课程设计

报告

所属课程名称               

题      目           校园网络设计方案          

院    （系）                     

班      级                         

学      生                           

学      号                    

指 导 教 师                         

                         

 

 

 

课程设计的内容：

    以某校校园为背景，设计一个校园网。学院包括教学区、生活区、办公区。假设出来计算机大楼有120个信息点以外，其余各系大楼和教学楼都是40个信息点，使用原有的Internet地址，根据本部校园网的应用需求和管理需求，设计出本部的校园网方案。

一、      需求分析

【背景分析】

如今二十一世界信息社会中，教育的质量不断提高，教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息的方式服务的要求悦来越高。绝大部分校园组建了网络环境，为了提高教育和学习的质量。校园网也成为现在教育背景下的基础设施。而且随着校园的规模不断扩大，对网络的需求也不断的提高，如何铺设网络、师生的交流、信息的公布和通知、办公的需求，满足校园的扩大需求，需要建立一个校园网。

【应用需求】

校园网络应该方便便捷，建立后的网络能够充分利用Internet、国家信息网、教育网、全国高校互联网上的各种信息，实现资源共享，能够在校给学生提供丰富的多媒体教学方案，实现高质高效的教学目的。校园网络是一个网络化、信息化、自动化、办公一体化的教学需求。

【性能分析】

校园面积比较大，网络铺设比较麻烦，因此建立的校园网性能要应该很好，而且能够保证在长期内网络的畅通和稳定，从而满足师生的需求。

1．先进性：先进的设计思想、网络结构、开发工具，采用市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品；

　　2．实用性：建网时应考虑利用和保护现有的资源、充分发挥设备效益；

　　3．开放性：遵从国际标准，系统设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组建和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级及与外界信息的沟通；

　　4． 灵活性：采用积木式模块组合和结构化设计，使系统配置灵活，满足学校逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可增长性；

　　5．可靠性：具有容错功能，管理、维护方便。对网络的设计、选型、安装、调试等各环节进行统一规划和分析；

　　6．强性价比：不要一味追求最新，还要考虑当前实际需要，选择合理的设备搭配，使达到良好的性能价格比。

　　7．安全性：包括两个方面，1、网络用户级的安全性；2、数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。

【校园网功能】

（1）连接校内所有教学区、生活区、办公区中的PC。

　　（2）同时支持约600用户浏览Internet。

（3）提供丰富的网络服务，实现广泛的软件，硬件资源共享，包括：
 （A）提供基本的Internet网络服务功能：如电子邮件、文件传输、远程登录、新闻组讨论、电子公告牌、域名服务等。
（B）提供校内各个管理机构的办公自动化。
（C）提供图书，文献查询与检索服务，增强校图书馆信息自动化能力。
（D）全校共享软件库服务，避免重复投资，发挥最大效益。
（E）提供CAI教学和科研的便利条件。
　（F）经广域网接口，提供国内外计算机系统的互连，为国际间的信

【主机的要求】

主机系统应采用国际上较新的主流技术，并具有良好的向后扩展能力；
　　主机系统应具有高的可靠性，能长时间连续工作，并有容错措施；
　　支持通用大型数据库，如SQL、Oracle等；
　　具有广泛的软件支持，软件兼容性好，并支持多种传输协议；
　　能与Internet互联，可提供互联网的应用，如WWW浏览服务、FTP文件传输服务、E-mail电子邮件服务、NEWS新闻组讨论等服务；
　　支持SNMP网络管理协议，具有良好的可管理性和可维护性；

二、      校园网的设计模式

【网络规划设计方案】

通过对千兆位以太网和ATM两种技术在性能特点及工程中应用的比较，可知：千兆位以太网在具有以前ATM所有的功能之外，还能提供一个更为综合性的解决方案；千兆位以太网能完成许多ATM的功能，但是有价格低、更易和LAN结构融合的优点。因此，在网络方案的选择上，采用千兆以太网做为校园网的网络总体结构无论在高带宽、可适应性、可扩展性、高性价比、良好的管理性和维护性等各方面都是最明智的选择，成为学校校园网完整的、经济的解决方案。

　　本千兆位以太网设计方案，采用最新的1000M交换机作为全网的核心，在此基础上建立起以1000M为主干校园网络。然后根据不同的应用，将校园网分割为几个以100M交换机为核心的子网。为满足学校与Internet的连接，另设一子网，将Web服务器，路由器等Web应用设备用防火墙将它们与内部网隔离开来。以达到保护校内数据的目的。

【协议标准】

本校园网以TCP/IP 为主要协议，它是一种事实上的工业标准协议，采用TCP/IP为网络主要协议，可保证与ChinaNET和Internet保持一致，还可支持IPX，DECNET等其它协议。真正实现于国际互联网的无缝连接。

　　从计算机网络通讯的观点来看，TCP/IP网络实质上可称为IP网络，它是由许多IP网关（或称为IP路由器）通过若干直接连通的通信线路（点到点通信）形成一个计算机通信网络。在IP网点上再接入主机，子网便构成一个互联的计算机网络，这些安装了TCP/IP的各类计算机间需要通信时，它就不再要求设置协议转换开关，而且主要的网络服务都可建立在TCP/IP服务器上。

【设计要求】

一个良好的设计方案除体现出网络的优越性之外，还体现出应用的实用性，网络的安全性、易于管理型和未来的扩展性。因此要考虑一下问题：

1、          要适应未来网络的扩展和拓扑情况结构的变化；

2、          要保证网络能不间断地运行；

3、          要能为用户组提供访问途径；

4、          能够合理地分配用户对网内、网外的信息流量；

5、          能支持较多的网络协议，扩大网络的应用范围；

6、          支持Ip的单点传送和多点广播数据流；

【硬件选择】

　   采用星形全交换千兆以态园区网的千兆主干，百兆交换到桌面的大型校园网解决方案。校园网当今业界最先进的方案使千兆以太园区网方案，它全面提升了整个校园网的网络性能，不仅彻底解决了因海量数据流量而带来的带宽瓶颈，各种数据的通讯更不在话下，可满足各种新应用。并将顺利扩展到下一代网络。

三、   设计思想

【总体设计】

第一，要进行对象研究和需求调查，明确学校的性质、任务和改革发展的主系统建设的需求和条件，对学校的信息化环境进行准确的描述；

　　第二，在应用奢求分析的基础上，确定学校12000/XPranet服务类型，进而确定系统建设的目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等的目标；

　　第三，确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求建设目标和学校的主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；

　　第四，确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；

　　第五，规划校园网建设的实施步骤。

校园网总体设计方案的科学性，应该体现在能否满足以下基本要求方面：

　　1．整体规划安排；

　　2．先进性、开放性和标准化相结合；

　　3．结构合理，便于维护；

　　4．高效实用；

　　5．支持宽带多媒体业务；

6．能够实现快速信息交流、协同工作和形象展示。

四、设备的选择

【核心交换机】
   核心交换机是指连接服务器及楼与楼之间、层与层之间的数据交换设备。本校园网工程将分为三期，根据工程三个阶段中网络点成批增加其间伴随着的使用需求增长，对主干交换机基本设备的选型及其阶段性的扩展需求进行总体的合理规划。
    第一期要求连接就达600个网络站点，应用对主干服务器的访问及其数据流量对主干带宽要求很高，通过以上分析，在INTEL EXPRESS 500系列百兆堆叠交换机组的基础上采用世界上目前第一个真正已经投放市场的千兆模块把百兆交换机组通过光纤相连到Intel Express Gigabit千兆交换机上，通过千兆交换机实现和WEB服务器千兆带宽的主干连接。
   在第二期中，将面临着对主干带宽的更高要求，将使用2台千兆交换机通过4GB高速通道来实现千兆交换机冗余连接，使网络主干带宽比第一期增长一倍。
【楼宇间交换机】
    采用交换机而不使用共享式集线器到桌面是由于学校实际使用情况是主要表现在集中突发性，即学生同时使用同一软件的情况比较多，如果使用共享到桌面，网络就会产生拥阻而影响速度，因此在校园网中应使用百兆交换到桌面。在十兆与百兆交换机中应选择百兆交换，因为10兆虽然在目前校园网络使用中刚刚能达到要求，但是已经不适应功能越来越强的计算机与新的应用软件的发展，更不适应更快的计算机通讯产品的要求，将成为它们之间最大的瓶颈。
   因此采用Intel Express 510T Switches作为校园网工作组级接入交换机，直接连接学生站点。通过Intel先进的、独特的堆叠背板技术（SST）将第一期的600个站点分成若干个网段，即3-6个510T交换机堆叠在一起的独立组群，这样就在每个交换组中最多144个站点提供高达15Gb的带宽，因此形成的交换网络就能够满足不断增长的流量需求。
   另外还通过虚网技术，使每个教室或每个年级之间的互访得到有效的管理和控制，提高网络的安全性。
    以合理价格实现工作组与终端设备的100Mbps连接的可扩展交换器，Intel Express 510T是将专用快速以太网式的性能扩展到整个网络的理想选择，它可使用户的终端设备服务器及其它网络设施享受这种高性能的解决方案。这种高性能的解决方案可随网络的成长而自由地扩展。
【 服务器】

   在一期工程中，建议学校在Internet应用教学中，采用定期下载，内部浏览的原则，因此WEB服务器是学校内部Intranet浏览和连接Internet服务器，学生站点对其访问在相应教学时段对的数据流量相对来说比较大。要求园区级服务器能够提供足够的连接带宽。
【校园网络出口设备】
   考虑到Internet和其他网络的连接(如CHINANET等)，目前设计的局域网都要考虑对广域网络的连接，更广的资源和更多的应用将是在各种广域连接中发现。目前，越来越多的学校还开展了网络教学和建立自己的WEB。因此，能否有效地连接Internet是校园网建立的一个重要的目标。
【路由器】
    在此方案中，考虑Internet出口路由器的配置——一台Intel Express Router 9100路由器。它是学校的校园网对外的出口，也可以作为保护校园网的第一道防火墙。因为使用Intel Express Routers在Internet上配置安全的VPN隧道极为简单，Intel Express Router 9100对通道传输提供强大的加密功能，确保您的私人通讯数据通过公用网域时的安全。但根据客户和局域网配置的具体不同情况，也应该采取适当的步骤来确保来自Internet的局域安全。这至少要包括配置通过协议过滤器的访问控制目录。
   采用DDN线路与Internet连接，以64KB~2MB带宽支持校园的应用，而且性能非常稳定。Intel Express Router 9100有2个能与专用数字线路或Frame Relay及X.25网络相连的WAN接口。

五．网络的接入

【传输介质】

1、网络的接入

  光纤的接入，学校附近有教育城域网，在这种情况下，选择光纤接入，实现100M的传入速率，而且费用学校可以接受。

2、传输介质的选择

传输介质是指连接两个网络节点的物理线路，用于网络信号传输，传输介质有无线介质和有线介质。考虑价格和实用性，选择：

内网网线：AMP超五类屏蔽双绞线；

外网选择：AMP超五类非屏蔽双绞线。

六、拓扑结构设计

【网络的布线】

   楼宇间的线缆暴露在外面，考虑传输的高速率和扩展的需求，要选择防干扰强、靠腐蚀强以及传输距离长的线路，网络主干选光纤，光纤选用星型拓扑结构，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，访问层。

【拓扑结构设计】

图1：校园网的层次网络结构

图2：校园网络规划拓扑图

 

七．子网的划分

申请4个C类的Ip地址

192.168.30.0

192.168.31.0

192.168.32.0

192.168.33.0

【路由器】

【核心交换机】

【总结】
　　校园网要能很好地应用与发展，很大程度上取决于设计方案(包括组网技术、拓扑结构、IP及路由规划、设备选型等)的设计实施成功与否。本文从校园网工程的实际出发，从理论、设计、实现等多方面阐述了经济可行的校园网综合设计实施方案，经实践证明是切实可行的。当然，随着用户需求与新技术的发展，还可以进一步完善，本文在此作了一个有益的探讨。

 

第二篇：计算机网络课程设计 校园网的设计

  淮 海 工 学 院 计算机工程学院

课程设计报告

设计名称：          计算机网络课程设计             

姓    名：         学    号：      

专业班级：                            

系（院）：             计算机工程学院              

设计时间：           2011.1.3——2011.1.7            

设计地点：            计算机网络技术室