网络架构报告

1、课课程程设设计计说说明明书书 课程名称：课程名称： 网络架构课程设计网络架构课程设计 专业：专业： 班级：班级： 姓名：姓名： 学号：学号： 指导教师：指导教师： 刘申菊刘申菊 成绩：成绩： 完成日期：完成日期： 2010 年年 7 月月 17 日日 任任 务务 书书 题目：B 市第二高中有教学楼、办公楼和实验楼共 3 座，教学楼共 6 层，共 130 个信息节点。办公楼 2 层，共计 80 个信息节点。实验楼共 3 层，共计 300 个信息 节点。 设计内容及要求： 本设计的目的旨在帮助学生初步掌握网络需求分析、逻辑设计、物理设计等方 面的能力，使学生通过对特定客户的沟通，了解对方的网络需求

2、，运用自己所学的 知识为其完成一个较为完善的网络设计方案。 设计方案中应包含三大部分内容： 需求分析，应说明客户的各方面网络需求； 逻辑结构设计，应说明网络架构过程中涉及的技术的特点和实现方案； 物理结构设计，应说明网络搭建的具体施工方案等内容。 设计环境： Windows 2003 server Microsoft office visio 2003 实现目标： 1、需求分析 综述 需求数据总结 2、逻辑网络设计 具体设计目标 遵循的标准 逻辑设计方案 3、物理网络设计 具体施工方案和物理网络设计图 软硬件清单 摘 要 本网络设计方案是针对 B 市第二高中教学楼、办公楼和实验楼网络建设需求的

3、 设计方案。 本论文介绍了 B 市第二高中教学楼、办公楼和实验楼网络设计方案的具体规划 思路，根据需求总结来进行逻辑上的网络设计与物理上的网络设计，进而规划出具 体的逻辑设计方案和物理网络设计方案。设计了拓扑结构，逻辑网络图等内容，按 照逻辑上的设计方案做出相应的图中内容的注释说明，与具体的施工方案。根据整 个方案所需要的软硬件设备清单来估计出最终的费用。 方案设计既要考虑到目前实际应用要有所侧重，又要兼顾未来的发展需求以及 网络扩充的需求。 关键词：教学楼、办公楼和实验楼；拓扑；网络设计 目 录 1 需求分析.2 1.1 需求分析阶段的总结.2 1.2 需求数据总结.2 2 逻辑网络设计.3

4、 2.1 概述.3 2.2 设计目标.3 2.2.1 安全可靠性.3 2.2.2 先进性.3 2.2.3实用性.3 2.2.4 开放性.3 2.2.5可扩充性和灵活性.4 2.3 遵循的标准.4 2.4 逻辑设计方案.4 2.4.1 拓扑结构选择.4 2.4.2 逻辑网络图.5 2.4.3 VLAN 划分.5 2.4.4 带宽设计.5 2.4.5 服务设计.6 2.4.6 网络管理设计.6 2.4.7 网络安全设计.6 2.4.8 IP 地址分配.7 2.4.9 无线网络设计.7 3 物理网络设计.8 3.1 概述.8 3.2 具体施工方案和物理网络设计图.8 3.2.1 服务对象详细说明.8

5、 3.2.2 综合布线图.8 3.2.3 对图中内容的注释说明.9 3.2.4 施工方案.9 3.3 软硬件清单.10 3.3.1 线缆.10 3.3.2 互联设备.10 3.3.3 线槽.10 3.3.4 机柜.11 3.4 最终的费用估计.11 3.5 设备调试及培训.11 3.5.1 各类服务器的操作系统配置、软件安装.11 3.5.2 路由器、交换机的配置命令.14 3.6 预计工程进度.14 结论.15 引 言 随着现代社会的发展，各行各业已经离不开网络。可见网络对于人们来说 起着举足轻重的作用。人们足不出户就可以了解世界各地所发生的事情。 而商 家可以利用网络来获取更多的利益。即使

6、亲人，朋友分隔两地也可以通过网络 来联系对方，可以说人们无时无刻都离不开网络。 B 市第二高中是一所地方综合性大学,有着悠久的办学历史,深厚的文化底 蕴以及优良的办学传统。学校总占地面积 3001 亩，现有校舍面积 88.25 万平方 米，教学科研仪器设备总值 3.1 亿元，馆藏纸质图书 200 万册。 B 市第二高中教学楼、办公楼和实验楼综合布线系统建设目标为:立足于开 放原则，既支持集中式系统，又支持分布式系统，既支持不同厂家不同类型的 计算机及网络产品，符合目前和未来的发展需要。总之，在高品质的综合布线 系统支撑下，图书馆大楼将是一个既投资合理又拥有高效率的舒适、温馨、便 利的环境，同时

7、也具有长远的系统灵活性。 1 需求分析 1.1 需求分析阶段的总结 在对教学楼、办公楼和实验楼的建设中学校主要在网络建设方面提出要针 对教师和学生的借阅为主要方向，根据在学校对教师和学生的调查中，主要是 在图书种类和图书信息方面做出了明确说明。然而希望图书馆在网络建设中能 够突出自己的特色，确保系统的可靠性和安全性，保证一些重要的图书不被泄 露。 1.2 需求数据总结 立足于校园实际，着眼于未来发展，建成符合标准化协议、通用性较强、 实用的系统，以提高图书信息的现代化管理水平，实现信息资源的共享。 通常大家知道，如果组建 VPN 的双方均采用 DDN 等有固定 IP 地址的接入 方式，其费用是

8、相当高的，由于 FVL328 支持 ADSL 接入方式组建 VPN，这样 可以大大降低 VPN 网络运行的费用。通常本方案全部采用美国网件公司的 FVL328 ProSafe VPN 宽带路由器系列网络产品。具有高性价比的 FVL328 产品 最大的特点是能同时启动多达 100 个 IPSec VPN 隧道，从而降低您的运营成本， 最大程度提高您网络的安全性1。 着眼当前，随着数字教学楼、办公楼和实验楼建设的不断深入，网上访问 的数字资源和各种服务不断增加，对存储系统的容量、性能和可靠性都提出了 空前的高标准要求。瞻望未来，音视频资料、交互式数字电视等多媒体资料将 成为数字图书馆应用的核心，这

9、些新型信息类型的普遍应用是促进未来存储系 统发展的关键动力。 2 逻辑网络设计 2.1 概述 逻辑网络设计是使用非技术性描述的语言，与客户就需求分析详细讨论网 络设计方案，从而设计出符合用户需要的网络方案，在网络架构过程中所涉及 到技术的特点和实现方案。其中包括具体的设计目标、遵循的标准、逻辑设计 方案等2。 2.2 设计目标 2.2.1 安全可靠性 要求整个系统采用具有高可靠性的总体设计；设计中所选用的设备本身应 具有较高的安全可靠性；在系统软件和应用软件方面必须注重系统的安全保密 工作，采用具有较高安全级别的系统软件。 2.2.2 先进性 保证所采用的设备和技术属世界主流产品，在相应的应用

10、领域占有较的用 户市场，在相关计算机技术及网络技术方面处于领先地位。考虑到网络建成后 较在很长一段时间内使用，所以在选择网络技术的时候应具有一定超前意识。 实用性 系统的性能指标应能够满足住处网络内各项业务对处理能力的要求。整个 系统的性能应当是可靠的，便于管理的。所采用的设备应当是易于配置维护。 从客户的角度出发，在完全满足网络应用要求的条件下，尽量压缩设备所需费 用，争取达到最优的性能价格比。 2.2.4 开放性 在网络和主机方面应支持符合国际标准和工业标准的相关接口，能够与各 接入单位网络、ISP 的网络以及其它相关系统实现可靠的互联；在支持标准的 应用开发平台方面，系统软硬平台应具有良

11、好的移植能力，在硬件升级后保持 二进制级兼容性；在网络协议的选择方面，应选择广泛应用的标准协议，同时 支持局域网内部的其他协议。 可扩充性和灵活性 在网络和主机设备的选择方面，应具有良好的可扩充能力，可以根据信息 网络临时需要对系统进行必要的调整、扩充，这包括存储容量和网络规模等方 面的扩充。在网络全面升级的情况下，能够最大限度地保护现有投资。 2.3 遵循的标准 本网络遵循关于通信网络的 ITUT 系列标准、IEEE802.3 10-BASE-T IEEE802.3u 、Ethernet(100 BASE-T)、EIA/TIA 568A、ISO 11801、FDDI/TPDDI 100Mbp

12、s、IEEE 802.3千兆以太网等一系列关于网络设计 的标准和 RFC 文档中的标准4。 2.4 逻辑设计方案 2.4.1 拓扑结构选择 本网络属于中小型网，由于需要联网的有三栋楼，决定采用星型拓扑结构， 核心路由器放在一号楼与外网相连，一号楼单独连一条线缆到本层的核心路由 器上，一号楼是大厅无信息节点，二号楼为自习室为无线网络，三号楼分别单 独连一条线缆到本层的设备上，这样节点故障能轻松找到，又由于只有一栋楼 所以星型结构线缆浪费的缺点可以忽略。 2.4.2 逻辑网络图逻辑网络图 Internet 一号楼中心机房 防火墙 B市二高中 路由器 服务器 办公楼实验室 拖动侧边手柄可更改 文本块

13、的宽度。 拖动侧边手柄可更改 文本块的宽度。 拖动侧边手柄可更改 文本块的宽度。 图 2-1 拓扑结构图 2.4.3 VLAN 划分划分 基于端口的 vlan 是最常使用的划分 vlan 的方式，几乎被所有的交换机所 支持。所谓基于端口的 vlan，是指由网络管理员使用网管软件或直接设置交换 机，将某些端口直接地、强制性地分配给某个 vlan。除非网管人员重新设置， 否则，这些端口将一直保持对该 vlan 的从属性，即属于该 vlan，因此，这种 划分方式也称为静态 vlan。这种方法虽然在网络管理员进行 vlan 划分操作时 会比较麻烦，但相对安全，并且容易配置和维护。同时，由于不同 vla

14、n 间的端 口不能直接相互通讯，因此，每个 vlan 都有自己独立的生成树。此外，交换机 之间在不同 vlan 中可以有多个并行链路，以提高 vlan 内部的交换速率，增加 交换机之间的带宽。 2.4.4 带宽设计带宽设计 采用 DDN 接入带宽根据需求学校的业务有网页浏览,收发邮件,FTP 下载,IP 电话.数据传输业务.视频监控. 网页浏览需要的带宽为 512Kbit/s.它是针对于每 个页面的.FTP 下载的带宽设为 512Kbit/s,这些带宽足够图书馆工作人员用来下 载相关的资料.数据通信需要 1Mbit/s 的带宽,视频监控需要量 2Mbit/s.则图书馆 一共需要约 4Mbit/

15、s 的带宽,才能使以上网络服务得到充分的服务质量保障 2.4.5 服务设计服务设计 采用先进网络技术，同时注重该技术的成熟性，要求选择的技术符合国际 标准。能够与主要网络厂商的产品及网络技术较为方便的实现互联。 采用的技 术及设备应该具有易升级及可扩展性，最大程度上保护投资。能够向未来的高 速网络技术和不断出现的新应用过渡。实现网络互联，解决互联网络带来的安 全和管理问题。 适应数据集中型的应用发展趋势，为客户/服务器的应用环境提供支撑。增 加网络系统的运行可靠性，降低故障隐患，提供系统的可管理性。适应机构建 制和工作流程，提供多层次的安全保障。 2.4.6 网络管理设计网络管理设计 适应联网

16、规模大、总流量大的情况，合理分布流量，实现有效的安全访问 控制和运行管理。提供对应用服务器的特别支持。高度可靠的计算机网络对于 企业的成功来说是至关重要的，没有可靠性作保证的网络系统是更本无法应用 的。因此，必须对各种网络技术的实现方法和以后的技术支持等问题作审慎的 考虑。自从 1986 年出现星形布线结构的 10BaseT 技术以来，结构化的布线系统 使得集线器和交换机的可靠性越来越高。 网络系统使计算机资源在广泛的地理区域内共享，具有分布广域性、体系 结构开放性、资源共享性、通信信道的共同性等特点。在网络上构筑一系列完 善的安全策略是必不可少的。可以利用现有的安全机制和系统设计，从以下几

17、个方面来增强数据的安全性：在内外网间设置访火墙；对敏感数据的传输采用 不对称加密；利用客户端和服务器端的 SSL 协议；数字签名；数据库的存取控 制；日常的病毒扫描。 2.4.7 网络安全设计网络安全设计 由于交换机只能在同一 vlan 内的端口之间交换数据，不同 vlan 的端口不能 直接相互访问。同时，可以在 trunk（中继）中设置允许访问的 vlan，从而限制 未经允许的 vlan 访问，保证 vlan 只被授权的用户访问。因此，通过划分 vlan， 可以有效地提高网络安全性，防止某些非授权用户对敏感数据的访问。 由于可以通过网管软件查看 vlan 间和 vlan 内的各类通信信息，而

18、这些信息 对于确定网络拓朴与路由，以及设置服务器的位置都十分有用。通过划分 vlan，可以使网络管理变得更简单、更轻松、更有效。 2.4.8 IP 地址分配地址分配 （1）向电信部门申请一个固定 IP 地址 198.150.110. 2 （2）对于所有网络中的设备均采取 NAT 映射的方式访问互联网。 （3）路由器 IP 为 （vlan 1） （4）每层均采用 DHCP 的方式分配 IP 地址 （5）因每一个建筑一个 VLAN，所以： 教学楼：54 办公楼：54 实验楼：192.168

19、.5.254 2.4.9 无线网络设计无线网络设计 A 无线网络的优点 基于 MAC 地址的认证。基于 MAC 地址的认证就是 MAC 地址过滤，每 一个无线接入点可以使用 MAC 地址列表来限制网络中的用户访问。实施 MAC 地址访问控制后，如果 MAC 列表中包含某个用户的 MAC 地址，则这个 用户可以访问网络，否则如果列表中不包含某个用户的 MAC 地址，则该用户 不能访问网络。 共享密钥认证。共享密钥认证方法要求在无线设备和接入点 上都使用有线对等保密算法。如果用户有正确的共享密钥，那么就授予该用户 对无线网络的访问权。 802.1x 认证。8021x 协议称为

20、基于端口的访问控制 协议，它是个二层协议，需要通过 802.1x 客户端软件发起请求，通过认证后打 开逻辑端口，然后发起 DHCP 请求获得 IP 以及获得对网络的访问。 B 硬件需求 无线路由。 C 网络实施 在过去的很多年，计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线 局域网。但有线网络在实施过程中工程量大，网中的各节点移动性不强。为了 解决这些问题，无线网络作为有线网络的补充和扩展，逐渐得到的普及和发展。 因为自己室为公共场所，所以无密码登录。网络覆盖范围正好盖过整个自习室。 3 物理网络设计 3.1 概述 物理网络设计是指实现物理节点之间的电路连通，通过传输介质将网络设备 连接在一

21、起，设备与传输介质之间通过标准接口进行连接。应说明网络搭建的 具体施工方案等内容。其中包括具体施工方案和物理网络设计图和软硬件清单3。 3.2 具体施工方案和物理网络设计图 3.2.1 服务对象详细说明 本网络属于中小型网，由于需要联网的有三栋楼，决定采用星型拓扑结构， 核心路由器放在教学楼与外网相连，教学楼单独连一条线缆到本层的核心路由 器上，一楼是大厅无信息节点，办公楼为无线网络。一共是 300 个信息点。 3.2.2 综合布线图 核心交换机 楼梯 三楼 25 mm超5类UTP 光纤 35*17 mm超5类UTP 40m 22*15 mm 25 mm超5类UTP 光纤 办公楼 39*19

22、mm超5类UTP 信息点光纤 无线信息 点 无线网络 一屋无信息点 教学楼 一楼大厅 楼间走廊 核心路由 器 核心交换机 图 3-1 综合布线图 3.2.3 对图中内容的注释说明 如图 1-2 综合布线图中所示每一个楼都有自己的水平子系统，由垂直子系 统将中心设备连接起来，办公楼为核心交换机与外网采用光纤接入，楼内则采 用超五类双绞线连接各个楼层中的设备。 3.2.4 施工方案 a 设备间的位置、机柜型号、设备类型、布局 一楼的核心交换机和与外网相连，由于实验楼可以提供有线连接。而办公 楼可以提供无线上网和有线上网，这样就能保证教师上网的网速。 b 线缆的类型、走向，线缆选择及选择依据 与外网

23、相连采用光纤:因为它传输距离长，通信带宽高，具有很好的安全性， 不会受到电力电缆的电磁干扰，在许多方面解决了非屏蔽双绞线通信的缺点。 楼内采用双绞线布线:因为对于大多数办公环境来说，通常要求的布线长度一般 都低于铜缆的 100 m 距离限制，因此，目前大多数普通办公环境用户选择的网 络布线通信介质仍然为双铜缆绞线。 对于要求提供千兆位网络通信能力到桌面的用户机构，所遵循的标准最低 应为 EIA/TIA 和 ISO 公布的超 5 类标准。这些性能标准满足了基本的高速网络 应用的需要。6 类布线系统支持的频率为 200 MHz，以 200 MHz 运行的编码系 统实现的通信速率将更高。 c 布线方

24、式选择及依据 采用结构化布线。在网络建设过程中，一个最为人忽略的部分就是对网 络的布线系统，实际上布线系统是整个网络最重要的基础。 由于在网络设计中缺少总体规划，又由于大多数已建楼房均未考虑布线 系统，还由于布线系统投资较大，网络建设的经费预算不足，常常把全部的精 力和经费都放在了网络的某一个上层应用上，由于缺乏完整的网络总体传输基 础，造成网络拓展和升级的困难，每遇到网络容量的增加变化或新的网络业务， 又要重新设计和布放网络。过去不同的网络采用不同的布线系统，以太网、令 牌环和 FDDI 的布线系统各不相同。这些老的布线系统可靠性差、难于管理和 维护。如以太网可用细同轴电缆和粗同轴电缆布线，

25、细同轴电缆把设备串在一 条线上，增加设备或移动设备位置极为困难。由于细同轴电缆在接头地方很容 易短路或开路，即一旦有一个地方短路或开路，则一条线或许几十台设备均无 法通过网络工作，因此细缆以太网可靠性很差。粗同轴电缆价格昂贵，可靠性 也很差。老的布线系统最大问题是一种网络一种布线系统，如果更换网络就必 须更换布线系统。由于布线在网络建设费用中占有很大比例，因此老的布线使 用网络更换极为困难。 d 信息点的分布、接入方式 学校共有 300 个节点，用非屏蔽双绞线连接。 e 施工注意 （1） 、选择资质合格的施工单位 （2） 、加强工程协调 （3） 、把好产品关 （4） 、把好工程质量关 （5）

26、、特别关注光纤布线 （6） 、注意布线系统的防火 3.3 软硬件清单 3.3.1 线缆线缆 与外网连接六芯多模光纤；教学楼、办公楼和实验楼内使用超五类双绞线 与各层设备之间进行连接。 3.3.2 互联设备互联设备 硬件防火墙；核心交换机；核心路由器，普通交换机 3.3.3 线槽线槽 线槽是每层总线扎的外罩可是有盖方形盒，或一带孔背板，线槽的规格 一般为 2 米一段，壳厚 2.5mm有截面长*宽的各种选择： 10*6、10*8、10*10、20*15(cm!2)，根据具体需要选用。这种大型水平主线槽 往往做成装配式槽型电缆桥架，放置在吊顶天花内，适用于大型智能化建筑， 这种建筑一般大量采用吊顶天

27、花的形式。 在本项目中，水平主线槽采用金属角架支撑的方式，一来保护线槽免受破 坏，二来比较美观。在本项目中，采用大容量的 PVC 线槽作为垂直主线槽和 PVC 线管的方式。 3.3.4 机柜机柜 2 个立式、3 个挂墙机柜 3.4 最终的费用估计最终的费用估计 表 3-2 最终的费用估计 项目报价（元） 培训费 4000 FVL328 ProSafe VPN 宽带路由器 40000 交换机 1 台 3000 200 米线槽 10/米 2000 1 台打印机 12000 2 个立式（1400 元） 、3 个挂墙机柜（600/ 个） 4600 50 个监控器 2500/个 50 米超五类双绞线 2

28、000 网络软件 10000 施工 18000 思科 ASA5510-DC-K8防火墙 21199 总费用 3.5 设备调试及培训设备调试及培训 3.5.1 各类服务器的操作系统配置、软件安装各类服务器的操作系统配置、软件安装 （1）Windows2000 系统 IPv6 安装： 在 windows 2000 下的 IPv6 安装过程中，不同的 service pack 有不同的方法。 所以，在安装之前，需要先确定本机 windows 2000 系统中的版本。 1. 首先安装 Microsoft IPv6 Technology Preview for Windows 2000。 如果机器只装了

29、 sp1 for win2000，请直接安装 tpipv6-.exe。 如果机器装了 sp2，sp3，sp4for win2000，请安装 tpipv6-SP2-IE6 .zip。这个包解压之后（到现在为止，windows 2000 的 service pack 最新版本为 4）把 hotfix.ini 文件中VERSION段中的 NTServicePackVersion=256 改成 1024。然后运行 hotfix.exe 。 2重启机器，并安装 ipv6 协议驱动程序 从控制面板中，进入“网络和拨号连接”中，右击“本地连接” ，点击属性， 打开“本地连接属性”窗口，其实这个就是你设置网卡

30、时的属性窗口点击“安装” 按钮，然后在弹出的窗口中，选择“协议” ，并点击“添加.” ，在弹出的窗口 中，你会发现“Microsoft Ipv6 Protocol”，如图 3-3。 图 3-3 Microsoft Ipv6 Protocol 选择这个选项，点击确定。到此为止 tcp/ipv6 协议栈安装完毕，出现在连接 属性中图 3-4。 图 3-4 IPv6 协议已经在列表中 3设置 ipv6 地址 停止协议栈命令： net stop tcpip6 启动协议栈命令，如图 3-5： net start tcpip6 图 3-5 IPv6 完成安装 4.配置 ipv6 地址 ipv6 adu 2

31、/3ffe:3218:6:1 5.配置路由 ipv6 rtu :/0 2/:2 6.查看是否安装成功： 运行 ipv6 if，如果可以看到图 3-6 类似如下结果，即已经安装上了 ipv6 协 议栈。 图 3-6 安装上了 ipv6 协议栈 （2）Windows2000 系统 IPv6 配置： 首先，启动节点上的 6to4 隧道。键入命令 ipv6 rtu 2002:/16 2（IPv6 rtu 命 令用来添加路由，由于 2002:/16 是默认的 6to4 前缀，因此实质上是启动网关） 。 然后，配置 IPv6 的 6to4 地址。注意你所使用的

32、IPv4 地址必须是合法地址。 例如 转化为 16 进制为 CA70:8503。在 2 接口上写入地址:ipv6 adu 2/2002：CA70:8503: CA70:8503。这时该主机可以同大部分 6to4 的站点进行通 信。例如微软的 2002:836b:9820:836b:9820。 最后，配置 6to4 中继路由器的地址，可以使用微软的 。添加路 由： ipv6 rtu :/0 2/: pub life 1800，该路由生命期为 30 分钟。这时，就应 该可以 ping 通 6bone 的实验站点了。 9.手工配

33、置 6to4 网关 Window 下的路由器的转发和广播功能是分开的，可以手工设置。forw 是路 由的转发功能，adv 是路由器的路由广播功能。由于 2 接口是虚拟接口，所以 不存在广播的问题。 ipv6 ifc 2 forw ipv6 ifc 3 forw adv ipv6 ifc 4 forw adv 这样，该路由器就会向子网内每隔 30 分钟广播一次路由，接到路由广播的 主机可以通过配置默认路由经该网关访问 6to4 站点。 3.5.2 路由器、交换机的配置命令路由器、交换机的配置命令 （1）路由器配置命令 Quidwaysysname router_name 命名路由器(或交换机) Quidwayinterface serial 0 进入接口配置模式 Quidwayip address ip_address subnet_mask 为接口配置 IP 地址和子网掩码 Quidwaydisplay version 显示 VRP 版本号 Quidwaydisplay current-configuration 显示系统运行配置信息 Quidwaydisplay interfaces 显示接口配置信息 Quidwaydisplay ip routing