计算机网络课程设计VIP

淮 海 工 学 院 计 算 机 工 程 学 院实习报告设计名称： 计算机网络课程设计 姓 名： 学 号： 专业班级： 071 系 （ 院）： 计算机工程学院 设计时间： 2010.1.42010.1.10 设计地点： 计算机网络实验室 指导教师评语：签名： 年 月 日成绩：计算机网络课程设计报告 第 1 页，共 53 页一、设计目的计算机网络课程设计是计算机及相关专业的实践环节之一，是学习完计算机网络课程后进行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对 OSI 模型、TCP/IP 模型的各层功能和设计思想的理解，掌握组建计算机网络的基本技术，特别是网络规划，提高学生的应用能力和动手实践能力。二、设计要求以淮海工学院本部校园为背景，设计一个校园网方案。淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。现假设：办公区中各楼宇名及需要信点为：文渊楼（40） ，行政楼（30） ，图书馆（70） ，教学区中，除计算机系大楼需要 120 个信息点外，其余各系部大楼及教学楼（包括讲堂楼、机械楼、土木楼、海洋学院楼、大学生活动中心楼、教学主楼等）各需设置信息点的个数为 50，生活区中每个建筑物里每个门洞设置 1 个信息点。假设使用预留的 INTERNET 地址，试根据本部校园网的应用需求和管理需求、各建筑物的地理分布、信息点分布，设计出本部的校园网方案。方案中应明确学院网管中心的位置，确定拓扑方案，完成设备选型，注明各种设备、设施和软件的生产商、名称、型号、配置与价格，并分别给出其价格的出处（如网站等） ，基本确定方案的预算。具体要求为：（1）通过资料查阅和学习，了解园区网络规划、设计的一般方法。（2）参考和研究一些公司和高校/企业园区网的规划和建设方案，结合 计算机网络课程中所学知识，积极完成设计任务。（3）认真完成需求分析，并根据需求分析完成园区网络的总体方案设计，确定网络逻辑拓扑结构和所采用的网络技术、主要设备的性能指标，进而完成设备的选型和经费预算。（4）认真按时完成课程设计报告，课程设计报告内容包括：课程设计目的、设计任务与要求、设计说明书、设计成果和设计心得五个部分。计算机网络课程设计报告 第 2 页，共 53 页三、设计说明书计算机网络课程设计报告 第 3 页，共 53 页3.1 概述由于计算机及网络技术的不断发展，校园网用户对多媒体教学、数据安全保障、高速网络交换以及未来网络扩展等等的需求日益增长，各高校及其中小学都在筹备建设校园网，希望通过校园网的建设，增加硬件的投入，改善办学条件，提高教学、科研和管理水平，提高办学质量。校园网的建设对于学校来说是一项大的工程，必须精心设计、精心施工，做到经济适用，技术先进、开放性能良好、投资强度合理、与国内外网络互联、能长期、稳定运行的高性能的校园网络。因此建设一个满足学校现状和未来应用需求的高效网络，成为提高学校信息化应用水平和整体投资效益的关键。3.2 需求分析3.2.1 用户的应用需求用户需求决定了网络系统的特性,按照用户的要求,校园网系统应该实现以下基本功能:文件传输服务。提供公用信息交换平台。为各办公室提供宽带网络支持。提供 Web 发布信息等 Internet 的信息服务。提供日常工作的处理网络化、电子化的日常办公自动化环境。多媒体教学、远程教学, 为调控、科学决策提供有力的支持。电子档案的信息查询，提供先进和更多的服务手段, 提高效率和质量。3.2.2 通信需求广域网的通信主干采用网段间使用已铺好的光纤线路，链路成和网络层采用远程路由结构，这是由于路由技术可处理多种网络协议，管理能力强，可平衡数据流量，对其作优先级处理，易于连接多种通信介质和远程网络，能形成复杂拓扑结构网络。3.2.3 信息点和用户需求淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。现假设：办公区中各楼宇名及需要信点为：文渊楼（40） ，行政楼（30） ，图书馆（70） ，教学区中，除计算机系大楼需要 120 个信息点外，其余各系部大楼及教学楼（包括讲堂楼、机械楼、土木楼、海洋学院楼、大学生活动中心楼、教学主楼等）各需设置信息点的个数为 50，生活区中每个建筑物里每个门洞设置 1 个信息点。为了让师生简单快速地了解图书馆书目的情况，要在校园网上实现基于 WWW 的书目查询服务，以便师生可以随时随地查询书目。学校应建立独立的 WWW 服务器，在网上提供学校主页等服务，包括校情简介、学校新闻、校报（电子版） 、招生信息以及校内电话号码和电子邮件地址查询等。提供邮件服务使得师生可以自由地收发电子邮件（Email） 。每个师生都可以拥有自己的私人邮箱，计算机网络课程设计报告 第 4 页，共 53 页通过校园网上任意一台机器收发自己的信件。考虑到师生之间共享软件，校园网应提供文件传输服务（FTP） 。文件传输服务器上存放各种各样自由软件和驱动程序，师生可以根据自己需要随时下载并把它们安装在本机上。如下表:学校分区 具体位置 信息点个数文渊楼 40行政楼 30办公区图书馆 70计算机楼 120讲堂楼 50机械楼 50土木楼 50海洋学院楼 50大学生活动中心楼 50教学区教学主楼 50女生宿舍 50男生宿舍 90生活区教工宿舍 603.2.4 性能需求校园网对网络系统的性能需求，可归纳如下：先进性和成熟性网络建设设计既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。不但能反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，能保证在未来若干年内占主导地位，保证学校网络建设的领先地位。可靠性和稳定性在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及保修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。3.2.5 安全与管理需求系统必须具有高度的保密机制，灵活方便的权限设定和控制机制，以使系统具有多种手段来防备各种形式的非法侵入和机密信息的泄露。采用的系统必须具有安全、高效，开放，不易受病毒感染的优点，以保证系统可靠，安全，高效的运行。系统要对网络资源的访问提供完善的权限控制，并且具有防止及便于捕杀病毒功能，以保证网络使用安全。系统要对接入因特网的各网络用户进行权限控制。计算机网络课程设计报告 第 5 页，共 53 页3.2.6 现有网络分析目前在学校的各教学楼、图书馆、各党政领导部门都使用网络进行大量统计、分析和管理等工作。为了适应教学、科研和管理工作的需要，加强校内各部门之间的信息交流和共享，提高工作效率和水平，有必要建立一个全校范围内、有效、实用且快速的网络环境。3.3 设计原则3.3.1 实用性从保护各系原用的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发，充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。3.3.2 开放性构造一个开放的网络系统，是当前世界计算机技术发展的潮流，因此我们在整个系统的设计中采用的规范、设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑互联。3.3.3 先进性当今的计算机网络技术发展日新月异，把握不准的方向则可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，适合未来的发展，做到一次规划长期受益。3.3.4 可扩充性所选择的联网方案及设备要能适应网络规划的不断扩大的要求，以便于将来设备的扩充；要能适应信息技术不断发展的要求，平稳地向未来新技术过渡。3.3.5 可靠性系统设计除采用信誉好，质量高的设备外，还采用一系列容错、冗余技术、提高整个系统的可靠性。3.3.6 安全性安全性包括两个方面，一、网络用户级的安全性；二、数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予以考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。3.4 网络系统的方案设计3.4.1 确定网络的规模和应用范围校园网覆盖本部的办公区、教学区和生活区。办公区、教学区和生活区都应该是一个独立的网络，其中教学区的网络又应分为多个子网，比如每个系别应是一个独立子网，而各个子网间应计算机网络课程设计报告 第 6 页，共 53 页该逻辑上相联，使得各系部在日常教学和科研中可以相互传送信息。各个部门子网之间应是各子网的边界。3.4.2 确定网络的应用模式对淮海工学院的校园网这种规模较大、集成度高的网络，我建议采用 Client/Server 结构模式，即将网络结构建立在各类信息分布处理和集中管理相结合的方式上；由于将数据处理工作放在各客户机(Client) 独立处理，减轻了服务器（Server)的负担，设备的性能可得到了良好的应用，而且资源信息可以分布共享、集中管理，使得系统的可靠性、开放性不单单依赖服务器，互补性很强。这种结构灵活性好，速度快，可靠性高，是当今流行的网络系统方案。3.4.3 确定网络节点的设置与拓扑结构*注: 信息点：40 距离：400 距离：600 信息点：90 距离：50信息点：120距离：200距离：50 信息点：100 距离：300信息点：70 距离：150 距离：100距离：500 距离：300 距离：400 距离 20 信息点:40信息点：30 距离：50图 1 学校平面图以及节点设置女生宿舍群男生宿舍群机械楼教工宿舍群讲堂楼主楼海院楼三号楼图书馆 计算机楼大学生活动中心行政楼土木楼信息点：个距离：米省略处的信息点均为 50 个为 40文渊楼计算机网络课程设计报告 第 7 页，共 53 页I n t e r n e t防火墙路由器中心交换机W W W服务器F T P 服务器 电子邮件D N S 服务器办公区图书馆行政楼文渊楼生活区男生宿舍 女生宿舍教工宿舍教学区计算机系大楼主楼讲堂楼化工楼文通楼机械楼海院楼大活楼土木楼图 2 网络拓扑结构图交换式以太网具有以下优点：(1).可以提供从原有以太网的平滑过渡功能。即可以利用目前市场上的现有网卡、电缆、软件，现有的所有网络操作系统及主机系统均可得到支持。 (2).低时延特性。数据包在通过交换机时，数据得以快速的转发，从而可以避免可能的数据包延时过大或应用程序执行缓慢。 (3).交换机可以提供给每一端口独占的带宽避免了碰撞及数据包丢失的发生。 (4).可以融合原有的以太网、快速以太网、令牌网、FDDI 以及 ATM 于一体。任何一种协议如 100BaseT、100VGAnyLAN、FDDI/CDDI、TOKENING、ATM 等都可以实现交换技术。 (5).智能过滤及虚拟网络（VLAN）支持、可以防止网络无用信息的传播及支持将实际地理位置不同的用户组织在一个虚网内。3.4.4 确定网络环境和网络互连方案对于整个网络的拓扑结构为星形结构。以快速交换机为网络中心。整个网络结构采用二层结构：接入层为主交换机，访问层为各楼的交换机，用于接到桌面的计算机，对机房信息点较多可采用下一级普通的交换机访问。各主要楼节点的交换机分别用光纤与网络中心的中心交换机相连接，构成校园网千兆以太网的主干，各节点交换机至桌面采用超 5 类双绞线 100M 交换。由于计算机楼处于整个地理位置的计算机网络课程设计报告 第 8 页，共 53 页中心，布线比较容易，另外计算机楼计算机的数量相对较多、对于网络的要求相对较高，所以将网管中心设置在计算机楼是最合适的，便于专业的老师进行维护。其余各楼的交换机通过千兆光纤和网络管理中心的中心交换机相连构成千兆以太网的主干网络。各楼中交换机与桌面之间采用超 5 类双绞线 100M 交换。设置一个 WWW 服务器和一个 FTP 服务器，一个电子邮件服务器和一个 DNS 服务器。对于因特网的接入方式，可以有使用 Modem 拨号连入 Internet 或采用 DDN 专线接到特定的ISP，此校园网采用专线和电信连入 Internet。3.4.5 确定安全与管理措施系统安全性: 由于学校自身的特点，系统必须具有较高的安全保密性能，本系统应针对不同的对象、环境、防止非法侵入和机密泄露，避免灾难性事件的发生。环境安全性: 主要是网络、微机所在环境的安全性，所以在主机房的设计方面一定要在UPS 电源保障、通风设备、消防设备、烟火预警、监控等方面要考虑周全，按照国家标准进行设计，避免灾难性事件的发生。设备安全性: 所选用的网络设备,服务器、微机设备，其质量必须稳定可靠、服务过硬，并能通过美国 FCC CLASS B 级标准，尽可能地减少电磁泄漏量，以保证数据和人体的安全性。应用系统设计安全性: 所选的网络操作系统、数据库开发平台工具必须能够提供多级安全机制，如多级口令、备份、数据恢复等。主要采取的手段:(1).认同用户和鉴别，确认用户的真实身份，防止非法用户进入系统。 (2).存取控制，当用户已注册登录后，核对用户权限，根据用户对该项资源被授予的权限对其进行存取控制。 (3).审计，系统能记录用户所进行的操作及其相关数据，能记录操作结果，能判断违反安全的事件是否发生，如果发生则能记录备查。 3.4.6 计算机系统设计网络系统不能够一经实现即落后，应当至少处于现今先进水平，只有这样才能在计算机技术迅速发展的今天不落伍，不会在竞争激烈的今天，因计算机技术的不足而影响工作的进行开展。应至少保持系统具备几年的领先性。在一个校园网中，一方面要为拥护提供传统的 Internet 服务，另一方面又要为拥护提供各种资源服务和各种管理服务。因此，在一个校园网的中一般应配置多个服务器，主要有以下几种：文件传输服务器、邮件服务器、Web 服务器、DNS 域名解析服务器。还有需要的设备包括：服务器：服务器是网络上一种客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机。工作站：校园网中，工作站是一台客户机，即网络服务的一个用户。网络互连设备: 计算机网络课程设计报告 第 9 页，共 53 页(1).交换机：交换机的外形与集线器很接近，也是一个多端口的连接设备。学校网络中心的核心交换机往往还具有路由功能。(2).路由器：路由器是连接多个网络的网络设备，它能将不同网络之间的数据信息进行“翻译” ，以使他们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。(3).防火墙：是指一种将内部网和公众访问网分开的硬件或软件技术。常用的网络传输媒质(1).双绞线：是由两根相互绝缘的铜导线按照一定的规格相互缠绕而成的网络传输介质。主要采用的是(2).光纤：光纤是以光脉冲的形式来传输信号，材质以有机玻璃为主的网络传输介质。主要采用的是3.4.7 软件与协议设计软件设计：本校园网的网络操作系统以 Microsoft Windows 2003 为主，它是发展速度最快的集成了 Web应用的网络操作系统。具有界面友好、系统强壮、稳定可靠、与桌面主流操作系统相容性好等优点。并拥有大量的服务器端软件，是 Intranet 网络中最佳的网络操作系统平台。数据库系统：Oracle 数据库标准版比较适合校园网使用，Ora