西建大二栋宿舍楼的组网方案设计

摘要设计学生公寓组网方案，目的是让西建大二栋学生公寓的每个宿舍都有网线接口，使每个宿舍的电脑等联网设备都可以入网。进行技术可行性分析和经济可行性分析，在技术和经济允许的情况下，达到最优入网要求。对网络系统的可靠性，安全性，可扩展性，灵活性，可维护性，经济性和先进性都进行研究、规划。西建大二栋学生公寓共7层，每层37个宿舍，每个宿舍必须分配一个入网接口。西建大二栋学生公寓设置一台核心交换机，每层宿舍楼设置一台二级交换机。网络主干线从学校网络中心扯出，到达西建大二栋学生公寓的核心交换机，再由网线连接到每个楼层的二级交换机，每个楼层的二级交换机与核心交换机直接。关键字：宿舍楼，组网方案设计，计算机网络与通信目录表1入网点信息表楼层入网点数1层37个2层37个3层37个4层37个5层37个6层37个7层37个1.2用户设备情况硬件设备：学生宿舍为七人间，每个人一个笔记本电脑。软件设备：学生的笔记本电脑系统根据自己喜好决定。连接网络方面由学校统一的计费系统。1.3需求分析如果仍使用手工操作或使用相当繁琐的软件，既浪费了人力，又浪费了物力，效率无法提高，尤其是在学校里。随着社会的进步、发展，网络已经深入到生活中的各方各面，越来越成为生活的必需品。与此同时，在学习方面，网上有很多精品课程可以让学生参考、学习，为了使学生学习质量的上升，网络的架设更加重要。不仅如此，网络还可以拓展学生的知识面、交际圈，也可以丰富学生的课余生活，让学生更加了解社会情况。使校园网得到高效、合理的利用，以教育信息化带动教育的现代化，加强学校信息管理，将建设成信息化、现代为新世纪的交院增添新气息、树立新形象。因此，适应当前需求的网络就成为了必须。1.3.1网络主干线需求分析网络主干线覆盖西建大二栋学生公寓的主节点，要考虑节点数据的数据传输速率，为用户提供足够的带宽。考虑到西建大二栋学生公寓的入网点较多、信息量较大，从网络中心到西建大二栋学生公寓主节点的连接采用千兆位以太网连接技术。1.3.2网络系统的需求分析可靠性：系统具备网络诊断、测试和在线故障恢复能力，关键设备、线路能做到实时备份和自动故障切换；标准化：选用的网络设备和链路必须以符合国际标准为准则，选择成熟、标准化的展品；开放性：网络体系结构与系统应用各自独立，与服务器、工作站的操作模式无关，支持各自通讯协议；扩展能力：充分考虑今后业务发展的需求，系统方便于升级；可维护性：网络系统便于管理和维护，配置功能强大的网络管理系统，实现集中维护和检测；经济性：一次性投资，长时间受益，维护费用低，使整体性价比达到最优；先进性：具有适当的多媒体应用支持；灵活性：拓扑结构必须灵活，便于进行网络的整理和调整。1.3.3主机系统的需求分析主机系统应满足：高性能、高可靠性，能够长时间工作。高可用性，保证主机系统的安全性和数据的安全性。用TCP/IP协议。高度安全性，防止攻击。1.3.4具体需求分析表2具体需求分析表楼层1层2层3层4层5层6层7层楼层高度0米3米6米9米12米15米18米入网点37个37个37个37个37个37个37个1.4可行性分析1.4.1技术可行性分析千兆以太网技术是一种成熟的优质价廉的网络技术，其标准已经制备完善。从技术上看千兆以太网还有不断发展的余地，将是一种能够得到长期使用和发展的网络技术。以太网的另一大优势在于不同速率之间可以平滑升级，没有网络协议和规范上的障碍。学生公寓共有259个入网点，从组建网络的技术上来看：现在计算机网络技术已经相当成熟，无论是何种情况，都可以很好的解决。1.4.2经济可行性分析铺设网络必然是一笔不小的开销，但是考虑后续的发展需求，而且现在有能力承担这一部分开支，所以完全可以铺设一个满足需求的网络系统。

2网络设计2.1网络组网方案的设计西建大二栋公寓整体设置一台核心交换机，每层楼设置一个二级交换机。核心交换机与网络中心用光纤直接相连，二级交换机与核心交换机用双绞线直接相连。每个楼层的入网节点直接与该楼层的二级交换机相连。我们采用了千兆主干、百兆到桌面，整体网络采用分布式三层结构，具有超高的带宽和良好的可扩展性和可管理性。我们采用了星型拓扑结构，星型拓扑结构简单，可靠性高，易于管理、维护，而且不会由于一个非中心节点的故障，导致全网的瘫痪。采用星型拓扑结构，系统易于拓展，适合交换机、集线器等设备的接入。2.2网络拓扑结构的选择图2网络总设计图图3楼层网络设计图（共37个路由器）由于每个楼层的网络结构都是一样的，所以全部用图3所示的样子搭建。2.3网络传输介质的选择2.3.1光纤光纤是一根很细的可传到光纤的纤维媒体，其半径仅几微米只一二百微米。织造光纤的材料可以是超纯硅、超高纯石英玻璃纤维、合成玻璃或塑料。其类型可以划分为单模光纤和多模光纤。其典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外光纤芯、包层和涂覆层。光纤既不受电磁干扰，也不受无线电波干扰，由于可以防止内外的噪声，所以光纤中的信号可以比其他的有线传输介质传的更远。光纤是目前有线介质中带宽最宽，数据传输率最大，传输衰减最小，抗干扰能力最强的一种传输介质。光纤两端需要配有光发射机和光接收机。所以外网到网络中心采用光纤连接。网络中心到西建大二栋宿舍之间的物理传输介质也用光纤。2.3.2双绞线双绞线一般由两根22号~26号绝缘铜导线相互缠绕而成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，没一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线德尔一个双绞循环称作扭矩，扭矩越小，抗干扰能力越强。双绞线既可以传输模拟信号，又可以传输数字信号。双绞线可以分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线，适用于短距离通信。双绞线需要RJ-45或RJ-11连接头插接，两端安装有RJ-45头，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米。双绞线分为：第一类、第二类、第三类、第四类、第五类、超五类、第六类。随着双绞线上升，传输速率也在提高。核心交换机与二级交换机之间距离不足100米，用超五类线就可以了。二级交换机与个入网节点之间也用超五类线连接。2.3.3同轴电缆同轴电缆是由内导体、绝缘层、外屏蔽层和外保护层组成的，能传送数据信号的通信线路。根据电缆带宽的不同可以分为两类：基带和宽带同轴电缆。基带同轴电缆的特征阻抗为50Ω，只用于传输数字信号，即直接发数字信号送到传输介质上，无需经过调制，故把这种电缆成为基带同轴电缆。宽带同轴电缆的特征阻抗为75Ω或93Ω，带宽可大300MHz~400MHz，既可传输模拟信号，也可以传输数字信号。2.4网络组网设备的选择组网设备有路由器、服务器、交换机（核心交换机、二级交换机）等。2.4.1路由器路由器工作在OSI模型的网络层，实现网络层及以下各层的协议转换，通常用来互连局域网和广域网或者实现同一点两个以上的局域网的互连。其最基本的功能是转发数据包。在通过路由器实现的互连网络中，路由器根据网络层地址（如IP地址）进行信息的转发，主要的功能有两个：路由选择和数据转发。路由器除了具有网桥的全部功能外，还应具有路径选择功能，也就是说路由器不采用网桥所用的广播方式进行通信，而是能够在复杂的网络环境中选择一条最佳路径完成数据包的传送工作。2.4.2交换机交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口网桥。2.5网络操作系统的选择网络操作系统我们决定用windowsNT4.0，这个操作系统功能强大而且操作简单，与别的windows系统界面一致，容易掌握。系统介绍：微软公司的Windows系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势，它在网络操作系统中也是具有非常强劲的力量。这类操作系统配置在整个局域网配置中是最常见的，但由于它对服务器的硬件要求较高，且稳定性能不是很高，所以微软的网络操作系统一般只是用在中低档服务器中，高端服务器通常采用Unix、Linux或Solairs等非Windows操作系统。在局域网中，微软的网络操作系统主要有：WindowsNT4.0Serve、Windows2000Server/AdvanceServer以及最新的Windows2003Server/AdvanceServer等，工作站系统可以采用任一Windows或非Windows操作系统，包括个人操作系统，如Windows9x/ME等。在整个Windows网络操作系统中最为成功的还是要算了WindowsNT4.0这一套系统，它几乎成为中、小型企业局域网的标准操作系统，一则是它继承了Windows家族统一的界面，使用户学习、使用起来更加容易。再则它的功能也的确比较强大，基本上能满足所有中、小型企业的各项网络求。虽然相比Windows2000/2003Server系统来说在功能上要逊色许多，但它对服务器的硬件配置要求要低许多，可以更大程度上满足许多中、小企业的PC服务器配置需求。2.6网络协议的选择网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则的集合，它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。大多数网络都采用分层的体系结构，每一层都建立在它的下层之上，向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。一台设备上的第n层与另一台设备上的第n层进行通信的规则就是第n层议。在网络的各层中存在着许多协议，接收方和发送方同层的协议必须一致，否则一方将无法识别另一方发出的信息。网络协议使网络上各种设备能够相互交换信息。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。网络协议我们选择TCP/IP协议。它具有很强的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可以连接到所有的服务器和工作站。

3网络实施3.1网络布线办公室需要满足不同模拟或数字信号的传输需求，设备与信息出口之间只需要一根标准的连接线通过标准的接口连通即可。使用的产品必须通过国际组织认证，安装、测试以ANSIEIA/TIA568A及GB/T50311-200为布线标准、遵循国内的布线规范和测试规范。布线采用布线采用星型结构，能支持现在及今后的网络应用10Mb以太网、100Mb快速以太网、1000Mb千兆位以太网。走线方式：电缆可以放入线槽，埋入墙体中。布线总长度：10000余米，40箱。布线所需设备：表3布线所需设备图序号设备名称具体参数品牌1终端布线RJ45非屏蔽五类网线IBM2水晶头、套等3标号管4五类网络模块5防尘面板6标准底座7配线部分非屏蔽跳线（2-3米）8标准理线架9标准配线架10布线PVC管、配件等国产11机柜金盾22U配接入交换机用国产3.2设备选择表4所需设备表设备名称选型性能品牌数量核心交换机TL-SF1008+10/100MbpsTP-Link1二级交换机TL-SF1008+10/100MbpsTP-Link7超五类电缆超五类电缆爱通若干水晶头CK-MP327CK4518路由器TL-R860+10/100MbpsTP-Link2603.3组网设备的连接方法及安装步骤3.3.1网线制作网线连接方法：双绞线棕色线与白棕线、绿色线与白绿线、橙色线与白橙线、蓝色线与白蓝线两两互绞，从左到右按白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕的顺序排列好，插入RJ45水晶头；另一头按从左到右白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕的顺序排列好，插入另一个RJ45水晶头。这样就制作好了一根网线。网线两端分别跟电脑与交换机、交换机与交换机相连。第一步：剪出需要使用到的双绞线长度。第二步：剥掉保护层，剪齐线头，划开保护胶皮。第三步：把相互缠绕的线缆解开，按规则把几组线缆摆好理顺。第四步：把整理好的线缆插入水晶头中。第五步：压线，确认无误后把水晶头插入压线槽内。3.3.2网卡的安装买来网卡后，随网卡附有一张软盘，里面包含了该网卡的驱动程序。在确认机箱电源关闭后，将网卡插入机箱的空闲插槽中，关闭机箱盖。3.3.3交换机参数核心交换机与二级交换机参数：表5TP-LinkTL-SF1008+参数表TP-LinkTL-SF1008+产品类型SOHO交换机交换容量（Gbps）1.6网络标准IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x端口数8支持全双工是传输速率（Mbps）10/100Mbps交换方式储存转发地址表大小1k电压9VAC长度（mm）140宽度（mm）87高度（mm）27.5工作温度0℃-40℃工作湿度10%-90%RH不凝结储存温度-40℃-70℃储存湿度5%-90%RH不凝结宿舍内交换机参数：表6华为S2309TP-SI参数表华为S2309TP-SI\o""交换机类型接入交换机\o""传输速率10/100/1000\o""应用层级二层\o""交换方式存储-转发\o""背板带宽32Gbps\o""包转发率2.7Mpps\o""端口结构固定端口\o""MAC地址表8K\o""VLAN功能支持IEEE802.1Q(VLAN),整机支持4K个VLAN，支持基于端口的VLAN，支持基于MAC地址的VLAN\o""网络标准IEEE802.3,802.3u,802.3ab,802.3z,IEEE802.3x,IEEE802.1Q\o""网管功能支持自动配置功能支持CLI配置支持Telnet远程配置支持SNMPV1/V2/V3支持RMON支持集群管理HGMPV2支持SSHV2\o""堆叠功能不支持\o""接口数量9个\o""接口类型8个10/100Base-TX,1个千兆Combo口(10/100/1000Base-T或100/1000Base-X)\o""模块化插槽数1个其他功能支持QoS绿色节能,减排降耗安全性支持AAA认证,支持Radius、HWTACACS等多种方式支持IPSourceGuard支持IP、MAC、端口的任意组合绑定支持端口限速支持端口隔离支持包过滤支持MAC地址过滤支持多播、广播报文抑制支持MAC地址学习数目限制支持CPU保护功能环境温度范围:0℃～50℃相对湿度:10%～90%(无凝露)\o""是否支持全双工全、半双工\o""网管支持可网管型电源电压100-220VAC额定功率<12.8尺寸250×180×43.6mm重量<1.4长度180mm宽度250mm高度43.6mm工作温度0-50工作湿度10%～90%（无凝露）工作高度3000m存储温度-5～55存储湿度10%～90%（无凝露）存储高度6000m路由器参数：表7TP-LinkTL-R860+参数表TP-LinkTL-R860+路由器类型SOHO路由器网络标准IEEE802.3，IEEE802.3u，IEEE802.3x网络协议TCP/IP，DHCP，ICMP，NAT，PPPOE，SNTP传输速率10/100Mbps端口结构非模块化广域网接口1个局域网接口8个接口介质10Base-T：3类或3类以上UTP100Base-TX：5类UTP防火墙内置防火墙QOS支持支持VPN支持支持网络安全IP与MAC地址绑定防ARP攻击IP地址过滤域名过滤MAC地址过滤DOS攻击防范FLOOD攻击防范Ping包控制状态指示灯电源、LAN口、WAN口、系统电源电压9V、50Hz、0.8A产品尺寸200*140*29mm环境标准工作温度：0-40℃工作湿度：10-90%RH（不凝结）储存温度：-40-70℃村村湿度：5%-90%RH（不凝结）3.4网络软件的安装3.4.1网络操作系统的安装安装操作系统前要弄清楚计算机硬件是否支持要安装的操作系统。我们选用的电脑完全支持我们选用的操作系统。3.4.2驱动程序的安装（1）安装即插即用的驱动程序拿到要安装的新硬件时，首先了解产品的型号、盒内部件及产品对系统的最低要求等信息。然后在网上查找最新的驱动程序。最后按照说明书上介绍的方法来安装硬件。（2）安装非即插即用的驱动程序如果Windows启动后未发现已安装的硬件，我们就需要从“控制面板”里双击“添加新硬件”，直接启动硬件安装向导。安装完毕后，硬件向导会询问“是否重新启动”，此时选“否”。如果安装的是网卡，还需要在“控制面板”里面进行一系列的设置。3.5网络协议的添加（1）打开“控制面板”，双击“网络连接”，双击“本地连接”，打开对话框。（2）单击“属性”打开“本地连接属性”对话框。（3）单击“协议”，单击“添加”按钮，打开“选择网络协议”对话框。（4）单击“安装”按钮，打开“选择网络组建类型”对话框。（5）选择“TCP/TPProtocol”，并单击“确定”按钮。3.6子网的划分方法IP地址的设置因为我们有259个主机需要入网，一个C类地址就可以了，所以我们从网络中心申请一个B类地址，地址为：，IP地址构成：网络号+主机号。表8IP地址分配表一楼-192.172.37二楼8-4三楼5-17四楼18-192.172.148五楼49-85六楼86-42七楼-7

4网络的测试维护及网络的安全管理4.1网络的测试维护电缆将网络设备连接在一起，电缆的检测不仅仅是电缆的通断、插头连接的好坏，还应包括衰减和近端串扰等。4.2网络的安全管理4.2.1物理安全策略物理安全策略是指保护计算机系统、网络服务器、打印机等硬件实体和通信链路免受自然、人为的破坏；验证用户的身份和权限，防止用户越权操作；保护计算机系统在一个良好的电磁兼容工作环境；建立完备的管理制度，防止非法入侵计算机控制室和各种盗窃、破坏活动的发生。4.2.2访问控制策略访问控制策略只要是保护网络资源不被非法使用或访问。4.2.3信息加密策略信息加密策略是为了保护网内的信息安全。4.2.4网络安全管理加强网络安全管理和指定有关制度，对于网络的安全有着很大的作用。

5网络布线所需设备及预算图9预算表名称选型品牌数量单价总价核心交换机TL-SF1008+TP-Link1100100二级交换机TL-SF1008+TP-Link7100700超五类电缆超五类电缆爱通40箱43017200水晶头CK-MP327CK41580.52079路由器TL-R860+TP-Link26020052000机柜610*610*1600mm三盛710503150110配线架AMP配线息模块AMPRJ455524122632人力////10000总计////130611

总结及收获在网络实施阶段，设备的选择、布线的规划都是难题，找不到合适的设备，在布线规划时，需要考虑的因素太多。也意识到了，铺设网络是一件非常庞大的工程，需要耗费很多财力、物力、人力等。在上课过程中，学到了很多知识，但是在实际的操作过程中发现虽然有知识储备，但是不知道该如何运用。用户需求分析不到位，可行性分析做不出来，组网方案设计时找不到很好的解决方案，拓扑结构选择过程中也存在着问题。虽然有很多困难，但是最终在老师、同学、课本、网络的帮助下，还是成功地完成了本次的课程设计。

参考文献[1]吴功宜编著《计算机网络》（第二版）2005清华大学出版社[2]王群，王琳编著《组建交换式局域网》2003人民邮电出版社[3]吴迪，卢建宇编著《局域网组建于管理》2002清华大学出版社[4]邵必林等编著《计算机网络与通信》2009国防工业出版社

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