建大宿舍楼的组网方案设计.doc

摘要 微型计算机在大学校园已经相当普及，不仅有台式，而且各种品牌的笔记本式计算机也屡见不鲜。学生几乎人手一台。计算机已经逐渐成为大学生学习和生活中必不可少的工具。但是，在计算机的应用中，单击操作存在着很多不便。比如计算机之间无法直接进行文件拷贝，无法利用计算机传输个人信息，无法联网等。其主要原因是没有实现计算机互联网，丧失了计算机本应有的功能。使计算机的功能不能完全发挥出来。因此，在大学中组建学生集体宿舍局域网，将是必要的措施。组建学生宿舍局域网的好处很多，如下： 1)感受计算机网络的魅力。通过崭新的计算机网络科技实例，激发大学生热爱科 学、学习科学技术的热情。 2)提供给学生接触、感受计算机网络实践机会。增强学生感性认识。提高学习计算机网络知识的兴趣。 3)提供高效的信息咨询平台。是学生方便、快决的了解国内外大事、重要新闻，科技发展动态、先进的技术成果以及生活信息。 4)提供实习的学习工具。学生可以通过网络，学习新兴软件、编程技巧、网站设计方法、做作业以及准备论文等。 5)提供实用资料库。学生可以通过网络，查阅资料、进入电子图书馆看书，下载有关信息。 6)提供生活和娱乐空间。如收发电子邮件、网上BBS、网上聊天、网上看电影和电视连续剧以及网上玩在线游戏等。 以西安建筑科技大学宿舍楼为载体，进行局域网的组网方案设计。组建局域网的主要步骤如下： 1）选择网络拓扑结构 2）选择传输介质 3）选择网络设备 4）选择网络操作系统 5）选择网络结构 6）选择通信协议关键字：计算机网络、局域网、网络协议、互联网目录第1章 前期规划及西安建筑科技大学概况介绍41.1 西安建筑科技大学平面图41.2宿舍楼概况51.3宿舍楼组网方案设计需求分析61.4传输介质（暂不考虑无线介质）、网络设备的介绍6第2章 网络设计原则72.1经济实用性82.2高性能82.3关键业务服务质量保证82.4信息点可控性 8 2.5先进性 82.6可靠稳定性 8 2.7安全性 8第3章 网络设计9 3.1组网方案设计9 3.2网络拓扑结构9 3.3网络传输介质的选择9 3.4网络组网设备的选择及估价103.5网络操作系统的选择113.6网络协议的选择11第4章 网络实施124.1网络布线124.2设备选择124.3网络设备的连接方法及安装步骤134.4网络协议添加及设置134.5子网的划分方法及IP地址的设置15网络测试与维护17第6章 网络安全管理186.1网络安全186.2网络管理19总结19参考文献20第1章 前期规划及西安建筑科技大学概况介绍 1.1 西安建筑科技大学平面图 图1.1 西安建筑科技大学平面图1.2宿舍楼概况 西安建筑科技大学现有1栋、2栋、3A、3B、3C、4栋、5栋、6栋、7栋总共9栋宿舍楼。这些楼层全部是六层楼这一结构。为了方便之后的方案设计，现在依次排序为1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号。1.3宿舍楼组网方案设计需求分析 1）核心交换设备要求具有强大的处理能力和良好的安全性、可靠性、可扩展性;支持各种成熟技术，未来能平滑升级到万兆。 2）接入层网络设备需要支持基于MAC地址802.1x功能和基于端口802.1x功能，以此保证账号的惟一性.同时，支持远程Te1net管理、mib-|及远程开关交换机端口功能;此外还要求适应大量用户并发认证及复杂的工作环境等。 3）要求能够实现对用户名、IP地址、MAC地址、交换机端口、交换机IP的同时绑定，以此杜绝非法用户恶意盗用合法用户的用户名、密码、IP和MAC等现象，确保计费工作。 4）解决用户私自架设代理服务器的现象。 5）支持标准Radius认证计费，可连接多种接入设备。一方面要求设备支持802.1x认证方式;另一方面又要求系统支持基于时长、流量以及包月的计费模式，从而为网络管理提供完善、灵活、可定制的计费策略;同时还需要保证30，000个以上用户并行时网络运营的稳定和管理简便。 6）网络必须具备高可靠、易管理等特征。 1.4传输介质（暂不考虑无线介质）、网络设备的介绍 图1.2常用的传输介质表1.1 传输介质的比较：传输介质费用传输距离传输速度双绞线低100米慢同轴电缆中2公里较快光纤高50-100公里光速 图1.3网络设备表1.2 网络设备的比较：网络设备费用功能传输速度集线器低较差慢交换机中较好快路由器高好快 上面给出了传输介质以及网络设备的各自优缺点，在组网的过程中可结合上面两表进行选材。以求得到最佳方案。第2章 网络设计原则随着近年来计算机网络技术的发展，我们知道学生宿舍网既有一般网络设计的特点，又有其特殊性，除了一般网络所必需的可靠性、稳定性和安全性等条件外，在进行学生宿舍网建设规划时，还应该考虑所有信息点的可控性、高性能以及关键业务的QOS保证等。另外在网络设计中，如何预留扩展空间和进行投资保护，以满足新应用的需求以及信息量增长和变化需要，也是学生宿舍网建设过程中需要重点考虑的因素。在充分考虑学生宿舍网的多应用、易管理的同时，本方案同时还遵循如下原则: 2.1经济实用性升级扩容信息网络必须实用且具有很高的性能性价比。 2.2高性能 构建宿舍网的组网技术必须是高带宽的组网技术。骨干交换设备必须支持线速交换，以保证无阻塞的数据交换;另外，从网络结构设计上，需要考虑到一些高流量多媒体应用的分布式部署，以降低跨骨干网的流量，提高网络的性能。 2.3关键业务服务质量保证 宿舍网中有各种各样的应用业务数据流，当网络流量处于高峰期时，必定会影响关键业务数据流的响应时间，对于多媒体业务来说就会有说话结巴、图像马赛克的情况。因此，高性能的网络也还是需要QOS服务质量保证的。 2.4信息点可控性 宿舍网的信息点分布很广，与一般企业网比较，宿舍网用户的流动性大，比较难管理，为了保证网络资料的有效利用，对信息点的可控性要求是必须的。除了对访问带宽限制，还必须提供基于用户的接入认证、授权和计费。为了不影响网络性能，应该在接入层设备分布式实现信息点的控制。 2.5先进性 所选的设备必须具有很好的扩展性，当网络规模或带宽需要扩展时，能够以最小的代价满足新的需求。 2.6可靠稳定性 可靠稳定的网络平台是应用业务系统得以实施和推广的基石。网络平台的设计必须从设备、网络拓扑结构、网络技术等几个方面保证网络的可靠稳定性。 2.7安全性 宿舍网网络平台的安全，除了要保障网络平台的安全性，还需要在一定程度上保障应用业务系统和其它网络资源的安全。网络平台应该从几个方面保证网络安全: 1)设备本身的访问安全; 2)内部网之间资源访问安全; 3)路由系统的安全; 4)互联网访问安全。第3章 网络设计 3.1组网方案设计宿舍楼情况：一共有9栋宿舍楼（假设规格相同），上面提到依次排号为1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号。共计有寝室2160间。每一个寝室设置1个信息点。 3.2网络拓扑结构主要的拓扑结构有：星型拓扑结构、环形拓扑结构、总线型拓扑结构。我们选择总线型拓扑结构。其特点是信道利用率高、结构简单、安装容易、节省电缆，增减方便等。 3.3网络传输介质的选择 为了让同学们上网得到相对大的宽带，所以我们选择光纤和双绞线（主要用于综合布线）。 3.4网络组网设备的选择及估价 主要选择的网络设备有：交换机、路由器、网卡、集线器等RG-S6806交换机 网上报价：4万 图3.2STAR-S3550交换机 报价：2.4万 图3.3RG-S2126G/2150G交换机 报价：0.6万 图3.4Cisco3000路由器 报价：3600元 图3.5总报价：光纤、路由器、各级交换机大约耗资200万 3.5网络操作系统的选择 网络操作系统一般可分为两类：面向任务型和通用性。 典型的网络操作系统有：Windows类、NetWare、Unix、Linux Unix适用于大型网络，Linux适用于小型网络，Windows类适用于中小型网络。因此我建议选用Windows类。 3.6网络协议的选择常用的网络协议有：NETBEUL 、 IPX/SPX 、 TCP/IP。NETBEUL ：是专门为几台到百余台PC所组成的单端部门级小型局域网而设计的，它不具有跨网段工作的功能，即NETBEUL不具备路由功能。IPX/SPX：具有完全的路由能力，可用于大型企业网TCP/IP：建立计算机局域网和广域网的首选协议（因特网的最基本协议！），比较上述常用协议，不难得出结果，我们的首选肯定是TCP/IP第4章 网络实施4.1网络布线一共有9栋宿舍楼（假设规格相同），上面提到依次排号为1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号。共计有寝室2160间。每一个寝室设置1个信息点。假设每栋楼构造完全一样。每栋楼有六层，每层40个寝室，因此我们选用2个24口的10/100MB的自适应交换机，网络管理中心到每栋楼采用的是光纤走过了，经过光电转换后接入一个10/100MB的24口的自适应交换机，每层楼两个交换机分别有一根线接到总交换机上，因此可知共有46个口可用，正好满足。多余的的口备用，以防后续的变化。其拓扑结构如图4.1所示： 4.1单栋楼拓扑结构 因为每栋楼的构造完全相同，我们可由此得知其他楼层的拓扑结构。 4.2设备选择第一级交换机：网络拓扑中第一级交换机选用锐捷网络自主研发的万兆核心交换机RG-S6806。第二级交换机：在楼栋接入的第二级交换机我们选用锐捷网络的STAR-S3550系列三层交换机。第三级交换机：第三极交换机我们选用锐捷网络的支持802.1x的千兆智能交换机RG-S2126G/2150G。安全计费：方案选用基于802.1x技术的SAM系统结合接入层S2126G/S2150G交换机对学生接入控制进行管理。网络管理：为了对整个网络的设备进行管理，建议配置STAR View网管系统。路由器：我们选用中档路由器产品，典型的产品有Cisco公司的Cisco3000及4000系列、3COM公司的NetBuilder、Bay Networks公司的Link Node等。 4.3网络设备的连接方法及安装步骤1） 计算机与交换机的连接用直通网线连接计算机与交换机，计算机网卡接口的1-2脚发送信号和3-6脚接收信号。2） 交换机与交换机的连接级连：上级交换机级联口与下级交换机普通端口相连接。 对于不对称的交换机，通常情况下，高速端口用于连接其他交换机或服务器，而低速率端口则用于连接计算机或集线器。性能最好的交换机作为中心交换机位于网络的中心位置，用于整个网络中不同子网之间的数据交换，性能较差的交换机作为骨干交换机，应用与实现某一子网内数据之间的交换，性能最差的交换机作为工作组交换机，用于直接连接桌面计算机，为用户直接提供给网络接入。集线器链接时，应当尽量选用一台数量较多的集线器作为中心集线器，然后，将其他所有集线器和服务器连接至该中心集线器。从而便于故障的判断和排除，有利于对网络的管理。现在的路由器设置，多是通过WEB进行设置；由于路由器在没有正确设置以前，无线功能可能无法使用，因此我们通过网线与路由器联接；首先我们在浏览器地址栏中输入WR541G默认的IP地址，192.168.1.1。路由器的默认IP地址可能不相同，因此可在路由器上的标明或说明书中找到。在这里，需要说明一下：在通过WEB设置路由器时，当台与路由器联接的电脑的IP地址，必须设置成与路由器同一网关中；如耗子的路由器IP地址是192.168.1.1，因此与之联接的电脑的IP可设置成192.168.1.2-192.168.1.255之间任一地址。 4.4网络协议添加及设置TCP/IP协议的设置方法：1）右击“网上邻居”选择“属性”。2）右击“本地连接”选择“属性”。 图4.13）双击“Internet协议（TCP/IP）“。 图4.24）在“Internet协议（TCP/IP）“属性窗口中输入IP地址等。TCP/IP协议的安装：（1）右击”网上邻居“选择“属性”。（2）右击“本地连接”选择“属性”。（3）选择安装按钮即可。4.5子网的划分方法及IP地址的设置 西安建筑科技大学的IP地址段为202.200.144.0202.200.159.0，共有IP地址3900（15*156=3900）个，共有寝室2160间。在次基础上，进行IP地址的划分，为了保证扩展性和安全性,对每栋楼的每层划分一个子网,为节省IP资源,每二栋楼共用三个IP地址段,进行详细的子网划分。保证每个宿舍接入一个信息点,剩余IP资源留做扩展用途。具体的IP地址分配方案和子网划分方案如下:1号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，剩余IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.200.144.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.144.1202.200.144.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.144.65202.200.144.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.144.129202.200.144.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.144.193202.200.144.254 /3号子网IP 202.200.145.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.145.1202.200.145.63 /0号子网 六层可分IP为：202.200.145.65202.200.145.127 /1号子网2号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用1个IP段划分为4个子网，这4个子网分别划分在该楼层的一、二、三、四层，再加上1号楼未分配的2个子网用于该楼层的五、六两层。其中多余的IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.200.146.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.146.1202.200.146.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.146.65202.200.146.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.146.129202.200.146.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.146.193202.200.146.254 /3号子网IP 202.200.145.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.145.129202.200.145.191 /2号子网 六层可分IP为：202.200.145.193202.200.145.254 /3号子网3号宿舍楼共有房间240间，同样至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，其中多余的IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.200.147.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.147.1202.200.147.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.147.65202.200.147.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.147.129202.200.147.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.147.193202.200.147.254 /3号子网IP 202.200.148.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.148.1202.200.148.63 /0号子网 六层可分IP为：202.200.148.65202.200.148.127 /1号子网4号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用1个IP段划分为4个子网，这4个子网分别划分在该楼层的一、二、三、四层，再加上3号楼未分配的2个子网用于该楼层的五、六两层。其中多余的IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.200.149.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.149.1202.200.149.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.149.65202.200.149.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.149.129202.200.149.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.149.193202.200.149.254 /3号子网IP 202.200.148.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.148.129202.200.148.191 /2号子网 六层可分IP为：202.200.148.193202.200.148.254 /3号子网5号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，其中多余的IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.200.150.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.150.1202.200.150.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.150.65202.200.150.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.150.129202.200.150.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.150.193202.200.150.254 /3号子网IP 202.200.151.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.151.1202.200.151.63 /0号子网 六层可分IP为：202.200.151.65202.200.151.127 /1号子网6号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用1个IP段划分为4个子网，这4个子网分别划分在该楼层的一、二、三、四层，再加上5号楼未分配的2个子网用于该楼层的五、六两层。其中多余的IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.252.144.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.152.1202.200.152.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.152.65202.200.152.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.152.129202.200.152.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.152.193202.200.152.254 /3号子网IP 202.200.151.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.151.129202.200.145.191 /2号子网 六层可分IP为：202.200.151.193202.200.151.254 /3号子网7号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，其中多余的IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.200.153.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.153.1202.200.153.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.153.65202.200.153.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.153.129202.200.153.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.153.193202.200.153.254 /3号子网IP 202.200.154.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.154.1202.200.154.63 /0号子网 六层可分IP为：202.200.154.65202.200.154.127 /1号子网8号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用1个IP段划分为4个子网，这4个子网分别划分在该楼层的一、二、三、四层，再加上7号楼未分配的2个子网用于该楼层的五、六两层。其中多余的IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.200.155.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.155.1202.200.155.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.155.65202.200.155.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.155.129202.200.155.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.155.193202.200.155.254 /3号子网IP 202.200.156.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.156.129202.200.156.191 /2号子网 六层可分IP为：202.200.156.193202.200.156.254 /3号子网9号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，其中多余的IP资源留做扩展用途。具体划分方案如下：IP 202.200.157.0 子网掩码 255.255.255.192 一层可分IP为：202.200.157.1202.200.157.63 /0号子网 二层可分IP为：202.200.157.65202.200.157.127 /1号子网三层可分IP为：202.200.157.129202.200.157.191 /2号子网四层可分IP为：202.200.157.193202.200.157.254 /3号子网IP 202.200.158.0 子网掩码 255.255.255.192 五层可分IP为：202.200.158.1202.200.158.63 /0号子网 六层可分IP为：202.200.158.65202.200.158.127 /1号子网第5章 网络测试与维护 ping命令：它是用来检查网络是否通畅或者网络连接速度的命令。作为一个生活在网络上的管理员或者黑客来说，ping命令是第一个必须掌握的DOS命令，它所利用的原理是这样的:网络上的机器都有唯一确定的IP地址，我们给目标IP地址发送一个数据包，对方就要返回一个同样大小的数据包，根据返回的数据包我们可以确定目标主机的存在，可以初步判断目标主机的操作系统等。 -t 表示将不间断向目标IP发送数据包，直到我们强迫其停止。试想，如果你使用100M的宽带接入，而目标IP是56K的小猫，那么要不了多久，目标IP就因为承受不了这么多的数据而掉线，呵呵，一次攻击就这么简单的实现了。 -l 定义发送数据包的大小，默认为32字节，我们利用它可以最大定义到65500字节。结合上面介绍的-t参数一起使用，会有更好的效果哦。 -n 定义向目标IP发送数据包的次数，默认为3次。如果网络速度比较慢，3次对我们来说也浪费了不少时间，因为现在我们的目的仅仅是判断目标IP是否存在，那么就定义为一次吧。说明一下，如果-t 参数和-n参数一起使用，ping命令就以放在后面的参数为标准，比如“ping IP -t -n 3”，虽然使用了-t参数，但并不是一直ping下去，而是只ping 3次。另外，ping命令不 一定非得ping IP，也可以直接ping主机域名，这样就可以得到主机的IP。第6章 网络安全管理6.1网络安全1）建立一套有效的病毒防御体系。根据计算机的特点，才能更根本上杜绝和预防计算机病毒是不可能的。我们目前面临的计算机病毒攻击日益增多，绝对不能听之任之。必须寻找一种解决方案，力争将计算机病毒的危害性降至最低。因此，急需建立一种快速预警机制，能够做到在最短的时间内发现病毒病捕获病毒，及时向计算机用户发出警报，并提供计算机病毒的防治方法。2） 制定严格的病毒防范技术规范a.重要部门的计算机，尽量专机专用与外界隔绝。b.不要随随便便使用在别的机器上使用过的可擦写存储介质（如：软盘、银盘、可擦写光盘等）。c.坚持定期对计算机系统进行计算机病毒检测。e.坚持经常性的数据备份工作。以防意外的麻烦，否则后患无穷。f.对新购置的机器和软件不要马上投入使用，经检测后，试运行一段时间，未发现异常情况后再生试运行。g.对主引导区、引导扇区、FAT表、根目录表、中断向量表、模板文件Winsock.Dll、Wsock32.Dll和Kernek32.Dll等系统重要数据做备份。h.定期检查主引导区、引导扇区、FAT表、根目录表、中断向量表、文件属性、模板文件和注册表等。6.2网络管理 网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与协调，以便对网络资源进行监视、测试、配置、分析、评价和控制，这样就能以合理的价格满足网络的一些需求，如实时运行性能、服务质量等。网络管理常简称为网管。网络管理具有故障管理、计费管理和配置管理等功能。1) 认证计费管理软件的应用可以很好地对上网资费进行网络管理。2) 可选用SietView的综合管理系统。深广的监测管理，其ECC内置上千中检测器，对服务器、网络设备、业务系统、中间件、数据库进行深层次的监测管理，解决日常IT管理中遇到的问题。3) 故障管理。能对故障进行分析并解决。总结 经过几天的努力终于完成了课程设计。在本次课程设计中学到了很多东西。过程中遇到了不少的困难，通过查阅很多资料，解决困难。又学习到了很多知识，原先很多不懂的东西、都有了一定初步的了解。这次课程设计我觉得收获挺大的。之前的学习仅限于书本，比如TCP/IP、OSI、局域网、以太网等概念理解不是很深。网络的很多东西都只知道其然而不知道其所以然。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力提高了我的应用能力和动手实践能力。本次设计是一次自我学习的过程。开始的时候就遇到了困难。因为需求分析是整个设计的纲领，只有搞好了这个纲领下面才有思路往下继续。课程设计是培养我们综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新月异，网络已经成为当今计算机发展中空前活跃的领域，在生活中可以说是无处不在，因此作为二十一世纪的计算机专业的大学生来说掌握网络组网技术是十分重要的。因此，我们有必要学好网络组网这门技术，无论是现在还是将来，都会起到一定的作用。在今后的学习中要注意多思考，多实践，多总结，使自己能够学的好，学的精，学的通。参考文献1 邵必林，段中兴，边根庆