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建筑通信与网络大型作业中小规模局域网建设：方案与设计 姓 名： 张志可 班 级： 楼宇1001 学 号：0802100130 指导教师： 吴会敏 日 期： 2011/12/16目录1项目概述和应用需求分析1.1项目概述1.2业务定位1. 3需求分析2网络设计原则2.1网络建设原则2.2 校园网络总体规划3. 网络结构3.1网络结构规划3.2主干网3.3子网3.4对外接入3.5网络拓补结构3.6网络拓补结构图3.7布线选择4.网络信息点数统计4.1信息点设置4.2网络信息点统计图5.网络设备选型与配置5.1网络设备选型5.2网络设备配置清单6设计现状分析（人力资源分析）。1.项目概述和应用需求分析在全球信息电子化、网络化迅速发展的大环境下，无论是从大趋势上看，还是从自身学校利益角度考虑，建立学校内部管理信息系统是学校当务之急的任务。1.1项目概述某个学校建设校园网络。学校情况基本情况如下：学校下属机关部门（包括校办、人事处、财务处等，可用机关子网1、子网2等表示）8个，每个部门有计算机不超过30台；机关部门全部在一幢办公楼内，各部门距离不超过100米；学校下属院系15个（可用学院子网1、学院子网2等表示），每个院系有计算机不超过240台；每个院系都座落在单独的建筑物。学校图书馆座落在单独建筑，有200台计算机的电子阅览室，需接入校园网。图书借阅管理系统有计算机50台，应和电子阅览室计算机处于不同的子网。学校网络中心位于机关办公楼内，机关办公楼和各院系的建筑物距离均超过500米；应用需求分析现要求各部门和院系单独组成子网，并且与网络中心千兆连接；部门和院系内部百兆到桌面。校园网内部使用内部IP地址。校园网须联入INTERNET。考虑网络安全。要求：（A）画出网络拓扑图，并在图中标出设备型号。给出子网规划和IP地址分配（使用内部IP地址），每个子网缺省网关地址、掩码，列表表示。对方案做出简要说明。（B）给出设备清单和端口配置（端口数量、采用什么介质的端口等），列表表示。（C）核心交换机要求：a背板：256Gb包转发速率：173Mppsc扩展插槽=6个d双电源(D) 要求网络方案是一个可实施的方案。因此所有设备数量、配置等均要详细。1.2业务定位其业务类型主要有：话音、数据、视频，具体表现为基本业务、增值业务。基本业务包等。本期工程主要考虑解决某业技术学院网络的基本业务：数据业务和语音业务。1.3需求分析现有网络采用1000M主干，采用目前性价比较高的ADSL接入。 校园主干采用具有第三层交换功能的千兆位以太网（Gigabit Ethernet）以满足广大用户的各种要求。 能提供新校园网的管理方案与管理策略。 各部门和院系单独成子网，部门和院系内部百兆到桌面。支持IP多目广播（Multicast）与服务质量（Qos）或服务类型(CoS)，满足远程教育的需求。 支持虚拟网络（VLAN）。 2网络设计原则2.1 网络建设原则通过对业务定位的分析，宁波职业技术学院网络系统的性能要求如下：(1)内部网络间应具有足够的带宽满足用户的需求；(2)网络应能向用户提供话音、数据、视频等多种业务；(3)对用户数据传输具有较高的安全性和可靠性；(4)网络应具有高度集中可靠的可管理性；(5)网络应具有灵活的可拓展性；(6)网络应具有良好的经济性。2.2 校园网络总体规划依据某职业技术学院的业务需求，将其网络平台分为五部分：学院网络管理中心、学院主干网络、学院二级网络分管理区和学院三级网络分管理区和用户端。该学校的网络平台可参考图例。学院主干网络是连接主交换设备和次级交换设备的信息通道，一般采用室外光缆，光缆系统的高带宽保证了学院内信息传输的畅通。学院二级网络分管理区完成多个楼宇的用户接入和管理，学院三级网络分管理区主要完成楼内用户的接入和管理。二级和三级网络分管理都应能实现VLAN的划分和配置。每个用户端中的信息终端通过学院三级网络分管理区、学院二级网络分管理区、学院主干传输网络和学院网络管理中心的主交换机连接，实现上网服务，学生可利用内部网与学院的其他部门在网上进行交流、娱乐，还可在管理中心查询数据，学生可利用学院的局域网和国际互联网相连，达到“足不出户，便知天下事”的境界，充分享受联通网络为学生提供的各种信息服务。3. 网络结构3.1网络结构规划该校网络的出口采用建议NAT设备，此功能由宽带接入服务器BAS完成，以实现内部网络IP地址到Internet公网地址的转换，考虑网络流量和业务需求，BAS上联端口和下联端口均采用GE口，以满足业务需求。通过NAT转换，校园网络实现了与宁波联通本地传输接入网的连接。整个网络建设方案是从网络的三层结构模型考虑，分为，核心层、汇聚层、接入层。核心层是网络的高速交换主干，对整个网络的连通起到至关重要的作用。核心层应该具有如下几个特性：高可靠性、提供冗余、提供容错、能够迅速适应网络变化、低延时、可管理性良好、网络直径限定和网络直径一致，在核心层中，应该采用高带宽的千兆级交换机。汇聚层是网络接入层和核心层的“中介”。汇聚层具有实施策略、安全、工作组接入、虚拟局域网（VLAN）之间的路由、源地址或目的地址过滤等多种功能。在汇聚层中，应该采用支持三层交换和虚拟局域网的交换机。接入层向本地网段提供用户接入。在校园网中，接入层的特征是交换式或共享带宽式局域网。在接入层中，减少同一以太网段上的用户计算机的数量能够向工作组提供高速带宽，接入层可以选择不支持VLAN和三层交换的工作组级交换机。另外，由于学院内部考虑开展宽带应用业务，如视频点播、远程教学等。要求校园网络中心到各栋楼出口采用1000M，校园网的总出口在NAT设备上也采用GE口，提供足够的带宽，提供视频业务的可扩展性，同时考虑各设备的GE口预留。3.2主干网主干网是所有学校数据信息的动脉，同时还担负着信息流动的总调度任务，因此这里采用的是吉比特以太网技术，选用高性能、高可靠性，具有冗余配置的模块化千兆三层交换机，通过光纤连接到学校各大楼的子网交换机上，保证传输速率达到1000Mbit/s，另外交换机的模块化设计方式对于远期应用和网络规模的发展能够提供相当便利的升级功能。3.3子网这里的子网指的是每座大楼的计算机局域网，实际上包括楼层子网和大楼内部的主干网，其中楼层子网采用高扩展性的带有10/100Mbit/s端口的交换机，桌面终端到交换机的连接通过10/100Mbit/s自适应端口并采用超5类UTP线缆，以保证100Mbit/s的速率。大楼内部的主干网则以三层交换机为核心，将各楼层交换机通过光纤连接起来，达到楼层之间的1000Mbit/s的通信速率。3.4对外接入采用目前性价比较高的ADST接入方式，其中的ADST接入设备由当地电信部门提供。3.5网络拓扑结构目前常用的数据网络拓扑结构有三种。它们是环形网、总线形网和星形网。环形网，正如名字所描述的那样，是使用一个连续的环将每台设备连接在一起。它能够保证一台设备上发送的信号可以被环上其他所有的设备都看到。在简单的环形网中，网络中任何部件的损坏都将导致系统出现故障，这样将阻碍整个系统进行正常工作。而具有高级结构的环形网则在很大程度上改善了这一缺陷。 1）令牌环： 环形网络的一个例子是令牌环局域网，它的传输速率为 4Mbit/s 和16Mbit/s，这种网络结构最早由 IBM 推出，但现在被其他厂家采用。在令牌 环网络中，拥有令牌的设备允许在网络中传输数据。这样可以保证在某一时间内网络中只有一台设备可以传送信息。 2）总线形网络 总线形网络使用一定长度的电缆，也就是必要的高速通信链路将设备连接在一起。设备可以在不影响系统中其他设备工作的情况下从总线中取下。总线形网络中最主要的实现就是以太网，它目前已经成为局域网的标准。连接在总线上的设备通过监察总线上传送的信息来检查发给自己的数据。当两个设备想在同一时间内发送数据时，以太网上将发生碰撞现象，但是使用一种叫作载波侦听多重访问/碰撞监测(CSMA/CD) 的协议可以将碰撞的 负面影响降到最低。 3）星形网 星形网的组成通过中心设备将许多点到点连接。在电话网络中，这种中心结构是PABX。在数据网络中，这种设备是主机或集线器。在星形网中，可以在不影响系统其他设备工作的情况下，非常容易地增加和减少设备。综上：结合学校的电脑分布，主要集中在办公楼，且按照学校要求办公楼和下属15院系的各自作用相比较，重点应放在办公楼。比较结构得出，星形连接在将用户接入网络时具有更大的灵活性。当系统不断发展或系统发生重大变化时，这种优点将变得更加突出，所以选择星形网络最好。3.6网络拓补结构图 如图1：3.7布线选择布线是任何网络系统的关键部件之一，因此决策人员必须准备将网络总投资的 10用于这一领域。由于不良的设计和不合格的安装而造成的网络 故障是最常见的，同时代价也是非常昂贵的，因此对高质量的布线和网络设计方面的投资绝对是物有所值。连接在网络中设备类型以及电缆上所承载的通信负载是选择电缆的关键因素。同时，在进行电缆选择时还应考虑以下因素： 1）网络集线器和节点(信息口)之间的最大距离 2）在管道和地板/天花板中的布线可用空间 3）电磁干扰(EMI) 的程度 4）为系统服务的设备的可能的变化情况和它们的使用方式 5）系统复元力的水平 6）网络要求的生命周期 7）电缆走线的限制和电缆弯曲半径的限制 8）具有潜在重复性使用可能的现有电缆安装情况 4.网络信息点数统计 4.1 信息点设置该校建筑主要是是15座院系教学区同在一个二级接入点，机关办公楼同在一个汇聚点，图书馆的电子阅览室、图书借阅室外在不同的二级接入点，据此并结合学院网络结构的划分，学院各楼共需要数据信息点4090个。4.2网络信息点统计图如图25. 网络设备选型与配置 5.1网络设备选型 美国CISCO公司作为本工程的网络设备的供应商，选用1台CISCO CATALYST 6509三层交换机做为学校的核心交换设备。具体配置如下：1）多层交换特性卡（2代MSFC2）1块（自带2GE端口），提供三层交换服务，并通过自带的2GE端口上连内网出口路由器。2）16口1000Mbit/s光纤接口交换模块1块，提供各大楼主交换机的接入和服务器区。3）GBIC SX模块10个。选用CISCO CATALYST 3550-12G作为各楼的主交换机，它带有10个千兆端口，用来接入各楼层交换机和校园核心交换机，其具有的三层交换功能可实现各楼层、各部门所属的不同虚拟网VLAN之间的通信。选用CISCO CATALYST 2950-48-E1和CISCO CATALYST 2950-24-E1，分别带有48个和24个10/100Mbit/s自适应端口，用来接入所属楼层中的计算机。同时还具有2个千兆端口，用来与大楼主交换机进行连接。5.2网络设备配置清单 如图3信息点统计楼宇楼层信息点交换机数量备注1#教学楼5层共200个汇聚交换机宫15个，接入交换机共90个，其中汇聚交换机每层一台，接入交换机每层一台2#教学楼5层共200个3#教学楼5层共200个4#教学楼5层共200个5#教学楼5层共200个6#教学楼5层共200个7#教学楼5层共200个8#教学楼5层共200个9#教学楼5层共200个10#教学楼5层共200个11#教学楼5层共200个12#教学楼5层共200个13#教学楼5层共200个14#教学楼5层共200个15#教学楼5层共200个机关楼5层共100个核心交换机1台，接入交换机5台，汇聚交换机1台中心机房图书楼4层共50个接入交换机1台，汇聚交换机1台网络管理中心（3楼）共200个接入交换机1台，汇聚交换机1台电子阅览室（4楼） （图2） 1-15#教学楼IDF-1IDF-2IDF-3IDF-4IDF-5MDFCATALYST 2950-48-E11台1台1台1台CATALYST 2950-24-E11台CATALYST 3550-12G1台 机关楼IDF-1IDF-2IDF-3IDF-4IDF-5MDFCATALYST 2950-48-E11台1台1台1台CATALYST 2950-24-E11台1台1台CATALYST 3550-12