网络工程设计终极版分析.pdf
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1、0 课 程 设 计 报 告 课 程 名 称 :网络工程设计 课程设计题目:贵州师范学院知行苑网络工程设计 姓名:邢增智李园园彭永凤 学院:数学与计算机科学学院 专业:计算机科学与技术 年级: 2013级 指导 老 师:郭龙 二一 五年 十二月 承诺书 树道德新风, 立诚信根基, 是当代大学生义不容辞的任。为营造良好的的学 习氛围,培养自立自律、刻苦学习的作风,塑造高尚的品格。也为展现我们优良 的学风。本人承诺做到以下几点: 一、本人自愿签订诚信承诺书,遵循公平公正原则; 二、提高自身道德修养,端正学习态度,诚信做事; 三、遵循网络的设计原则; 四、在不良念头面前,严于自律。 五、我将在此课程设
2、计中遵守以下规定: 1、严格按照老师要求,做好此次课程设计; 2、设计中不弄虚作假,按要求收集整理资料数据; 3、不抄袭他人的设计; 4、做好组间各成员的设计记录。 承诺人签字: 年月日 目录 摘要 . 1 Abstract 2 1. 项目概述 3 1.1 网络提供功能 4 1.2 知行苑区域的网络完成任务. 5 1.3 知行苑区域的网络的设计标准 5 2. 用户需求分析 . 5 2.1 基本需求分析 4 2.2 性能需求分析 5 2.3 流量类型的需求分析 5 3. 网络设计原则 5 4逻辑网络设计 5 4.1 网络拓扑结构设计. 5 4.2 树形拓扑结构的特点 . 5 4.3 交换型层次结
3、构 5 4.4 知行苑的网络拓扑结构图. 5 5物理网络设计与实现 5 5.1 网络 IP 地址的分配 5 5.2 综合布线系统 5 5.2.1 知行苑部分楼层平面图. 5 5.3 设备选型 5 5.3.1 交换机 5 5.3.2. 路由器 . 5 5.3.3. 防火墙 5 5.3.4 所需网络设备 . 5 6. 项目预算造价 . 5 6.1 交换机的配置 5 6.2 路由器的配置 5 7网络的安全和管理设计 5 71 防火墙 . 5 7.1.1 在防火墙设置上我们按照以下原则配置来提高网络安全性 5 72 网络管理方案 5 8. 测试与验收. 5 8.1 测试目标及其验收标准 5 8. 2
4、测试种类 . 5 8. 3 测试需要的网络设备和网络资源 . 5 总结 . 5 参考文献 . 5 设计人员工作量说明. 5 0 1 摘要 此次课程设计主要针对于贵州师范学院知行苑教学楼的网络设计。本次设计 是基于系统集成的设计方法, 利用了结构化布线系统实现, 此系统主要包括了工 作区(终端)子系统、水平布线子系统、垂直干线子系统、管理子系统、设备间 子系统和建筑群子系统这六部分组成,在这之中,网络方案设计中网络的核心、 汇聚、接入层三层是其重点。其次进行VLAN划分,子网配置和IP 地址的分配, 最后进行服务器、 交换机和路由器的配置使其实现楼层间的网络连接功能,达到 了各楼层能够进行实时通
5、讯的目的。 Abstract This curriculum design for Guizhou Normal University Court buildingof knowledge and network design. This design is based on system integration design method using structured cabling systems, this system includes a workspace (Terminal), horizontal cabling subsystems, vertical cable sub
6、system, the subsystem management subsystem, equipment, subsystems and complex subsystem that consists of six parts, in the midst of this, network design, in the core, distribution, access, three layers is the key. Second Division of VLAN and subnet configuration and IP address allocation, and finall
7、y the servers, switches and routers are configured to achieve a network connection between the floor function, reach the goal of each floor capable of real time communication. 2 1. 项目概述 自从 20世纪 90年代以后,以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展, 已经从最初的教育科研网络逐步发展为商业网络,并且已经成为仅次于全球电话 为网的世界第二大网络。跨入21 世纪以来,我们的网络呈现出数字化、网络化 和信息
8、化,它是一个以网络为核心的信息时代。现在人们的生活、工作、学习和 交往都已经离不开网络。 没有了计算机网络, 世界将是一片混论。 当然计算机网 络也会带来一些负面影响, 但这是次要的, 主要的还是网络带来的积极作用。在 以后的阶段,计算机网络将会得到更大的发展。设计一个网络,首先要为用户 分析目前面临的主要问题, 确定用户对网络的真正需求, 并在结合未来可能的发 展要求的基础上选择、 设计合适的网络结构和网络技术,提供用户满意的高质服 务。网络在日常教学办公环境中起着至关重要的作用,校园网的运作模式会带来 大量动态的 www 应用数据传输,会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络 的需求(目
9、前为 100/1000Mbps,今后可会更高)。这就要求网络有足够的主干带 宽和扩展能力。同时,一些新的应用类型,如网络教学、视频直播/ 广播等,也 对网络提出了支持多点广播和宽带高速接入的要求。 考虑以上发展趋势,又要对贵州师范学院实施信息化,由此建设校园的知行 苑区域的网络系统从以下方面分别实现, 1.1 网络提供功能 (1)Internet接入,知行苑各职能部门接入(计算机基础实验室、物 联网工程技术研究中心、网络综合布线实训室、大学英语语言室、物流认识 实训室、视觉传达设计实训室等的接入) 。 (2)Internet服务,对知行苑区域建立web服务器,提供对外信息发 布和各职能部门基本
10、情况的介绍等。 (3)办公系统:学校的财务、教务、教学、图书阅览等办公系统,提供 远程办公接入。 (4)网络服务:提供校内外、地址解析服务,地址分配服务,安全保护 服务,网络管理与运维服务等。 1.2 知行苑区域的网络完成任务 (1)完成项目的需求分析,包括:功能需求、性能需求、服务管理 需求、安全需求等。 (2)完成系统的的设计,包括:用户需求分析、网络系统的逻辑网 络设计、网络系统的物理网络系统的设计与实现、网络综合布线施工设计、 系统测试、系统验收。 1.3 知行苑区域的网络的设计标准 (1)有完整的现场施工平面图, 综合布线图, 综合布线各种主要材料的 详细需求及预算过程, 详细的综合
11、布线施工要求和测试方案, 以及参考标准等。 3 (2)有完整的网络拓扑图,网络拓扑图标明设备功能、型号、IP 地址, 并说明分析各部分的功能和作用,有详细的 IP 地址规划方案, 出口 IP 网络地址 前 3 位用当地邮编地址,网络通信设备的选型、接口、模块、参考价格和每一设 备详细的配置命令文件。 (3)有安全设计与规划,网络安全架构、系统安全配置、安全策略应充 分考虑信息系统的信息的机密性、可用性、完整性,详细说明安全策略;安全设 备应当有详细的配置命令文件。 (4)应用服务系统设计有软件和硬件设备的详细配置(类型、型号、配 置、版本) ,及选型分析,必须考虑容错、备份。 (5)有完整的网
12、络服务设计, 包括网络运行服务 (DNS,DHCP) ,网络配置 管理、计费管理、认证管理等;包括网络操作系统软件的选择、网络管理软件的 选择、网络接入方式选择等。 在本网络中服务从类型上说既有简单的消息服务,又有资源共享服务; 既有访问集中式的数据库, 又有分布式事务处理; 既有非实时性服务, 又有实时 性服务。主要支持教师教学和学生学习,提供共享接入 Internet,E-mail ,WWW, FTP ,VOD 点播等。 2. 用户需求分析 2.1 基本需求分析 知行苑由宁静楼和致远楼两栋教学楼构成,呈U型,建网络,而且楼宇 与楼宇之间需要相互连接。它们主要分布在宁静楼(七层楼)、致远楼(
13、七层 楼) 约 1100 个信息点。 4 图 1 知行苑信息点布设示意图 楼层名称机房名称房间号信息点数 知 行 苑 二 层 宁 静 楼 计算机基础实验室(一)226 计算机基础实验室(三)230 致 远 楼 网络综合布线实训室218 大学英语语音室 60 计算机基础实验室(二)22860 60 物联网工程技术研究中心22720 60 计算机基础实验室21660 21460 大学英语语音室21260 大学英语语音室21160 61920 60 20 30 计算机基础实验室213 浪潮并行计算机实验室202 30 物流认识实训室610 视觉传达设计实训室620 知 行 苑 六 层 宁 静 楼 黔
14、城视觉设计研究中心618 环境艺术设计实训室 致 远 楼 旅游工艺品设计实训室602 宁静楼天象馆70120 50 高清演播实验室62750 宁静楼七层 30 30 物流认识实训室60930 致远楼零层致远楼企业商务实训室6 教室区域 知 行 苑 教 室 区 教室数量信息点 110 220 2.2 性能需求分析 5 随着我院的信息化建设,教学资源的整合,知行苑网络设计的性能需求有 1、使用四芯单模光纤将一教与中心机房连接起来,连接带宽达到1Gbps 。 2、楼层交换机到各楼层使用超五类双绞线,连接带宽达到100/1000M。 3、室内全部使用超五类双绞线,连接带宽达到10/100M。 4、中心
15、交换机具有很高的可用性、扩展性; 5、所有交换设备能用一套统一的网络管理软件进行管理与配置; 6、能满足多媒体教学的流畅性。 2.3 流量类型的需求分析 (1)客户机 / 服务器数据 (2)Web (3)Mail (4)多媒体教学, VOD (5)语音/ 传真 3. 网络设计原则 本设计方案的原则是 (一)先进性 系统设计必须把握技术的发展方向,采用先进成熟的体系结构,选择已 经被广泛接受的,成熟的,先进的产品和支撑平台与运行环境,以保证系统 的性能和教学的顺利进行。 (二)开放性与统一性 系统中采用的各项软硬件技术和产品都必须具有开放性,遵循现有的各 种国际标准或工业标准,以便根据需要选择合
16、适的相互兼容的产品。各层交 换机均选择 CISCO品牌。 (三)可扩展性和灵活性 网络的建设必须能够提供随着技术的发展而不断升级的能力,必须能够 随着需求而变化,在规模的扩张,网络宽带增长方面留有较大的空间,保护 投资。 6 (四)可维护性可管理性 随着网络规模的扩大和系统复杂程度的增加,必须做好网络管理和故障 排除,选用先进和完善的网络管理工具。采用模块化设计的、具有可管理性 的网络设备,可以极大的方便系统维护和管理人员的工作。 (五)可靠性 可靠性对本系统来说是至关重要的,在系统设计中要充分考虑到可能出 现的各种情况,应用各种技术,尽可能的减少系统故障,确保系统具有良好 持续的运转性。 (
17、六)经济性 在满足用户需求的前提下,系统要具有较高的性价比。 4 逻辑网络设计 4.1 网络拓扑结构设计 1本次网络工程按三层层次模型设计网络结构进行网络布置,采用的拓 扑结构为层次拓扑结构模型。在知行苑区域内包含两栋大楼:致远楼、宁静楼。 在知行苑零层、七层、二层、六层设有机房。每个机房都有许多信息点。在本次 设计中,每层不同楼可分别划分为一个子网。通过百兆线缆接入百兆路由器,因 为机房数量较多,且每个房间内PC数量也很多,采用路由器接入,会有更好的 隔离性,以免机房之间收到干扰。 2. 网络管理协议选用 SNMP 。 3. 不同楼的楼层之间采用千兆光纤交换信息,不仅能够传输大量信息, 也
18、保证了传输速度。但也使成本增加。 4. 核心层与服务器、防火墙相接。防火墙外围与Internet相接。防火墙 保证了内网的安全。 5. 由于分配给该大学校园网的IP 地址远远不能满足需求,因此这些IP 地址主要用于向因特网发布信息和科研之用。就需要采用NAT技术,决解网 络 IP 不足的问题,隐藏并保护网络上的计算机 7 4.2 树形拓扑结构的特点 (1)网络扩展性好,节点扩展时,只需从交换机等设备中插入一条双绞 线即可。移动一个节点是,只需要把相应节点设备移到新节点即可。 (2)故障隔离较容易。 (3)连结简单,维护方便,适用于汇集信息的应用要求。 4.3 交换型层次结构 (1)基于交换技术
19、的层次模型主要由2层和 3 层交换机组成,这种 网络由于统一采用交换机构建。因此结构简单,近年来,交换机性能提高 很快,而且价格也越来越低廉,十分适合校园网这种中小型局域网的 (2)分层结构主要有核心层、汇聚成和接入层。 (3)核心层 主要高速处理数据流,提供节点与节点之间的高速数据转发,优化传 输链路,并实现安全通信。核心层是所有流量的最终汇聚点和处理点。, 结构相对简单,但是对核心层设备的性能要求十分严格。 在此设计中,采用核心层树形拓扑结构。它的优点是网络结果较为简 单,实现了设备冗余和链路冗余,这提高了网络的可靠性,也可以很好地 进行网络负载平衡。 (4)汇聚层 汇聚层是核心层与接入层
20、的分界面,主要提供基于策略的网络连接, 负责路由聚合,收敛数据流量,将网络服务连接到接入层,还可以屏蔽接 入层变化对核心层的影响。 汇聚层大多选用 3 层交换机,也有少部分选择2 层交换机。 (5)接入层 为用户提供网络访问功能,并负责将网络流量馈入到汇聚层,执行用 户认证和访问控制,并提供相关网络服务。 在局域网设计中,接入层网络结构应当采用通用的树状拓扑结构。为 了降低网络成本,接入层一般很少采用冗余链路。为了简化网络和降低成 本,接入层一般不提供路由功能,也不进行路由信息交换 8 4.4 知行苑的网络拓扑结构图 . . 千兆路由器 防火墙 万兆路由器 知行苑二层 (宁静楼) 知行苑二层(
21、致 远楼) . . 千兆路由器 . 千兆路由器 三层交换 机 . . 千兆路由器知行苑六层 (宁静楼) 知行苑六层(致 远楼) . 千兆路由器 三层交换机 . 二层交换机 宁静楼七层 (天象馆) (致远楼零层) Internet 数据库服 务器 实时通信 服务器 电子邮件 服务器 Web 服务器 文件服务 器 . 百兆线 千兆线 千兆光纤 FTP 服务器 5 物理网络设计与实现 知行苑区一共有 1100个信息点,根据不同的楼和楼层,划分成以下子网。 5.1 网络 IP 地址的分配 计算机基础实验室(一) 计算机基础实验室(二) 计算机基础实验室(三) 物联网工程技术研究中心 172.16.0.
22、1/20 子网掩码 :255.255.240.0 网络拓扑结构图 9 网络综合布线实训室 计算机基础实验室 大学英语语音室 大学英语语音室 大学英语语音室 计算机基础实验室 浪潮并行计算机实验室 黔城视觉设计研究中心 环境艺术设计实训室 视觉传达设计实训室 高清演播实验室 旅游工艺品设计实训室 物流认识实训室 物流认识实训室 天象馆 企业商务实训室 教室区域 172.16.6.0/24 5.2 综合布线系统 工作区子系统: (1) 从 RJ-45 插座到终端设备之间的连线用UTP双绞线,长度不超过6m ; (2) RJ-45 插座安装在墙壁上或不宜碰的地方,插座区距离地面30cm以上; (3)
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