计算机网络-东区学生宿舍楼校园网的规划与设计

塔里木大学信息工程学院课程设计目录前言1正文11设计的目的和意义11.1本次学校东区学生宿舍楼设计应达到以下目的： 11.2对学校东区学生宿舍大楼设计的意义： 12需求分析12.1功能要求12.2性能要求13设计原则1四课程计划设计14.1综合配线设计14.1.1综合配线系统的概要14.1.2综合配线目标14.1.3综合配线原则14.1.4学生宿舍楼之间的接线设计14.1.5学生宿舍大楼的接线设计14.1.6综合布线系统结构设计14.1.7接线采用的网络结构14.1.8综合布线子系统设计14.2 IP地址规划14.2.1 IP地址规划概要14.2.2 IP地址规划总体要求14.2.3 IP地址分类14.2.4 IP地址分配14.2.5具体设计方案14.3 VLan分区14.3.1 VLan地址概述14.3.2 VLan分割设计14.3.3具体方案设计15本课程设计中遇到的问题1总结1谢谢1参考文献1简介随着计算机、互联网、多媒体等信息技术的快速发展，信息传递越来越快，信息处理能力越来越强，信息表达形式也越来越丰富，严重影响了社会经济和人们的生活。 学校作为信息化过程中极为重要的基础环节，如何通过网络充分发挥教学功能，成为当今的话题。 一方面学生可以在促进学习的同时，掌握丰富的计算机和网络信息知识，是学生综合素质中极其重要的一部分，另一方面，基于先进的网络平台及其应用系统，大大促进学校教育现代化，提高教学水平我们开展的塔里木大学东区校园网设计，旨在推进学校信息化建设，其最终建设目标是与整个校园网一起建设数字化教育园区网，最终实现统一网络管理、教育资源共享等应用。 最终在网上，东区的学生可以享受到稳定、安全、高效、无中断的服务。正文1设计的目的和意义1.1通过本次学校东区学生宿舍大楼的设计，应达到以下目的1、统一规划和设计学校东区学生宿舍楼网络2、东区宿舍楼与楼房之间及单宿舍楼综合布线3、对东区宿舍进行IP设计和VLan设计4 .加强计算机网络知识，特别是网络规划、IP设计和综合布线，提高实践能力。1.2对学校东区学生宿舍大楼设计的意义：良好的网络环境能使学生高效获取有价值的信息，本课程设计实现东区学生宿舍楼校园网的构建，使东区宿舍网的使用更加迅速方便，让东区学生享受更好的网络服务。本次课程设计中，我们解决的问题是如何通过自学和学习的计算机网络知识，初步设计学校东区学生宿舍楼校园网，使东区学生能够利用安全稳定的网络。在本课程设计中，我们学习了综合布线技术，使用了FTTB、IP地址、VLan的相关知识，并学习了如何规划IP地址和VLan。2需求分析学生宿舍校园网存在着多种网络设备和系统应用环境，考虑到用户不断增加的可能性，考虑到网络设备的可扩展性。 即使在多种网络设备、用户不断增加的环境下，也能保证网络顺畅。 因此，学生宿舍校园网平台应具有良好的兼容性和可扩展性。 同时，预订空间满足当前和未来的信息建设需求和充分的升级空间。在当前的网络环境中，稳定可靠是个争议，现在在互联网上运行许多重要的应用程序和服务，必须保证7*24小时的连续服务。 必须完全保证网络设备一整天的可用性。 即使设备出现问题时切换到备用设备，为了满足有效平稳的网络应用需求，也必须保证较小的延迟。在学生宿舍楼校园网乃至整个学校的校园网中，网络安全非常重要：学生宿舍楼校园网的网络安全需要考虑到与外网和内网不同的应用系统之间的安全访问控制。 安全事件发生后，为了有效且迅速地处理事故，必须采用网络审计手段。 目前因为类似“冲击波、冲击波病毒”，所以必须提供强健的网络所需的手段，以防止特定病毒的传播和病毒造成的流量拥挤。2.1功能要求对于学生来说，校园网应该设计为满足以下要求数据通信：数据通信是实现计算机与终端、计算机与计算机之间数据传输的计算机网络最基本的功能，也是实现其他功能的基础。 例如电子邮件、传真、远程数据交换等。资源共享：实现计算机网络的主要目的是共享资源。 一般来说，能够在网络上共享的资源是硬件资源、软件资源和数据资源，在其中共享数据资源是最重要的。远程传输：计算机从科学计算向数据处理发展，从单机向网络发展，发展速度快。 远方的用户可以互相传输数据信息，互相交流，协调工作。 根据学生使用互联网的习惯，下表总结了学生使用互联网的特点服务类型实时性要求对流量的要求迅雷下载很贵很贵BT下载很贵很贵IM服务很贵低浏览HTTP页面很贵很贵发布网页低低网络电视转播很贵很贵表1学生使用互联网的特点2.2性能要求实现东区学生宿舍学生上网快速安全访问和宿舍间信息高度共享传递。 数据链路冗馀备份技术确保网络稳定可靠。需求:能够达到低负荷、高带宽、最简单、最有效的要求。需求:核心设备支持t级以上的底板设计，硬件实现ACL、QoS、组播等功能。 需求:确保物理层、链路层、网络层的稳定性、可靠性。在不牺牲网络性能的情况下，实现病毒和攻击保护、路由协议安全。需求:宿舍区学生人数众多，网络需要提供足够的带宽。3设计原则1、实用性和经济性：网络建设应始终面向应用，贯彻重视实效的方针，坚持实用、经济原则，保护用户投资2、先进性和成熟性：网络建设设计应采用先进的技术和方法，注意结构、设备、工具的相对成熟。 不仅反映了当今先进水平，而且具有发展潜力3、可靠性和稳定性：在考虑技术先进性和开放性的同时，从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大平均故障时间，在学校启用物理链路冗馀机制，保证哪些线路发生故障后中坚网络平台的可用性4 .安全性和机密性：在网络设计中，要注意信息资源的充分共享，信息的保护和隔离，系统应当分别对不同的应用和不同的网络通信环境采取不同的措施。 例如，端口隔离、路由过滤、DDoS服务拒绝攻击防止、IP扫描防止、系统安全机制、多个数据访问权限控制等VLAN、IP/MAC地址绑定、ACL、路由过滤、DDoS服务拒绝攻击防止、以及5 .可扩展性和可管理性：信息技术和人们对新技术的需求迅速发展，为了避免不必要的重复投资，必须选择具有一定扩展能力的设备，在网络规模逐渐扩大时，不必增加新设备，只需增加一定数量的模块即可。 如果网络技术进一步发展，现有模块不支持新技术，只需更换相应的模块，就不需要更换整个设备。为了适应网络结构变化的要求，必须充分考虑以最简单的方法、最低的投资来实现系统的扩展和维护。 为便于扩展，核心设备必须具有模块化的高密度端口，以便于将来的升级和扩展。由于设计时间和设计技术有限，我们小组只能初步设计塔里木大学东区学生宿舍楼校园网。 本次课程对东区学生宿舍楼进行综合布线，对东区宿舍楼进行IP地址和VLan的区分设计。四课程计划设计4.1综合配线设计4.1.1综合配线系统的概要综合布线系统是专门为满足发展需求而设计的布线系统。 集成布线系统是由通信电缆、光缆、各种柔性电缆及连接硬件构成的通用布线系统，能够对应各种应用系统。 现代化建筑采用一系列高质量标准材料，如体内神经，以模块化组合方式，将语音、数据、图像和部分控制信号系统集成到统一的传输介质中，经统一的规划设计，集成到统一的标准布线系统中，有机连接现代建筑的三大子系统这是为了通信和计算机网络而设计的，能够满足各种通信和计算机信息传输的要求，是为具体综合业务需求的计算机数据网而开发的，综合布线系统可以说是很重要的。综合布线系统由7个子系统组成：建筑群子系统、输入线间子系统、设备区子系统、垂直干线子系统、管理子系统、水平子系统、工作区子系统。 校园网步行系统需要将7个子系统集成到铜介质和光介质部件中。4.1.2综合配线目标学生宿舍是学生利用校园网的主要场所，网络综合布线应建立以计算机为中心的网络基础平台，使校园网信息系统的支持达到先进水平。 保证技术领先。 不仅能满足宿舍应用的实际情况，还容易实现系统今后的扩展升级，利用未来宿舍网络发展的需求。综合布线作为构建校园网的物理基础，分布区域最广，连接通信管理设备和终端，其性能的好坏影响校园网是否正常运行和使用寿命的长短，应当满足以下目标l标准性：符合国际和国家相关标准，支持主要设备端口连接。l兼容性。 综合布线系统统一设计规划声音数据信号的布线，采用统一的传输线路信息连接器等，将不同的信号集成到标准布线系统中。l开放性。 由于采用了开放的体系结构，现有着名厂商的品牌都是开放的，通信协议也是开放的。l稳定性：传输性能稳定、长期耐用，满足当前和未来的信息传输需求。l可扩展性：确保适当的传输性能，确保未来的网络系统升级空间。l经济性：在满足应用前提下，具有优异的性价比。l可管理性：在机柜中集中安装布线架，提高系统的可靠性和安全性l秩序标志可整体管理数量庞大的终端，便于将来维护。4.1.3综合接线原则学生宿舍楼网络的综合布线为数据传输提供了实用、灵活、可扩展、可靠的模块化媒体通道，电缆、连接器等各种设备、部件是充分考虑了先进性、兼容性、开放性、可靠性、灵活性、经济性的设计原则。1、合理规划综合布线系统融合的信息系统种类和数量。 综合布线系统是满足办公自动化、通信自动化、楼宇自动化的所有要求，还是只完成电话和数据信息传递，必须综合考虑用户需求、建筑功能、当地技术和经济发展水平等因素。2 .系统的可扩展性。 综合布线系统必须是开放的结构，能够支持语音、数据、图像、监控等系统的需要。 在设计接线系统时，必须适当考虑今后信息业务的种类和数量增加的可能性，确保一定的发展空间。3 .易于维护和管理。 综合布线系统应采用星形/树形结构，采用分层管理原则，避免同级节点间的电缆直接连接。 建立的网络布线系统可以根据实际需求发生变化，进行各种组合和灵活的构成，简单地改变网络应用环境，所有网络形态都可以通过跳线完成。例如，容易在语音系统和数据系统之间切换的星型网络结构变成了总线状网络结构。4 .经济合理。 在满足上述原则的基础上，尽量降低线路简洁度、距离最短、成本，最大限度地发挥有限投资的效用。4.1.4学生宿舍楼之间的接线设计综合布线系统的设计应采用起始拓扑，起始拓扑下的每个分支子系统是相对独立的单元，每个分支单元系统的改变不影响其他子系统。综合布线系统应采用开放式结构，支持当前普遍采用的各种局域网和计算机系统。1、节省成本：采用分层模型后，各层各部门尽职，不再在同一平台上考虑所有事情。 分层模型的模块化特性使得网络中的所有分层都能够有效地利用带宽，从而减少系统资源的浪费。2、易于理解：分层设计可以清楚网络结构，在不同层次实施不同困难的管理，降低管理成本。3、易于扩展：在网络设计中，模块化特性允许在网络增长时将网络复杂性限制在子网，而不会扩展到网络的其它位置。 采用平整和网格设计，任何节点的变动对整个网络都有很大影响。4、易于调试：分层设计可以分解为易于理解网络拓扑的子网，网络管理员可以轻松确定网络故障的范围，简化调试过程。下面是塔里木大学校园网的拓扑图图1塔里木大学校园网拓扑图东区校园网内的所有工作节点通过双绞线连接到交换机，形成星形网络。 鉴于以上优势，我们将宿舍区网络数据交换设备分为两个层次：接入层、核心层。 传统意义上的数据交换发生在OSI模型的第2层。 现代交换技术还实现了第三层交换和多层交换。在核心层，基于我们学校的实际情况，我们的团队打算使用锐利的RG-S8614交换机，该交换机的底板带宽为14.4Tbps，采用模块化的端口结构，扩展模块的14个模块插槽(管理引擎模块) 的IP Precedence，802.1P(COS优先级)，支持DSCP标准，扩展，支持基于VLAN ACL的流量分类支持硬件队列，支持SP、RR、WRR、DRR、SP WRR和SP DRR拥塞避免管理WRED (流量管理) 支持业务成形业务成形(ts )，防止DDOS攻击；防止未授权的分组检测、数据加密、源IP欺骗、IP扫描；支持Radius/TACAC