寬帶網課程設計

1、<p><b>　　寬帶IP網絡</b></p><p><b>　　——課程設計</b></p><p>　　學 院：信息工程與自動化學院</p><p><b>　　一．序言</b></p><p>　　隨著網絡的逐步普及，校園網絡的建設是學校向信息化發(fā)展的

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

3、t;　　二、分析及設計規(guī)劃</b></p><p><b>　　1、校園網的概述：</b></p><p>　　從物理意義上來說，校園網就是一種局域網。校園網是各類型網絡中一大分支，有著非常廣泛的應用及代表性。作為新技術的發(fā)祥地，學校、尤其是高等院校，和網絡的關系是密不可分的。作為“高新技術孵化器”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、網絡新技術、網絡新應用，希望能有一個高性能、穩(wěn)定、可靠的校園網來促進自身在研究、學術上的進步。 因此，提高校園網的使用效率是校園網建設的重要考核指標之一。</p><p>　　2、校園網的建設思路： </p><p>　　校園網的建設是一項非常復雜的系統(tǒng)工程，校園作為一個特殊的網絡應用環(huán)境，它的建設與使用都有其自身的特點。在選擇局域網的網絡技術時要體現(xiàn)開放式、分布式、安全可靠，維護簡單的原

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

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

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

8、息的發(fā)布者</p><p><b>　　【2】學生學習功能</b></p><p>　　網絡使學生的學習方式發(fā)生了很大變化，他們利用網絡自主學習，提高自己的學習能力。他們需要上網查了資料，將完成的作業(yè)利用電子郵件發(fā)送給了老師。鼓勵學生們建立自己的網頁，包括英語角、名站鑒賞、硬件長廊、編程作坊、會員網頁、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>　　圖書館可以開設面向教師開放的電子備課室和光盤閱覽室，開設面向學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，可以在校園網提供網上在線書目檢索服務，讀者可以在網上實現(xiàn)檢索圖書、瀏覽全文、查閱借閱情況、辦理預約及續(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"網絡化"。&l

10、t;/p><p>　　4、校園網絡架構設計：</p><p>　　校園網的拓補結構基本上是混合型的，它是由星型、總線型等典型拓補結構組成，在現(xiàn)代網絡結構化布線工程中多采用星型結構，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；而校園網在分層布線主要采用樹型結構；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的通信網中，由此構成了校園網的拓補結構。當然這其中還有對網絡整體結構的設計，如vlan的劃分，各不同區(qū)域的細劃分都需要根據(jù)學校情況來定。</p><p>　　校園網絡中心以及各分校區(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，而各個終端可以采用10/100M

12、共享式端口。</p><p>　　目前的校園網大多數(shù)是純三層的交換網絡。由于交換機都具有三層功能，匯聚層一般已經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備都直接上連到核心設備上。</p><p><b>　　校園網管理系統(tǒng)：</b></p><p>　　校園網的正常運作離不開一套強有力的信息系統(tǒng)軟件，它可以為學校校園網的全面應用提供

13、保障基礎。</p><p>　　校園網管理系統(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，不同身份的網絡用戶對本系統(tǒng)具有不同權限的信息操作權，對系統(tǒng)的信息流程，學?？筛鶕?jù)自身實際的業(yè)務流程自行設置。成績管理——包括與每次考試相關的成績信息錄入、修改、瀏覽、查詢等功能，具有成績管理功能操作權限的用戶可輸入、輸出與成績相關的信息，如可打印輸出學籍卡片、單科成績、學期成績，也可以按指定條件(

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

15、p><b>　　其校園網網絡拓撲圖</b></p><p><b>　　1.設備放置：</b></p><p>　　路由器，交換機等設別均選用華為的設備，為保持網絡設備的兼容性。</p><p><b>　　1）、路由器：</b></p><p>　　因為是星形結構，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)務特性，將MPLS、VPN、QoS、流量工程、組播等技術融合起來。</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絡速度。二層交換是基于MAC尋址，三層交換則是轉發(fā)基于第三層地址的業(yè)務流；除了必要的路由決定過程外，大部分數(shù)據(jù)轉發(fā)過程由二層交換處理，提高了數(shù)據(jù)包轉發(fā)的效率。三層交換機通過使用硬件交換機構實現(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，同一網絡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），就很可能會因為網絡上大量的廣播而導致網絡傳輸效率低下。為了避免在大型交換機上進行廣播所引起的廣播風暴，可將其進一步劃分為多個虛擬網（VLAN）。但是這樣做將導致一個問題：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，因為相對于局域網的網絡流量來說

19、，傳統(tǒng)的普通路由器的路由能力太弱?！《仪д准壜酚善鞯膬r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或VLAN，就在保持性能的前提下，經濟地解決了子網劃分之后子網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的理想設備。　　最后他的高擴展性:三層交換機在連接多個子網時，子網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、城域教育網的投資。并滿足學

20、校3~5年網絡應用快速增長的需要。</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服務器 </p><p>　　為了滿足多樣化的校園網絡環(huán)境需求，所以應該在路由器上接入各服務所需服務器，然后在此不能確定該網絡環(huán)境的實際情況，所以服務器配置與數(shù)量應該按照實際的網絡情況酌情添加。</p><p>　　各個設備的參數(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>　　端口結構 模塊化 </b></p><p>　　其他端口 2個100/1000M以太業(yè)務口，1個10/100/1000M以太調試網口，1個AUX口，1個console口 </p><p>　　包轉發(fā)率 6Mpps </

23、p><p><b>　　內置防火墻 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） </p><p>　　其它性

25、能 背板總線：40G</p><p>　　體系結構：基于NP的集中式轉發(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>　　應用層級:三層</b></p><p>　　傳輸速率:10Mbps/100Mbp

26、s/1000Mbps</p><p><b>　　端口結構:模塊化</b></p><p>　　交換方式:存儲-轉發(fā)</p><p>　　背板帶寬:1.2Tbps</p><p>　　包轉發(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>　　應用層級:二層</b></p><p>　　傳輸速率:10Mbp

29、s/100Mbps/1000Mbps</p><p>　　網絡標準:IEEE 802.3,IEEE 802.3u,IEEE 802.3ab,IEEE 802.3z,IEEE 802.3x,IEEE 802.1Q</p><p><b>　　端口結構: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</p><p>　　交換方式:存儲-轉發(fā)</p><p>　　背板帶寬:32Gbps</p><p>　　包轉發(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)境標準: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>　　產品尺寸(mm):442*220*43.6</p><p>　　其他技術參數(shù):存儲高度:6000m;工作高度:3000m;額定功率:<38W</p><p><b>　　2、結構化布線 </b&g

33、t;</p><p>　　綜合布線系統(tǒng)是建筑物或建筑群內的傳輸網絡，它既能使話音和數(shù)據(jù)通信設備、交換設備和其他信息管理系統(tǒng)彼此連接，也能使這些設備與外部通信網絡相互連接，包括建筑物到外部網絡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，以及相關聯(lián)的布線部件。一個良好的綜合布線系統(tǒng)對其服務的設備有一定的獨立性，并能互連許多不同的通信設備如數(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>　　校園網為園區(qū)網，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，可采用多模光纜或大對數(shù)雙絞線。把管理區(qū)子系統(tǒng)并入設備間子系統(tǒng)，集中管理。 </p><p>　　對于多幢樓宇，可采用多設備間的方法。分

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

36、　網絡架構建好之后，就要對各主機進行IP地址分配、子網劃分及VLAN劃分。在企業(yè)各個廠區(qū)內部的局域網內，分配以私有的A類地址，然后通過路由器轉化為服務商提供的IP地址路由出去。對于子網劃分，使每個部門處于一個子網內部，每個子網再根據(jù)主機個數(shù)進行VLAN劃分。</p><p>　　整個校園網中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備，在兩個網絡之間執(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絡間的流量。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>　　校園網安全防護的解決方案可

38、用下圖表示：</p><p><b>　　四、總結及心得體會</b></p><p>　　一個校園網絡系統(tǒng)的組建需要從多方面進行考慮，不但涉及許多技術問題，而且包括網絡設施、信息資源、專業(yè)應用、等眾多成份的綜合化以及信息化教學環(huán)境系統(tǒng)的建設。上面是整個校園網的結構，實際上校園網是一個龐大而復雜的工程，要根據(jù)具體的環(huán)境來組建網絡，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計的，肯定在很多方面都有所不足，所以這只是一個基礎，如果要組建校園網還需要對各個地方進行改進，才能節(jié)省校園網絡成本，才能最大限度發(fā)揮出校園網的性能。</p><p>　　通過這次設計，我懂得了一些網絡建設的基本方法，學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，對于設備的選擇，由于沒有實踐經驗只能是從網上去參考，還有對于整個園區(qū)網的需求分析，還存在很大的不足，有很多考慮不周到的地方。但