校园网综合实训

安徽三联学院计算机工程学院安徽三联学院计算机工程学院 课程实训报告课程实训报告 实训名称实训名称 华阳技术学校校园网网络工程实验综合实训华阳技术学校校园网网络工程实验综合实训 学学 号号 姓姓 名名 专业班级专业班级 网络工程网络工程 指导老师指导老师 日期日期 2016 6 152016 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 220 18 80 0 220 18 80 254 如图 3 是该校园网其中一个校区的拓扑结构图 成绩成绩 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 D Internet 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 VLAN1121 22 80 161 29121 22 80 164 管理 VLAN VLAN10TSG121 22 1 0 24 121 22 1 254图书馆 VLAN VLAN20SYL121 22 2 0 24 121 22 2 254实验楼 VLAN VLAN30JXL121 22 3 0 24 121 22 3 254教学楼 VLAN VLAN40XSSSL121 22 0 0 22 121 22 3 254宿舍楼 VLAN VLAN50BGL121 22 80 33 25121 22 80 158 办公楼 VLAN VLAN111FWQ121 22 80 0 27121 22 80 1 服务器 VLAN IP 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 220 18 80 1 30 MASK 255 255 255 224 gateway 220 18 80 1 VLAN10 划分给图书馆 约 200 台机器 子网 IP 段 192 168 1 0 254 MASK 255 255 255 0 gateway 192 168 1 254 VLAN20 划分给实验楼 约 200 台机器 子网 IP 段 192 168 2 0 254 MASK 255 255 255 0 gateway 192 168 2 254 VLAN30 划分给教学楼 约 200 台机器 子网 IP 段 192 168 3 0 254 MASK 255 255 255 0 gateway 192 168 3 254 VLAN40 划分给宿舍楼 约 1000 台机器 子网 IP 段 172 168 0 0 172 16 3 254 MASK 255 255 252 0 gateway 172 16 3 254 VLAN50 划分给办公楼 约 100 台机器 分 100 个 IP 地址 子网 IP 段 220 18 80 33 158 MASK 255 255 255 192 gateway 220 18 80 158 VLAN1 划分给管理 VLAN 子网 IP 段 220 18 80 161 164 MASK 255 255 255 248 gateway 220 18 80 164 4 网络工程设备选型 4 1通信设备选型通信设备选型 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 1 1 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 121 22 80 252 220 18 80 254 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 20020010002001001700 5 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 2 3 个信息点 此外应为此办公区配置 3 5 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 100 UTP 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