课程设计中小型网络的规划和设计.docx

湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 计算机与通信 学院（系、部） 2013 2014 学年第 1 学期 课程名称 网络工程与系统集成课程设计 指导教师 饶居华 职称 讲师 学生姓名 专业班级 学号 题 目 拥有200个机位的网吧的规划设计 成 绩 起止日期 2013年 12月 21 日 2013 年 12 月 25日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书13456湖南工业大学课程设计任务书2013 2014 学年第 1 学期 计算机与通信 学院（系、部） 网络工程 专业 1101 班级课程名称： 网络工程与系统集成课程设计 设计题目： 中小型网络的规划和设计 完成期限：自 2013 年 12 月 21 日至 2013 年 12 月 25 日共 1 周内容及任务内容：网络工程与系统集成课程设计课程是计算机网络工程专业的一门专业实践课，其主要内容是规划和设计一个中小型网络，课程设计所涉及的工作过程主要包括网络工程招标文件的写作、网络工程标书的写作、网络方案的设计、网络方案的推广、网络方案的实现。通过本课程设计，使学生全面了解和掌握网络工程规划和设计的方法，了解计算机网络工程规划与设计的一般过程，具体包括在自顶向下的网络设计方法中需求分析、逻辑设计、物理设计、优化测试及文档编写，从而可以完成一些类似于校园网或者中小型企业的网络的规划和设计，形成一个详细的设计方案。要求根据对中小型网络分析，设计与构建的基本技术，基本原理，并且最后形成一个详细的网络规划与设计的文档。从而提高学生网络工程的应用能力，使学生可以提高学生分析问题和解决问题的能力和团队协作的能力。任务：1、 网络的需求分析2、 网络的设计3、 网络的实现4、 书写课程设计说明书进度安排起止日期工作内容2013.12.21实训准备、确定分组、选题、制定实训计划2013.12.22上午调查研究，规划背景问题描述，计算机网络规划需求分析2013.12.22下午网络设计2013.12.23网络实现2013.12.24书写课程设计说明书2013.12.25课程设计检查主要参考资料1. 石炎生，郭观七 主编. 计算机网络工程实用教程（第2版）.电子工业出版社. 2011.032. 吴学毅.编 计算机网络规划与设计. 机械工业出版社 2009.043. 课程设计指导书指导教师（签字）： 2013年12月 18 日系（教研室）主任（签字）： 2013年12 月19 日设计说明书拥有200个机位的网吧的规划设计起止日期： 2013 年 12 月 21日 至 2013 年 12 月 25 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)计算机与通信学院2013年 12 月20日摘要从20世纪90年代初迅速发展起来的internet，已经飞速改变了人们的生活方式和工作计算机网络已深入到我们的学习，生活，工作的各个方面。人们都被其丰富无穷的 网络资源深深地吸引。对于任何人来说计算机技术都是必须要掌握的一门技术，但是许多人没有能力或条件购置上网所需的微机与线路，比如学生，流动人口以及一些收入比较低的人。为了满足浙西人群的上网需求，网吧应运而生，就我国百姓目前的收入情况分析，投资网吧是一大商机。本次课程设计是规划设计一个拥有个机位的网吧，在设计过程中保证以下原则：先进性，可扩充性，可靠性，经济性，实用性等特性。设计内容包括结构选型（拓扑结构），internet接入，硬件选择，传输速度，用户接口（客户机，操作系统，应用软件，协议），管理能力（技术，安全），投资费用（软件，硬件，安装，布线，培训，维护等），成本回收等。局域网设置，服务器配置，安装监控，设备损坏及维护，服务管理人员，未成年人上网，安全设计，管理设计，工程预算，交换机要求等内容的的考虑。第 2 页目 录摘要1一课程设计的目的与意义31、能力目标32、知识目标33、素质目标34、其他目标4二需求分析51、逻辑设计62. internet接入6三 方案设计81. 网络拓扑图与ip的规划82. 网络配置92. 硬件选择133. 传输介质164. 综合布线165. 网吧管理软件166. 成本预算167.方案的优势16五心得体会17参考文献18一课程设计的目的与意义网络工程与系统集成课程设计课程是计算机网络工程专业的一门专业实践课，其主要内容是规划和设计一个中小型网络，课程设计所涉及的工作过程主要包括网络工程招标文件的写作、网络工程标书的写作、网络方案的设计、网络方案的推广、网络方案的实现。通过本课程设计，使学生全面了解和掌握网络工程规划和设计的方法，了解计算机网络工程规划与设计的一般过程，具体包括在自顶向下的网络设计方法中需求分析、逻辑设计、物理设计、优化测试及文档编写，从而可以完成一些类似于校园网或者中小型企业的网络的规划和设计，形成一个详细的设计方案。要求根据对中小型网络分析，设计与构建的基本技术，基本原理，并且最后形成一个详细的网络规划与设计的文档。从而提高学生网络工程的应用能力，使学生可以提高学生分析问题和解决问题的能力和团队协作的能力。课程的目标设计主要是下面几个方面：1、能力目标（1）能理解并熟悉常见中小型企业的网络系统集成方案；（2）能独立完成中小型网络设计前需求分析方案的设计，并正确分析需求分析结果；（3）能根据需求分析结构，独立完成中小型网络的设计方案；（4）能根据中小型网络设计方案，独立完成方案的组网与实施； （5）能根据项目需求，依据国家相关规定，协助完成网络标书的写作；2、知识目标（1）掌握网络规划需求分析的方法与技巧；（2）掌握逻辑网络设计的方法；（3）掌握物理网络设计的方法； （4）理解网络标书的格式及书写方法； （5）知道网络招标的流程；（6）掌握常见网络系统集成实施中的关键技术。3、素质目标(1)培养良好的逻辑表达和沟通能力。(2)培养良好的文案能力； (3)培养团队协作意识；4、其他目标(1)成本与利润的意识；(2)网络安全防范的意识；(3)网络冗余及可靠性保障的意识；(2)独立分析和解决问题的能力二需求分析对网络进行规划设计时，一般从以下几个方面进行。1、 需求分析选择一家中小规模的网络， 首先要选择一家中小规模的网络，通过实地调查等形式了解企业的组织结构、网络建设的背景，明确网络需求和网络性能的评价标准。具体地，包括网络建设的目的与原则、投资规模、现有网络的问题与不足等；网络系统中所包含的信息点的数量、分布及信息流量、应用程序的类型及对qos的要求、是否需要提供广域网接入和网络安全上的考虑因素等。（1）用户需求目前办公网络主要功能实现办公网络内部资源共享。办公网络可共享的资源的主要有硬盘、光驱、应用程序、驱动程序以及重要的数据等。对于办公网络的安全主要涉及的是内部网络共享资源的安全，保护这些重要数据信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。（2）技术目标统一性、完整性、经济实用性、可靠性与有效性、扩展性与先进性、安全性。安全性：保证办公网络具有信息安全的功能，主要包括：设备的安全性、应用级的安全性、网络级的安全性、数据级的安全性。由于办公网络用户离不开与外界进行交流，在享受internet的服务的同时，防范网络病毒、木马等系统和数据的破坏，防止黑客入侵造成数据丢失或泄密等。统一性：规划设计办公网络，应统一进行规划，统一设计，分步实施，以方便办公网络的后期管理。完整性：保证整个办公网络的系统功能、数据安全、网络管理等方面应有充分的保证。经济实用性：每个公司在组建自己内外计算机网络的时候，都需要考虑如何最有效的利用网络资源，使有限的硬件设施获得最优的可用带宽，保证建成的网络安全和规范，并且易于维护、扩展和高效使用。因此,在设计中要采用先进的、成熟的、实用性强的技术和性价比高网络产品，不盲目的追求设备的高档、技术的超前，以免造成不必要的资金浪费，从而使系统具有较强的实用性。可靠性与有效性：规划设计时必须从系统结构、设计方案、设备选型、厂商的技术服务与维修响应能力、设备备件供应能力等多方面考虑，尽可能减少故障发生的可能性，缩小影响面。同时还须考虑与现有办公设备和事务处理的整合。扩展性与先进性：进行网络规划设计时应具有较好的扩展性，以降低系统扩展的投入成本，并能充分满足信息技术高速发展的需要。能适应近3-5年内的业务增长和突发性事件的需要，确保各级系统的可扩充性和先进性，并注意设备的冗余设计以及网络的负载均衡。（3）网络应用web、ftp、e-mail、vod。二方案设计1、逻辑设计（1）整体结构设计根据需求分析，以层次化的网络设计方法，选择合适的网络技术，设计一个性能价格比相对优化的网络解决方案，该网络要实现各种资源的兼容性，网络整体安全性、先进性、可靠性，后续网络的可扩展性、易管理性、高有效带宽等。主要包括:组网技术的选择，子网的划分与隔离，共享资源的配置，应用服务器的设置，ip地址规划等，综合布线系统的规划(工作区子系统，水平子系统，主干子系统，设备间子系统，建筑群子系统，管理子系统，需要考虑机房的安全、布局等等) 。2. internet接入目前,针对网吧的接入方式有三种,一种是ddn专线,另外一种是光纤接入,还有一种就是类似家庭宽带的adsl接入。随着电信运营商对网络的改造,目前光纤接入已经成为一种主流的接入方式,ddn专线接入是北京网吧的一大特色。从稳定性相比,光纤接入的速度是最稳定的,ddn专线其次,adsl接入方式的的稳定性最差,而且容易受天气变化的影响。三种网络接入方式的资费,与稳定性是成正比的。网吧接入什么类型的网络需要根据当地的网络运营商，建议可以选择的话就选电信网，其比较稳定。但网络的基本贷款要求如下：就网吧目前提供的多项网络服务来说,网络游戏、视频聊天、在线电影被称为最耗费带宽的三种业务,为此我们计算带宽大小的时候,要想保证网络传输质量,首要把带宽消耗大户考虑在内。一般来说,要想让在线电影和在线视频保持流畅,我们可以计算出带宽消耗的极限值。以单台机器来说,视频聊天需要占有50kbps的带宽,在线电影需要占用200kbps的带宽,网页一般仅仅需要占用20kbps左右的带宽,而且是瞬间占有,网络游戏需要占用7kbps左右的带宽,这样,一台机器的极限带宽是377kbps。一家拥有两百台机器的网吧,接入带宽为754kbps,也就是75mbps,加上线路的损失,申请一条100mb的宽带是绰绰有余的。3 方案设计1. 网络拓扑图与ip的规划(1)网络拓扑图基本规划：太空区：这属于一个比较高级的区域，相应的配置与环境要求比较高，这类需求的顾客较少，所以电脑的台数应该较少，6台；普通区：这是一个适合于普通需求的用户，位于大厅中，价格比较便宜，所以相应的客户比较多，所以电脑的台数比较多112台；卡座：卡座的环境想对与普通区好，价格比普通区贵，所以电脑的台数比普通区少，58台；包厢：包厢的环境相对于卡座的环境更好一点，所以电脑的台数比卡座少，24台；（2）ip地址规划与分配：网吧的ip地址实行内网与外网分开，外网申请一个共有的ip地址即可，如：37，子网掩码为：内网与外网之间通信，通过网络地址转换技术实现。由于有充足的私有地址供内部网络主机分配，所以不划分子网。(3)vlan设计及其ip地址分配：按照需求分析可将网吧划分为6个vlan,通过vlan 60管理整个vlan,服务器划分在一个vlan中，其他vlan按分区分配，valn 的ip地址分配按照c类地址网段分配。网吧的vlan设计及其ip地址的分配如下所示： 分区vlan默认网关地址范围太空区valn 10-包厢vlan 20-4卡座vlan 30-8普通区vlan 40-12服务器vlan 50-路由器vlan 60以太网口串口为申请的公有地址2. 网络配置（1）网络配置图：（2）各网络设备的配置：交换机s1的配置：switchenableswitch(config)#hostname s1s1(config)#vlan 10s1(config-vlan)#exits1(config)#interface range fastethernet 0/1-2s1(config-if-range)#switchport access vlan 10s1(config)#exits1(config)#interface fastethernet 0/2s1(config-if)#switchport mode trunk交换机s2的配置：switchenableswitch#configure terminalswitch(config)#hostname s2s2(config)#vlan 20s2(config-vlan)#exits2(config)#interface range fastethernet 0/1-2s2(config-if-range)#switchport access vlan 20s2(config)#exits2(config)#interface fastethernet 0/2s2(config-if)#switchport mode trunk交换机s3的配置;switchenableswitch#configure terminalswitch(config)#hostname s3s3(config)#vlan 30s3(config-vlan)#exits3(config)#interface range fastethernet 0/1-2s3(config-if-range)#switchport access vlan 30s3(config)#exits3(config)#interface fastethernet 0/2s3(config-if)#switchport mode trunk交换机s4的配置：switchenableswitch#configure terminalswitch(config)#hostname s4s4(config)#vlan 40s4(config-vlan)#exits4(config)#interface range fastethernet 0/1-2s4(config-if-range)#switchport access vlan 40s4(config)#exits4(config)#interface fastethernet 0/2s4(config-if)#switchport mode trunk核心交换机的配置：switchenableswitch#configure terminalswitch(config)#hostname s5s5(config)#vlan 50s5(config-vlan)#exits5(config)#interface range fastethernet 0/1-9s5(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1qs5(config-if-range)#switchport mode trunks5(config-if-range)#exits5(config)#vlan 60s5(config-vlan)#exits5(config)#int vlan 60s5(config-if)#ip address s5(config-if)#exits5(config)#vlan 10s5(config-vlan)#exits5(config)#int vlan 10s5(config-if)#ip address s5(config-if)#exits5(config)#vlan 20s5(config-vlan)#exits5(config)#int vlan 20s5(config-if)#ip address s5(config-if)#exits5(config)#vlan 30s5(config-vlan)#exits5(config)#int vlan 30s5(config-if)#ip address s5(config-if)#exits5(config)#vlan 40s5(config-vlan)#exits5(config)#int vlan 40s5(config-if)#ip address s5(config-if)#exits5(config)#vlan 50s5(config-vlan)#exits5(config)#int vlan 50s5(config-if)#ip address ospf的配置：s5(config)#router ospf 10s5(config-router)#network 55 area 0s5(config-router)#network 55 area 0s5(config-router)#network 55 area 0s5(config-router)#network 55 area 0s5(config-router)#network 55 area 0 s5(config-router)#network 55 area 0s5(config-router)#end路由器：routerenablerouter#configure terminalr1(config)#interface serial 0/0/0r1(config-if)#clock rate 64000r1(config-if)#ip address 37 r1(config-if)#no shutdownr1(config)#exitr1(config)#interface fastethernet 0/0r1(config-if)#ip address r1(config-if)#no shutdownospf的配置：r1(config)#router ospf 10r1(config-router)network 55 area 0r1(config-router)network 55 area 0网络地址的转换：r1(config)#ip nat pool np 37 37 netmask r1(config)#access-list 1 permit 55r1(config)#access-list 1 permit 55r1(config)#access-list 1 permit 55r1(config)#access-list 1 permit 55r1(config)#access-list 1 permit 55r1(config)#access-list 1 permit 55r1(config)#interface fastethernet 0/0r1(config-if)#ip nat insider1(config-if)#exitr1(config)#interface serial 0/0/0r1(config-if)#ip nat outside2. 硬件选择堆叠交换机:如图所是要要用到堆叠交换机的有卡座，与普通区。其中卡座家还击的数量为三台交换机，普通区为5台交换机。（1）主机配置：cpu：intel 奔腾双核 e6500k 散装 345*200=69000 rmb风扇：普通即可毕竟65w的双核u发热还是很低的 1155平台普通风扇15*200=3000 rmb主板：精英b75h2-m3,主芯片组：intel b75 399*200=79800 rmb内存：金士顿4gb ddr3 1600mhz 250*200=50000 rmb硬盘：wd500g aakx蓝盘 325*200=65000 rmb显卡： 影驰gts450虎将d5 599*200=119800 rmb电源：影驰黑金bg-550 额定功率：550w，峰值：650w 399*200=79800 rmb机箱：简易无光驱口，45*200=9000 rmb鼠标：普通区：雷柏m110鼠标，25*112=2800 rmb 卡座，包厢：雷柏n1020鼠标，（58+24）*31=2542 rmb太空区：罗技经典k100键盘 经济适用 49*6=294 rmb键盘：罗技经典k100键盘 49*200=9800 rmb显示器：普通区：aoc e950s 19寸,599*112=67088 rmb。卡座：aoc i2269vw 21.5寸 819*58=47502 rmb，包厢：aoc i2369v 959*24=23016 rmb，太空区：aoc lv242hmm 24英寸，1399*6=8394 rmb摄像头：普通区：双巧星网吧专供，40*112=4480 rmb；卡座,包厢：环宇飞扬3616,57*(58=+24)=4674 rmb；太空区：蓝色妖姬c10银环王，61*6=366 rmb耳机：普通区：声丽dt-418参数 报价：28*194=5432 rmb 太空区：欧凡ov-usb80 30*6=180 rmb系统：windows xp总计：651966 rmb（2）游戏更新服务器：主板 华擎 g41m-s330元/rmbcpu intel q8200 四核930元/rmb内存 金士顿iyperx 2g ddr1066 *2240元/条/rmb硬盘 sata2+st 1.5t *3 810元/块/rmb显卡 板载网卡inter-p1000*2150元/块/rmb火箭 1740 sata2 raid5750元/块/rmb机箱 金河田817b 300元/rmb电源 航嘉600 500w540元/rmb服务器总价 6375 rmb（3）本地电影服务器：惠普：京东价3859.00 视屏服务器不需要高频的cpu,需要具有高稳定性，存储子系统。cpu：intel core i5-3470 3.2 6m 4c 77w gt1 cpu 频率 3.2g 缓存 6m内存：dd让 1600mhz necc 4g硬盘：1t,7200 rpm stra软件系统：windows 7 32位/64位(4) 网管服务器型号：联想thinkserver ts230 s2130 2/500 报价：3350 rmbcpu:奔腾双核,运行速度较快;cpu频率：3.2ghz;标配硬盘容量：500gb便于管理整个网吧的数据。 (5) 核心交换机：型号：cisco ws-c3560x-24t-s拥有24个10/100/1000以太网端口 ，支持vlan总数1005，包转发率：65.5mppsmac地址表：4k 报价：1.28万(6)二层交换机：锐捷网络睿易rg-s1824gt-es端口描述：22个10/100/1000mbps自适应以太网rj45端口，2个光电复用combo端口（光口为1000base-x sfp端口，combo端口为光模式优先）报价1350 rmb在包厢与卡座分别设置一台交换机共2700rmb，在卡座设置3台堆叠交换机共4050 rmb，普通区设置5台堆叠交换机6750rmb。共计：13500 rmb（7）路由器型号：d-link di-7400 报价：3850 rmb因为其内置防火墙，可以省去防火墙，处理器为intel ixp 533mhz，端口传输速率为10/100/1000mbps，可支持的用户记得数量为300台，符合要求，且品牌比较知名，有保障。3. 传输介质采用光纤接入，网吧有千兆单模光纤接入，在网吧内部使用百兆多膜光纤。4. 综合布线布线是连接网络接入层、核心层和网络节点的重要环节。在布线的时候，要注意以下几点：一是在布线时，每条线一定要做好相应的编号，方便日后的维护；二是每层之间最好保留两条至三条的备用线，防止我们网线损坏时做备用；三是制作网线的时候，一定要按照标准的接线方法，以获得最高的传输速度。5. 网吧管理软件采用万象网吧管理系统：对系统进行实时监控，会员管理收费管理和一些