校园网规划设计-期末作业计算机网络课程设计

计算机网络课程设计 1 计算机网络课程设计计算机网络课程设计 课程名称计算机网络 题目名称校园网规划设计 专业班级计算机科学与技术 学号20110514366 学生姓名杨步月 指导教师邓毅 计算机网络课程设计 2 目目录录 一 课程设计目的和意义 3 二 设计题目和要求 3 三 设计内容 3 3 1 需求分析 3 3 2 网络拓扑设计方案 4 3 3 设备配置方案 7 3 4 子网设计方案 8 3 4 1 IP 地址合理规划 8 3 4 2 IP 地址规划 8 3 4 3 网络 VLAN 设计 9 3 5 配置 WEB 服务器发布 Web 网站 12 3 5 1 安装 IIS 12 3 5 2 建立 WEB 站点并发布内容 13 3 6 创建 FTP 服务器 实现文件的上传与下载 14 3 7 创建 DNS 服务器 15 四 设计成果以及心得 16 五 附录 17 计算机网络课程设计 3 一 一 课程设计的目的和意义课程设计的目的和意义 为了满足广大大学生的学习需要 教职工教学 办公需求 建立一个基于校 园 Internet 的信息管理和应用的网络系统 并提供相应的各种服务 共享网络上 各种软 硬件资源 快速 稳定地传输各种信息 并提供有效的网络信息管理手 段 采用开放式 标准化的系统结构 以利于功能扩充和技术升级 能够与外界 进行广域网的连接 提供 享用各种信息服务具有完善的网络安全机制 能够与 原有的计算机局域网络和应用系统平滑地连接 调用原有各种计算机系统的信 息 简言之 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 Internet 系统 对外通过路由设备接入广域网 二 二 设计题目和要求设计题目和要求 以某高校校区为背景 设计一个校园网网络解决方案 一 任务 某高校现有两个地理位置分离的分校区 每个校区入网信息点有 2000 多个 现准备通过科教网接入因特网 但从科教网只申请到 4 个 C 类网络 222 191 1 0 222 191 4 0 为了安全 要求在两个校区间建 VPN 连接 要求每个分校区 的学生公寓子网和教师子网不在同一广播域 同时 学校有若干台应用服务器 同时对内和对外提供 E mail FTP Web 等网络服务 二 要求 1 分析以上组网需求 结合网络课程设计知识 完成需求分析 包括用 户应用需求分析 技术分析 通信需求 信息点和用户需性能需求以及安全与管 理需求 2 设计完成网络拓扑结构图 并列举出主要路由 交换 以及安全等设 备 参考 H3C 品牌型号 3 请列举并分析该组网需求所应用到的主要组网技术 如 Vlan IEEE802 1 STP VPN NAT RIP OSPF IEEE802 11 等 计算机网络课程设计 4三 设计内容三 设计内容 3 1 需求分析需求分析 随着信息时代的到来 校园网已经成为现代教育背景下的必要基础设施 成 为学校提高水平的重要途径 校园网络的主干所承担的信息流量很大 校园网络 的建设的目标是在校园内实现多媒体教学 教务管理 通信 双向视频点播 VOD 等信息共享功能 能实现办公的自动化 无纸化 能通过与 Internet 的 互联 为全校师生提供国际互联网上的各种服务 教师可以制作多媒体课件以及 在网上保存和查询教学资源 能对学生进行多媒体教学和通过网络对学生进行指 导与考查等 学生也可以通过在网上浏览和查询网上学习资源 从而可以更好地 进行学习 校园网能为学校的信息化建设打下基础 根据本校园实际情况主要应用需求分析如下 1 校园基础应用平台 信息共享 有关学校的各种资料 各种信息 如图书资料 教学资料 一些最新的学校公告等可通过网络进行查询 信息交流 可通过连接 Internet 实现与外部资讯的交流和沟通 从而获 取当今世界的最新信息 课件系统 如电子幻灯片 多媒体交互教学等 办公自动化 通过运用先进的计算机技术实现办公自动化 使学校的各 种行政 财务 日常办公等计算机化 提高学校的办事效率 家庭办公学习 向全校师生提供学习资料 交流平台 提供在线答疑系 统和留言答疑系统 方便师生之间的联系 教务管理 为学生提供成绩管理 学生信息管理 学校通知等服务 电子图书馆 为校园网内的师生提供电子图书的阅览服务 同时 还应具备档案管理 学生管理 教学管理 财务管理 物资管理等网 络必须具备较高的性能和高度的安全性 可靠性 容错性 而且网络系统能平滑 地向未来新技术过渡 保护已有的资源 2 Internet 网功能 域名系统 DNS 计算机网络课程设计 5 网页浏览 Web 占上网人数的 66 3 2006 邮件收发 Email 占上网人数的 64 2 文件传输 FTP 占上网人数的 33 9 网络论坛 BBS 占上网人数的 43 2 网络聊天 IM 占上网人数的 52 7 3 1 13 1 1安全与管理需求安全与管理需求 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 3 1 23 1 2实用性与经济性实用性与经济性 校园网的特点决定了网络系统必需要有实用性与经济性 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 3 2 网络拓扑设计方案网络拓扑设计方案 3 3 2 2 1 1总体技术总体技术 从校园的建筑结构来说 一般以楼宇为单位 每个楼由多个楼层组成 整个 楼可以作为一个相对独立的网络应用单元考虑 多个功能相近的楼宇形成一个建 筑群 最典型的是学生宿舍楼 这种建筑分布结构非常适合以太网技术的应用 首先 以太网采用分组交换方式 一个交换机就是一个交换中心 可以很容 易地组成星型或者树型的网络结构 在楼宇内部 每层楼通过一台二层交换机来 计算机网络课程设计 6 连接该层信息点 整个楼用一台二层 三层交换机作为楼宇汇聚 多个楼宇再汇 聚到核心骨干交换机上 楼层 楼宇 楼群与以太网的接入 汇聚 核心的树型 结构有着很好的对应关系 网络结构层次清晰 其次 传输介质也适合了建网需要 在楼宇之间采用 1000M 光纤 保证了骨 干网络的稳定可靠 不受外界电磁环境的干扰 覆盖距离大 能够覆盖全部校园 在楼宇内部采用 5 类双绞线 其 100M 连接状态 100m 10M 连接状态 200m 的传递 距离能够满足室内布线的长度要求 最后 以太网建网能够提供性价比高的网络带宽 3 3 2 2 2 2路由技术路由技术 路由协议工作在 OSI 参考模型的第 3 层 路由器具有在网络中传递数据时选 择最佳路径的能力 除了可以完成主要的路由任务 利用访问控制列表 路由器 还可以用来完成以路由器为中心的流量控制和过滤功能 在本规划设计中 内网 用户不仅通过路由器接入因特网 内网用户之间也通过 3 层交换机上的路由功能 进行数据包交换 3 3 3 3 网络拓扑结构网络拓扑结构 因校园网具有统一管理的要求 故局部拓扑结构为星状 整个网络成树状结 构 网络中心是网络树的树干 网络出口相当于树根 教学区 宿舍区 网络中 心的汇聚交换机为树干 整体设计遵照网络的三层结构 计算机网络课程设计 7 核心层核心层 汇聚层汇聚层 接入层接入层 核心主干网 网络中心 部门级网段 区域管理 基层网段 终端用户 以上特点分层网络结构可以获得良好的扩展性 根据实际需求 整个校园网 采用星型结构 并分为核心层 分布于网管中心内 和访问层 分布在各宿舍楼 教学楼内 包括分布广泛的各种低端网络连接 交换设备及各种终端设备 二层 对于整个网络的拓扑结构为混合型结构 以快速交换机为网络中心的星型结 构 各部门以二级交换机为主结点的树型结构 本校园网络设计的层次拓扑结构图如下图所示 图 3 2 1 层次结构拓扑图 网络系统设计原则网络系统设计原则 由于计算机与网络技术的特殊性 网络建设需要考虑以下一些因素 系统的 计算机网络课程设计 8 先进性 体统的稳定性 系统的可扩展性 系统的可维护性 应用系统和网络系 统的配合度 与外界网络的连通性 建设成本的可接受度等 一 选择带宽高的网络设计 校园网应用的具体要求决定了网络必须采取高带宽网络 多媒体课件包含 了大量的声音 图象和动画等信息 需要高带宽的网络通信能力的支持 在构建 校园网时 不能由于网络传输速率的不足 而影响整个网络的整体性能 使传输 速率成为网络传输的瓶颈 所以校园网尽可能地采用最新的高带宽网络技术 二 选择可扩充的网络架构 校园网络的用户数量或服务功能是逐步提高的 网络技术也是日新月异的 新技术新产品不断地涌现 一般情况下 校园网络的建设资金用量非常大 对于 学校来说 办学资金是比较紧张的 所以在校园网构建是 宜采用当时最新的网 络技术 结合学校财力 实行分步实施 循序渐进 这就要求在网络构件时要选 择具有良好可扩展性能的网络互连设备 有效地保护现有的投资 三 充分共享络资源 组建计算机网络的主要目的是实现资源共享 这个资源包括硬件资源 软件 资源 网络用户通过网络不仅可以实现文件共享 数据共享 还可以通过网络实 现网络设备的共享 如打印机 存储设备的共享等 四 网络可管理性 降低网络运行及维护成本 降低网络运营成本和维护成本是网络设计过程中必须考虑的一个环节 只要 在网络设计时选用支持网络管理功能的网络设备 才能为将来降低网络运行及维 护成本打下坚实的基础 五 网络系统与应用系统的整和 校园网络构建了校园内部通畅的数据流通路了 为应用系统发挥更大的作用 打下了基础 网络系统与应系统要能够很好的融合 才能发挥校园网的效率和优 势 构建校园网的目的并不是只为了人们浏览 Internet 的方便 校园网平台要能 够为学校的图书资料管理 网络考试 课件制作 教师档案管理 校长办公系统 多媒体教学等提出技术的支持和帮助 应用系统应能够在网络平台上 与硬件平 台很好的结合 发挥出网络的优势 六 建设成本 考虑校园网工程在建设方面都希望成本较低 整个网络系统有较高的性价 比 在设备选型等方面选用性价比高的网络产品 七 高可靠性 网络要求具有高可靠性 高稳定性和足够设备冗余和备份 防止局部故障引 起整个网络系统的瘫痪 避免网络出现单点失效的情况 在网络干线上要提供备 份链路 在网络设备上要提供适当的冗余配置 采用各种有效的安全措施 保证 计算机网络课程设计 9 网络系统和应用系统安全运行 安全包括 4 个层面 网络安全 操作系统安全 数据库安全 应用系统安全 由于 Internet 的开放性 世界各地的 Internet 用户 也可访问校园网 校园网将采用防火墙 数据加密等技术防止非法侵入 防止窃 听和篡改数据 路由信息的安全保护来保证安全 同时要建立系统和数据库的磁 带备份系统 各主要楼节点的交换机分别用光纤与网络中心的中心交换机相连接 构成校 园网千兆位以太网的主干网络 各节点交换机至桌面采用超 5 类双绞线 100Mbps 交换 因此本校园网络设计的拓扑结构图如下所示 Internet CERNET D M Z 外 网 服 务 器 网络中心 内网服 务器 网管充值中心 生活区 学生宿舍教学楼办公楼 图书馆 无线网络 计算机网络课程设计 10 拓扑结构图 3 3 设备的配置方案设备的配置方案 系统软件在整个软件架构中处于最底层 直接与各种类型的硬件设备交互 主要作用是有效地支配和管理系统中的各种硬件资源 系统软件的选择 从理论上讲 可以采用 Unix Linux Windwos 或 NetWare 但是系统软件的选择又是跟硬件平台的选择紧密关联的 如果硬件平台采用的是 IBM 公司的小型机 则操作系统十有八九就是采用 IBM 的 AIX 如果硬件平台采 用 HP 的 Unix 服务器 则一般采用 HP UIX 对于 PC 服务器 操作系统可以采用微软的 Windows 系列 Linux 系统或 Sun 公司的 Solaris86 经比较 决定服务器采用微软 Windows2000Server 工作站 的系统最好采用 Windows2000 Professional 或 WindowsNT Workstation 安全 性比 Windows98 好一些 此外 与微软操作系统平台配合 选用 MicrosoftSQL Server2000 作为数据库 平台软件 3 4 子网设计方案子网设计方案 3 4 1 IP 地址合理规划地址合理规划 在网络规划中 IP 地址方案的设计至关重要 好的 IP 地址方案不仅可以减 少网络负荷 还能为以后的网络扩展打下良好的基础 IP 地址的合理是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键 校区 IP 地 址的分配应该尽可能地利用申请到的地址空间 充分考虑到地址空间的合理使 用 保证实现最佳的网络内地址分配及业务流量的均匀分布 具体地来说 IP 地 址的合理规划有如下的意义 1 减少对各种资源 内存 CPU 的处理能力以及网络带宽等 的需求 IP 地址的合理规划有利于网络中路由的汇聚 因而可以使得路由器中的路由表 数目以及链路状态数据库等占用的内存减少 同时更新所占用的网络带宽也降低 了 2 有利于 IP 地址空间的合理使用 3 优化业务流量的分布 4 有利于故障诊断 IP 地址空间的分配与合理使用与网络拓扑结构 网络组织及路由政策有非 计算机网络课程设计 11 常密切的关系 将对校区网的可用性 可靠性与有效性产生显著影响 应充分考 虑本地网对 IP 地址的需求 以满足未来业务发展对 IP 地址的需求 3 4 2 IP 地址规划地址规划 根据互联网络技术发展的趋势 结合学校网络目前真实 IP 地址的现实情况 我们建议 IP 地址规划遵循如下原则来设计 1 服务器区采用私 IP 地址 NAT 后供人员远程访问 2 与 internet 互联设备 IP 地址采用真实 IP 地址 3 部分内部互连采用私有 IP 地址 4 面向用户的私有 IP 地址 由统一出口的边缘设备 路由器 防火墙 进 行地址翻译 即出口路由器 防火墙 互联采用合 法 IP 地址 公共服 务器如 WWW FTP DNS 资源服务器等均采用合法地址 或从安全角度考虑采用私有 IP 部分接入用户采用私有保留 IP 地址相连 这样设计 既可以充分利用已有的公网 IP 地址 解决了 IP 地址空间不足的 既可以方便的实现互通互连 而且将地址翻译 NAT 这种耗费设备资源的工作 由网络边缘设备分担 提高网络数据传输整体性能 3 4 3 网络网络 VLAN 设计设计 在校园网络的整个网络规划当中 VLAN 的划分是非常重要的部分 很好 的利用 VLAN 技术的功能 能起到事半功倍的效果 对整个网络的性能也是事 关重要的 主要突出为以下几点 VLAN 划分 可以避免广播风暴 在骨干网络中尤为突出 在多媒体 视 频点播等很容易引起广播信息 划分之后 VLAN 是广播只在子网中进行 不 会做无意义的广播 消除了广播风暴产生的条件 VLAN 划分 可以增加网络的安全性 在不同的 VLAN 之间不能随意通讯 只限与本子网间通讯 不会对其他的子网产生干扰 要进行访问 需要通过三层 交换 这样信息流就得到相当好的控制 网络管理系统采用完全独立的 IP 子网和 VLAN 实现更加安全的对所有网 络设备进行管理 建立 VLAN 和 IP 子网的对应关系 提高管理效率 实现虚拟的工作组 减少站点的移动和改变的开销 VLAN 间的子网访问 可以在三层交换机上实现 子网间的通讯也可以在 汇聚设备上实行 分流核心交换机的三层交换 优化了组网 VLAN 号VLAN 名称起始 IP子网掩码说明 VLAN 1 192 16 1 1255 255 255 0网管中心 VLAN 计算机网络课程设计 12 VLAN 10JWC192 16 2 1255 255 255 0教务处 VLAN VLAN 20YXBGS192 16 3 1255 255 255 0 院系办公室 VLAN VLAN 30TSG192 16 4 1255 255 255 0图书馆 VLAN VLAN 40LXL192 16 5 1255 255 255 0理学楼 VLAN VLAN 50YAL192 16 6 1255 255 255 0致用楼 VLAN VLAN 60YBL192 16 7 1255 255 255 0致用楼 VLAN VLAN 70GAL192 16 8 1255 255 255 0致高楼 VLAN VLAN 80GBL192 16 9 1255 255 255 0致高楼 VLAN VLAN 90YT192 16 10 1255 255 255 0圆厅 VLAN VLAN 100ZL192 16 11 1255 255 255 0主楼 VLAN VLAN 110BHL192 16 12 1255 255 255 0电气楼 VLAN VLAN 120SHQ192 16 13 1255 255 255 0生活区 VLAN VLAN 130FWQ172 16 14 1255 255 255 0服务器 VLAN 表 3 4 1VLAN 及 IP 编址方案 3 5 配置配置 WEB 服务器服务器 Web 服务器是校园网中非常重要的一个服务器 通过 Web 服务器可以发布 Web 网站 随着教育经济时代的到来 对生源 师资的竞争会越来越来激烈 学 校应该将自己的最新研究成果及有关信息发布到网络上 适时实现对网络资源的 更新 IIS Internet Information Service 是 Windows 2000 系统提供的 Web 服务器 程序 可提供以下服务 1 WWW 服务 将 Windows 2000 计算机配置为 Web 服务器 在互联网 上发布自己的 Web 站点 2 FTP 服务 建立 FTP 站点 为用户提供文件上传与下载的服务 3 NNTP 服务 支持新闻组传输协议 4 SMTP 服务 为用户提供发送邮件的功能 3 5 1 安装安装 IIS 步骤 1 单击 开始 指向 设置 单击 控制面板 然后启动 添加 删除程 序 应用程序 步骤 2 选择 添加 删除 Windows 组件 然后按照如图提示安装 删除或 添加 IIS 组件 计算机网络课程设计 13 图 3 6 1 安装 IIS 组件 3 5 2 建立建立 WEB 站点并发布内容站点并发布内容 步骤 1 为 Web 站点创建主页 单击 开始 单击 控制面板 管理工具 Internet 服务器管理器 打开服务应用程序 右击单击 默认 Web 站点 选择 属性 即可设置并发布站点 图 3 6 2 设置 Web 属性 步骤 2 添加新的主页默认文件名为 计算机系网站资源 html 并移动到 首部 计算机网络课程设计 14 图 3 6 3 添加需要发布的网页 步骤 3 将主页复制到 IIS 的默认或指定的 Web 发布目录中 默认 Web 发 布目录也称为主目录 安装程序提供的位置是 C Inetpub wwwroot 步骤 4 在浏览器中输入 http 58 192 1 12 即可访问网站了 网络中的其他 计算机亦可访问 3 6 创建创建 FTP 服务器 实现文件的上传与下载服务器 实现文件的上传与下载 步骤 1 安装 IIS 后打开 Internet 信息服务管理器 右击 默认的 FTP 站点 选择 属性 即可设置 FTP 图 3 7 1 设置 FTP 属性 步骤 2 默认 FTP 站点目录位置是 C inetpub ftproot 为实现文件上传和下载 计算机网络课程设计 15 功能 如下图所示选择 读取 写入 功能 图 3 7 2 设置 FTP 访问方式 步骤 3 访问 FTP 58 192 1 12 实现上传和下载文件功能 3 7 创建创建 DNS 服务器服务器 DNS 是域名系统 Domain Name System 的缩写 是一种组织成域层次结构 的计算机和网络服务命名系统 DNS 命名用于 TCP IP 网络 如 Internet 用来 通过用户友好的名称定位计算机和服务 当用户在应用程序中输入 DNS 名称 时 DNS 服务可以将此名称解析为与此名称相关的其他信息 如 IP 地址 步骤 1 打开 添加 删除程序 窗口 选择 开始菜单 设置 控制面板 添加 删除程序 步骤 2 然后单击 添加 删除 Windows 组件 打开 Windows 组件向导 窗 口 在 组件 下 滚动列表并选中 网络服务 单击 详细信息 按钮 打开 网 络服务 窗口 计算机网络课程设计 16 图 3 8 1 安装 DNS 软件 步骤 3 在 网络服务的子组件 下 单击 域名服务系统 DNS 然后单击 确 定 按钮 安装程序开始配置组件 在 文件复制来源 中 键入 Windows 2000 分 配文件的完整路径 然后单击 确定 按钮 所需的文件被复制到硬盘上 就可 以使用服务器软件了 步骤 4 选择 开始菜单 程序 管理工具 DNS 打开 DNS 控制台 建立域 名 映射 IP 地址 58 192 1 71 的主机记录 建立 com 区域 选 DNS xzyao 所选的服务器名 正向搜索区域 右 键 新建区域 然后根据提示选 标准主要区域 在 名称 处输入 com 单击 下一步 按钮 显示如图新建区域信息 然后单击 确定 按钮完成新区域的创建 图 3 8 2 创建新区域 建立 xzyao 域 选 com 域 执行 右键 新建域 命令 在 键入新域名 处 输入 xzyao 建立 www 主机 选 xzyao 执行 右键 新建主机 命令 名称 处为 计算机网络课程设计 17 www IP 地址 处输入 58 192 1 71 再按 添加主机 按钮 如图所示 图 3 8 3 创建 WWW 主机 步骤 5 建立域名 映射 IP 地址 58 92 1 71 的主机记录 域名 和 均位于同一个 区域 和 域 中 均在上步已建立好 因此应直接使用 只需再在 域 中添加相应 主机名 即可 建立 xzyao 主机 选 xzyao 右键 新建主机 在 名称 处输入 admin IP 地址 处输入 58 92 1 71 最后再 添加主机 即可 步 骤 6 建 立 域 名 ftp 映 射 IP 地 址 58 192 1 26 和 域 名 映射 IP 地址 58 92 1 71 的主机记录方法同上 建立好的 DNS 控制 台下图所示 图 3 8 4 配置的 DNS 纪录 步骤 7 在任一本网内的工作站中打开 网络 窗口 选网络组件的 TCP IP 计算机网络课程设计 18 组件 单击 属性 按钮 打开 TCP IP 属性 窗口 在 DNS 配置 标签中 首先 选中 启用DNS 单选项 在 主机 处输入 xzyao 然后单击 添加 按钮 添 加 DNS 服务器的 IP 地址 58 192 1 71 图 3 8 5 添加 DNS 服务器 步骤 8 单击 确定 按钮 系统将所需的文件复制到硬盘上 重新启动系统 后 测试验证所进行的设置 采用 Windows2000 中自带的 ping 命令来完成 三 三 设计成成果及心得设计成成果及心得 课程设计的完成使我觉得组网是一个庞大而复杂的工程 需要详细的了解你 所要组网地区的网络大环境 对网络的拓扑结构和组网技术有娴熟的应用 第一步查资料是做课程设计的前期准备工作的重要环节 良好好的开端就相 当于成功了一半 到图书馆 书店 资料室去虽说是比较原始的方式 但也有可 取之处的 总之 不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的 要一一记录下 来以备后用 通过组建和设计本校园网 使我明细的知道了组建一个局域网全部过程 这 个过程 从目标确立 到环境 应用 管理和扩展性分析 从逻辑结构设计 拓 扑图总体设计到硬件 软件的选型 思路从茫然到清晰 设计稿从无到有的渐变 计算机网络课程设计 19 让我成长了许多 不仅仅了解了更多的网络知识 更让我们学会了思考 学会就 地分