校园网的设计与组建(设计).doc

编号：_xxxx学院毕业论文（设计）题 目： 校园网的设计与组建（设计） 系 别： 计算机科学系 专 业： 计算机科学与技术 学生姓名： xx 成 绩： 指导教师： 2011年9月内容摘要随着我国经济的增长和繁荣，计算机网络在各个个中得到了普遍的应用。与此同时在家庭和邻里之间，在校园的宿舍中，计算机联网我共享宽带的需求也激发了广大计算机爱好者学习网络的兴趣。而计算机局域网作为计算机网络的一种，在人们的学习和工作过程中，接触和使用的机会也越来越多。本论文介绍的正是校园网的组建相关知识，包括计算机网络的基础知识、校园网的规划和设计校园网、校园网的组建和等内容本论文分五章，由基础理论到具体实践，循序渐进地介绍了计算机网络的基础、组建不同类型的校园风的软硬件的选择以及安装和设置、校园网的共享宽带上网等内容。前 言 第一章 计算机网络基础；第二章 组建校园网实例；也讲到了网络的未来发展,本论文的特点是内容丰富、翔实，结构清晰，实用性强，极具参考价值。由于本人水平有限，本论文中有疏漏之处在所难免。关键词: 校园网的规划 设计 组建 目 录摘 要.I 目 录.II第一章 计算机网络基础111计算机网络的概念112计算机网络的分类1第二章 组建校园网实例421校园网的规划与设计421. 1分析校园网的可扩展性421. 2各种线缆的费用预算521. 3各种主干设备和节点设备的费用预算621. 4组网中各种设备的选购622校园网的实施过程7221校园网的线缆的铺设及固定7222中心机房和各节点设备的放置与安装923校园网的最终测试与验收92. 3. 1对校园网中的设备和节点进行测试与验收924计算机网络的未来发展11结 论12参考文献13第一章 局域网的基础11计算机网络的基本概念计算机机网络，是指将地理位置不同的具有独立的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。12计算机网络的分类121拓扑结构分类首先来解释一下拓扑的含义，所谓“拓扑”就是把实体抽象成与其大小、形状无关“点”，而把连接的线路抽象成“线”，进而以图的形式表示这些点怀线之间关系的方法，其目的在于研究这些点、线之间的关系。表示点和线之间的图被称为拓扑结构图。拓扑结构与几何结构属于两个不同的数学概念。在几何结构中，要考察的是点、线之间的位置关系，或者说几何结构强调的是点与线所构成的形状及大小。如梯形、正方形、平行四边形及圆都是属于不同的几何结构，但从拓扑结构的角度去看，由于点、线间的连接关系相同，从而具有相同的拓扑结构即环型结构。也就是说，不同的几何结构可能具有相同的拓扑结构。类似地，在计算机网络中，把计算机、终端及通信处理机等设备抽象成点，把连接这些设备的通信线路抽象成线，并将这些点和线所构成的物理结构称为网络拓扑结构。网络拓扑结构反映了网络的结构关系，它对于网络的性能，可靠性以及建设管理成本等都有着重要的影响，因此网络拓扑结构的设计在整个网络中占有十分重要的地位。在网络构建时，网络拓扑结构往往是首先考虑的因素之一。在计算机网络中常见的拓扑结构有总线性、星型、环型、树型和网状。（a）总线型（b）星型（c） 环型（d） 网状型 1-1拓扑结构图总线型拓扑结构如图2-1（a）所示，总线型拓扑中采用单根传输线路作为传输介质，所有站点能过专门的连接器到这个公共信道上，这个公共的信道称为总线。任何一个站点发送的数据都能通过总线传播，同时能被总线上的所有其他站点接收到。可见，总线型结构的网络是一种广播式网络，总线型拓扑形式简单，节点易于扩充，是基本局域网拓扑形式之一。 星型拓扑如图2-1（b）所示，星型拓扑中一个中心节点，其他各节点通过各自的线路与中心节点相连，形成辐射型结构。各节点间的通信必须通过中心节点的作用。星型拓扑的网络具有结构简单，易于建网和易于管理等特点，但这种结构要耗费大量的电缆同时中心节点的故障会直接造成整个网络的瘫痪。星型拓扑经常应用于局域网中。 环型拓扑如图2-1（c）所示，在环型拓扑中，各节点和通信线路连接形成一个闭合的环。在环路中，数据按照一个方向传输。发送端发出的数据，沿环绕行一周后，回到发送端，由发送端将其从环上删除。我们可以看任何一个节点发出的数据都可以被环上的其他节点接收到。环型拓扑具有结构简单，容易实现，传输时延确定以及路径的选择简单等优点，但是，网络中的每个节点或连接节点的通信线路都有可能成为网络可靠性的瓶颈。当网络中的任何一个节点出现故障都可能会造成网络的瘫痪。另外，在这种拓扑结构中，节点的加入和拆除过程比较复杂。环型拓扑也是局域网中常用的一种拓扑形式。 网状拓扑 如图2-1（d）在网状拓扑结构中，节点之间的连接是任意的，每个节点都有多条线路与其他节点相连，这样使得节点之间存在多条路径可选， 在传输数据时可以灵活地选用空闲路径或者避开故障线路，可见网状拓扑可以充分、合理地使用网络资源，并且具有可靠性高的优点。广域网覆盖面积大，传输距离长，网络的故障会给大量的用户带来严重，因此在广域网中，为了提高网络的可靠性通常采用网状拓扑结构。122地理位置划分计算机网络在覆盖范围上千差万别，小者如两台计算机用级联线缆直接相连，大者如INTERNET把全世界的难以计数的计算机连起来。计算机网络按规模来分可分为三类：局域网、城域网、广域网和因特网。（1）局域网（Local Area Network, LAN）局域网也称局部网，是在一个有限的地理范围（十几千米发内）内将计算机、外部设备和网络互连在一走的网络系统。常用于一座大楼，一个学校或一个企业内。常见的局域网有以太网（包括快速以太网、千兆以太网、万兆以太网）、FDDI、ATM等。如图1-2所示：图1-2局域网拓扑（2）城域网（Metropolitan Area Network， MAN） 有时又称之为城市网、区域网、都市网、它采用IEEE802.6标准，是在一个城市域地区范围内连接起来的网络系统，MAN与LAN相比扩展的距离更长，连接的计算机数量更多，在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。这种网络的连接距离可以在10100KM由于MAN中引入了光纤连接，所以使MAN中高速的LAN互连成为可能。如图1-3所示是城域网拓扑:图1-3城域网拓扑（3）广域网（Wide Area Network,WAN）这种网络也称为远程网，所覆盖的范围比城域网（MAN）更广，它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可以几百千米到几千千米。因为距离较远，住处衰减比较严重，所以这种网络一般是要租用专线，通过IMP（接口住处处理）协议和线路连接起来，构成网状结构。如图1-4所示：图1-4广域网第二章 组建校园网的实例21校园的规划与设计本章主要介绍校园网的规划与设计, 图2-1校园网的拓扑图是这一过程中设计出来的，具体的设计过程就不再多说，接下来主要是讲局域网的规划与设计过程中的会遇到几个问题： 图2-1校园网的拓扑图211分析校园网的可扩展性在今天市场经济的条件下，所有的企业，公司，校园等。无论其规模大小，都会面临新的机遇和挑战。企业应用网络技术，能够在提高企业运作效率的基础上，最终增加经济效益和增强竞争能力。在瞬息万变的市场上，网络应用可以帮助企业决策者运筹帷幄，充分利用各种信息资源，优化企业资源配置，扩大各个产业的市场空间，减少了传统商务流程的环节，极大地提高了劳动生产率。置身于网络经济时代，任何企业，无论其规模大小，都必须适应新的潮流。企业内部的网络已经成为提升核心竞争力的关键因素，越来越多的企业都已经充分意识到这一点，加快构建自身的信息网络。通过利用网络技术，现代的企业可以在供应商、客户、合作伙伴、员工之间实现优化的信息沟通，这直接关系到企业能否获得关键的竞争优势。企业网络的重要性，使得网络的可靠性、可扩展性、可管理性和安全性都受到了空前的重视。特别是网络的扩展性，更是不同程度的影响着可靠性、管理性和安全性。良好的扩展性就意味着网络具备良好的持续改进能力。业务的不断发展，接入用户数的增多，数据流量的加大，这些都对网络提出扩展升级的需求。212各种线缆的费用预算网络线缆，Network Cable网络连接线，是从一个网络设备(例如计算机)连接到另外一个网络设备传递信息的介质，是网络的基本构件。在我们常用的局域网中，使用的网线也是具有多种类型。在通常情况下，一个典型的局域网一般是不会使用多种不同种类的网线来连接网络设备的。在大型网络或者广域网中为了把不同类型的网络连接在一起就会使用不同种类的网线。在众多种类的网线中，具体使用哪一种网线要根据网络的拓扑结构，网络结构标准和传输速度来进行选择。线缆分类：1、双绞线(Twisted Pair)分为屏蔽(Shielded Twisted Pair，简称STP)和非屏蔽(Unshielded Twisted Pair，简称UTP)两种。2、同轴电缆：同轴电缆?Coaxial Cable是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。它是计算机网络中使用广泛的另外一种线材。由于它在主线外包裹绝缘材料，在绝缘材料外面又有一层网状编织的屏蔽金属网线，所以能很好的阻隔外界的电磁干扰，提高通讯质量3、光纤：光纤(Fiber Optic Cable)以光脉冲的形式来传输信号，因此材质也以玻璃或有机玻璃为主。它由纤维芯、包层和保护套组成光纤的结构和同轴电缆很类似，也是中心为一根由玻璃或透明塑料制成的光导纤光纤的结构和同轴电缆很类似，也是中心为一根由玻璃或透明塑料制成的光导纤维，周围包裹着保护材料，根据需要还可以多根光纤并合在一根光缆里面。根据光信号发生方式的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。组网过程中要用到那种线缆，以具体实例选用。213各种主干设备和节点设备的费用预算主干网络用于连接各工作组网络和全局的共享资源，其传输速度，工作效率及可靠性必须达到一个很高的水平。 主干网络的互连结构是主干网络设计的一个核心问题，路由(Routing)和交换(Switching)技术在互连结构中扮演着重要角色。所以主干设备的选用决定了网络传输的速率和可扩展性。214组网中各种设备的选购141路由器选购 路由器（Router）是目前应用较为广泛的网络互联设备之一，不率是局域网跟骨干网的互联，还是骨干网跟Internet的互联都离不开路由器。路由器工作在ISO参考模型的网络层，作为连接通信子网的中转设备，它的主要工作是接收来自一端的报文分组，然后依据目的地址及当时的网络情况找出正确的路径，并发往下一个子网，同此可见，路径选择是路由器的主要任务。交换机的选购交换机（switch）和集线器同属于局域网络集线设备。相对集线器而言，交换机无论在性能表现上还是在技术含量上都有质。提升。如果从更广义的角度去理解交换机，则交换机不仅仅是一种网络设备，而是能过人工或自动的方式将特定数据传输至目的端口的交换机的统称。本节所述的交换机仅仅局限于物理高备的范畴。交换机随着价格的下跌现在在各种大小的网络中已经慢慢普及起来，除了在较大型的局域网中存在的较高档的交换机外，一般应用需要不是特别高的交换机在市场都比较容易见到，选购交换机时应该从数据转发方式、延时长短、管理功能、带宽、端口、附加功能（比如是否带有光纤接口等）等多方面来综合考虑。所以对于普能局域网来说，一般的傻瓜型的交换机就能胜任。这里就选用一般的二层换机来组建局域网，主干设备用一台三层（核心）交换机。网线的选购网线是所有电脑组网最常用的设备，虽然网线价格便宜，也是大家认为最不起眼的东西，但它的质量好坏，决定了网速的快慢，岗线是由外皮的PVC是、塑料和里面的铜芯组成，它们决定了网线的成本。按照现在的铜价，一箱网线光铜的成本在400元左右，但厂商为了节省成本，往往掺杂铁、铝混合材料，所以一箱网线的价格只要200多元，劣质网线阴抗比较大，信号传输过程中的电磁辐射量较大，信号衰减较为厉害，阻燃性差，易受电磁干拢和射频干拢，严重影响了网络速度，所以建议应该选择品质好的网线。22校园网的实施过程接下来，就是最关键的时候啦，校园网的具体实施过程：221校园网的线缆的铺设及固定同轴电缆分为细缆?RG-58和粗缆?RG-11两种粗缆(RG-11)的直径为1.27厘米，最大传输距离达到500米。由于直径相当粗，因此它的弹性较差，不适合在室内狭窄的环境内架设，而且RG-11连接头的制作方式也相对要复杂许多，并不能直接与电脑连接，它需要通过一个转接器转成AUI接头，然后再接到电脑上。由于粗缆的强度较强，最大传输距离也比细缆长，因此粗缆的主要用途是扮演网络主干的角色，用来连接数个由细缆所结成的网络。粗缆的阻抗是75这里选用粗缆，按前面画的拓扑图，开始铺设线路，从外面接入两条光纤过来，接入实验楼路由器的光纤接口上，并由路由器再接一个三层交换机，并由三层交换机再连接各各教学楼、宿舍楼、图书馆、实验楼等交换机的接口，下面是各各交换机的连接：实验楼：实验楼是整个校园的中心从一楼到6楼，都是机房，图2-2实验楼拓扑图图2-2实验楼拓扑一层机房有六个机房，每个机房大约60台电脑，一般三个交换机就够用啦，所以每层都这样连接就可以啦，其他层一般都是领导办公的地方，所得专用一个交换机，这样就可以满足领导办公的需要啦。图书馆：图书馆总共分六层，每层一般有两台电脑，图2-3图书馆拓扑,图2-3图书馆拓扑设计的是一个交换机就可以啦，放在第三层，由科院楼接入过来的电缆接入交换机，然后再从这个交换机上连接6条线，每层一条线。办公楼：由于办公楼的办公室多,有20个办公室，所以一个交换机也可以的，图2-4是办公楼拓扑图，图2-4办公楼拓扑把交换机放在第二层，由科院楼接入的电缆接入交换机，然后再从这个交换机的RJ-45接口，连接20条双绞线，接入每层的办公室。 宿舍楼：其实宿舍楼的连接方式与办公楼的连接基本都相同，图2-5宿舍楼拓扑,就是交换机和电脑的个数不同而以，一般的公寓一层楼有几个交换机，一层一般都有二个或三个交换机每个宿舍都有一条网线，如果电脑多的话，就连接一个普通的路由器，这样每图2-5宿舍楼拓扑层都这们连接，都可上网啦。教学楼：其实教学楼的连接方式跟办公楼的相同，就是交换机多点而已，这里就不在多说！如图2-6是教学楼拓扑图。图2-6教学楼拓扑222中心机房设备和节点设备的放置与安装 接下来讲一下，中心机房的放置与安装，先从科院楼开始说起： 科院楼：前面提到了由三层交换机接入的电缆接入交换机，如：电缆接入一楼的交换机，这个交换机用一个8口的交换机就可以啦，再由用交插线方法做成的双绞线的水晶头连接这个交换机的RJ-45，连到机房的24口的交换机上，再由这个24口的交换机并联两个交换机，接下来该连接电脑啦，这个很简单，用一般的直通线就可以啦，并连接到每台电脑，注意线的放置！，最终安装。这样就连接到了每台电脑，这个工作量很大，得好多天才能完成这样大的局域网的组建，但是不能怕累，怕麻烦，每层楼科院的每层楼都按这样的布置和安装。育苑：这个连接方式也跟科院差不多，就是没有那么多的电脑，现在每个育院的办公室都有网线啦，现在就可以直线就直通线连接电脑啦，如果，电脑多的话，就用普通的5口的路由器就可以啦！行知苑：放置过程也跟育苑的连接方式雷同，安装也相同。 公寓：其实公寓的连接很简单，网线已经到宿舍啦，只要同学们，插上网线，就可啦，如果电脑多的话，就买一个普通的8口的交换机。就已经满足需啦！其他公寓也一样这样设置和安装。2. 3对校园网中的设备测试与验收231对局域网中的设备、线缆和节点进行测试与验收局域网组建成功啦。那接下来也该到了测试与验收啦，首先用WINDOWS自带的命令提示符和来测试一下局域网的连通。一、Ping命令的使用技巧 Ping是个使用频率极高的实用程序，用于确定本地主机是否能与另一台主机交换（发送与接收）数据报。根据返回的信息，我们就可以推断TCP/IP参数是否设置得正确以及运行是否正常。需要注意的是：成功地与另一台主机进行一次或两次数 据报交换并不表示TCP/IP配置就是正确的，我们必须执行大量的本地主机与远程主机的数据报交换，才能确信TCP/IP的正确性。 Ping能够以毫秒为单位显示发送回送请求到返回回送应答之间的时间量。如果应答时间短，表示数据报不必通过太多的路由器或网络连接速度比较快。Ping还能显示TTL（Time To Live存在时间）值，我们可以通过TTL值推算一下数据包已经通过了多少个路由器：源地点TTL起始值（就是比返回TTL略大的一个2的乘方数）-返回时TTL值。例如，返回TTL值为119，那么可以推算数据报离开源地址的TTL起始值为128，而源地点到目标地点要通过9个路由器网段（128-119）；如果返回TTL值为246，TTL起始值就是256，源地点到目标地点要通过9个路由器网段。 1、通过Ping检测网络故障的典型次序 正常情况下，当我们使用Ping命令来查找问题所在或检验网络运行情况时，我们需要使用许多Ping命令，如果所有都运行正确，我们就可以相信基本的连通性和配置参数没有问题；如果某些Ping命令出现运行故障，它也可以指明到何处去查找问题。下面就给出一个典型的检测次序及对应的可能故障： ping 这个Ping命令被送到本地计算机的IP软件，该命令永不退出该计算机。如果没有做到这一点，就表示TCP/IP的安装或运行存在某些最基本的问题。 ping 本机IP这个命令被送到我们计算机所配置的IP地址，我们的计算机始终都应该对该Ping命令作出应答，如果没有，则表示本地配置或安装存在问题。出现此问题时，局域网用户请断开网络电缆，然后重新发送该命令。如果网线断开后本命令正确，则表示另一台计算机可能配置了相同的IP地址。 ping 远程IP如果收到4个应答，表示成功的使用了缺省网关。对于拨号上网用户则表示能够成功的访问Internet（但不排除ISP的DNS会有问题）。 ping localhostlocalhost是个作系统的网络保留名，它是的别名，每太计算机都应该能够将该名字转换成该地址。如果没有做到这一带内，则表示主机文件（/Windows/host）中存在问题。 ping （如 天极网）对这个域名执行Ping 地址，通常是通过DNS 服务器 如果这里出现故障，则表示DNS服务器的IP地址配置不正确或DNS服务器有故障（对于拨号上网用户，某些ISP已经不需要设置DNS服务器了）。顺便说一句：我们也可以利用该命令实现域名对IP地址的转换功能。 2. 4计算机网络的未来发展未来的局域网将集成包括一整套服务器程序、客户程序、防火墙、开发工具和升级工具等，给企业局域网升级提供一个全面解决方案。局域网将进一步加强和E-mail、群件的结合，将web技术带入E-mail和群件，从以发布为主的应用转向信息平台，可能随时集成新的应用。未来网络的三网合一根据网络业务的发展，网络结构和网络业务及网络运营模式都将随之发展，以适应这一潮流，未来网络发展的总趋势主要体现在以下几个方面；新一代的网络将是以IP为基础的宽带综合业务网。也就是说“三网融合”将统于IP。IP本是INTERNET PROTOCOL（网际协议）的英文缩写，是因特网的核心协议。现在一般用IP来代表因特网的所有技术，简称IP技术。从技术层面上分析，IP技术是多种技术融合和升华的产物，从狭义上讲，IP技术融合了通信技术、计算机技术和传输技术。从广义上讲，宽带的IP技术还融合了光电技术、徽电子技术、多媒体技术，同时涉及到制造行业，软件行业，信息服务业，甚至社会科学等多方面。IP骨干