1．课程设计目的

计算机网络课程设计是计算机及相关专业的实践环节之一，是学习完《计算机网络技术》课程后进行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对OSI七层模型、TCP/IP模型的各层功能和设计思想的理解，掌握组建计算机网络的基本技术，特别是网络规划、路由器的基本配置，提高学生的应用能力和动手实践能力。

2．课程设计任务与要求：

2.1设计内容与任务：

以淮海工学院本部校园为背景，设计一个校园网方案。

淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。现假设：办公区中各楼宇名及需要信点为：教务处（25），党政办公楼（26），图书馆（60），教学区中，除计算机系大楼需要120个信息点外，其余各系部大楼及教学楼（包括讲堂楼、机械楼、土木楼、海洋学院楼、大学生活动中心楼、教学主楼、第三教学楼等）需要设置信息点的个数为40，生活区中每个建筑物里每个门洞设置1个信息点。假设使用预留的INTERNET地址，试根据本部校园网的应用需求和管理需求、各建筑物的地理分布、信息点分布，设计出本部的校园网方案。方案中应明确学院网管中心的位置，确定拓扑方案，完成设备选型，注明各种设备、设施和软件的生产商、名称、型号、配置与价格，并分别给出其价格的出处（如网站等），基本确定方案的预算。

2.2设计要求：

（1）通过资料查阅和学习，了解园区网络规划、设计的一般方法。

（2）参考和研究一些公司和高校/企业园区网的规划和建设方案，结合《计算机网络》课程中所学知识，积极完成设计任务。

（3）认真完成需求分析，并根据需求分析完成园区网络的总体方案设计，确定网络逻辑拓扑结构和所采用的网络技术、主要设备的性能指标，进而完成设备的选型和经费预算。

（4）动手够架一个具体的LAN，要求实现WEB服务器、FTP服务器的安装，并能实现WEB信息发布。

（5）认真按时完成课程设计报告，课程设计报告内容包括：课程设计目的、设计任务与要求、设计说明书、设计成果和设计心得五个部分，具体要求见设计报告模板。

3．课程设计说明书

一．需求分析

随着信息时代的到来，校园网已经成为现代教育背景下的必要基础设施，成为学校提高水平的重要途径。校园网络的主干所承担的信息流量很大，校园网络的建设的目标是在校园内实现多媒体教学、教务管理、通信等信息共享功能，能实现办公的自动化、无纸化。能通过与Internet的互联，为全校师生提供国际互联网上的各种服务。教师可以制作多媒体课件以及在网上保存和查询教学资源，能对学生进行多媒体教学和通过网络对学生进行指导与考查等。学生也可以通过在网上浏览和查询网上学习资源，从而可以更好地进行学习，校园网能为学校的信息化建设打下基础。

1.1 用户的应用需求

所有用户可以方便地浏览和查询局域网和互联网上的学习资源，通过WWW服务器、电子邮件服务器、文件服务器、远程登录等实现远程学习，此外为教务处提供教务管理、学籍管理、办公管理等。

1.2通信要求

通过E-mail及网上BBS以及其它网络功能满足全院师生的通信与信息交换的要求，提供文件数据共享、电子邮箱服务等。

1.3信息点和用户需求

按照要求本校园网内信息点总数为594个，

其中教学区为（400个），其中计算机楼占有120个，生活区为（43个），电子邮件服务器、文件服务服务器等为内部单位服务，WWW服务器、远程登录等实现远程学习，从外部网站获得资源。

1.4性能需求

此校园网络支持学校的日常办公和管理，包括：办公自动化、图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等。支持网络多媒体学习的信息传输要求。

1.5安全与管理需求

学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高，如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等可以通过分布式、集中式相集合的方法进行管理。网络安全对于网络系统来说是十分重要的，它直接关系到网络的正常使用。由于校园网与外部网进行互联特别是和Internet的互联，Internet是一个开放式网络系统，它的安全性是很差的。因此安全问题更加重要。应该采用一定的技术来控制网络的安全性，从内部和外部同时对网络资源的访问进行控制。当前主要的网络安全技术有，用户身份验证，VLAN划分，防火墙等技术。网络系统还就具备高度的数据安全性和保密性。

1.6实用性与经济性

校园网的特点决定了网络系统必需要有实用与经济性。实用性使得网络便于管理、维护，以减少网络使用人员运用网络的难度，从而降低人为操作引起的网络故障，并使更多的人掌握网络的使用。应根据学校的实际情况，由于学校的建设资金有限，所以一般都要求网络具有较高的性价比，所以在建设校园网时一定要使用性价比高的网络技术和网络设备，以节约建设资金。

二．网络系统的方案设计

2.1网络系统设计原则

由于计算机与网络技术的特殊性，网络建设需要考虑以下一些因素：系统的先进性、体统的稳定性、系统的可扩展性、系统的可维护性、应用系统和网络系统的配合度、与外界网络的连通性、建设成本的可接受度等。

2.1.1选择带宽高的网络设计

校园网应用的具体要求决定了网络必须采取高带宽网络。多媒体课件包含了大量的声音、图象和动画等信息，需要高带宽的网络通信能力的支持。在构建校园网时，不能由于网络传输速率的不足，而影响整个网络的整体性能，使传输速率成为网络传输的瓶颈。所以校园网尽可能地采用最新的高带宽网络技术。

2.1.2选择可扩充的网络架构

校园网络的用户数量或服务功能是逐步提高的，网络技术也是日新月异的，新技术新产品不断地涌现。一般情况下，校园网络的建设资金用量非常大，对于学校来说，办学资金是比较紧张的，所以在校园网构建是，宜采用当时最新的网络技术，结合学校财力，实行分步实施，循序渐进。这就要求在网络构件时要选择具有良好可扩展性能

的网络互连设备，有效地保护现有的投资。

2.1.3充分共享络资源

组建计算机网络的主要目的是实现资源共享，这个资源包括硬件资源、软件资源。网络用户通过网络不仅可以实现文件共享、数据共享，还可以通过网络实现网络设备的共享，如打印机、存储设备的共享等。

2.1.4网络可管理性，降低网络运行及维护成本

降低网络运营成本和维护成本是网络设计过程中必须考虑的一个环节。只要在网络设计时选用支持网络管理功能的网络设备，才能为将来降低网络运行及维护成本打下坚实的基础。

2.1.5网络系统与应用系统的整和

校园网络构建了校园内部通畅的数据流通路了，为应用系统发挥更大的作用打下了基础。网络系统与应系统要能够很好的融合，才能发挥校园网的效率和优势，构建校园网的目的并不是只为了人们浏览Internet的方便。校园网平台要能够为学校的图书资料管理、网络考试、课件制作、教师档案管理、校长办公系统、多媒体教学等提出技术的支持和帮助。应用系统应能够在网络平台上，与硬件平台很好的结合，发挥出网络的优势。

2.1.6建设成本

考虑校园网工程在建设方面都希望成本较低，整个网络系统有较高的性价比，在设备选型等方面选用性价比高的网络产品。

2.1.7高可靠性

网络要求具有高可靠性、高稳定性和足够设备冗余和备份，防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，避免网络出现单点失效的情况。在网络干线上要提供备份链路。在网络设备上要提供适当的冗余配置。采用各种有效的安全措施，保证网络系统和应用系统安全运行。安全包括4个层面网络安全，操作系统安全，数据库安全，应用系统安全。由于Internet的开放性，世界各地的Internet用户也可访问校园网，校园网将采用防火墙、数据加密等技术防止非法侵入、防止窃听和篡改数据、路由信息的安全保护来保证安全。同时要建立系统和数据库的磁带备份系统。

各主要楼节点的交换机分别用光纤与网络中心的中心交换机相连接，构成校园网千兆位以太网的主干网络，各节点交换机至桌面采用超5类双绞线100Mbps交换。

2.2校区网络方案设计

考虑到地理位置和服务点等因素，将网络中心设在党政办公楼，以党政办公楼为中心，用光纤连接到其它建筑物，构成淮海工学院本部校园网光纤主干。通过 DDN专线将整个校园网连入国际互联网，同时接入电信网。网络结构采用层次化网络设计。

层次化网络设计通常分为三层结构，即核心层、分布层（汇聚层）和接入层。核心层主要为相互通信的节点提供高速优化的带宽传输，为提高核心层的传输速率，通常不在该层实施基于策略的包操作，也极少在该层布置主机，但常常为核心层提供必要的链路备份。接入层也称访问层，主要功能为用户或工作组访问网络提供接入，在该层存在大量的局域网，设置和划分虚拟局域网，并可运用访问控制列表等技术来控制用户的数据传输。分布层介于在核心层和接入层之间，通过提供基于策略的连接管理，实现接入层对核心层的可控制的访问。分布层还可提供VLAN间路由、地址或路由汇聚功能，支持安全策略和广播/组播的定义。

考虑传输高速率和扩展的需求，校园网整体采用光线传输。网络主干采用6芯多模光纤。网络中心到主建筑物结点采用6芯多模光纤连接，在全双工条件下传输距离可达两公里。光纤布线采用星形拓扑结构，这样当过渡到ATM时，不需要重新布线可使整个网络保持原有的拓扑结构

本校园网网络系统的设计采用层次化的设计方法，即核心层、分布层（汇聚层）和接入层。

网络设计的层次可如右图所示：

以上特点分层网络结构可以获得良好的扩展性，根据实际需求，整个校园网采用星型结构，并分为核心层（分布于网管中心内）和访问层（分布在各宿舍楼、教学楼内，包括分布广泛的各种低端网络连接/交换设备及各种终端设备）二层。

对于整个网络的拓扑结构为混合型结构，以快速交换机为网络中心的星型结构，各部门以二级交换机为主结点的树型结构。

本校园网络设计的层次拓扑结构图如下图所示：

图3.2-1 层次结构拓扑图

学校平面初步拓扑方案：

因此本校园网络设计的拓扑结构图如下所示：

图书馆网络拓扑结构：

第三教学楼网络拓扑结构：

2.3综合布线系统的组成  

从功能上看，综合布线系统包括工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统、建筑群子系统。

2.3.1工作区子系统(WORKLOCATION)

 工作区子系统由设在各办公区内的信息插座至终端设备之间的连接线缆构成。

2.3.2水平子系统(HORIZONTAL)

 连接各办公区的信息插座至各层配线间之间的线缆，主要有屏蔽/非屏蔽双绞线。当需要更高带宽应用时，亦可以采用光纤。通过提供各种性能的线缆，满足不同的客户需求。  

2.3.3管理子系统(ADMINISTRATION)

 管理子系统由各层分设的配线间构成。由各种规格的配线架实现水平、垂直主干线缆的端接及分配；由各种规格的跳线实现布线系统与各种网络、通讯设备的连接，并提供灵活方便的线路管理能力。

2.3.4垂直干线子系统(BACKBONE、RISER)

垂直干线子系统由连接主设备间至各楼层配线间的线缆构成，提供高速数据通讯主干通道。主要由高性能室内光纤、双绞线缆、大对数通讯电缆组成。

2.3.5设备间子系统 (EQUIPMENT)

设备间子系统是综合布线系统与各类应用系统进行连接的配线间，由连接垂直主干系统及各类系统如电脑主机、程控交换机等的配线架通过跳线实现各个系统的连接。设备间子系统同时也是连接各建筑群子系统的场所。

 2.3.6建筑群子系统(CAMPUS)

 实现楼群之间网络通讯系统的信息连接。主要由室外光纤（其中包括单模光纤和多模光纤）、室外大对数通讯电缆组成；建筑群子系统将一栋建筑的线缆延伸至建筑群内的其它建筑的通信设备和设施。它包括铜线,光纤以及避免延及其它建筑的铜线漏电的保护设备，推荐使用注胶线缆(gel filled cables)以避免线芯受潮。

 2.4综合布线系统的网络结构设计

 从结构上看综合布线系统是一个高性价比的网络设计方案。一般来说综合布线系统设计为三层网络布线。通过无数次实验证明，三层布线结构不但有效的减少了整个系统的故障率，增强了系统的稳定性和强健度，而且在充分保证每个信息端点的数据通信速度的同时，起到中心设备对下级或下下级设备的管理控制能力加强的优势。

 2.4.1第一层结构  

由中心机房到汇聚层交换机柜，如核心交换机到汇聚层交换机或中心通信交换设备至楼栋交接箱，通常采用单（多）模光纤（短距离内也可采用六类电缆）或几百对的大对数电缆进行连接。

 2.4.2第二层结构  

由汇聚层交换机柜到多个楼层交换机柜，如汇聚交换机到楼层交换机或楼栋交接箱至楼层交接箱，通常采用多模光纤（100米内的短距离采用双绞线）或几十对电缆进行连接。

 2.4.3第三层结构  

由楼层交换机柜内的配线架到用户端信息点接口，通常采用超五类线或六类线（也可以使用光纤直接连至用户桌面）或少对数电缆与用户端设备进行连接。

2.5子网规划

在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。

IP地址的合理是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键。校区IP地址的分配应该尽可能地利用申请到的地址空间，充分考虑到地址空间的合理使用，保证实现最佳的网络内地址分配及业务流量的均匀分布。具体地来说IP地址的合理规划有如下的意义：

1、减少对各种资源（内存、CPU的处理能力以及网络带宽等）的需求——IP地址的合理规划有利于网络中路由的汇聚，因而可以使得路由器中的路由表数目以及链路状态数据库等占用的内存减少，同时更新所占用的网络带宽也降低了；

2、有利于IP地址空间的合理使用；

3、优化业务流量的分布；

4、有利于故障诊断。

IP地址空间的分配与合理使用与网络拓扑结构、网络组织及路由政策有非常密切的关系，将对校区网的可用性、可靠性与有效性产生显著影响，应充分考虑本地网对IP地址的需求，以满足未来业务发展对IP地址的需求。

2.5.1 IP地址合理规划

根据互联网络技术发展的趋势，结合学校网络目前真实IP地址的现实情况，我们建议IP地址规划遵循如下原则来设计：

1、服务器区采用私IP地址，NAT后供人员远程访问；

2、与Internet 互联设备IP地址采用真实IP地址；

3、部分内部互连采用私有IP地址；

4、面向用户的私有IP地址，由统一出口的边缘设备（路由器、防火墙）进行地址翻译。

即出口路由器（防火墙）互联采用合法IP地址；公共服务器如WWW/FTP/DNS/资源服务器等均采用合法地址（或从安全角度考虑采用私有IP）；部分接入用户采用私有保留IP地址相连。

这样设计，既可以充分利用已有的公网IP地址，解决了IP地址空间不足的，既可以方便的实现互通互连，而且将地址翻译（NAT）这种耗费设备资源的工作由网络边缘设备分担，提高网络数据传输整体性能。

2.5.2 网络VLAN设计

在校园网络的整个网络规划当中，VLAN 的划分是非常重要的部分，很好的利用VLAN技术的功能，能起到事半功倍的效果，对整个网络的性能也是事关重要的。主要突出为以下几点：

VLAN 划分，可以避免广播风暴，在骨干网络中尤为突出，在多媒体、视频点播等很容易引起广播信息；划分之后，VLAN 是广播只在子网中进行，不会做无意义的广播，消除了广播风暴产生的条件。

VLAN 划分，可以增加网络的安全性，在不同的VLAN之间不能随意通讯，只限与本子网间通讯，不会对其他的子网产生干扰。要进行访问，需要通过三层交换，这样信息流就得到相当好的控制。

网络管理系统采用完全独立的IP子网和VLAN，实现更加安全的对所有网络设备进行管理。建立VLAN 和IP 子网的对应关系。

提高管理效率，实现虚拟的工作组，减少站点的移动和改变的开销。

VLAN 间的子网访问，可以在三层交换机上实现，子网间的通讯也可以在汇聚设备上实行，分流核心交换机的三层交换，优化了组网

在设计中，剩下的16位中，4位表示子网号，6位或7位表示信息点，剩下的表示主机号。

表3.4-1　VLAN及IP编址方案

数字化校园基础网络系统

图书馆网络拓扑结构

三.设备选型

第三阶段是根据网络设计方案完成设备的选型。各种设备的选择，首先应能满足网络方案中对设

备的性能、配置要求，保证网络的正常运行，同时，设备的选择还应选用技术先进成熟的主流厂商的设备，保证设备的可靠运行，并可持续运行一般时间，同时可以获得良好的售后服务。当然设备的选型必须在用户的经济能力可承受的范围内，注意经济性和实用性。设备的选型还要注意到管理与维护的要求，设备所遵从的标准与协议，保证可与其它设备之间的配合和兼容。

设备选型尤其要谨慎选择主要网络设备，如主要交换机要注意端口数、背板速率、传输接口、各类引擎和扩展模块，交换机所支持的各种标准与协议、管理方式等。只有完成设备选型，整个网络的预算方案才能确定。

设备类型，价格以及详细描述：

核心交换机

CISCO WS-C6509(1300AC)

￥5.68万

汇聚层交换机

CISCO WS-C3560G-48TS-S

￥3.15万

接入层交换机

CISCO WS-C2960-24TT-L

￥3600

路由器：

CISCO 3825

￥2.88万

服务器

IBM System x3650 M3(7945I01)

￥1.55万

光纤

CommScope 6芯室外单模光缆(5200 006A WXBK)

￥15

双绞线

TCL 超五类4对非屏蔽双绞电缆

￥430

E-mail服务器软件

Magic Mail Linux平台(50000用户)

产品概述

价格：￥180000    

调查网址：http://product.pcpop.com/000125945/Detail.html

FTP服务器软件

Com&Lan-WS_FTP Pro Server

性能：

价格：￥7500

调查网址：http://detail.zol.com.cn/42/41070/param.shtml

Web服务器软件

Oracle WebLogic Server 10.0 Standard Edition(1CPU)

性能：

价格：￥80000

调查网址：http://detail.zol.com.cn/212/211528/param.shtml

楼层内交换机
MAIPU SM1200-24FET-AC

￥1500

四.方案预算

费用：

五.LAN设计与服务器配置

5.1配置DNS服务器

DNS是域名系统 (Domain Name System)的缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统。DNS 命名用于TCP/IP网络，如Internet，用来通过用户友好的名称定位计算机和服务。当用户在应用程序中输入DNS 名称时，DNS服务可以将此名称解析为与此名称相关的其他信息，如IP地址。

步骤1 打开“添加/删除程序”窗口。选择“开始菜单→设置→控制面板→添加/删除程序”。

步骤2 然后单击“添加/删除 Windows 组件”，打开“Windows 组件向导”窗口，在“组件”下，滚动列表并选中“网络服务”， 单击“详细信息”按钮，打开“网络服务”窗口。

图 安装DNS软件

步骤3 在“网络服务的子组件”下，单击“域名服务系统 (DNS)”，然后单击“确定”按钮。安装程序开始配置组件，在“文件复制来源”中，键入 Windows 2000 分配文件的完整路径，然后单击“确定”按钮。 所需的文件被复制到硬盘上，就可以使用服务器软件了。

步骤4 选择“开始菜单→程序→管理工具→DNS”打开DNS控制台，建立域名“www.xzyao.com”映射IP地址“58.192.1.71”的主机记录：

建立“com”区域：选“DNS→xzyao（所选的服务器名）→正向搜索区域→右键→新建区域”，然后根据提示选“标准主要区域”、在“名称”处输入“com”。单击“下一步”按钮，显示如图新建区域信息，然后单击“确定”按钮完成新区域的创建。

图 创建新区域

建立“xzyao”域：选“com”域，执行“右键→新建域”命令，在“键入新域名”处输入“xzyao”。

建立“www”主机。选“xzyao”，执行“右键→新建主机”命令，“名称”处为“www”，“IP地址”处输入“58.192.1.71”，再按“添加主机”按钮。如图所示：

图 创建WWW主机

步骤5 建立域名“admin.xzyao.com”映射IP地址“58.92.1.71”的主机记录。

域名“www.xzyao.com”和“admin.xzyao.com”均位于同一个“区域”和“域”中，均在上步已建立好，因此应直接使用，只需再在“域”中添加相应“主机名”即可。

建立“xzyao”主机：选“xzyao→右键→新建主机”，在“名称”处输入“admin”，“IP地址”处输入“58.92.1.71”，最后再“添加主机”即可。

步骤6 建立域名“ftp. xzyao.com”映射IP地址“58.192.1.26”和域名“xzyao.com”映射IP地址“58.92.1.71”的主机记录方法同上，建立好的DNS控制台下图所示。

图 配置的DNS纪录

步骤7 在任一本网内的工作站中打开“网络”窗口。选网络组件的“TCP/IP”组件，单击“属性”按钮，打开“TCP/IP 属性”窗口。在“DNS 配置”标签中，首先选中“启用  DNS ”单选项，在“主机”处输入“xzyao”。然后单击“添加”按钮，添加DNS服务器的IP地址（58.192.1.71）。

图 添加DNS服务器

步骤8 单击“确定”按钮。系统将所需的文件复制到硬盘上，重新启动系统后，测试验证所进行的设置，采用Windows2000中自带的“ping”命令来完成。

5.2配置WEB服务器

5.2.1 IIS简介

IIS（Internet Information Server）6.0作为Windows Server2003应用程序服务的重要组成部分，可用于搭建Web服务、FTP服务、NNTP服务、SMTP服务和打印服务。IIS 6.0为用户提供了集成的、可靠的、可扩展的、安全的及可管理的Intranet、Extranet和Internet Web服务器解决方案。
  5.2.2 WEB服务器配置的过程
  ①安装WEB服务器
    在Windows Server2003中,WEB的构建可以在控制面板中,以添加/删除Windows 组件的方式实现；

步骤1 打开控制面板,双击添加或删除程序,再双击添加或删除Windows组件。进入Windows组件向导．

步骤2 选中Internet 信息服务IIS ,点击下一步，进行Windows组件向导的安装；

步骤３ 组件配置完成后，显示服务器己经完成，单击【完成】按钮，完成服务器的配置；

图 右击默认网站，进行配置

②WEB服务器的管理

步骤1 打开【控制面板】-＞【管理工具】-＞【Internet 信息服务】-＞在“默认网站”上按鼠标右键，选择“属性”，弹出默认网站设置窗口：“TCP口”是WEB服务器端口，默认值是80，不需要改

动。 【IP地址】处输入58.192.16.1

图 添加IP地址58.192.16.1

步骤2 点击上面属性窗口里的“主目录”，在“本地路径”右边，是网站根目录，即网站文件存放的目录，默认路径是【c：\inetpub\wwrnoot】,但为了系统的安全性,我把路径改为c盘的web文件夹【c:\web】：

图 设置主目录为c:\web

在这里设置网站的默认首页文档。单击添加,输入index.html,再按确定。在浏览器里输入IP地址 (58.192.16.1)或域名（www.li.com）便可访问到网站主页。

图 添加index.html

步骤3 在客户机上，设置IP地址，把DNS服务器设置为主机的IP地址(58.19.16.1)。然后在RUL输入www.li.com或主机IP地址，即可打开主机上网页文件的主页。

5.3配置FTP服务器

步骤1 安装IIS后打开Internet信息服务管理器，右击“默认的FTP站点”, 选择“属性”即可设置FTP。

图 设置FTP属性

步骤2 默认FTP站点目录位置是 C:\inetpub\ftproot，为实现文件上传和下载功能，如下图所示选择“读取”、“写入”功能。

图 设置FTP访问方式

步骤3 访问FTP://58.192.1.12/，实现上传和下载文件功能。

5.4调试工作组网络，如何确定计算机与其他主机互连

Pc1接在交换机1的端口fa0/1，属于Vlan10；Pc2接在交换机1的端口fa0/2，属于Vlan20；

Pc3接在交换机2的端口fa0/1，属于Vlan10；Pc4接在交换机2的端口fa0/2，属于Vlan20。

Pc1:58.192.125

Pc2：:58.192.126

Pc3：:58.192.127

Pc4：:58.192.128

在pc3上ping pc1，成功！（pc1和pc3同属vlan100）

在pc4上ping pc2，成功！（pc2和pc4同属vlan200）

4．课程设计成果

（1）校园网拓扑图：

（2）校园网设计设备报价：