计算机网络组网毕业设计.docx

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计算机网络组网毕业设计

毕业设计文档

题目：

某校园网设计

作者：

*********

*********

系别：

计算机班级：

****

专业：

计算机网络方向

指导教师：

**专业技术职务**

2011年4月*****

前言

某学院是一所极具现代意识、以现代化教学为特色的公办高校。

为了推进教育学信息化和现代化，学校计划在校内建立校园内部网并通过千兆位链路连接与国际互联网相连。

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。

建设校园网对每个学校来说都不是一件容易的事，校园网不只是涉及技术方面，而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成分的综合化、信息花管理系统。

因此每个校园网的设计、建设都要经过周密的论证、谨慎的决策。

摘要

该学院是一所极具现代意识、以现代化教学为特色的公办学校。

为了推进教育学信息化和现代化，学校计划在校内建立校园内部网并通过千兆位链路连接与国际互联网相连。

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，进行该学院网综合系统设计，以满足校园内计算机网络系统的需要。

对于学院来说，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。

校园网建设为全校教师、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。

学院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，使学院的信息化建设跨上了一个新台阶。

关　键　字

校园网；建设；问题；原则；优化方案；

ABSTRACT

Thecollegeisaverymodernsenseofthemodern-mediumpublicschools.Inordertopromoteinformationtechnologyandmodernizationofeducation,schoolprogramsestablishedinschoolsandthroughthecampusintranetGigabitlinkconnectionwiththeInternetconnected.

Accordingtotheschoolrequirements,wefollowthe"unifiedplanning,stresspractical,safeandreliable"principle,tothecollegenetworkintegratedsystemdesignedtomeetthecampuscomputernetworksystemneeds.FortheUniversity,becausetherewillbemoreandmoredataandinformationandmanagementplatformintothecampusnetwork,moreandmoreuserstousethecampusnetwork,campusnetworkscalabilityandreliabilitybecomeanimportantcriterionforselectionofpartners.CampusNetworkfortheschoolteachers,researchers,administrators,studentswithanadvancedcomputernetworkenvironment,andcomputersintoteaching,research,managementandlearningandotherfields;improveschoolteachingandresearch,managementandlearningenvironment,increasetheirlevelof;familiarwiththemodernworkenvironmentandtomasteradvancedteaching,research,managementandlearningtool,helpingtotrainfortheworldandthefuturehigh-levelpersonnel.Collegehasbeenfocusedonthecampusnetworkaccess,combinedwiththeDianhuajiaoshi,withmultimediaequipment,collegeinformationtechnologytostepontoanewlevel.

KEYWORDS

Campusnetwork;building;problem;principle;optimizationprogram;

第1章　

学校网络需求分析

1.1学校环境概述

早期，各高校的信息化主要集中于多媒体网络教室、公共计算机室的基础设施建设。

随着高校校园网、城域网、电子图书馆、远程教育系统、e-learning培训系统等一系列新项目和新应用在各高校的陆续启动，我国高等教育信息化建设已经进入了一个深化应用的新时期。

高校校园网在建设初期是为了满足教学科研的需要。

随着信息时代的到来，广大师生越来越不满足于只能在办公室、实验室上网，他们对在家里、在宿舍高速上网的要求越来越迫切。

当今国内高新的校园网建设开始延伸到教学楼、学生宿舍以及教师家属区。

区别于以往校园网单纯的教学区群体，当今的校园网还包括了学生宿舍区群体与教工区群体。

高校校园网的用户群体开始多元化，用户需求逐渐多样化。

尤其呈爆炸性增长的是学生宿舍区。

目前学生宿舍网建设使得学生数量急剧上升，引起接入端口骤增，网络中大量音频与视频数据的存在，势必要求保证网络传输无阻塞，高效地管理庞大的网络并降低网络管理成本也是当务之急。

学院现有在校生8000余人，教职工500余人。

学院硬件设施齐全；图书馆总藏书量达39.5万册；教学用计算机共4000余台；中心机房20余个，语音教室八个336座；多媒体教室达上百个；建有校内实验实训室79个。

为适应教育现代化和学校信息化建设的需要，学院准备全面改造整个校园网，旨在为我校师生提供一个先进、可靠、安全的计算机网络教学和科研环境，促进学校与外界的信息交流、资源共享和科研合作，支持学校的教学、科研和学校各项管理工作。

整个校园网建设覆盖范围主要包括信息网络中心以及教学楼、电子图书馆、行政楼、学生公寓楼群等等。

1.2需求分析

结合实际情况，校园网络需求主要为以下五方面：

教学楼、办公行政楼、宿舍区、图书馆、信息网络中心

1.2.1教学楼

主要为电脑机房、多媒体教室，将计算机多媒体视听引入课堂教学、声音、图像、动画的普遍采用可以大大提高教学效果。

构建校园网的主要目的就是提高教学质量，为学校的教育教学服务。

校园网将主要从以下几个方面为教学服务。

（1）建立课件（基件）、教学信息资源库，实现课件点播和辅助教学。

将教学资源库建设成为包括各科的教材、教案、试题、录像、图片等对教师备课有参考价值的多媒体素材库。

（2）利用网络技术，实现多媒体信息交换、视频点播、远程教育等功能。

（3）建立电子备课室、光盘阅览室。

电子备课室为教师提供优越的电脑制作条件，配备各种先进的备课设备，方便教师备课使用；光盘阅览室提供大量的电子读物，发挥电子媒体容量大、体积小、成本低、检索快、易于保存和复制、图文并茂等优点，使教师能够用最短的时间获取最多的信息。

1.2.2办公行政楼

办公自动化基本web综合管理信息的信息系统、提示行政、人事、学籍、后勤、财务管理、公文收发管理、教师档案管理、学生档案管理、科技档案管理等、使学校日常办公无纸化、减少办公开支提高办公效率等。

学校管理功能

校园网使学校建立完善及时的信息发布体系，在此基础上可以实现学校管理的透明化、公平公正化。

学校管理功能主要有以下几个方面。

（1）网上办公系统。

（2）教务管理系统。

（3）学生管理系统。

（4）行政办公系统。

（5）财务管理系统。

（6）后勤管理系统。

（7）图书管理系统。

1.2.3图书馆

图书馆是给师生们提供自主学习的场所，师生可以根据需要自由选择内容以及基于web的图书音像供学生随时读、并于连接Ineternet、使图书馆得到进一步拓展、使师生能够得到近乎无限的网上资源。

利用网络自主学习，可以提高学生的学习能力。

学生可以利用校园网查阅资料，扩展视野；可以利用网络相互交流、相互学习；可以在网络上建立主页，宣传自己，宣传班级；可以利用网络与教师交流，实现无纸化作业等。

1.2.4学生宿舍

学生宿舍分为A、B、C、D四大宿舍区。

宿舍区的网络构架对学校信息化工作起到了巨大的推动作用，一方面缩短了学校与外界的距离，另一方面，完善了以校园网为基础的管理信息系统，为学生提供了方便。

1.2.5信息网络中心

中心机房到汇聚层节点采用4兆光纤（多模）连接，汇聚层到接入层采用百兆的五类线（或者超五类）连接。

通常考虑，建议数据信息点的接入用交换10/100Mbps自适应以太网端口接入，以便能较经济的提供较高的带宽。

整个方案设计的目的是建设一个集数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA应用和Internet访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。

1.3校园网建设目标

建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、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、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，在网上宣传自己和获取Internet网上的教育资源。

形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统，在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境，开发各类信息库和应用系统，为学校各类人员提供充分的网络信息服务。

系统总体设计将本着总体规划、分布实施的原则，充分体现系统的技术先进性、高度的安全可靠性，同时具有良好的开放性、可扩展性、冗余性。

本着为学校着想，合理使用建设资金，使系统经济可行。

具体包括下以几个方面:

1、实现学校主要的教学、科研、管理计算机联网；

2、为教职工对外联系交流、查询、网络教学创造条件，通过网络密切与国内外的学术联系，提高学校的教学、科研水平。

为学生提供足够数量的联网微机，使他们能够接触丰富的信息资源和最新科技成果，成为适应二十一世纪需要的高科技人才；

3、完善计算机网络与信息中心建设，提供更新更全的Internet服务功能，达到高水平服务；

4、建设校行政管理信息系统，实现管理现代化，增强教育管理的科学性。

通过实现办公自动化，提高学校各级管理的效率和水平；

5、建设网络计算环境，提供集成的计算资源，为提高我校的科研水平创造条件；

6、跟踪计算机网络技术世界先进水平，在小范围内进行网络新技术研究和试研，为下一世纪校园计算机网的进一步发展奠定坚实基础。

1.4校园网络功能设计

1、内网络能够高速访问FTP服务器现在或上传文件实现资源共享功能，实现对不同类型的用户划分不同的权限,限制不同类型的用户只能访问特定的服务资源。

可以下载和上传资料文件，访问速度可以对指定的用户进行级别的划分。

2、建设Web服务器对外实现信息发布，对内实现教学教务管理。

网站发布学校新闻、通知、学校的活动等相关内容。

实现学生能够在网上进行成绩查询、网上报名、网上评教等功能；以及教师的信息查询、教学数据上传等。

3、建设邮件服务器以满足校园内部之间和内、外网这间的大量邮件传输的需求。

4、实现内网划分多个VLAN，实现校园内不同校区，不同楼宇，不同楼层的多客户接入。

5、内部实现PC间实现高速互访，同时可以访问互联网。

网络内同一IP段内的PC机可以通过网上邻居实现高速互访，传送资料文件等，解决不同楼宇，不同楼层之间通过移动存储设备传送数据费时、费力的问题。

6、内部用户的QoS管理，实现用户的分级管理功能，对用户下载和上传做相应的带宽限制。

对校园网络中的流量实现有效控制，对校园内的重要数据量可靠、稳定的传输如：

语音、视频会议等的延迟和阻塞的敏感。

第2章　

校园网设计方案及分析

2.1校园网总体设计方案

2.1.1教学楼

核心层交换机通过光纤传输介质与教学楼的汇聚交换机相连。

汇聚交换机分别连接到各楼栋的接入层交换机，通过双绞线连接到每个课室的信息面板上，具体分配如下：

教学楼A栋有5层，每层18个信息点，共90个信息点。

教学楼B栋有5层，每层24个信息点，共120个信息点，教学楼C栋有5层，每层有3个信息点，共15个信息点；教学楼D栋有5层，每层8个信息点，共40个信息点。

图2-2-1教学楼拓扑图

2.1.2办公行政楼

核心交换机通过室外光线连接到行政楼的汇聚交换机，汇聚交换机通过双绞线连接到各个行政楼办公室的信息面板上，信息面板分布情况如下：

行政楼2栋，每栋4层，每层10个信息点，共40个信息点。

办公室使用8口交换机连接到信息面板。

图2-2-2办公行政楼拓扑图

2.1.3图书馆

中心机房放置在图书馆的第五层，连接到汇聚交换机，通过双绞线连接到图书馆A、B是栋内的信息面板上。

具体分分配如下：

图书馆1楼：

18个信息点

图书馆2楼：

10个信息点

图书馆3楼：

10个信息点

图书馆4楼：

10个信息点

图书馆5楼：

10个信息点

图2-2-3图书馆拓扑图

2.1.4学生宿舍区

核心交换机通过光纤连接到学生公寓A、B、C、D区的汇聚交换机，每个区域的交换机通过光纤连接到各自的区域楼，区域楼交换机再与楼层的交换机堆叠，通过双绞线连接到宿舍的信息面板上

图2-2-4

（1）A区宿舍楼拓扑图

图2-2-4

（2）B区宿舍楼拓扑图

图2-2-4（3）C区宿舍楼拓扑图

图2-2-4（4）D区宿舍楼拓扑图

2.1.5信息网络中心

通过光纤接入，连接H3CSecPathF100-S-AC防火墙，再连接到一台“思科WS-C4503”的核心交换机和服务器群。

服务器群组服务器统一采用IBMSystemx3650M3（7945I75），一台对外Web服务器，放的是学校的官方网站；一台内网Web服务器，是学校的内部网站；一台Ftp服务器，由于FTP流量比较大，所以增加了一台IBMTotalStorageDS3400（1726-42X）Raid服务器。

核心层交换机通过光纤连接到教学楼、实训中心、图书馆、行政楼、学生公寓A、B、C、D区的汇聚层交换机。

图2-2-5信息网络中心拓扑图

2.2系统平台和应用系统

2.2.1系统平台选择

系统平台的建设主要包括：

网络操作系统、桌面平台、数据库、防火墙等的选择。

一般校园网络，服务器系统平台可以选择微软WINDOWS2003SERVER操作系统的解决方案，提供域名服务、WWW服务、FTP服务、E－mail服务等。

具有强大的网络功能和可二次开发性。

桌面操作系统比较可以选择XP和LINUX等平台。

2.2.2采用Windows2003SERVER建立FTP服务器

一般来说，用户联网的首要目的就是实现信息共享，文件传输是信息共享非常重要的一个内容之一。

在校园内部信息交流是非常频繁，所以有必要在网络中使用WINdows2003SERVER架设起一个FTP服务器。

2.3网络IP地址规划

在设计IP地址方案之前，应考虑以下几个问题:

1）是否将网络用真实地址连入Internet。

2）是否将网络划分为若干子网以方便网络管理。

3）是采用静态IP地址分配还是动态IP地址分配。

4）每个子网现在规划多少个信息点。

5）每个子网将来会增加多少个信息点。

综上所述，现将各区域IP划分如下：

2.3.1办公行政楼：

将连到教师办公室的交换机端口划分为VLAN2，将连到行政办公室的交换机端口划分为VLAN3，每台计算机手工设置静态IP地址，DNS为202.96.128.166202.96.18.86,网关192.168.1.1，子网掩码为255.255.255.0，在网络中心的路由器上设置动态NAT共享上网，公网的IP段为200.1.1.1-200.1.1.5。

行政办公室IP范围为:

192.168.1.2－192.168.1.120

教师办公室IP范围为:

192.168.1.120－192.168.1.254

2.3.2教学楼：

将VLAN4－VLAN67分别划分给每一间教室，每台计算机手工设置静态IP地址，DNS为202.96.128.166202.96.18.86,网关192.168.2.1,子网掩码为255.255.255.0，在网络中心的路由器上设置动态NAT共享上网，公网的IP段为200.1.1.6-200.1.1.10

1楼的IP范围为192.168.2.1－192.168.2.16

2楼的IP范围为192.168.2.17－192.168.2.32

3楼的IP范围为192.168.2.33－192.168.2.48

4楼的IP范围为192.168.2.49－192.168.2.64

表1：

计算机室1－6的IP划分

计算机室

服务器IP

教师机

学生机

1

10.1.1.1/24

192.168.2.59/24

10.1.1.52/24

10.1.1.2－10.1.1.51/24

2

10.1.2.1/24

192.168.2.60/24

10.1.2.52/24

10.1.2.2－10.1.1.51/24

3

10.1.3.1/24

192.168.2.61/24

10.1.3.52/24

10.1.3.2－10.1.1.51/24

4

10.1.4.1/24

192.168.2.62/24

10.1.4.52/24

10.1.4.2－10.1.1.51/24

5

10.1.5.1/24

192.168.2.63/24

10.1.5.52/24

10.1.5.2－10.1.1.51/24

6

10.1.6.1/24

192.168.2.64/24

10.1.6.52/24

10.1.6.2－10.1.1.51/24

2.3.3学生宿舍区：

将VLAN68到VLAN73分别划分给学生宿舍楼A的1－6栋，将VLAN74到VLAN79分别加划分给学生宿舍楼B的1－6栋，将VLAN80到VLAN82分别划分给学生宿舍楼C的1—3栋，将VLAN83到VLAN86分别划分给学生宿舍楼D的1－4栋，其IP地址由网络中心的将路由器设为DHCP服务器，设其IP段为172.18.2.0－172.118.255.255子网掩码为255.255.240.0自动分配给学生宿舍区。

在网络中心的路由器上设置动态NAT上网，公网的IP段为200.1.1.11-200.1.1.20。

2.3.4图书馆：

将连到电子阅览室的交换机端口划分为VLAN87，每台计算机手工设置静态IP地址，DNS为202.96.128.166202.96.18.86,网关192.168.3.1,子网掩码为255.255.255.0。

在网络中心的路由器上设置动态NAT共享上网，在网络中心的路由器上设置动态NAT共享上网，以及设置静态NAT，绑定知网公网地址。

公网的IP段为200.1.1.21-200.1.1.25。

电子阅览室的IP为192.168.3.3-192.168.3.63

将VLAN88－VLAN91分别划分给FTP、校内论坛和教学网站、学校官方网站，手动设置IP，在网络中心的路由器上设置静态NAT，绑定学校官方网站公网地址。

第3章　

组网技术及产品选择

3.1组网技术选择

在校园网校区网络的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。

选择适合校园网络需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。

目前在局域网络上应用最广泛的技术有以太网、快速以太网、FDDI、TokenRing以及最新崛起的ATM（异步传输模式）、千兆以太网等。

交换式以太网作为几年前主干网组网的主要技术，现在主要被用于工作组级组网，使网络交换到桌面工作站。

快速以太网是一种非常成熟的组网技术，造价很低，性能价格比很高，可作为资金不很充裕的中小型单位组建Intranet网的首选技术。

快速以太网技术现在被广泛用于大型企业网的二级、三级网络组网或直接连至桌面工作站。

FDDI也是一种成熟的组网技术，但技术复杂、造价高，FDDI网络难以向更先进的网络技术升级，现在用FDDI组建主干网的情况已非常少见。

ATM技术成熟而复杂，组网成本高，是多媒体应用系统的理想网络平台。

但是，网络带宽的实际利用率很低。

在选择校园校区网络技术时应该考虑如下：

长远来看如何保护现有投资。

保护现有投资的有效途径就是在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。

从目前的趋势来看，采用快速以太网技术是最适宜的。

在校园网网络的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。

选择校园网网络需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。

根据我们对校园网网络需求的分析并结合目前高速主干网络技术的特点，我公司建议采用快速以太网技术做为校园网的主干网络。

3.2网络产品选型

校区网络建设应该以应用为核心，在设计中充分考虑到教育管理和多媒体教学的要求，并且网络技术上应该具有一定的先进性，同时还要为以后的扩展留有一定的空间。

为此校园校区网络网应该能达到以下要求：

1.稳定可靠的网络

只有运行稳定的网络才是可靠的网络，而网络的可靠运行取决于诸多因素，如网络的设计，产品的可靠，而选择一个具有运营此类网络规模经验的网络合作厂商则更为重要。

要求有物理层、数据链路层和网络层的备份技术。

2.高带宽

由于校园校区网络网络应用的特殊性,它对整个网络系统的性能要求相对来说比较高。

其中，网络速率要求主要的信息点100M交换到桌面，园区网中各终端间具有快速交换功能。

为了支持数据、话音、视像多媒体的传输能力，在技术上要到达当前的国际先进水平。

要采用最先进的网络技术，以适应大量数据和多媒体信息的传输，既要满足目前的业务需求，又要充分考虑未来的发展。

为此应选用高带宽的先进技术。

3.易扩展的网络

系统要有可扩展性和可升级性。

易扩展不仅仅指设备端口的扩展，还指网络结构的易扩展性：

即只有在网络结构设计合理的情况下，新的网络节点才能方便地加入已有网络；网络协议的易扩展：

无论是选择第三层网络路由协