计算机网络规划与设计 课程设计.docx
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计算机网络规划与设计课程设计
计算机网络规划课程设计报告
课题:
高校校园网网络规划与设计
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目录
一、概述3
二、系统需求4
三、网络系统设计5
3.1、设计方案描述5
3.2、网络拓扑图6
3.3、IP地址规划6
3.4、DHCP配置7
3.5路由器配置8
3.6、网络系统报价11
四、布线系统设计12
4.1、设计规范和要求12
4.2、布线系统的组成和器件选择原则13
4.3、布线系统设计14
4.4、设备安装与线路铺设建议15
4.5工程实施内容15
五、设计体会16
一、概述
科学技术的发展日新月异,九十年代,在计算机技术和通信技术结合下,网络技术得到了飞速的发展。
如今,不仅计算机已经和网络紧密结合,整个社会都不可能脱离网络而存在。
网络技术已经成为现代信息技术的主流,人们对网络的认识也随着网络应用的逐渐普及而迅速改变。
在不久的将来,网络必将成为和电话一样通用的工具,成为人们生活、工作、学习中必不可少的一部分。
Internet,即国际互联网,是现在网络应用的主流,从它最初在美国诞生至今已经经历了三十多年。
这个以TCP/IP协议为主体的国际互联网络已经成为覆盖全世界一百五十多个国家和地区的大型数据通信网络。
最初的Internet是由科研网络形成的,主要是由一些大学和研究所等科研教育单位连接而成,逐渐发展到今天的规模。
而进入九十年代后,由于各种商业信息进入了Internet,使得Internet得到了极大地发展,其拥有的主机数,连接的网络数以及覆盖面一直呈指数形式上升。
现在在Internet上可以提供或者获得各种各样的服务,比如通过电子邮件进行合同的起草和签订,或利用Internet直接挑选商品和购物。
Internet是一个资源的网络,其中拥有的信息资源几乎覆盖所有的领域。
Internet面向人类的社会,世界上数以亿计的人们利用它进行通信和信息共享,通过发送和接收电子邮件,或和其他人的计算机建立连接、参加各种讨论组并免费使用各种信息资源实现信息共享。
Internet也是一个服务的网络。
在Internet上,许多单位、公司和组织提供了各种各样的服务。
比如WWW(WorldWideWeb全球信息网)服务、信息查询服务等,向网络上的其他用户展示自己各方面的情况,并帮助这些用户找到需要的信息。
将来的网络在Internet基础上进一步发展,其功能、速度、适用范围等必将全面超过现有的Internet。
我国对计算机网络的建设投入了大量的人力和物力,在短短的几年中,已经从最初仅仅局限在教育科研单位的网络,迅速发展到今天遍及全国的包括教育、科研、商业、民用各个方面的数个大型网络,如Chinanet(中国邮电网)、Cernet(中国教育网)、Gbnet(金桥网络)等等。
目前在网络上提供有价值、有吸引力的信息,对一个单位或学校树立自己的形象,提高自己的知名度,以及开拓和国际上其他学校、组织的联系和往来能够起到很显著的作用。
XX大学是新成立的大学,以培养高层次人才为己任。
当今世界随着计算机、网络通信等现代科学技术的发展,人类正迈入信息时代,在XX大学建立覆盖全校,并可以与国内外著名网络互联的校园网已成为必然。
XX大学校园网对外将实现与位于内蒙古自治区教育科研网信息中心相连;对内实现与校内各部门进行通信。
XX大学校园网将为学校的科研、教学、管理提供必要的技术手段,为研究开发和培养人才建立平台,借此加快学校的发展,以此加快学校的发展,成为一个具有示范性的学校。
二、系统需求
●建立一个基于校园Intranet的信息管理和应用的网络系统,并提供相应的各种服务。
●共享网络上各种软、硬件资源,快速、稳定地传输各种信息,并提供有效的网络信息管理手段。
●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。
●能够与外界进行广域网的连接,提供、享用各种信息服务(与各级教育信息中心相连、与国内外著名站点相连……)。
●具有完善的网络安全机制。
●能够与原有的计算机局域网络和应用系统平滑地连接,调用原有各种计算机系统的信息。
为了实现上面几点,必须对大学教育本身有相当了解,并能够充分利用校园网,扩充各种网络应用,如多媒体课件系统、多媒体教学系统、网络教学系统、图书检索系统等,使其为各学科的教学和实验服务。
三、网络系统设计
3.1、设计方案描述
根据需求分析,决定把整个校园网络分为三个层次分别为:
访问层、分布层、核心层。
访问层交换机主要为终端用户提供接入点服务。
此层交换机采用的是CiscoCatalyst295024口交换机。
分布层除了负责将访问层交换机进行汇集外。
这里的分布层交换机采用的是3层CiscoCatalyst3750交换机。
核心层将各分布层交换机互连起来进行穿越园区网骨干的高速数据交换,在这里依然采用的是CiscoCatalyst3750交换机。
根据大学目前的情况和用户的要求,决定XX大学校园网一期工程的主要任务是:
将图书馆、教学大楼和教师宿舍连入校园网,构建校园网络的初步框架,为以后网络规模的进一步扩展打下坚实的基础。
由于目前校园网的主节点放置在图书馆三楼的计算机网络中心,而且宿舍的使用量不会很大,所以目前网络的拓扑结构呈星形,即以图书馆为核心,向教学大楼和教师宿舍辐射,建筑物间使用多模光纤连接。
同时,鉴于目前的主要建筑均不大(以三层至四层为主,宽度也比较适中),所以,建筑物内部也将采用星形布局,每幢建筑只需要一个设备间,统一放置设备。
由于图书馆和教学大楼可能的通讯量比较大,信息点比较多(分别为100个和150个),而教师宿舍相对通讯量较小(信息点120个),根据设计原则和网络设备选择原则,我们在图书馆放置3台CiscoCatalyst2950和1台CiscoCatalyst3750交换机,教学楼放置4台CiscoCatalyst2950和1台CiscoCatalyst3750交换机,鉴于宿舍楼的目前的信息点不是太多,但考虑以后的发展,学生个人电脑会增加,我们在宿舍楼放置1台CiscoCatalyst3750和3台CiscoCatalyst2950交换机,若以后宿舍楼的信息点增多,我们可以在目前方案的基础上增加CiscoCatalyst2950交换机的数量来解决问题。
在配置一台路由器实现三个子网间的通信。
3.2、网络拓扑图
根据以上分析做出的网络拓扑图:
图1网络拓扑图
3.3、IP地址规划
首先大概估计一下这个网络需要270台电脑(教学楼150图书馆100宿舍楼120),因此应给整个网络2的9次方个IP地址,也就是512个IP地址,但因两个不能用,因此只有510个可用。
每个区域的计算机都是一百多台,所以我们选定C类网。
接下来就是确定网络的数量和大小。
这个校园网络相对简单些,可以根据地域划分网络,将教学楼所在地划分为一个子网络,同样,宿舍楼和图书馆各拥有一个子网络,这样,整个学校网络就被划分为三个子网络,分别是教学楼子网络、图书馆子网络、宿舍楼子网络。
我们选用192.168.0.0端起始的IP。
教学楼150台机子,要分给2的8次方个IP,既256个,这样教学楼的IP范围192.168.0.0—192.168.0.255;图书馆100太机子,要分给2的7次方个IP,既128个,这样图书馆的IP范围192.168.1.0—192.168.1.127;宿舍楼有120台主机,要分给2的7次方个IP,既128个,这样宿舍楼的IP范围192.168.1.128—192.168.1.255。
表1IP划分表
子网
IP的范围
子网掩码
网关
教学楼
192.168.0.0—192.168.0.255
255.255.255.0
192.168.0.254
图书馆
192.168.1.0—192.168.1.127
255.255.255.128
192.168.1.126
宿舍楼
192.168.1.128—192.168.1.255
255.255.255.128
192.168.1.254
3.4、DHCP配置
由于该校园网络分为三个子网络,为每个子网络的CiscoCatalyst3750交换机配了个服务器,用于为每个子网络里的终端自动分配IP。
下面以教学楼子网为例说明DHCP配置步骤:
在PT中单击该服务器,在点“桌面”,“IP配置”,教学楼服务器的IP配置如下图:
图2IP配置图
在点“配置”项,在点击“DHCP”,会出现DHCP配置窗口,配置如下图所示。
单击终端电脑的图案,选“桌面”,“IP配置”,再选“动态获取IP参数”。
这样该电脑就会自动获取IP地址了。
每台终端电脑都是这样配置,这样该子网的DHCP就配置完了。
图书馆服务器和宿舍楼服务器的IP配置和DHCP配置原理和上述是一样的,不同只是IP地址,因为它们属于不同的IP段,应根据它们自己的IP段设置,碍于篇幅,这里就不介绍它俩的配置了。
图3DHCP配置窗口
3.5路由器配置
由于原来路由器的端口只能连接两个子网络,所以需在增加个“NM-2FE2W”模块,在断电的情况下添加该模块,这样这个路由器最多就可连四个子网络了。
NM-2FE2W特性:
本模块提供2个光纤介质的快速以太网接口,还提供2个广域网接口卡扩展插槽。
适合于组建远距离局域网应用,快速以太网模块支持多种多种特性和标准。
路由器的配置如下:
单击路由器,点“配置”—>>“接口”—>>“FastEthernet0/0”,点上“开启”,我们预定把该接口连接教学楼子网,所以“IP地址”应填教学楼子网的网关,子网掩码应填教学楼子网的子网掩码。
配置如下图所示:
图4路由配置图
这样路由器的教学楼子网的接口就配置完了,片刻后就会看到连接的线路的指示灯变绿了,说明配置联通了。
“FastEthernet0/1”和“FastEthernet1/0”接口分别连接图书馆子网和宿舍楼子网,配置原理如上述,只不过IP地址和子网掩码按各自情况相应配置。
详细配置如下图所示:
图5图书馆子网路由器接口配置
图6宿舍楼子网路由器接口配置
这样路由器的配置就完成了。
在点“配置”—>“保存”,保存路由器的配置。
下面我们通过ping命令来验证该校园网络配置成功与否。
PC0位于教学楼子网络中,PC4位于图书馆自网络中,我们用PC0pingPC4。
我们查看到PC4的IP为192.168.1.5。
单击PC0,点“桌面”—>“命令提示符”,在出现的窗口中输入“ping192.168.1.5”,结果如下图所示:
图7PC0pingPC4
说明配置成功了。
同样我们用PC6pingPC9,PC6和PC9分别图书馆子网和宿舍楼子网。
结果如下图所示:
图8PC6pingPC9
用同样的方法,我们在教学楼子网、图书馆子网、宿舍楼子网三者间相互的ping,会发现都能ping成功,说明这个校园网络配置成功了。
3.6、网络系统报价
为了实现这些应用,自然需要选择稳定、可靠、处理能力强大的服务器。
假定用户需要的是最基本的信息服务应用系统,我们选择IBM公司的产品:
IBMSystemx3650M服务器。
具体配置如下:
(参考ZOL网站)
表2IBMSystemx3650M服务器配置
处理器
CPU类型
XeonX5570
CPU频率(MHz)
2930
处理器描述
标配1个XeonX5570处理器
最大处理器数量
2
内存
内存类型
DDRIII
内存大小
4GB
内存插槽数量
16
最大内存容量
128GB
存储
硬盘类型
SAS/SATA
硬盘最大容量
2.4TB
内部硬盘架数
最多12个2.5英寸热插拔SAS/SATA或固态硬盘驱动器
最大热插拔硬盘数
支持热插拔
磁盘阵列卡
ServeRAID-BR10i
网络
网络控制器
集成的双千兆以太网(标配2个端口,加2个可选端口)
标准接口
Serial,1Video前面,1Video后面,2RJ-45,2USB(后面),2USB(前面)
软件系统
系统支持
参数纠错MicrosoftWindowsServer2003
RedHatEnterpriseLinux
SUSELinuxEnterpriseServer
TurboLinuxEnterpriseServer
NovellNetware和VMwareESXi3.5嵌入式虚拟机管理程序(计划于2009年2季度推出)
表3网络系统报价
设备型号
单价(人民币)
数量(个)
总价(人民币)
Cisco2950交换机
4,500
10
45,000
Cisco3750交换机
14,000
3
42,000
IBMx3650M服务器
48,000
3
144,000
CISCO3825路由器
35,000
1
35,000
合计
266,000
四、布线系统设计
4.1、设计规范和要求
图9布线系统的连接图:
其中E:
设备C:
连接点T:
终端设备
设计范围:
网管中心位于图书馆大楼的3楼,目前有宿舍、多媒体教室、图书馆大楼以及教学楼需要与中心连接成校园网,并且各楼分别需要网络布线以建设楼内局域网。
布线要求:
校园网络计算机主机房位于位于图书馆三层。
然后通过光缆分别连至校内的三幢建筑,在各建筑内部采用五类4对UTP电缆连接到设备间的配线架上。
4.2、布线系统的组成和器件选择原则
系统组成:
综合布线系统由建筑群干线系统、设备间系统、水平系统以及工作区系统组成。
器件选择原则:
SIEMON公司的布线产品具有90余年的悠久的生产历史,是目前唯一的布线产品UL免检厂家,也是唯一获ISO9001认证的(认证安装)培训项目,在综合布线产品中具有100多项专利技术。
对于办公大楼的结构化布线工程,我们向用户推荐和选用美国SIEMON公司的布线产品,SIEMON公司的布线产品支持话音、数据、图形、图像、多媒体、安全监控、传感等各种信息的传输。
(1)工作区选择原则:
全部选用五类MAX系列信息模块,性能全部超过国际标准ISOIS11801的指标。
(2)水平线缆选择原则:
美国西蒙公司认可的美国百通电缆公司的5类UTP线缆,配合西蒙公司的连结硬件产品可以支持多媒体,语音。
数据,图形图象等所有标准应用。
所有产品均获得UL认证,满足ANSI/TIA/EIA-568A及ISO/IEC11801等标准。
(3)主干线缆选择原则:
主干线缆选用美国西蒙公司认可的美国百通电缆公司6芯多模光缆,可以支持ATM或千兆以太网主干,体现了经济实用的原则。
(4)配线架选择原则:
考虑今后的校园网的发展,保证连接端口的扩充性以及先进性。
配线架具有独特的电抗平衡性,可以确保五类线缆的传输性能。
4.3、布线系统设计
工作区子系统设计:
校园内各大楼工作区信息点选择RJ45接口的单孔形式。
楼层的信息点统计如下表所示:
表4楼层的信息点统计表
楼名
房间
信息点
楼名
楼层
信息点
图书馆
1
12
宿舍
六人房
6
教
学
楼
1
20
2
4
四人房
4
2
20
3
20
单人房
1
3
20
4
10
合计
11
60
46
水平子系统设计:
信息点全部采用CAT54对UTP五类优质非屏蔽双绞线。
根据我们的工程经验,结合办公大楼的各楼层的平面图,计算出线缆的平均长度为60米。
每箱CAT54对UTP线缆长度为305米。
见下表:
表5水平线缆用量表
五类信息点
平均长度
五类UTP箱数
126
60
25
楼间建筑群系统设计:
楼间连接选用6芯多模光纤,从校园平面图可以大致估算出实际距离,部分可以利用原有的管道,其余采用架空方式或从新铺设地下管道。
表6光纤架构表
走向
距离
光纤数量(箱)
到教工宿舍
250
1
到多媒体教室
300
1
到教学楼
300
1
合计
850
3
设备间系统设计:
有两种类型的配线架,分别连接光纤和铜缆。
分布及数量如下:
表7分布表
楼名
光纤配线架
铜缆配线架
宿舍
1
1
图书馆大楼
1
2
多媒体教室
1
教学楼
1
3
合计
4
6
设备间应尽量保持室内无尘土、通风良好、室内照明不低于150Lx,载重量不小于100磅每平米。
应符合有关消防规范、配置有关消防系统。
室内应提供UPS电源配电盘以保证网络设备运行及维护的供电。
每个电源插座的容量不小于300W。
4.4、设备安装与线路铺设建议
工作区:
可选择壁型或地板型信息插座,提供标准的RJ-45接口。
水平线缆走向建议:
水平布线可采用桥架、配管及地下线槽等走线方式。
在每层配电间设一个分配线架(IDF),通过水平桥架将水平线缆由各房间的信息点引至IDF。
垂直线缆及IDF的铺放建议:
由各层配线间内的垂直干缆经配线间内的竖井,根据各信号线用途的不同,分别引至不同的MDF。
配线架放置建议:
配线架均安装在各层配线间,建议将配线架安装在19"标准机架内或配线架机柜中。
MDF在设备间内的布放位置待方案确认后随施工图一并提供。
4.5工程实施内容
布线设计:
在我方完成布线工艺配置方案,并得到贵方确认后,我方需与有关建筑设计部门合作,完成建筑的管线设计或修正。
布线施工与督导:
在布线过程中,我方除具体施工外,将实施技术性的指导和非技术的工程管理、协调。
线路测试:
工程完工后,将选用布线产品厂家认定的专用仪器对系统进行导通、接续测试,并提交测试证明报告。
系统联调:
在系统的线路测试后,选择若干站点,对外部连接网络设备进行联通测试,并提供测试报告。
工程验收:
完成上述两项测试后,双方签字认定工程验收完毕,并携同布线产品公司完成工程保证体系。
文档:
验收后,我方将以文本方式,向贵方提供系统设计与方案配置、施工记录等在内的文档。
五、设计体会
通过本次网络规划课程设计使我学到了很多新的东西,同时也发现了大量的问题,好在好多的问题都在设计过程中已经解决。
这次我发现虽然网络已经学习了很长时间,但就具体怎样规划一个网络来说还是有一定的困难,首先就得考虑对总体的子网数量,还有就是要考虑总的网络IP量,再就是每一个子网的大概数量是多少,以此对总的网络进行子网划分。
在这次课程设计中遇到了很多问题,有一些自己知道原理但不知道怎么做的,还有就是有的知识的原理不是很清楚的,通过小组成员一起讨论和同学的帮助知识也再次巩固。
其实对网络的规划是一个很有意思的问题,在此期间会考虑很多问题,同时也能锻炼一个人的逻辑和思路的严密性等等。
感谢这次课程设计给我带来这么多收获。
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