.31.255.255)来说,将本校所有区域划分到合理的地址段来说是够用的,但考虑到扩展问题,故我们也不采用B类私有地址。
综合考虑,我们采用A类私有地址(10.0.0.0-10.255.255.255)对本校进行地址划分。
考虑到学生公寓每个楼层有两百名左右的用户,为了保证网络性能,我们对每个楼层进行VLAN划分,实际划分如下:
17号楼6楼,网段为10.1.17.0,子网掩码为255.255.255.0;而17与18号楼共用一个汇聚交换机,将这两栋楼划分地址段为10.1.16.0,子网掩码为255.255.240.0。
19号楼地址段为10.1.32.0,子网掩码为255.255.240.0。
如下图5-3所示:
图5-3
第6章设备选型
6.1交换机的选择
根据目前我校上网人数,以及布线时实际情况,选取接入层交换机应考虑以下因素:
可网管、速率达到100Mbps、端口数目不小于20。
对交换机设备选择如下表所示:
表6-1
型号
品牌
背板带宽
端口数量
VLAN
包转发速率
MAC地址表
报价(元)
S2126
H3C
9.6Gbps
25
支持符合IEEE802.1Q标准的VLAN
6.55Mpps
8K
1300
DES-1210-28
D-Link
12.8Gbps
28
支持
9.5Mpps
8K
1500
DES-3028
D-Link
12.8Gbps
28
802.1Q
静态VLAN组/动态VLAN组4K/2004K/200
GVRP
9.5Mpps
8K
2000
NSW1624
n
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 郑州 学生公寓 网络 设计 实现