校园网综合实训.doc

安徽三联学院计算机工程学院成绩:课程实训报告实训名称 华阳技术学校校园网网络工程实验综合实训 学 号 姓 名 专业班级 网络工程 指导老师 日期 2016/6/15 一、预习报告1、校园网应用需求分析根据华阳技术学校校园实际情况主要应用需求分析如下： 1.1用户的应用需求所有用户可以方便地浏览和查询局域网和互联网上的学习资源，通过WWW服务、电子邮件服务、文件传输服务、远程登录等多种Internet服务实现远程学习。教师需要校园网提供Internet/Intranet、远程教学、多媒体教学应用等系统，提供一条可靠、健壮的“信息高速公路”。 1.2信息点和用户需求学校有三个校区需要实现网络建设，互联互通每个校区分别有几栋建筑需纳入局域网。根据校方要求，总的信息点将达到 2000个左右。信息节点的分布比较分散。将涉及到图书馆、实验楼、教学楼、宿舍楼、办公楼等。宿舍楼、实验楼和教学楼为信息点密集区。经过此次校园网络的建设工程，可以达到满足学生上网需求、资料查询的微机化、办公自动化、学校管理智能化等功能，同时为学校未来的网上教学、无纸化教学提供可靠的系统保证该校区现有5栋楼大概2000左右信息点要接入Internet，其中服务器8-10台，图书馆和实验楼的信息点各约200个，学生宿舍有1000个,教学楼有200个，办公楼有信息点100个。学校申请了一条千兆光纤接入互联网，同时还申请了1个C的IP地址。IP地址段：54。如图3是该校园网其中一个校区的拓扑结构图校园网总体拓扑结构图3二、实训记录（包括主要操作步骤和实训课堂讨论要点）2、 网络工程总体规划2.1设计思路 采用千兆以太网技术，具有高带宽1000Mbps 速率的主干，100Mbps 到桌面，运行目前的各种应用系统绰绰有余，还可轻松应付将来一段时间内的应用要求，且易于升级和扩展，最大限度的保护用户投资； 网络设备选型为国际知名产品，性能稳定可靠、技术先进、产品系列全及完善的服务保证； 采用支持网络管理的交换设备，足不出户即可管理配置整个网络。 可扩容的远程拨号接入/拨出，共享资源、发布信息等。应用系统及教学资源丰富； 有综合网络办公系统及各个应用管理系统，实现办公自动化，管理信息化； 有以WEB数据库为中心的综合信息平台，可进行消息发布，招生广告、形象宣传、课业辅导、教案参考展示、资料查询、邮件服务及远程教学等。2.2技术架构A建设校园网的主干网络，网络设备主干带宽采用现在通用的千兆带宽，并在此基础上实现不同类别VLAN 的划分及第三层交换；B实现校园网络的全面安全保护机制，利用Cisco交换机的第二、三层的安全特性以及主干防火墙、入侵检测系统，有效防止来自内外网络的恶意攻击；C实现针对校园用户的访问有效控制即仅当用户通过合法身份认证之后，才具备对网络的访问能力，并且由网络管理者指定其所属VLAN，可访问权限等；DInternet 出口合理、有序使用。组建的整个学校的校园网，既能将整个学校计算机都纳入整个校园网中，实现统一规划、分块工作、异地互联、整体管理，并有可为将来的应用扩展和系统的升级预留接口。可以达到各系组建自己相对独立的本地局域网，既能满足各系自己的正常的教学计算机化的要求，又能通过广域网完成与其他系或学校之间的信息交流。本校园网络设计的拓扑结构图如图3.1所示。图3.1 校园网整体拓扑结构图3、 网络工程VLAN与IP地址规划整个校园网IP地址的划分要本着合理利用IP地址资源，对于用户信息点多的学生宿舍网和图书馆、实验楼、教学楼，采用私有地址将会合理的利用IP地址资源，对于信息点较少的办公网和服务器集群则可以使用公网地址。具体地址分配及子网划分如下：VLAN序号VLAN名称IP网段默认网关说明VLAN161/2964管理VLANVLAN10TSG/24121.22.1254图书馆VLANVLAN20SYL/24121.22.2254实验楼VLANVLAN30JXL/24121.22.3254教学楼VLANVLAN40XSSSL/22121.22.3254宿舍楼VLANVLAN50BGL3/2558办公楼VLANVLAN111FWQ/27服务器VLANIP地址的划分：VLAN 111:划分给服务器群，约8台机器考虑到以后的扩充，分配32个地址，子网IP段：-30 MASK:24 gateway ；VLAN10：划分给图书馆，约200台机器，子网IP段：254 MASK: gateway 54；VLAN20: 划分给实验楼， 约200台机器，子网IP段：254 MASK: gateway 54；VLAN30: 划分给教学楼， 约200台机器，子网IP段：254 MASK: gateway 54；VLAN40: 划分给宿舍楼，约1000台机器，子网IP段：54 MASK: gateway 54；VLAN50: 划分给办公楼，约100台机器，分100个IP地址，子网IP段：3-158 MASK: 92 gateway 58；VLAN1: 划分给管理VLAN，子网IP段：61164 MASK: 48 gateway 64。4、网络工程设备选型4.1通信设备选型（1） 核心交换机Cisco Catalyst 4500系列,为中端模块化智能冗余交换机，能为客户提供冗余、增强网络控制、集成线上供电模块等功能，帮助企业和城域网用户构建高性能、可恢复、高安全和可管理的网络，从而轻松实现IP数据、视频流、电话基于互联网的商业应用的融合和控制，提高生产效率和经济效益。作为新一代Cisco Catalyst 4000系列平台，Cisco Catalyst 4500系列包括三种新型Cisco Catalyst 机箱：Cisco Catalyst 4507R（七个插槽）、Cisco Catalyst 4506（六个插槽）和Cisco Catalyst 4503（三个插槽）。Cisco Catalyst 4500系列中提供的集成式冗余可靠性增强包括11超级引擎冗余（仅限Cisco Catalyst 4507R）、集成式IP电话电源、基于软件的容错以及1+1电源冗余。硬件和软件中的集成式冗余性能够缩短停机时间，从而提高生产率、利润率和客户成功率。（2） 汇聚层交换机Cisco WS-C2918-24t,支持802.1p CoS 每个端口的4个输出队列让用户能对四种流量类型进行不同的管理 SRR调度确保为数据包流量提供不同的优先级加权队尾丢弃(WTD)能在发生中断之前, 为输入和输出队列提供避免拥塞功能严格优先级排序能确保优先级最高的分组先于所有其他流量获得服务。（3） 接入层交换机CISCO WS-CE500-24TT交换机端口类型有20个10/100端口，4个10/100以太网供电（PoE）端口。（4） 路由器DI-1750路由器为模块化设计，支持十多种网络/语音接口卡，应用组合种类丰富，实现了数据/语音/传真集成。该路由器结构精致，与其它同类产品相比，性能更高、模块类型丰富、性价比更高。DI-1750适合大中型企业的远程分支节点或中小型企业的中心接入，可以实现高速、稳定、安全、可靠的专线接入、Internet访问、拨号接入、VoIP、VPN等网络应用。4.2服务基本应用主服务器2台：装有NT操作系统，负责整个校园网的管理，教育资源管理等。其中一台服务器装有DNS服务，负责整个校园网中各个域名的解析。另一台服务器装有电子邮件系统，负责整个校园网中各个用户的邮件管理。WWW服务器1台：装有Linux操作系统，负责远程服务管理及WEB站点的管理。WEB服务器采用现在比较流行的APACHE服务器，用ASP语言进行开发，连接MYSQL数据库，形成了完整的动态网站。DHCP服务器1台：装有NT操作系统，负责整个校园网IP地址的自动分配。数据库服务器2台：其中一台提供校园网数据的存储、查询。另一台则是做为备份服务器来使用。VOD服务器1台：装有NT操作系统，为校园网提供VOD数字点播影视的需要。4.3基本配置4.3.1配置访问层交换机端口基本参数（1）端口双工配置 将1到24口全部配成全双工模式（注：用命令行interface range fateethernet 0/1-24;duplex full 不过上图是用模拟器演示，不支持int range 命令）（2）端口速度：可以设定某端口根据对端设备速度自动调整本端口速度，也可以强制将端口速度设为10Mpbs或100Mbps。在了解对端设备速度的情况下，建议手动设置端口速度。 4.3.2配置访问层交换机的访问端口访问层交换机为终端用户提供接入服务。（1）设置访问层交换机的端口1到端口10工作在访问模式。（2）设置快速端口默认情况下，交换机在刚加电启动时，每个端口都要经历生成树的四个阶段：阻塞、侦听、学习、转发。在能够转发用户的数据包之前，某个端口可能最多要等50秒钟的时间（20秒的阻塞时间15秒的侦听延迟时间15秒的学习延迟时间）对于直接接入终端工作站的端口来说，用于阻塞和侦听的时间是不必要的。为了加速交换机端口状态转化时间，可以设置将某端口设置成为快速端口（Portfast）。设置为快速端口的端口当交换机启动或端口有工作站接入时，将会直接进入转发状态，而不会经历阻塞、侦听、学习状态。将switch1的端口1到端口20设为快速端口 4.3.3接入路由器上的NAT设置将IP地址52-54划分给做NAT。1 定义NAT的内部和外部接口5、 网络综合布线系统设计5.1需求分析楼图书馆实验楼学生宿舍教学楼办公楼总计信息点200200100020010017005.2介质选型考虑其网络带宽的需求，在综合布线设计时，主干线全部采用光纤接入，光纤路由到各楼层交换机上；遵循主干线传输速率要求不低于1000M BPS，桌面10/100M BPS自适应，并考虑未来1-5年发展需要，实现从现有基础向其平滑过渡。工作区信息插座主要采用单孔/双孔RJ45信息插座。要充分考虑到办公应用的灵活性及布局重组的可能性；水平线缆采用超5类非屏蔽4对UTP线缆。数据主干采用4芯单模光纤，保证主干线传输速率不低于1000MBPS。5.3铺设所有楼内水平布线采用超5类UTP双绞线、水平干线采用4芯室外铠装光纤敷设，并达到ISO 11801光纤连接（Optic Link）的技术要求。5.4连接（1）工作区子系统及其网络设计工作区子系统，是由RJ-45跳线与信息插座所连接的设备组成。信息点由标准RJ45插座构成。信息点数量应根据工作区的实际功能及需求确定，并预留适当数量的冗余。例如：对于一个办公区内的每个办公点可配置23个信息点，此外应为此办公区配置35个专用信息点用于工作组服务器、网络打印机、传真机、视频会议等。若此办公区为商务应用则信息点的带宽为100M可满足要求；若此办公区为技术开发应用则每个信息点应为交换式100M甚至是光纤信息点。工作区的终端设备（如：电话机、传真机）选用安普公司的超五类双绞线直接与工作区内的每一个信息插座相连接，或用适配器（如ISDN终端设备）、平衡/非平衡转换器进行转换连接到信息插座上。（2）配线子系统及其网络设计配线子系统，是从工作区的信息插座开始到管理间子系统的配线架。选择配线子系统的线缆，要根据建筑物内具体信息点的类型、容量、带宽和传输速率来确定。在配线子系统中推荐采用的双绞电缆及光纤型号为: 安普公司的超五类或六类非屏蔽双绞线, TCL室内单模或多模光纤。双绞线水平布线链路中，水平电缆的最大长度为90m。若使用100UTP双绞线作为配线子系统的线缆，可根据信息点类型的不同采用不同类型的电缆。该方案选择安普公司的超五类非屏蔽双绞线缆。（3）干线子系统及其网络设计干线子系统，负责连接管理子系统到设备间子系统的子系统。干线子系统可以使用的线缆主要有：HAY三类大对数电缆；安普公司的超五类或六类双绞线；TCL室内单模或多模光纤。该方案选择安普公司的超六类双绞线缆。垂直干线子系统由连接主设备间至各楼层配线间之间的线缆构成。其功能主要是把各分层配线架与主配线架相连。用主干电缆提供楼层之间通信的通道，使整个布线系统组成一个有机的整体。垂直干线子系统Topology结构采用分层星型拓扑结构，每个楼层配线间均需采用垂直主干线缆连接到大楼主设备间。垂直主干采用25对大对数线缆时，每条25对大对数线缆对于某个楼层而言是不可再分的单位。垂直主干线缆和水平系统线缆之间的连接需要通过楼层管理间的跳线来实现。 （4）设备间子系统及其网络设计设备间子系统，由电缆、连接器和相关支撑硬件组成。采用BIX跳接式配线架，连接交换机；采用光纤终结架连接主机及网络设备。设备间的主要设备有数字程控交换机、计算机网络设备、服务器、楼宇自控设备主机等等。它们可以放在一起，也可分别设置。在较大型的综合布线中，可以将计算机设备、数字程控交换机、楼宇自控设备主机分别设置机房，把与综合布线密切相关的硬件设备放置在设备间，计算机网络设备的机房放在距离设备间不远的位置。设备间子系统是一个集中化设备区，连接系统公共设备，如局域网(LAN)、主机、建筑自动化和保安系统，及通过垂直干线子系统连接至管理子系统。 （5）管理子系统及其网络设计管理子系统，由交连、互连和I/O组成。管理是针对设备间、电信间和工作区的配线设备、缆线等设施，按-定的模式进行标识和记录的规定。跳线采用超5类非屏蔽双绞线，RJ45接头。管理间是楼层的配线间，管理子系统为其他子系统互连提供手段，它是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备。管理子系统由交连、互连和输入/输出组成，实现配线管理，为连接其它子系统提供手段。包括配线架、跳线设备及光配线架等组成设备。设计管理子系统时,必需了解线路的基本设计原理,合理配置各子系统的部件。安普公司的综合布线解决方案拥有搭配科学、管理简便的成套产品用于管理子系统。 （6）建筑群子系统及其网络设计建筑群子系统是实现建筑之间的相互连接，提供楼群之间通信设施所需的硬件。建筑群之间可以采用有线通信的手段，也可采用微波通信、无线电通信的手段。传输介质采用室外六芯多模光纤。建筑群子系统介质选择原则： 楼和楼之间在二公里以内、传输介质为室外光纤、可采用埋入地下或架空(4M以上)方式、需要避开动力线、注意光纤弯曲半径建筑群子系统施工要点：包括路由起点、终点；线缆长度、入口位置、媒介类型、所需劳动费用以及材料成本计算。建筑群子系统所在的空间还有对门窗、天花板、电源、照明、接地的要求。建筑群子系统的设计：学生宿舍、工科楼与主楼之间由于距离较远，采用单模光纤连接；主楼使用多模光纤连至教学楼、行政楼、实验楼和使用多模光纤连接图书馆和学生宿舍楼；图书馆与实验楼距离较近，采用千兆以太网连接。考虑近期学校使用、设备投资、距离超长等各种因素，采用多模光纤和单模光纤混合的方式连接，并在每个建筑物内预留了多模光纤，以备将来整个网络系统的发展。（7）进线间子系统及其网络设计进线间一个建筑物宜设置1个，一般位于地下层，外线宜从两个不同的路由引入进线间，有利于与外部管道沟通。进线间与建筑物红外线范围内的人孔或手孔采用管道或通道的方式互连。进线间因涉及因素较多，难以统-提出具体所需面积，可根据建筑物实际情况，并参照通信行业和国家的现行标准要求进行设计。6、 工程投标书制作6.1用户需求分析 网络在信息学院教学办公环境中起着至关重要的作用，校园网的运作，校园网的运作模式带来大量动态的WWW应用数据传输，会有相当一部分应用主服务器有高速接入网络的需求（目前为100、1000Mbps，今后可能会更高）。这就是需求网络有足够的竹竿宽带和扩展能力。6.2综合布线系统设计与拓扑图6.2.1设计标准该学校网络需要具有包括图书信息、学校行政办公等综合业务信息管理系统，为广大教职工、科研人员和学生提供一个在网络环境下进行教学和科研工作的先进平台。校园网覆盖整个学校校园，网络设计一般应遵循下列基本原则：可靠性和高性能、实用性和经济性、可扩展性和可升级性、安全性、保密性、易管理、易维护、灵活性、综合性。6.2.2模块化、层次化的设计