寬帶網(wǎng)課程設(shè)計

1、<p><b>　　寬帶IP網(wǎng)絡(luò)</b></p><p><b>　　——課程設(shè)計</b></p><p>　　學(xué) 院：信息工程與自動化學(xué)院</p><p><b>　　一．序言</b></p><p>　　隨著網(wǎng)絡(luò)的逐步普及，校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是學(xué)校向信息化發(fā)展的

2、必然選擇，校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅為現(xiàn)代化教學(xué)、綜合信息管理和辦公自動化等一系列應(yīng)用提供基本操作平臺，而且能提供多種應(yīng)用服務(wù)，使信息能及時、準(zhǔn)確地傳送給各個系統(tǒng)。而校園網(wǎng)工程建設(shè)中主要應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的重要分支局域網(wǎng)技術(shù)來建設(shè)與管理的，因此本課程設(shè)計課題將主要以校園局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程可能用到的各種技術(shù)及實施方案為設(shè)計方向，為校園網(wǎng)的建設(shè)提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。</p><p><b&g

3、t;　　二、分析及設(shè)計規(guī)劃</b></p><p><b>　　1、校園網(wǎng)的概述：</b></p><p>　　從物理意義上來說，校園網(wǎng)就是一種局域網(wǎng)。校園網(wǎng)是各類型網(wǎng)絡(luò)中一大分支，有著非常廣泛的應(yīng)用及代表性。作為新技術(shù)的發(fā)祥地，學(xué)校、尤其是高等院校，和網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系是密不可分的。作為“高新技術(shù)孵化器”的高校，是知識、人才的高地，資源十分豐富，比其他行業(yè)更渴求

4、網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)新應(yīng)用，希望能有一個高性能、穩(wěn)定、可靠的校園網(wǎng)來促進自身在研究、學(xué)術(shù)上的進步。 因此，提高校園網(wǎng)的使用效率是校園網(wǎng)建設(shè)的重要考核指標(biāo)之一。</p><p>　　2、校園網(wǎng)的建設(shè)思路： </p><p>　　校園網(wǎng)的建設(shè)是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，校園作為一個特殊的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境，它的建設(shè)與使用都有其自身的特點。在選擇局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時要體現(xiàn)開放式、分布式、安全可靠，維護簡單的原

5、則。校園網(wǎng)是使用了局域網(wǎng)技術(shù)以及各種多媒體應(yīng)用技術(shù)，并結(jié)合Internet應(yīng)用等其它的技術(shù)來建設(shè)。使得校園網(wǎng)能滿足現(xiàn)代教學(xué)對信息處理的要求，使計算機的應(yīng)用能對教學(xué)管理現(xiàn)代化起重要的促進作用，能實現(xiàn)信息查尋、教務(wù)管理，并與外部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行交流等多種需要。 </p><p>　　一個完整的校園網(wǎng)建設(shè)在實施過程中可以分成兩個環(huán)節(jié)：網(wǎng)絡(luò)集成方案設(shè)計和信息系統(tǒng)集成。其中信息系統(tǒng)集成是目的，網(wǎng)絡(luò)集成是手段。<

6、/p><p>　　網(wǎng)絡(luò)集成方案主要包括兩個方面：結(jié)構(gòu)化布線與設(shè)備選擇、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及設(shè)備選型。它的設(shè)計思想有兩個，一個是網(wǎng)絡(luò)方案采用模塊化的設(shè)計，各個模塊完成各自的功能。在實施的過程中，可以根據(jù)需要將相應(yīng)的模塊添加到網(wǎng)絡(luò)中，也可以不使用某些模塊，在需要時候再添加。同時，模塊化設(shè)計容易維護，某個模塊出現(xiàn)故障，不會影響到整個網(wǎng)絡(luò)的安全。 </p><p>　　另一個設(shè)計思想是采用層次體系，整個網(wǎng)絡(luò)通過

7、主干網(wǎng)連接起來，各個子網(wǎng)通過接口與主干網(wǎng)連接，實現(xiàn)各自的功能，在子網(wǎng)內(nèi)部及與主干網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。 </p><p>　　3、校園網(wǎng)實現(xiàn)的功能：</p><p><b>　　【1】信息交流功能</b></p><p>　　互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)--讓學(xué)校了解世界，讓世界了解學(xué)校</p><p>　　校內(nèi)信息服務(wù)，信息的接收者就是信

8、息的發(fā)布者</p><p><b>　　【2】學(xué)生學(xué)習(xí)功能</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了很大變化，他們利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)，提高自己的學(xué)習(xí)能力。他們需要上網(wǎng)查了資料，將完成的作業(yè)利用電子郵件發(fā)送給了老師。鼓勵學(xué)生們建立自己的網(wǎng)頁，包括英語角、名站鑒賞、硬件長廊、編程作坊、會員網(wǎng)頁、游戲論壇、電腦文化等欄目。</p><p>

9、;　　【3】圖書館功能，以圖書館為信息源</p><p>　　圖書館可以開設(shè)面向教師開放的電子備課室和光盤閱覽室，開設(shè)面向?qū)W生開放的電子閱覽室。采購、分類編目、流通、查詢、期刊等環(huán)節(jié)全面實行計算機自動化管理，可以在校園網(wǎng)提供網(wǎng)上在線書目檢索服務(wù)，讀者可以在網(wǎng)上實現(xiàn)檢索圖書、瀏覽全文、查閱借閱情況、辦理預(yù)約及續(xù)借手續(xù)等。進而實現(xiàn)圖書管理的"電腦化"和資料查詢的"網(wǎng)絡(luò)化"。&l

10、t;/p><p>　　4、校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計：</p><p>　　校園網(wǎng)的拓補結(jié)構(gòu)基本上是混合型的，它是由星型、總線型等典型拓補結(jié)構(gòu)組成，在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化布線工程中多采用星型結(jié)構(gòu)，主要用于同一樓層，由各個房間的計算機間用集線器或者交換機連接產(chǎn)生的，它具有施工簡單，擴展性高，成本低和可管理性好等優(yōu)點；而校園網(wǎng)在分層布線主要采用樹型結(jié)構(gòu)；每個房間的計算機連接到本層的集線器或交換機，然后每層的集線器

11、或交換機在連接到本樓出口的交換機或路由器，各個樓的交換機或路由器再連接到校園網(wǎng)的通信網(wǎng)中，由此構(gòu)成了校園網(wǎng)的拓補結(jié)構(gòu)。當(dāng)然這其中還有對網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，如vlan的劃分，各不同區(qū)域的細劃分都需要根據(jù)學(xué)校情況來定。</p><p>　　校園網(wǎng)絡(luò)中心以及各分校區(qū)均通過2M E1光纖或ADSL接入Internet。對于我們畫定的區(qū)域如圖書館、宿舍等，都可以通過100M交換口連入校園網(wǎng)，而各個終端可以采用10/100M

12、共享式端口。</p><p>　　目前的校園網(wǎng)大多數(shù)是純?nèi)龑拥慕粨Q網(wǎng)絡(luò)。由于交換機都具有三層功能，匯聚層一般已經(jīng)可以與接入層歸納為一個層次。各樓層和各樓之間的交換設(shè)備都直接上連到核心設(shè)備上。</p><p><b>　　校園網(wǎng)管理系統(tǒng)：</b></p><p>　　校園網(wǎng)的正常運作離不開一套強有力的信息系統(tǒng)軟件，它可以為學(xué)校校園網(wǎng)的全面應(yīng)用提供

13、保障基礎(chǔ)。</p><p>　　校園網(wǎng)管理系統(tǒng)一般來說都具有以下功能：系統(tǒng)登錄——系統(tǒng)用戶登錄本系統(tǒng)必須進行身份校驗，不同身份的網(wǎng)絡(luò)用戶對本系統(tǒng)具有不同權(quán)限的信息操作權(quán)，對系統(tǒng)的信息流程，學(xué)?？筛鶕?jù)自身實際的業(yè)務(wù)流程自行設(shè)置。成績管理——包括與每次考試相關(guān)的成績信息錄入、修改、瀏覽、查詢等功能，具有成績管理功能操作權(quán)限的用戶可輸入、輸出與成績相關(guān)的信息，如可打印輸出學(xué)籍卡片、單科成績、學(xué)期成績，也可以按指定條件(

14、如學(xué)號、名次)進行排序后打印輸出。不同權(quán)限的網(wǎng)絡(luò)用戶只能對系統(tǒng)分配功能權(quán)限進行操作，若網(wǎng)絡(luò)用戶是學(xué)生，按照系統(tǒng)默認的權(quán)限設(shè)置只能瀏覽成績信息，而不能對信息作出修改。學(xué)籍管理：包括新生信息管理、新生分班、學(xué)生信息管理等。班級管理：主要對學(xué)校班級信息進行管理，為跨學(xué)年提供進行自動升級操作，系統(tǒng)也可對部分學(xué)生作留級處理。</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)計</b></p><

15、p><b>　　其校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖</b></p><p><b>　　1.設(shè)備放置：</b></p><p>　　路由器，交換機等設(shè)別均選用華為的設(shè)備，為保持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容性。</p><p><b>　　1）、路由器：</b></p><p>　　因為是星形結(jié)構(gòu)，所以

16、使用一個大型企業(yè)級的路由器即可滿足實際需求，所以路由器選用華為Quidway NE20E-8，旨在滿足企業(yè)網(wǎng)匯聚和運營商邊緣的電信級高可用性的要求，具有很強的可伸縮性、可配置性，支持多種接口和業(yè)務(wù)特性，將MPLS、VPN、QoS、流量工程、組播等技術(shù)融合起來。</p><p><b>　　2)、交換機：</b></p><p>　　首先我選擇用三層交換機的理由如下:如

17、果采用傳統(tǒng)的路由器，雖然可以隔離廣播，但是性能又得不到保障。而三層交換機的性能非常高，既有三層路由的功能，又具有二層交換的網(wǎng)絡(luò)速度。二層交換是基于MAC尋址，三層交換則是轉(zhuǎn)發(fā)基于第三層地址的業(yè)務(wù)流；除了必要的路由決定過程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程由二層交換處理，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。三層交換機通過使用硬件交換機構(gòu)實現(xiàn)了IP的路由功能，其優(yōu)化的路由軟件使得路由過程效率提高，解決了傳統(tǒng)路由器軟件路由的速度問題。因此可以說，三層交換機具有“路由

18、器的功能、交換機的性能”。</p><p>　　其次，同一網(wǎng)絡(luò)上的計算機如果超過一定數(shù)量（通常在200臺左右，視通信協(xié)議而定），就很可能會因為網(wǎng)絡(luò)上大量的廣播而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低下。為了避免在大型交換機上進行廣播所引起的廣播風(fēng)暴，可將其進一步劃分為多個虛擬網(wǎng)（VLAN）。但是這樣做將導(dǎo)致一個問題：VLAN之間的通信必須通過路由器來實現(xiàn)。但是傳統(tǒng)路由器也難以勝任VLAN之間的通信任務(wù)，因為相對于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量來說

19、，傳統(tǒng)的普通路由器的路由能力太弱。　而且千兆級路由器的價格也是非常難以接受的。如果使用三層交換機上的千兆端口或百兆端口連接不同的子網(wǎng)或VLAN，就在保持性能的前提下，經(jīng)濟地解決了子網(wǎng)劃分之后子網(wǎng)之間必須依賴路由器進行通信的問題，因此三層交換機是連接子網(wǎng)的理想設(shè)備?！　∽詈笏母邤U展性:三層交換機在連接多個子網(wǎng)時，子網(wǎng)只是與第三層交換模塊建立邏輯連接，不像傳統(tǒng)外接路由器那樣需要增加端口，從而保護了用戶對校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)的投資。并滿足學(xué)

20、校3~5年網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用快速增長的需要。</p><p>　　所以在本次規(guī)劃中,由于每一層樓均放置一定數(shù)量的普通交換機，然后這些交換機再連接到核心交換機，核心交換機再連接到路由器。因為每層樓有很多個信息點，所以每層樓放置4個48口的華為Quidway S2352P-EI(AC)交換機，然后通過端口模塊化的華為Quidway S9303三層交換機連接到路由器。這樣每個分廠要求核心交換機有32個接口，總廠需要有24個接口，

21、可以通過端口數(shù)量來選擇端口模塊。</p><p>　　、sever服務(wù)器 </p><p>　　為了滿足多樣化的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需求，所以應(yīng)該在路由器上接入各服務(wù)所需服務(wù)器，然后在此不能確定該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實際情況，所以服務(wù)器配置與數(shù)量應(yīng)該按照實際的網(wǎng)絡(luò)情況酌情添加。</p><p>　　各個設(shè)備的參數(shù)如下所示：</p><p>　　華為Quidwa

22、y NE20E-8參數(shù)</p><p>　　路由器類型 核心路由器 </p><p><b>　　端口結(jié)構(gòu) 模塊化 </b></p><p>　　其他端口 2個100/1000M以太業(yè)務(wù)口，1個10/100/1000M以太調(diào)試網(wǎng)口，1個AUX口，1個console口 </p><p>　　包轉(zhuǎn)發(fā)率 6Mpps </

23、p><p><b>　　內(nèi)置防火墻 否 </b></p><p><b>　　Qos支持 支持 </b></p><p><b>　　支持VPN 支持 </b></p><p><b>　　擴展模塊 12 </b></p><p>　　

24、電源電壓 AC：220V（85V-264V，47Hz-63Hz）DC：-48V（-36V--75V） </p><p>　　電源功率 320W </p><p>　　產(chǎn)品尺寸 480×436.2×261mm </p><p>　　適用環(huán)境 工作溫度：-5-55℃，相對濕度：0-95%（無凝結(jié)） </p><p>　　其它性

25、能 背板總線：40G</p><p>　　體系結(jié)構(gòu)：基于NP的集中式轉(zhuǎn)發(fā)，分布式數(shù)據(jù)總線</p><p>　　華為Quidway S9303參數(shù)</p><p>　　交換機類型:路由交換機</p><p><b>　　應(yīng)用層級:三層</b></p><p>　　傳輸速率:10Mbps/100Mbp

26、s/1000Mbps</p><p><b>　　端口結(jié)構(gòu):模塊化</b></p><p>　　交換方式:存儲-轉(zhuǎn)發(fā)</p><p>　　背板帶寬:1.2Tbps</p><p>　　包轉(zhuǎn)發(fā)率:540MPPS</p><p><b>　　VLAN支持:支持</b></p

27、><p><b>　　QOS支持:支持</b></p><p>　　MAC地址表:16K</p><p><b>　　模塊化插槽數(shù):3</b></p><p>　　電源電壓:DC:–38.4V～–72V;AC:90V～264V;典型功耗:<180W;</p><p>　　整

28、機供電能力:350W</p><p>　　產(chǎn)品尺寸(mm):442*476*175</p><p>　　華為Quidway S2352P-EI(AC)參數(shù)</p><p>　　交換機類型:運營級接入交換機</p><p><b>　　應(yīng)用層級:二層</b></p><p>　　傳輸速率:10Mbp

29、s/100Mbps/1000Mbps</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn):IEEE 802.3,IEEE 802.3u,IEEE 802.3ab,IEEE 802.3z,IEEE 802.3x,IEEE 802.1Q</p><p><b>　　端口結(jié)構(gòu):非模塊化</b></p><p><b>　　端口數(shù)量:48</b><

30、;/p><p>　　傳輸模式:全雙工/半雙工自適應(yīng)</p><p>　　交換方式:存儲-轉(zhuǎn)發(fā)</p><p>　　背板帶寬:32Gbps</p><p>　　包轉(zhuǎn)發(fā)率:13.1Mpps</p><p><b>　　VLAN支持:支持</b></p><p><b>　

31、　QOS支持:支持</b></p><p><b>　　網(wǎng)管支持:支持</b></p><p><b>　　MAC地址表:8k</b></p><p><b>　　模塊化插槽數(shù):4</b></p><p>　　電源電壓:AC:100～240V</p>

32、<p>　　環(huán)境標(biāo)準(zhǔn):工作溫度:0～50℃;工作濕度:10%～90%;存儲溫度:-5～55℃;存儲濕度:10%～90%</p><p>　　產(chǎn)品尺寸(mm):442*220*43.6</p><p>　　其他技術(shù)參數(shù):存儲高度:6000m;工作高度:3000m;額定功率:<38W</p><p><b>　　2、結(jié)構(gòu)化布線 </b&g

33、t;</p><p>　　綜合布線系統(tǒng)是建筑物或建筑群內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，它既能使話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備、交換設(shè)備和其他信息管理系統(tǒng)彼此連接，也能使這些設(shè)備與外部通信網(wǎng)絡(luò)相互連接，包括建筑物到外部網(wǎng)絡(luò)或電話局線路上的連線點，與工作區(qū)的話音或數(shù)據(jù)終端之間的所有電纜，以及相關(guān)聯(lián)的布線部件。一個良好的綜合布線系統(tǒng)對其服務(wù)的設(shè)備有一定的獨立性，并能互連許多不同的通信設(shè)備如數(shù)據(jù)終端、模擬式或數(shù)字式電話、PC和主機以及公共系統(tǒng)裝置。一

34、般布線系統(tǒng)有六個子系統(tǒng)組成：建筑群間子系統(tǒng)，設(shè)備間子系統(tǒng)，管理區(qū)子系統(tǒng)，垂直（主干）子系統(tǒng)，水平子系統(tǒng)，工作區(qū)子系統(tǒng)。 </p><p>　　校園網(wǎng)為園區(qū)網(wǎng)，樓群間子系統(tǒng)采用光纜連接，可提供千兆位的帶寬，有充分的擴展余地。垂直子系統(tǒng)則位于高層建筑物的豎井內(nèi)，可采用多模光纜或大對數(shù)雙絞線。把管理區(qū)子系統(tǒng)并入設(shè)備間子系統(tǒng)，集中管理。 </p><p>　　對于多幢樓宇，可采用多設(shè)備間的方法。分

35、為中心設(shè)備間和樓棟設(shè)備間部分，中心設(shè)備間是整個局域網(wǎng)的控制中心，內(nèi)設(shè)有對外（Internet）對內(nèi)通信的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機、路由器、視頻服務(wù)器等），中心交換機通過光纜（地下直埋）與樓棟設(shè)備間的交換設(shè)備相連，以保證數(shù)據(jù)的高速傳輸。在此設(shè)備間放置布線的線架和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，端接樓內(nèi)來自在各層的主干線纜，并端接連接網(wǎng)絡(luò)中心的光纖。 </p><p>　　3、VLAN及IP地址規(guī)劃</p><p>　

36、　網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建好之后，就要對各主機進行IP地址分配、子網(wǎng)劃分及VLAN劃分。在企業(yè)各個廠區(qū)內(nèi)部的局域網(wǎng)內(nèi)，分配以私有的A類地址，然后通過路由器轉(zhuǎn)化為服務(wù)商提供的IP地址路由出去。對于子網(wǎng)劃分，使每個部門處于一個子網(wǎng)內(nèi)部，每個子網(wǎng)再根據(jù)主機個數(shù)進行VLAN劃分。</p><p>　　整個校園網(wǎng)中VLAN及IP編址方案如表所示:</p><p><b>　　4、防火墻的安裝：</

37、b></p><p>　　防火墻是一種特殊的設(shè)備，在兩個網(wǎng)絡(luò)之間執(zhí)行訪問控制。通常一個路由器，也可以是一臺運行防火墻軟件的PC機。防火墻有選擇地過濾或阻塞網(wǎng)絡(luò)間的流量。它通常在Intranet和Internet的交接處，也可以在兩個Intranet之間設(shè)立防火墻。防火墻一般是基于源地址和目的地址以及每個IP包的端口來作出禁止或允許判斷。</p><p>　　校園網(wǎng)安全防護的解決方案可

38、用下圖表示：</p><p><b>　　四、總結(jié)及心得體會</b></p><p>　　一個校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組建需要從多方面進行考慮，不但涉及許多技術(shù)問題，而且包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、信息資源、專業(yè)應(yīng)用、等眾多成份的綜合化以及信息化教學(xué)環(huán)境系統(tǒng)的建設(shè)。上面是整個校園網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，實際上校園網(wǎng)是一個龐大而復(fù)雜的工程，要根據(jù)具體的環(huán)境來組建網(wǎng)絡(luò)，涉及的面也比較廣，上面這套方案只是針對大

39、部分校園相同點而設(shè)計的，肯定在很多方面都有所不足，所以這只是一個基礎(chǔ)，如果要組建校園網(wǎng)還需要對各個地方進行改進，才能節(jié)省校園網(wǎng)絡(luò)成本，才能最大限度發(fā)揮出校園網(wǎng)的性能。</p><p>　　通過這次設(shè)計，我懂得了一些網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本方法，學(xué)會了按需分配的一些方法。但是也認識到了自身的很多不足，對于設(shè)備的選擇，由于沒有實踐經(jīng)驗只能是從網(wǎng)上去參考，還有對于整個園區(qū)網(wǎng)的需求分析，還存在很大的不足，有很多考慮不周到的地方。但