校园网课程设计.doc

课程设计说明书 NO.14小型网络设计1.课程设计的目的通过对网络的具体规划和组建，掌握网络互连设备的使用及工作原理；掌握IP地址的配置及数据传输过程和路由的选择。（1）增加对计算机网络软、硬件组成的感性认识初步学会典型局域网络的操作、使用技能；（2）加深理解网络分层结构概念尤其是对会话层、表示层、应用层等高层协议软件的通信功能、实现方法，掌握网络互连设备的使用及工作原理，掌握IP地址的配置；（3）步掌握局域网的设计技术和技巧培养开发网络应用的独立工作能力。2.设计方案论证2.1需求分析随着社会信息化程度的不断深入，现在的学校都在积极开展计算机学科的教育。很多学校的内部搭建了不同规模的校园网，与企业、网吧等环境的网络不同，校园网是针对学校内部的计算机网络，需要为学校提供资源共享、信息交流和协同工作等主要功能。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。2.2校园网的功能（1）信息资源共享和交流通过组建一个覆盖校园的局域网，将学校内部的资源进行有效的整合，实现信息资源的共享和交流。通过校园的宿舍网络查询到学校的共享资源、通过网络进行学生的数据库查询和处理学生的成绩等。（2）学校信息管理系统自动化校园网可以为学校的信息管理系统提供有效的网络支持，通过学校信息管理系统可以进行人事管理等常规化管理，还可以进行综合查询及办公自动化系统等。通过组建校园网络，可以实现全校管理的自动化，而且可以与其他系统互连，提高学校的管理水平。（3）计算机辅助教学现在学校的网络多媒体教室可以实现各种基于网络的电子教学，随着多媒体技术的发展，语音教学，电子视听教学等也在不断普及。学校的校园网中还可以通过论坛等形式帮助学生和老师进行沟通和交流；通过电子题库帮助学生学习。（4）方便图书资料检索和借阅通过图书检索系统和建立电子图书馆，可以在校园网上实现远程计算机图书检索和借阅，这样不仅能做到资料的共享，而且简化了图书借阅的手续，提高图书利用率和图书的管理工作效率。（5）电子邮件系统通过学校的电子邮件系统，可以让学校与国内外的很多其他机构建立广泛和快捷的联系，快速获得各种信息。学校不仅将此项服务提供给老师，也为广大的学生提供便捷的联系方式。（6）提供各种校园网络服务通过在校园网上架设WWW服务器，可以让学生和教师更加快捷的获取学校的最新消息。也可以架设FTP服务器共享学校的学习资源。学生不仅可以从中获取有用的资料，也可以将自己的资料上传给其他用户分享使用。2.3校园组网的原则（1）保证校园网的性能符合学校的实际需求。校园网上传输的信息往往很大，各类音频和视频的数据流需要校园网提供足够的网络带宽，而且校园内的信息点数目很多，也很密集。要求校园网的传输介质提供较高的数据通信能力和较大的带宽，为了能及时处理网络上传送的数据，校园网的干线要求会更高。（2）保证技术的先进性校园组网技术的选择非常重要，虽然有很多网络技术都能够提供学校组网的需求，但是要保证建成后的网络在较长的时期内具有良好的可用性和先进性，以便节省再次升级的投资。（3）具有良好的可靠性校园网的设计要求具有高可靠性，小园网的拓扑结构和网络设备应当提供一定的冗余，为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，还要避免网络中的单点失败。校园网可以通过不同的方式接入到Internet，当一条链路出现故障时，另外的链路可以继续为师生服务。网络中的服务器和重要设备在发生故障时应在最短时间内恢复，把故障对校园网的影响减到最小。（4）校园网要保证足够的安全性校园网需要为教师、学生及校外的人员提供服务，在校园网中必须采用一定的手段控制网络的安全性，保证网络的正常运行。例如采用防火墙保护校园网中的资源免受外部用户的侵害。（5）良好的可扩充性随着校园网的规模不断扩大，要求网络可以方便的进行扩充，以便支持更多的网络用户；另外，随着网络技术的不断发展，校园网必须能够平滑的进行升级，这样才能保证学校的投资具有长期性的效益。（6）方便管理员的管理校园网中的计算机数量众多，在一定程度上会增加网络管理员的负担。所以，网络中必须支持强有力的网络管理软件。通过有效的网络管理可以更方便的维护网络设备和各类服务器，在某些情况下还要支持对Internet访问的计费管理等。2.4校园网的技术（1）校园网的结构因为该校园网的范围不大，所以选择星型的拓扑结构来实现校园网的组建方案。星型结构的校园网比总线型的网络具有更高的可靠性，网络中的任何一个节点都是直接和网络中心的交换机连接，因此单个节点的故障不会影响到其他节点，因此故障比较容易检测和隔离，而且网络的扩充也十分方便，用户只需要将自己的计算机连接到这个交换机上即可。（2）校园网的联网技术在校园网的干路上往往需要更大的宽带和更高的传输速度，所以选择千兆以太网技术作为该校园网的联网技术。可使用光纤、同轴电缆和双绞线作为传输介质。千兆以太网技术可以满足数据1000Mb/s的传输要求，它采用了与10Mb/s和100Mb/s以太网技术中同样的数据帧格式，也采用了CSMA/CD介质访问控制机制，因此它可以在原有的以太网基础上进行平滑网络升级，从而最大限度的保护了用户投资。（3）校园网的硬件选择网卡10Mb/s/100Mb/s自适应网卡不仅能够保证原来10Mb/s网络的兼容性，而且在100Mb/s的网络环境中也有很好的表现能够满足数据传输的要求。服务器由于校园网中的用户通常比较多，对服务器的访问量也会很大，应购置专用的服务器，专用的服务器比普通的台式机具有更高的可靠性，有些借助磁盘镜像、磁盘双工等技术加强服务器的容错性。如果没有专用的服务器就需要选择配置较高的PC机，一般这样的PC机会需要更多的内存和更大的空间。校园网中的工作站可以选择普通的配置，普通的PIII或者PIV处理器的计算机即可。传输介质采用普通的5类非屏蔽双绞线，这种网线的可靠性好，价钱便宜。在非主干线路上使用的很多。在校园网的主干线上，为了保证数据的传输可以采用光纤作为传输介质。交换机企业级交换机通常来实现校园骨干网的连接，这类交换机通常会采用模块化的设计，它能够更快的转发大量的信息，同时还具有硬件的冗余和软件可伸缩性的特点，这类产品一般放置在校园网络的中心。如果校园网的规模不大，可以选择部门级的交换机，这类交换机可以具有固定配置的，也可以是模块配置的。（4）综合布线综合布线可以实现建筑物内或不同建筑物之间的信号传输。是一种模块化、灵活性极高的建筑物内或建筑物之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其他管理系统彼此连接，也能使这些设备与外部相连接。综合布线被划分为6个小的子系统，它们是工作区子系统、水平干线子系统、垂直干线子系统、管理间子系统、设备间子系统、楼宇（建筑群）子系统。2.5具体设计（1）终端用户包括：1号楼有48个校园网普通用户；2号楼有1个包含24个多媒体用户的阅览室；3号楼有1个包含48个用户的多媒体教室（性能要求高于电子阅览室）；4号楼是网络中心。（2）支持远程教育，可以接入互连网，具有广域网访问的安全机制和网络管理功能。（3）各楼之间的距离为500米。2.6组网设备的配置过程2.6.1组网主要使用的设备及相关设备的个数 图1 设备图路由器： Generic 1个 2621XM 3个交换机： 2950-24 4个终端设备： 若干服务器： 一个线缆： 若干各个楼中pc机的IP及网关设置表表1 IP及网关设置表楼号 IP Ip地址网关子网掩码1号楼492号楼263号楼494号楼5其中：一号楼pc0pc1代表一号楼的48个终端设备二号楼pc2pc3代表二号楼的24个终端设备三号楼pc6pc7代表三号楼的48个终端设备四号楼网络中心配备一台服务器，其他设备可以通过连接交换机进行扩展。2.6.2网络的拓扑结构图图2 网络拓扑结构图2.6.3路由器的设置1号楼ROUTER1的配置命令：Fa0/0: RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#no shutdown%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to upRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip address Router(config-if)#exitFa1/0:RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/1Router(config-if)#no shutdown%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/1Router(config-if)#ip address Router(config-if)#exit静态路由配置Router(config)#ip route Router(config)#ip route Router(config)#ip route 2号楼ROUTER5的配置命令：Fa0/0: RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#no shutdown%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to upRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip address Router(config-if)#exitFa1/0: RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/1Router(config-if)#no shutdown%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/1Router(config-if)#ip address Router(config-if)#exit静态路由配置Router(config)#ip route Router(config)#ip route Router(config)#ip route 3号楼ROUTER6的配置命令：Fa0/0: RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#no shutdown%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to upRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip address Router(config-if)#exitFa1/0:RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/1Router(config-if)#no shutdown%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upRouter(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/1Router(config-if)#ip address Router(config-if)#Router(config-if)#exit静态路由配置Router(config)#ip route Router(config)#ip route Router(config)#ip route 4网路中心ROUTER0的配置命令：Fa0/0: RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#no shutdown%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to upRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip address Router(config-if)#exitS2/0:RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface Serial2/0Router(config-if)#no shutdown%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0, changed state to upRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial2/0Router(conf