校园网规划与设计--网络设备选型、系统配置.docx
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1、摘要随着互联网的不断发展,网络已经融入到我们的生活和学习当中,高校校园网作为一个成功应用的实例,给学校的教学及管理带来了新的方式,成为学校教育活动的发展平台,因此也成为教学和管理中不可或缺的一部分。本课题是基于中原工学院信息商务学院现有的校园网络基础,对中原工学院信息商务学院的校园网络进行深入剖析与论证,并在此基础上为新建楼宇进行网络规划与设计,进而不断完善整个校园网络的建设。本文从多个角度对校园网的硬、软件设施进行考虑,特别是以学院的实际应用为导向、以经济性为原则、以未来的发展为导向、切合实际的对建设中的具体应用与布局进行了详细的分系设计。在软件方面,尽量采用主流操作系统,选择稳定性比较高的
2、Windows操作系统,以求达到资源全方位的,合理的应用;在硬件设备方面,尽量选择性价比较高的主流产品,为以后校园网络的进一步扩展奠定基础。该课题综合了网络工程规划与设计、设备选型、VLAN划分、子网划分、IP分配、VPN、传输与布线及网络管理等技术。本课题的目的是组建成一个可扩展的,可以实现高速上网并足够安全的网络,能够满足邮件的收发,文件的传输,多媒体教学等各种服务的应用,从而满足现代化教学的各种需求。关键词:校园网;VLAN划分;子网划分; VPN;网络管理Abstract With the continuous development of the Internet, the netw
3、ork has been integrated into our lives and learning. As a successful application example, campus network brought a new way of the teaching and management of the school, it has become the development platform for school education. Therefore, it has also become an integral part of teaching and managem
4、ent. This topic is based on the existing campus network of College Information & Businesses, Zhongyuan University of Technology, it analysis and demonstrates the network of College Information & Businesses, Zhongyuan University of Technology in-depth, on this basic , it plans and designs the network
5、 of new buildings, and then continues to improve the construction of the entire campus network.This perspective on the campus network from many hardware and software facilities to be considered, especially on the practical application of college-oriented to the principle of economy to the future dev
6、elopment-oriented, practical application of the construction and layout of the specific Carried out a detailed sub-system design. On the software side, as far as possible the mainstream operating system, select the higher stability of Windows operating system, in order to achieve a full range of res
7、ources, a reasonable application; in the hardware equipment, try to choose the higher cost mainstream products for the future campus network Lay the foundation for further expansion.It integrates network planning and engineering design, equipment selection, VLAN classification, subnet, IP allocation
8、, VPN, transmission and wiring, and network management technology. This topic is designed to build into a scalable, high-speed Internet access and enough to secure network to meet a variety of applications such as send and receive mail, file transfer and multimedia teaching to meet modern teaching n
9、eeds.Key words: campus network; VLAN classification;subnet classification; VPN; network management 目 录摘要IABSTRACTII第1章引 言11.1 背景与意义11.2 研究目的1第2章现状及需求分析32.1校园网现状分析32.2 校园网需求分析52.2.1 建网需求52.2.2 学院各系部的应用需求52.2.3 网络系统性能需求62.2.4 网络安全需求6第3章系统设计原则和实现目标73.1设计原则73.2 实现目标73.3 网络设计关键技术说明83.3.1 子网划分83.3.2 无线网络8
10、3.3.3 VLAN划分83.3.4 VPN83.3.5 网络地址转换93.3.6 网络协议93.3.7 互联网接入方案类型9第4章系统总体方案设计104.1 网络拓扑结构设计104.1.1 核心层的设计104.1.2 汇聚层的设计104.1.3 接入层的设计114.2 VLAN和IP地址的划分114.3 互联网接入方案144.4 安全方案144.5 传输及布线设计164.6 管理方案184.6.1 MRTG184.6.2 Solar Winds Network Management21第5章设备的选型及配置225.1 网络设备的选择225.1.1 路由器的选择225.1.2 防火墙的选择23
11、5.1.3 交换机的选择255.1.4 服务器的选择275.2 系统配置方案275.2.1 核心交换机的配置275.2.2汇聚层交换机的配置295.2.3 路由器的配置30第6章系统的实现316.1 搭建校园网拓扑316.2 拓扑的详细配置316.2.1 核心交换的配置316.2.2 汇聚层交换机的配置336.2.3 接入层交换机的配置336.2.4 路由器的配置346.2.5 应用服务器的配置356.3 网络的测试376.3.1 网络连通性的测试376.3.2 Web服务器的测试376.3.3 邮件服务器的测试376.3.4 FTP服务器的测试386.3.5 VPN的测试386.3.6 NA
12、T转换的验证39结论40致谢41参考文献42附 录43附录A: 附加图、表43附录B: 模拟实现系统的详细配置47附录C: 光盘5365中原工学院信息商务学院毕业设计(论文)第1章 引 言1.1 背景与意义中原工学院信息商务学院(以下简称“信息商务学院”)成立于2003年4月,学院现设有7系(经济管理系、政法与传媒系、外语系、计算机科学系、艺术设计系、机械工程系、信息工程系)、1部(基础学科部);有23个本科专业和5个专科专业,面向全国招生,招生专业方向达32个;现有全日制在校生12000多人,教师总数555人。 学院现有主校区和北校区两个校区,占地面积共1100余亩。主校区位于郑州市新郑龙湖
13、科技教育产业园区双湖大道2号,占地870余亩,计划投资6亿多元,已完成投资4亿多元;北校区位于郑州市中原中路,占地200余亩。两区共已建成校舍建筑面积24万平方米,其中教学行政用房建筑面积15万平方米,校园环境优美整洁,教学设施齐全,是学习和工作的理想场所。校园网是以现代网络技术、多媒体技术及Internet技术等为基础建立起来的计算机网络,一方面连接学校内部子网和分散于校园各处的计算机,另一方面作为沟通校园内外部网络的桥梁。校园网为学校的教学、管理、办公、信息交流和通信等提供综合的网络应用环境。要特别强调的是,不能把校园网简单的理解为一个物理意义上的由一大堆设备组成的计算机硬件网络,而应该把
14、校园网理解为学校信息化、现代化的基础设施和教育生产力的劳动工具,是为学校的教学、管理、办公、信息交流和通信等服务的。要实现这一点,校园网必须有大量先进实用的应用软件来支撑,软硬件的充分结合是校园网发挥作用的前提。高校校园网作为一个成功应用的实例,给学校的教学及管理带来了新的方式,成为学校教育活动的发展平台,因此也成为教学和管理中不可缺少的一部分。校园网的发展带着高等教育走进了一个新的时代。因此,搞好校园网络建设,对教学的改革及学习方法的改进十分重要,是教育现代化的重要内容。1.2 研究目的本课题就是基于当前校园网快速发展的形势,为我们学校规划与设计一个能够满足现代教学、日常管理的校园网络,促进
15、和提高学校的整体教学水平和管理水平,为师生的工作、学习及生活带来便利,丰富师生的日常生活。在建设校园网时,要达到以下目标:(1) 在校园内部实现资源高度共享,为教学、科研、管理提供服务,为计划、组织、管理与决策提供基础信息和科学手段;(2) 支持教育教学改革,提高教育技术的现代水平和教育信息化程度、为学校教师的备课、课件制作、教学演示提供网络环境;(3) 通过互联网、录像机、扫描仪、数码相机等各种渠道获得多媒体资料,实现素材收集、电子备课功能;(4) 实现办公自动化,提供与上级教育部门、社会、家庭之间通讯的出入口,提供电子函件、公告牌和教育教学信息查询等服务,提高工作效率和管理水平;(5) 及
16、时、准备、可靠地收集、处理、存储、传输学校的教育教学信息完成与因特网的通讯和资源共享,实现社会教育、学校教育、家庭教育的有机整合;(6) 实现课堂多媒体电化教学,具备适用于双向课堂语音教学及语音室功能学习。总之,校园网的建设能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平,为学生提供了一个实践的环境,为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库。第2章 现状及需求分析2.1校园网现状分析信息商务学院分北校区和主校区两个校区。北校区为老校区,校园网建设已经完成。主校区为新建校区,07年开始正式启用,校园网的建设也一直在进行。到目前为止,校园网已经初具规模,已经可以满足学院的教学和管理的需求,
17、同时也能满足师生及教职员工在课外时间使用网络的需求。目前,学院主校区从ISP服务商租赁三条百兆光纤接入互联网,来提供Internet服务。其中一条网通光纤为学生上网提供接入服务;另一条网通光纤为学院办公专用;还有一条CERNET光纤,使学院与中原工学院互联,为学院的办公提供便利。学院互联网用户主要分为两类:办公免费用户和学生包月计费用户。主校区目前共有师生8000多人,师生注册上网的机器约有4000台,再加上学院实验室和机房需要联网的设备,总数约有5000台。由于公有地址有限,而联网设备太多,不可能每台设备都能分到公有地址。所以学院通过动态地址转换来满足师生的联网需求。学院主校区目前的网络拓扑
18、,如图2.1所示:图2.1 中原工学院信息商务学院网络拓扑图现有网络性能参数1.带宽:带宽表示运输数据的电路容量,用于单位实践内传输比特的能力。通常指定为比特/秒。现况:千兆主干网,百兆到桌面。2.吞吐量:吞吐量是指单位时间无错误传送的数据量,以bps,Bps,或分组/秒(pps)度量。吞吐量=G*P发送成功G:网络负载P发送成功:发送成功的概率图2.2 吞吐量、带宽、负载的关系3.丢包率:指在一定的时段内在两点间传输中丢失分组与发送的比率。4.时延抖动:指从源到目的地的连续到达时间的波动。5.可用性:尽管计算可用性不存在实际上的工业标准,平均故障间隔时间(MTTF)和平均修复时间(MTTR)
19、是最普遍引用的度量衡量标准。MTTF是测量两个故障间的平均间隔时间,MTTR是测量修复一个系统故障平均所需要的时间。可用性是一个系统的可以使用时间的比率,是指这个系统实际可使用的时间,这个比率是用MTTF和MTTR计算出来的:可用性 = MTTF / (MTTF + MTTR)除了零恢复时间以外,一个具有很小故障率的系统与零故障率系统是没有什么区别的,管理人员能够通过增加MTTF、减小MTTR或者两者同时进行以改进可用性。2.2 校园网需求分析2.2.1 建网需求 在知识经济和数字化生存时代,校园网在资源共享、知识传播、育人管理等方面发挥越来越重要的作用,校园网网络系统的建设,是非常必要的,也
20、是可行的。主要表现在:第一:当前校园网信息系统已经发展到了与校际互联、国际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段,发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求。第二:教育信息量的不断增多,使各级各类学校、家庭和教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息服务的要求越来越强烈。另一方面,信息技术在作为青少年教育工具的同时也向青少年提供了前所未有的机会。第三:我国各级教育研究部门、软件开发单位、教学设备供应商和各级学校不断开发提供了各种在网络上运行的软件及多媒体系统,并且越来越形象化、实用化,迫切需要网络环境。第四:现代教育改革的需要。在校园网中将计算机引入教学各个环节,从而引
21、起了教学方法,教学手段,教学工具的重大革新。对提高教学质量,推动我国教育现代化的发展起着不可估量的作用。第五:随着经济发展,我国各级学校对教育的投入不断加大。同时人们的认识水平和经济实力不断提高,大量计算机进入学校和家庭,使得计算机用于教育信息管理和信息服务是完全可行的。2.2.2 学院各系部的应用需求网络中心:管理校园网整个网络,必须确保网络中心的正常运行。教学楼:方便教师进行多媒体教学和远程视频教育。图书馆:电子阅览室,方便同学从校内或者校外查阅各种网上的书籍和资料。允许校校之间的互联,实现教育图书的资源共享。行政楼:办公网络、特别是行政办公网络的数据传输量不大,但非常注重安全性。而在网络
22、中传输的是大量数据文件,视频会议系统大多采用组播方式实现,因此,对带宽的要求不高。学生宿舍:节点密集,课余时间网络流量较大,且多数为多媒体数据流,对网络带宽的需求较大。2.2.3 网络系统性能需求接入速率需求:接入速率最基本的是由端口速率决定的。对于骨干层、核心层的端口速率需要支持双绞线、光纤的千兆位,甚至万兆位速率,接入层需要百兆位到桌面。扩展性需求:在网络结构设计上要求所采用的技术必须是主流的,且具有一定的超前性,这里所说的超前是指适当超出校园网当前应用的需求,以便日后在技术上平滑升级。吞吐速率:指单位时间(通常是指1秒内)传输的数据容量。在局域网中网络的吞吐速率主要是由各级交换机的背板交
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