中小型校园局域网的组建与实现.doc

本 科 毕 业 论 文论 文 题 目 ：中小型校园局域网的组建与实现指 导 老 师 ：学 生 姓 名 ：学 号 ：院 系 ：专 业 ：电子工程写 作 批 次 ：20原 创 承 诺 书我承诺所呈交的毕业论文是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。若本论文及资料与以上承诺内容不符，本人愿意承担一切责任。 毕业论文作者签名：_ 日期： 年 月 日 摘要随着Internet的诞生,校园网的建设越来越受到各大院校的重视。本论文结合我院校园网的现状，对进一步完善校园网做出了比较可行的规划与设计。此方案以千兆网络为主干，提供对所有基于网络的应用系统的支持，提供安全的互联网接入。建成一个具有高可靠性和开放性的校园网络，提供校园内部及面向全球的 WWW服务、FTP服务、NEWS服务、E-mail电子邮件服务，实现与国际互联网的完全接轨。关键词：网络设备 互联网 网络服务 网络协议 多媒体 IAbstractAlong with Internet birth. the campus net construction more and more receives each school the value. The present paper unifies my school campus net the present situation, to further consummate the campus net to make the quite feasible plan and the design. This plan takes 1000M networks as a branch, provides to possesses based on the network application system support, provides the safe Internet to turn on. Completes to have the redundant reliability and the open campus network, provides the campus interior and face the global WWW service, the FTP service, the NEWS service, the E-mail service, realization and the internet connects rails completely. Key words：Equipment of the network, Internet Network service Network protocol MultimediaII目 录摘要 IAbstract 引言 一、校园网需求分析 1 (一)校园网应有的功能 1(二)安全与管理需求 1(三)实用与经济性 1二、校园网设计方案 2三、IP地址与静态路由配置 2 (一)平面拓扑结构 2(二)IP地址分配 3(三)静态路由配置 4四、网络设备选型 5 (一)交换机 5(二)路由器7五、布线系统设计 8 (一)硬件 8(二)屏蔽 9(二)布线方式 9六、实施结果及分析 10七、总结与展望 14参考文献 15致谢词 16中小型校园局域网的组建与实现引言随着信息技术的高速发展，教育信息化水平正成为衡量学校总体发展水平的重要因素，网络技术的应用对高校的教学手段和教育管理体系的促进作用是巨大的。1995年CERNET（中国教育和科研计算机网）建设全面启动，全国各地的高校开始建设自己的计算机校园网。校园网建设是高校建设的重要组成部分，建设高质量的局域网，才能充分发挥网络资源管理和应用的优势，进行信息交流、资源共享、科学计算和科学研究与合作。校园网络系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为院校的发展、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且，能够使教育、教学、科研三位一体，提高教育教学质量。而校园网网络建设中主要应用了网络技术中的重要分支局域网技术来建设与管理的，因此本毕业设计课题将主要以校园局域网络建设过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为校园网的建设提供理论依据和实践指导。一、校园网需求分析(一)校园网应有的基本功能1教学应用：辅助教师教学，提高教学手段经提供基本的Internet网络服务功能：如电子邮件、文件传输、远程登录、电子公告牌、域名服务等。提供图书，文献查询与检索服务，增强校图书馆信息自动化能力。全校共享软件库服务，避免重复投资，发挥最大效益。提供CAI教学和科研的便利条件。2办公管理：改善办公条件，提高工作效率提供校内各个管理机构的办公自动化：提供财务查询，报账服务。提供受存取权控制的文件、档案查询服务。提供贵重设备仪器及其它设备信息的管理服务。提供各学科专业资料数据库服务。提供学校自己的管理信息系统（MIS）。 (二)安全与管理需求网络安全对于网络系统来说是十分重要的，它直接关系到网络的正常使用。由于校园网与外部网进行互联特别是和Internet的互联，Internet是一个开放式网络系统，它的安全性是很差的。因此安全问题更加重要。应该采用一定的技术来控制网络的安全性，从内部和外部同时对网络资源的访问进行控制。当前主要的网络安全技术有，用户身份验证，VLAN划分，防火墙等技术。网络系统还应具备高度的数据安全性和保密性。(三)实用与经济性求校园网的特点决定了网络系统必需要有实用与经济性。实用性使得网络便于管理、维护，以减少网络使用人员运用网络的难度，从而降低人为操作引起的网络故障，并使更多的人掌握网络的使用。应根据学校的实际情况，由于学校的建设资金有限，所以一般都要求网络具有较高的性价比，所以在建设校园网时一定要使用性价比高的网络技术和网络设备，以节约建设资金。二、校园网设计方案主干网在整个校园网络系统中占有举足轻重的地位，它是整个网络的中枢。主干网负责学校各个局域网之间的数据传输，信息发布，资源共享，学校以后的BBS，办公自动化系统，VOD系统，远程教学系统，INTERNET接口，与其他兄弟学校的数据交换都将运行在这个网络上，因此，主干网的好坏直接影响到以后网络系统的运行效率，速度快慢,网络性能等参数。因此，建立一条高速的、多能的、可靠的、易扩展的主干网络，解决目前存在的带宽问题，和适应未来发展的需要是校园网建设中一个重要的课题。校园内各个局域网之间通信采用基于美国CISICO公司的Catalyst 5000交换机的快速交换式以太网。Catalyst 5000是能支持所有主要网络技术的模块化结构的交换机。它是为数据中心提供高密度局域网交换的理想设备。它包括一个1.2G bps的数据交换主干，最多可支持98个交换的以太网端口或50个交换的快速以太网端口。可通过交换口，原有系统可无逢地纳入整个骨干网之中。新增的系统可利用100M口，提供100M高带宽。用户可利用其内在的CISCO IOS功能，它可提供虚拟网络和多层交换的能力，组成灵活的VLAN。Catalyst 5000交换机通过FDDI端口，以DAS方式接入整个校园网FDDI。Catalyst 5000交换机还提供ATM模块接口，在未来伸级到ATM网络。三、IP地址与静态路由配置(一)平面拓扑结构如下所示：图3-1.校园网拓扑图(二)IP地址分配 如下表所示：路由器IP地址路由器名称端口号IP地址子网掩码路由器E0/0E0/实训楼F1/0E0/0E0/综合楼F1/0E0/0E0/学生宿舍F1/0E0/0E0/教师宿舍F1/0E0/0E0/教学楼F1/0E0/0E0/办公楼F1/0E0/0E0/交换机IP地址交换机名称IP地址子网掩码默认网关学生宿舍学生宿舍教师宿舍教师宿舍教室教室办公楼办公楼主机IP地址学生姓名IP地址子网掩码默认网关学生学生教师教师教室教室办公楼办公楼表3-1(三)静态路由配置如下表所示：路由器名称静态路由路由器ip route ip route ip route ip route 实训楼ip route ip route ip route 综合楼ip route ip route ip route 学生宿舍ip route ip route 教师宿舍ip route ip route 教学楼ip route ip route 办公楼ip route ip route 表3-2四、网络设备选型校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。(一)交换机固定安装的线速快速以太网桌面交换机Cisco Catalyst 2950系列，可以为局域网（LAN）提供极佳的性能和功能。这些独立的、10/100自适应交换机能够提供增强的服务质量（QoS）和组播管理特性，所有的这些都由易用、基于Web的Cisco集群管理套件（CMS）和集成Cisco IOS软件来进行管理。带有10/100/1000 BaseT上行链路的Cisco Catalyst 2950 铜线千兆位，可为中等规模的公司和企业分支机构办公室提供理想的解决方案，以使他们能够利用现有的5类铜线从快速以太网升级到更高性能的千兆位以太网主干。Catalyst 2950系列包括Catalyst 2950T-24、2950-24、2950-12和2950C-24交换机。Catalyst 2950-24交换机有24个10/100端口；2950-12有12个10/100端口；2950T-24有24个10/100端口和2个固定 10/100/1000 BaseT上行链路端口； 2950C-24有24个10/100端口和2个固定100 BaseFX上行链路端口。每个交换机占用一个机柜单元（RU），这样它们方便地配置到桌面和安装在配线间内。所以选择Catalyst 2950T-24（有24个10/100端口和2个固定 10/100/1000 BaseT上行链路端口）的交换机。图4-1 Catalyst 2950系列10/100/1000交换机Catalyst 2950T-24的规格参数如下表：交换机类快速以太网桌面交换机 传输速率10/100/1000Mbps传输模式支持全双工网络标准支持10BaseT、100BaseTX、1000BaseT端口上的网络协议局域网协议端口数量24接口介质RJ-45连接器，两对3、4或5类非屏蔽双绞线配置形式可级联交换方式存储转发背板带宽8.8指示面板各端口的状态指示LED：连接成功、失败、活动尺寸(mm)241重量(Kg) 3表4-1网上报价：图4-2.CISCO WS-C2950T-24 交换机报价(二)路由器 Cisco 2811系列路由器（如图4-3）是思科系统公司推出了一个全新的集成多业务路由器系列，它进行了专门的优化，可安全、线速地同时提供数据、话音和视频服务，重新定义了最佳大型企业和中小型企业路由。模块化Cisco 2800系列集成多业务路由器建立在思科20年的领先地位及创新技术的基础之上，智能地将数据、安全性和话音服务内嵌于单一永续系统，能快速、可扩展地提供关键任务业务应用。Cisco 2800系列的独特集成系统架构提供了最高业务灵活性和投资保护。所以选择Cisco 2811路由器，其主要特性、优势及参数如下表：图4-3. Cisco 2800系列基本规格路由器类型模块化路由器网络标准IEEE 802.3X传输速率10/100Mbps端口结构模块化最大Flash内存256MB最大DRAM内存760MB网络功能网络协议IEEE 802.3X路由器网管功能Cisco ClickStart, SNMPVPN功能支持VPNQos功能支持防火墙功能内置其他功能集成语音留言，范围广泛的话音接口，支持 SRST, 分支机构可利用集中呼叫控制, 并通过SRST冗余性为IP电话经济有效地提供本地分支机构备份。网络端口广域网接口10/100Mbps局域网接口2个10/100Mbps端口其他控制端口Console扩展插槽9个其它标准/认证UL 60950:CAN/CSA C22.2 No. 60950,IEC 60950,EN 60950-1,AS/NZS 60950电源电压100-240 VAC功耗160W机身重量6.4kg外观参数长度(mm)416.6mm宽度(mm)438.2mm高度(mm)44.5mm环境参数工作温度0 - 40工作湿度5% 95% 无凝结存储温度-20 - 65存储湿度5% 95% 无凝结表4-2 Cisco 2811路由器的参数五、布线系统设计(一)硬件国在结构化布线系统中,布线硬件主要包括:配线架、传输介质、通信插座、插座板、线槽和管道等。传输介质，主要有双绞线和光纤,在我国主要采用双绞线与光缆混合使用的方法。双绞线采用屏蔽线，光纤主要用于高质量信息传输及主干连接,按信号传送方式可分为多模光纤和单模光纤两种,线径为62.5/125微米。在水平连接上主要使用多模光纤,在垂直主干上主要使用单模光纤。 接头及插座：在每个工作区至少应有两个信息插座,一个用于语音,一个用于数据。插座的管脚组合为 :1&2、3&6、4&5、7&8。(二)屏蔽 屏蔽系统是为了保证在有干扰环境下系统的传输性能。抗干扰性能包括两个方面,即系统抵御外来电磁干扰的能力和系统本身向外发射电磁干扰的能力, ,采用通过了电磁兼容性测试标准EMC规范的线材、器材及设备，即有CCC或CQC标志。屏蔽系统的屏蔽层应该接地。在频率低于1MHz时,一点接地即可。当频率高于1MHz时,EMC认为最好在多个位置接地。通常的做法是在每隔波长十分之一的长度处接地,且接地线的长度应小于波长的十二分之一。如果接地不良(接地电阻过大、拦地电位不均衡等),就会产生电势差,这样,将构成保证屏蔽系统性能的障碍和隐患。屏蔽电缆不能决定系统的整体EMC性能。屏蔽系统的整体性取决于系统中最弱的元器件。如跳接面板、连接器信息口、设备等。因此,若屏蔽线在安装过程中出现袭缝,则构成子屏蔽系统中最危险的环节。(三)布线方式使用双绞线加光纤的混合布线方式，布线系统可分为三个设计等级：1基本型适用于综合布线系统中配置标准较低的场合，用铜芯电缆组网。基本型综合布线系统配置：(1)每个工作区(站)有一个信息插座；(2)每个工作区(站)的配线电缆为一条4对双绞线，引至楼层配线架；(3)完全采用夹接式交接硬件；(4)每个工作区(站)的干线电缆(即楼层配线架至设备间总配线架电线)至少有2对双绞线。2增强型适用于综合布线系统中中等配置标难的场合，用铜芯电缆组网。增强型综台布线系统配置：(1)每个工作区(站)有两个以上信息插座；(2)每个工作区(站)的配线电缆均为一条独立的4对双绞线，引至楼层配支架。(3)采用夹接式(110A系列)或接插式(110P系列)交接硬件；(4)每个工作区(站)的干线电缆(即楼层配线架至设备间总配线架)至少有3对双绞线。3综合型 适用于综合布线系统中配置标准较高的场合，用光缆和铜芯电缆混合组网。综合型综合布线系统配置：(1)在基本型和增强型综合布线系统的基础上增设光缆系统；(2)在每个基本型工作区的干线电缆中至少配有2对双绞线；(3)在每个增强型工作区的干线电缆中至少有3对双绞线。混合（综合）布线系统应能满足所支持的数据系统的语音、数据、图像系统等传输速率要求，并应选用相应的等级。根据校园实际需要，我们将主干网络用单模光纤，网络中心连接各建筑物用6芯多模光纤。楼内采用超5类双绞线。每个信息点配有多个RJ-45 8针模式插座。每个插座由对屏蔽线缆单独配线，可用于数据和图像等连接应用。信息点采用的标准针模式连接插座，应符合ISO8877标准和EIA/TIA568协会的机械性能和电器性能标准。综合布线系统所有设备之间连接端子、塑料绝缘的电缆或、电缆环箍应有色标。不仅各个线对是用颜色识别的，而且线束组也使用同一图表中的色标。这样有利于维护检修。六、实验结果及分析(一)路由器到与其相邻的路由器之间的连通性测试结果如下截图所示：图6-1(二)实训楼路由器到与其相邻的路由器之间的连通性测试结果 如下面截图所示：图6-2(三)综合楼路由器到与其相邻的路由器之间的连通性测试结果 如下面截图所示：图 6-3(四)学士宿舍路由器到与其相邻的路由器之间的连通性测试结果 如下面截图所示：图6-