毕业设计（论文）-某校园网的组建.doc

校园网的组建校园网的组建 【摘要摘要】教育信息化是我国信息化的重要组成部分，而校园网建设是我国教育信息化的基础。随着计算机网络技术 的发展，校园网建设已取得了很大的进展。校园网已经是高校学习和生活必不可少的一部分了。本设计中主要研究了 校园网的总体的规划以及组播技术在校园网中的应用。在本设计中先通过查找相关资料了解如何完成一个校园网的设 计，并通过相关软件模拟及真机的搭建测试进行验证。在设计过程中先是对校园网进行需求的分析，然后根据设计需 求对设备进行选型以及对校园网的综合布线进行了一定的分析设计。最后，用模拟器搭建了一个校园网的总体拓扑图 进行验证，以及在实验室用真机搭建了个组播的环境对组播技术的应用进行一定的研究验证。在模拟器的仿真和实验 室的真机测试都基本上达到了本设计预期的目的。但是，在本设计中还是有挺多的技术没有在校园网及组播设计中应 用到，如果加入这些技术的应用会使校园网及组播技术的应用更加完善。通过对本课题的研究，基本上实现了本课题 预期所要达到的要求，当然本课题只对校园网设计及组播的应用进行一些简单的研究，相对于实际中的校园网的组建 来说，其功能是远远不够的。但是，通过这个课题的研究可以使我们对校园网的组建有了一定的了解，对于以后在实 际中进行校园网的组建将起到一定的作用。 【关键词关键词】校园网；组播；网络安全；局域网 目录目录 绪论1 1 校园网需求分析及设计规范 1 1.1 校园网项目背景和需求分析 1 1.2 校园网设计原则2 1.3 校园网设计目标2 2 校园网设备选型2 2.1 路由器选型2 2.2 交换机选型3 2.2.1 核心交换机、汇聚层交换机选型3 2.2.2 接入层交换机选型 3 2.3 服务器选型3 2.4 防火墙选型3 3 综合布线方案3 3.1 工作区子系统4 3.2 水平干线子系统5 3.3 管理间子系统6 3.4 垂直干线子系统6 3.5 建筑群子系统6 3.6 设备间子系统7 4 校园网详细设计方案 7 4.1 设计思路7 4.2 校园网拓扑图7 4.3 校园网 ip 地址规划8 4.3.1ip 和 vlan 设计 8 4.3.2 路由设计 8 4.4 配置代码9 4.4.1 接入层交换机配置 9 4.4.2 汇聚层交换机配置 13 4.4.3 核心层交换机配置 15 4.4.4 路由器配置 17 4.5 测试连通性17 5 组播技术在校园网中的应用 20 5.1 组播技术介绍20 5.2 组播在校园网中的应用 20 5.3 组播仿真拓扑图20 5.4 相关代码21 5.5 功能测试23 6.校园网管理与校园网安全 26 6.1 校园网管理26 6.1.1 网络计费策略 26 6.1.2 校园网管理策略 27 6.2 校园网网络安全27 总结28 致谢28 参考文献28 1 绪论 随着计算机技术的迅速发展，特别是随着网络技术的出现，标志着信息时代已经来到。 信息化浪潮不断冲击着现代社会的发展，人们开始意识到信息的重要性，许多企业和个人 纷纷建立了自己的网站。 建设校园网络，创建丰富多彩的校园网络文化对于促进教学内容、教学结构和教学模 式的改革，加快建设教育手段和管理手段的现代化有着决定性作用，尤其是对于深化基础 教育改革，提高教育质量，培养“面向现代化，面向世界，面向未来”的创新性人才更具 深远的意义。我们通过校园网络文化的建设来培养学生具备未来社会所必需的品格、能力 与思维，这是提高国民素质水平的基础步骤。 本设计对校园网组建的相关知识和技术进行了简单地学习和研究。 1 校园网需求分析及设计规范 1.1 校园网项目背景和需求分析 1.项目背景 某学校位于某市区内。校园网连接的建筑物有宿舍楼、教学楼、实验楼、图书馆、行 政楼等。信息点共有 110 个。分布如下： 教学楼：300 个信息结点； 实验楼：50 个信息结点； 宿舍楼：600 个信息结点； 行政楼：100 个信息结点； 图书馆：50 个信息结点。 网络管理中心设在图书馆一楼，以图书馆为中心，用光纤连接其他几个建筑物，构成 本校园校园网的光纤主干。 通过 ddn 专线将整个校园网接入到互联网中。开通 www、e-mail、bbs 等各种服 务。全校开通办公自动化系统、视频点播、多媒体教学系统。并为在校师生提供上网服务。 校园网的建立，可以实现全校间的资源共享，在一定程度上满足教学、科研以及平时生活 娱乐的需求。 2.需求分析 设计一个校园网，首先要分析目前面临的首要问题，确定用户对网络的真正需求，并 结合未来可能的发展要求来选择及设计合适的网络结构与技术，为用户提供满意的高质量 服务。 网络在日常的教学办公中起着相当重要的作用，校园网的运作会带来大量的动态 www 应用数据传输，会有相当一部分应用的服务器有高速接入网络的需求。这就要求网络有足 够大的主干宽带和扩展能力。 除了上述这些，还应注意建成后的校园网应能提供多个网段的划分和隔离，并且做到 灵活的改变配置。 具体需求： (1)建立一个基于校园内部网络的信息管理系统和应用网络系统，并提供相应的服务； (2)采用开放式、标准化系统结构，这样有利于功能的扩展和技术的升级。能与外界进 2 行广域网的连接，可以提供各种信息服务。 (3)网络安全机制的要求； (4)满足各个信息结点的业务处需求。 (5)满足相关的教学需求和平时生活工作需求。 1.2 校园网设计原则 1.开放性 系统设计应采用开放的技术、开放的结构、开放的系统组建和开放的用户接口，以利 于维护网络和网络的扩展升级。 2.先进性与实用性 建网时应采用先进的设计思想、网络结构和开发工具，并应考虑利用和保护现有的资 源、充分发挥设备效益。 4.经济型 在满足学校需求的前提下，选用性价比高的网络设备和服务器。 3.可靠性与安全性 在校园网设计中，应考虑到整个网络的可靠性和安全性，采用高可靠性和高安全性的 网络体系结构；还应考虑到网络设备的可靠性和安全性，可采用可带电插拔模块、配置双 电源、端口冗余等手段。 1.3 校园网设计目标 校园网建设的目标： 建成后的网络能充分利用网络上的各种各样的信息，来实现资源的共享，能为在校师 生提供丰富的多媒体教学手段，实现高质量、高效率的教学目标。 校园网应当实现以下的功能： (1)校园网站的建立 (2)访问互联网 (3)网络安全管理 (4)vod 点播 (5)计算机辅助教学 (6)电子邮件 (7)信息资源库 (8)校园管理平台 2 校园网设备选型 名称型号价格/元 路由器思科 384535500 核心层、汇聚层交换机思科 ws-c3750g-24ts-s1u23821 接入层交换机思科 ws-c2960-24tt-l4682 服务器正睿 i2496194s-h8999 防火墙思科 asa5505-ul-bun-k94800 3 2.1 路由器选型 本设计中采用 cisco3845 路由器，其基本信息如下： 2.2 交换机选型 2.2.1 核心交换机、汇聚层交换机选型 核心交换机与汇聚层交换机均选用思科 ws-c3750g-24ts-s1u 交换机。思科 ws- c3750g-24ts-s1u 交换机为三层交换机，背板带宽 32gbps、包转发率 38.7mpps。支持 vlan 功能等。基本上能满足本校园网络的需求。 2.2.2 接入层交换机选型 接入层交换机选用思科 ws-c2960-24tt-l 交换机。思科 ws-c2960-24tt-l 交换机是 一款二层交换机，交换方式为存储-转发，传输模式为全双工模式。这款交换机基本上可以 满足本校园网络的需求。 2.3 服务器选型 校园网实现 dns 服务、web 服务、ftp 服务、dhcp 服务、telnet 服务、打印服务、 mall 服务等，本设计选用正睿公司生产的双路四核机架式服务器。 2.4 防火墙选型 本设计选用思科 asa5505-ul-bun-k9 防火墙。asa5505-ul-bun-k9 防火墙最大吞 吐量为 150mbps，安全过滤带宽 100 mbps 并发连接数达 25000。支持 vpn 功能。 3 综合布线方案 综合布线是一个系统工程，其中涉及到各个方面的内容，综合布线系统的设计方案不 4 是都一样的，而是随着环境及用户要求来确定的，其基本的要点可以概括为如下几点： (1)了解建筑物、楼宇间的通信环境。 (2)尽量满足用户的通信要求。 (3)选择使用的介质。 (4)确定合适的通信网络拓扑结构。 (5)将初步的系统设计和建设费用预算告知用户。 (6)以开放式为基准，尽量与大多数厂家的产品和设备相兼容。 目前综合布线系统包括：工作区子系统、水平干线子系统、管理间子系统、垂直干线 子系统、建筑群子系统、设备间子系统。 综合布线系统常用的传输介质有同轴电缆、双绞线和光缆。 图 3-1 综合布线系统的结构 3.1 工作区子系统 工作区子系统由终端设备以及连接到信息插座的连线（或软线）组成。它包括装配软 线、连接件和连接所需的扩展软线，并且在终端设备和输入/输出之间搭接。如图 3-2 所示 图 3-2 工作区子系统示意图 本设计的校园网中一个工作区的服务面积为 6m，每个工作区配置一台个电话机和一 个计算机终端接口。每个工作区配置四个信息插座，对于难以再增加插座盒的工作区，再 安装两个分离的插座盒。 本设计中信息结点共 1100 个（教学楼 300 个信息结点，实验楼 50 个信息结点，宿舍 5 楼 600 个信息结点，行政楼 100 个信息结点，图书馆 50 个信息结点） 。在每个信息结点分 别配一个 rj45 8 针模式插座，每个插座有 4 对非屏蔽电缆单排配线。 3.2 水平干线子系统 水平子系统总是处在一个楼层，它的传输介质可以是实心、非实心的铜电缆或者是光 纤部件。水平子系统包括有 8 脚模块化插座盒光纤插座，它们是被用作工作区铜电缆或光 缆电缆的端点之间的连接。水平子系统的示意图如图 3-3 所示。 图 3-3 水平子系统示意图 本设计中水平电缆采用超五类 4 对非屏蔽双绞线。它可以在 100m 的范围内保证 155mbps 的传输速率。数据传输则选用超五类 4 对 utp 双绞线，它可以满足高速率数据传 输。超五类布线和垂直干线一起使用，可以为带宽应用程序提供完全的端到端布线解决方 案，有利于网络的扩展升级，而且成本低维护费用少。 本设计中的水平双绞线布线是从房间内的信息点引出，然后从天花板通过线槽，最后 布到相应的配线机柜内。需要注意的是线槽内不要打结，打结会影响散热。导致不必要的 损失。 3.3 管理间子系统 管理子系统是由配线间的配线硬件和输入/输出等设备组成的。管理间子系统连接水平 电缆和垂直干线，是综合布线中重要的一部分。 在本设计中，将各个楼层中的信息点通过 pvc 管槽走屋顶通向各个楼层的配线机柜上， 机柜里放置超五类配线架，对各个信息点的接头进行跳线的配置，再通过跳线架与交换机 相连接。配线设备可直接安装在 19 寸机架或者机柜上。 3.4 垂直干线子系统 垂直干线子系统是建筑物内部网络系统的中枢，该子系统把公共系统的设备互联起来， 通过它将各楼层的水平子系统联系起来。它提供建筑物干线电缆的路由。垂直干线子系统 通常是由垂直的大对数铜缆或光缆组成，它的一端接在设备机房的主配线架上，另一端通 常接在楼层接线间的各个管理分配线架上。 设计要点： (1)拓扑结构：本设计采用星型拓扑结构。主配线架作为中心节点，各楼层配线架作为 星节点，每条链路从中心节点到星节点都是与其他链路相对独立。其优点是便于维护管理， 重新配置时比较灵活，故障隔离和检察容易。 (2)垂直干线子系统设计方法：本设计中采用电缆孔方法。干线通道中所采用的电缆孔 是很短的管道，通常是用直径为 10cm 的钢性金属管做成。电缆往往是捆在钢绳上，而钢 绳又固定到墙上的金属条上。 6 (3)干线传输电缆的设计必须既满足当前速率需求，又适应今后的发展。 (4)语音和数据主干电缆应该分别用一条不同颜色的扎线带扎好，以便维护时识别。 (5)从大楼主设备间的主配线架上至楼层的分配线间各个管理分配线架的铜线缆的安装 路径要避开电磁干扰源区域，并符合 eiatia-5 69 安装的规定。 (6)干线子系统布线走向应选择干线线缆最短、最安全和最经济的路由。 3.5 建筑群子系统 建筑群子系统是将一个建筑物中的电缆延伸到建筑群另外一些建筑物中的通信设备和 装置上。 在校园式的建筑群环境中，若要把两个或两个以上的建筑物互联起来，通常要在楼与 楼之间敷设电缆。这一部分布线系统可以采用架空电缆、地下管道穿电缆或直埋电缆，或 者是这三者的任何组合。本设计中建筑物内部使用架空电缆，建筑物间采用直埋电缆。 在本设计中进入主设备间的所有光纤、大对数电缆都采用金属桥架或钢管进行必要的 硬件保护，同时采用 idc 线对保护器对铜缆进行电气保护。 3.6 设备间子系统 设备间子系统是由设备间中的跳线电缆、适配器组成，它把中央主配线架与其他设备 互联起来。设备间的位置和大小应根据进出线设备的数量规模、最佳管理等来进行综合考 虑。确定设备间位置一般应遵守下列原则： (1)应尽量靠近服务电梯，以便装运笨重设备； (2)应尽量建在建筑物平面及其网络集成系统干线综合体的中间位置； (3)应尽量远离强震动源和强噪声源； (4)应尽量避免设在建筑物的高层或地下室，以及用水设备的下层； (5)应尽量远离有还气体源以及腐蚀、易燃、易爆物； (6)设备间子系统设计的环境考虑有：湿度和照明、温度、噪声、尘埃、安全、电磁场 干扰、供电、隔断、顶棚、地面、墙面、建筑物防火与内部装修、灭火设施及火灾警报。 4 校园网详细设计方案 4.1 设计思路 本设计将校园网分为生活区（sh）、教学区（jx）、实验楼（sy）、行政楼（xz）、 图书馆（ts）、网络管理中心（wg）六个部分。结构划分为核心层、汇聚层、接入层这种 三层结构。核心层一台交换机，汇聚层六台交换机，接入层 12 台交换机，出口处设一路由。 7 4.2 校园网拓扑图 4.3 校园网 ip 地址规划 4.3.1ip 和 vlan 设计 在本设计中，vlan 的划分为每一楼层划分一个 vlan，其中 ip 地址使用 c 类地址中的 -54 表 4-3ip 和 vlan 的划分 接入层 vlanvlan ip 用户网段汇聚层接口 ip sh12 /24sh192.168.101 .1 sh23/24sh192.168.101 .1 jx14/24jx192.168.102 .1 jx25/24jx192.168.102 .1 sy16/24sy192.168.103 .1 sy27/24sy192.168.103 .1 xz18/24xz192.168.104 .1 xz29/24xz192.168.104 .1 ts110/24ts192.168.105 .1 ts211/24ts192.168.105 .1 wg112/24wg192.168.106 .1 wg213/24wg192.168.106 8 .1 4.3.2 路由设计 路由表的构成以动态路由 rip 为主，从而保证信息点的数据能够正常的发送和接收。 为了保证用户间可以相互通信并且保证 arp 安全，一个接入层交换机划分为一个 vlan，汇 聚层与核心机之间再组成一个 vlan。保证了网络内部的 arp 包隔离，同时 vlan 之间能通 过其上层实现互访。 表 4-3-2 路由设计 汇聚层交换机动态路由（network） sh（生活区） jx（教学区） sy（实验楼） xz（行政楼） ts（图书馆） wg（网络管理中心） 核心层交换机动态路由（network） sr（核心交换机） 4.4 配置代码 4.4.1 接入层交换机配置 sh1 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname sh1 sh1(config)#vlan 2 /创建 vlan 2 sh1(config-vlan)#exit 9 sh1(config)#int fa0/2 sh1(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 sh1(config-if)#switchport access vlan 2 /将 fa0/2 口划分到 vlan 2 sh1(config-if)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同配置 sh1(config-if-range)#switchport access vlan 2 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 2 sh1(config-if-range)#end sh1#conf t sh1(config)#int fa0/1 sh1(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 口 sh2 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname sh2 sh2(config)#vlan 3 /创建 vlan 3 sh2(config-vlan)#exit sh2(config)#int fa0/2 sh2(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 sh2(config-if)#switchport access vlan3 /将 fa0/2 口划分到 vlan 3 sh2(config-if)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同配置 sh2(config-if-range)#switchport access vlan 3 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 3 sh2(config-if-range)#end sh2#conf t sh2(config)#int fa0/1 sh2(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 模式 jx1 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname jx1 jx1(config)#vlan 4 /创建 vlan 4 jx1(config-vlan)#ex jx1(config)#int fa0/2 jx1(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 jx1(config-if)#switchport access vlan 4 /将 fa0/2 口划分到 vlan 4 jx1(config-if)#ex jx1(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同配置 jx1(config-if-range)#switchport mode vlan 4 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 4 jx1(config-if-range)#ex jx1(config)#int fa0/1 jx1(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 设置成 trunk 模式 jx2 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname jx2 jx2(config)#vlan 5 /创建 vlan 5 10 jx2(config-vlan)#ex jx2(config)#int fa0/2 jx2(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 设置成 access 模式 jx2(config-if)#switchport access vlan 5 /将 fa0/2 划分到 vlan 5 jx2(config-if)#ex jx2(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同配置 jx2(config-if-range)#switchport access vlan 5 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 5 jx2(config-if-range)#ex jx2(config)#int fa0/1 jx2(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 设置成 trunk 模式 sy1 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname sy1 sy1(config)#vlan 6 /创建 vlan 6 sy1(config-vlan)#ex sy1(config)#int fa0/2 sy1(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 sy1(config-if)#switchport access vlan 6 /将 fa0/2 口划分到 vlan 6 sy1(config-if)#ex sy1(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同的配置 sy1(config-if-range)#switchport access vlan 6 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 6 sy1(config-if-range)#ex sy1(config)#int fa0/1 sy1(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 模式 sy2 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname sy2 sy2(config)#vlan 7 /创建 vlan 7 sy2(config-vlan)#ex sy2(config)#int fa0/2 sy2(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 sy2(config-if)#switchport access vlan 7 /将 fa0/2 口划分到 vlan 7 sy2(config-if)#ex sy2(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同的配置 sy2(config-if-range)#switchport access vlan 7 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 7 sy2(config-if-range)#ex sy2(config)#int fa0/1 sy2(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 模式 xz1 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname xz1 11 xz1(config)#vlan 8 /创建 vlan 8 xz1(config-vlan)#ex xz1(config)#int fa0/2 xz1(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 xz1(config-if)#switchport access vlan 8 /将 fa0/2 口划分到 vlan 8 xz1(config-if)#ex xz1(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同的配置 xz1(config-if-range)#switchport access vlan 8 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 8 xz1(config-if-range)#ex xz1(config)#int fa0/1 xz1(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 模式 xz2 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname xz2 xz2(config)#vlan 9 /创建 vlan 9 xz2(config-vlan)#ex xz2(config)#int fa0/2 xz2(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 xz2(config-if)#switchport access vlan 9 /将 fa0/2 口划分到 vlan 9 xz2(config-if)#ex xz2(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同的配置 xz2(config-if-range)#switchport access vlan 9 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 9 xz2(config-if-range)#ex xz2(config)#int fa0/1 xz2(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 模式 ts1 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname ts1 ts1(config)#vlan 10 /创建 vlan 10 ts1(config-vlan)#ex ts1(config)#int fa0/2 ts1(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 ts1(config-if)#switchport access vlan 10 /将 fa0/2 口划分到 vlan 10 ts1(config-if)#ex ts1(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同的配置 ts1(config-if-range)#switchport access vlan 10 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 10 ts1(config-if-range)#ex ts1(config)#int fa0/1 ts1(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 模式 ts2 的配置： switchen switch#conf t 12 switch(config)#hostname ts2 ts2(config)#vlan 11 /创建 vlan 11 ts2(config-vlan)#ex ts2(config)#int fa0/2 ts2(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模 式 ts2(config-if)#switchport access vlan 11 /将 fa0/2 口划分到 vlan 11 ts2(config-if)#ex ts2(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同的配置 ts2(config-if-range)#switchport access vlan 11 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 11 ts2(config-if-range)#ex ts2(config)#int fa0/1 ts2(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 模式 wg1 的配置： switchen switch#conf t switch(config)#hostname wg1 wg1(config)#vlan 12 /创建 vlan 12 wg1(config-vlan)#ex wg1(config)#int fa0/2 wg1(config-if)#switchport mode access /将 fa0/2 口设置成 access 模式 wg1(config-if)#switchport access vlan 12 /将 fa0/2 口划分到 vlan 12 wg1(config-if)#ex wg1(config)#int range fa0/3-24 /对 fa0/3 到 fa0/24 口进行相同的配置 wg1(config-if-range)#switchport access vlan 12 /将 fa0/3 到 fa0/24 口划分到 vlan 12 wg1(config-if-range)#ex wg1(config)#int fa0/1 wg1(config-if)#switchport mode trunk /将 fa0/1 口设置成 trunk 模 式 wg2 的配