[毕业设计 论文 精品]立宏中学校园网设计 计算机网络课程设计.doc
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1、计算机与通信学院计算机网络 课程设计题 目: 立宏中学校园网设计 专业班级: 计算机05级1班 姓 名: 学 号: 指导教师: 成 绩: 计算机科学与技术本科专业(05级)计算机网络课程设计任务书题目: 立宏中学校园网设计 学生姓名: 班级: 05级计算机1班 学号: 题目类型:工程设计(G) 指导教师: 一、课程设计的目标通过该课程设计,使学生熟悉路由器、交换机的配置及相关命令。根据网络案例设计出包括网络拓扑结构图、IP分配及规划、特殊网络应用技术和网络测试及协议分析。从而提高设计方案的分析、设计、论证、实现及文档规范书写的能力和解决实际问题的能力。二、设计内容1.计算机网络方案设计完成需求
2、分析;选择确定局域网网络技术;选择传输介质;确定主干网传输方案;划分子网与设定VLAN;确定Internet接入方案;确定中心机房设计方案;绘制网络拓扑图;(综合布线方案设计)完成设备选型;做出设备报价;完成方案文档(课程设计说明书)。2.可选内容VPN支持;视频会议;无线局域网;其它弱电系统:音响(背景音乐)系统、有线电视、LED点阵显示屏、IP电话、门禁考勤、电子巡更、消防报警、防盗报警、视频监控等。三、设计原则实用性;先进性;可靠性;可伸缩性;可管理性。四、方案文档(课程设计说明书)正文主要内容1前言2企业案例描述:企业名称,行业,业务,规模,下属部门与分支机构、网上业务,信息流量,(包
3、括分支机构的)地域分布图(决定传输介质与走线),网络建设投资规模。3需求分析:根据企业性质、机构分布、网上业务、信息媒体的类型及流量,确定:1) 带宽(核心层、(部门层、)桌面);2) 子网与VLAN规划;3) 实现的信息服务;4) 应用程序;5) 存储系统分析:(数据量、访问流量、DBMS)6) 系统及数据安全分析;7) 网间隔离。4拓扑图及方案整体描述和实现(在实验室搭建模拟网络):1) 主干网传输方案设计2) Internet接入方案3) 远程访问支持4) 子网划分与VLAN设定5) 存储方案:双机(热)备份、RAID、磁盘阵列、存储局域网(SAN)6) 设备选型:传输介质、路由器、交换
4、机、(防火墙、RAS、Modem Pool)、服务器(普通、机架式)、 PC、其它设备(中心机房及配线间设备、光传输设备);7) 软件:网络操作系统及 WWW服务、DNS服务、DHCP、FTP服务等配置。6系统主要设备报价。8设计总结、参考文献、致谢等。五、关于绘制网络拓扑图网络拓扑图可在Word中绘制,亦可在Visio中绘制。如在Word中绘制,提供的参考资料光盘中包含网络拓扑图绘制素材及示例。六、网络测试及协议数据包分析根据实验室搭建的模拟网络使用Sniffer工具跟踪分析主动模式和被动模式下的FTP数据传输、或进行路由环流量分析:找出产生网络流量最大的主机及该主机的网络流量流向。七、设计
5、结束时应提交的资料及要求对学生的要求1. 认真、完整填写的课程设计任务书及说明书(蓝皮纸质);2. 方案文档(课程设计说明书):1) 打印装订稿;2) Word格式的电子文档。以学号+姓名+设计题目命名,如:0336xxxxXXX设计题目.doc(其中XXX为汉字姓名)。3. 刻盘以组为单位,组长将全组所有学生的方案文档及任务书收集起来,刻成一式二张光盘。特别提醒:1. 每个学生做的设计不能雷同,严禁抄袭。若出现雷同,成绩直接定为不及格。2. 认真按照规定为文件命名。八、各阶段时间安排(共3周)周次日期内容地点完成情况教师签字第1周星期一教师讲解设计要求根据任务书准备参考资料教室完成星期二利用
6、实验室中设备构建网络并进行实验机房完成星期三利用实验室中设备构建网络并进行实验机房完成星期四利用实验室中设备构建网络并进行实验机房完成星期五利用实验室中设备构建网络并进行实验机房完成第2周星期一学生逐个陈述个人设计目标及企业描述初稿后,讨论,提出修改意见办公室或机房完成星期二计算机网络初步设计方案设计机房完成星期三星期四计算机网络方案完善机房完成星期五以小组为单位检查设计方案并进一步修改完善机房完成第3周星期一星期二使用Sniffer工具跟踪分析机房完成星期三书写方案文档机房完成星期四修改方案文档,准备答辩机房完成星期五答辩机房完成2008年9月8日 目 录摘 要1一、前言2二、企业描述2三、
7、需求分析3(一)子网与VLAN规划4(二)实现的信息服务4(三)系统及数据安全分析5(四)QoS5(五)网间隔离6四、拓扑图及方案整体描述6(一)主干网传输方案设计6(二)内部网络接入方案10(三)远程访问支持11(四)子网划分与VLAN设定121.VLAN的实现122.IP划分12(五)存储方案13(六)设备选型13(七)软件选型15(八)信息方案设计15(九)综合布线16五、网络管理17六、系统主要设备报价18七、网络测试及协议数据包分析19八、参考资料24九、课程设计总结25摘 要这次课程设计的题目是立宏中学校园网的设计,它涉及到校园网的需求分析、网络规划设计、管理(包括安全)技术、设计
8、原则以及设备性能介绍、选择的技术依据、解决方案等各个方面,对这次设计,还涉及到校园网建设中的基本知识和需求分析,校园网建设的方案,校园网应用服务系统的建设和校园网的安全等多方面问题,其结合立宏中学的实际情况,对校园网的建设作了深入浅出的分析和建议。 学校的系统主干及重要的支干链路应依据当前需求在100M和1000M以太网之间选择,网络系统可考虑采用虚拟组网技术(VLAN),以利于网络管理和提高网络效能,利用管理平台对校园网运行情况进行监视、分析和监控,迅速判断、查找、排除网络故障。关键词:校园网;需求分析;网络拓扑图;网络管理 一、前言随着现代科学技术的飞速发展,世界范围内的信息化浪潮势不可挡
9、,迅速延伸到国防、科研、经济等各个领域,也不可避免地改变着传统的教育模式信息和教育相结合毫无疑问地成为了当今世界教育改革和发展的有机组成部分,而当前蓬勃发展的以计算机和网络为主导的现代信息技术是教育现代化必不可少的技术基础。为了利用计算机构造现代校园和现代教育,要求学校要有科学的教育管理手段、先进的教学方法以及完备的教育基础设施。只有满足这些条件,才能顺应发展潮流,满足教育现代化和信息化的需求,提高学生整体综合素质,培养出满足社会需求的优秀人才。因此需要建立一个功能强大,能极大的满足学校的教学科研需求和信息交流的校园计算机网络将全校的信息资源利用计算机网络连接起来,形成一个流畅、合理、可靠、安
10、全的校园网。还应针对学校的教学特点,具有一些基本的教学功能,以完成学校的基本教学任务。通过各校校园网络的连接,可以更便利地互相交换信息,促进各个学校间的学术交流。二、企业描述 立宏中学是某县一所知名中学,现有30个教学班,100多名教职工。网上业务主要有:办公自动化系统综合多媒体教室;网上教学;优秀科目科件制作;光盘阅览室;图书馆管理等。通过各校校园网络的连接,可以更便利地互相交换信息,促进各个学校间的学术交流,通过校园网络合作,促进教学和科研水平的提高。校园网为园区网,楼群间子系统采用光缆连接,可提供千兆位的带宽,有充分的扩展余地。垂直子系统则位于高层建筑物的竖井内,可采用多模光缆或大对数双
11、绞线。在此设备间放置布线的线架和网络设备,端接楼内来自在各层的主干线缆,并端接连接网络中心的光纤。把管理区子系统并入设备间子系统,集中管理。在校园网中不仅有普通业务,还有校园网关键业务,如校务管理系统、数字化教学、高性能计算等,这是各个学校特有的应用。立宏中学的地域分布图(决定传输介质与走线)如下图所示: 教 师 宿舍楼 教师 宿舍教学楼教学楼 男 生 宿 舍礼堂 综 合 办 公 楼 楼 家 属 院男生宿舍女生宿舍 操 场 图1 学校地域分布图三、需求分析立宏中学在经历一系列改革后,为了进一步提升自身实力,很多学校都开始改建自己的校园网,铺设线路方面我们了解到:在新建成的的大楼中布有网络线,这
12、给校园组网带来了一定的方便。但是有一部分老式的建筑大楼并没有布网络线,如果我们在这里也使用有线网络,不但会带来布线的麻烦,还会影响建筑大楼的美观。在一所校园内,总有一部分区域是有线网络不能涉及的范围,如果强行布置有线网,后果非常严重。所以,在上面提到的这些地方需要布置无线局域网,才能让整个校园都被网络覆盖。当然我们也不能在一所学校内全部布置无线局域网,毕竟无线局域网的数据传输速度较慢,并不适合一些高带宽业务的处理。因此,一所校园的校园网应该是一个有线、无线网络的有机结合。 构建校园网的主要需求硬件有:服务器、UPS、传输设备(光纤、双绞线等)、交换机、HUB以及终端工作站、网卡等。校园网按照主
13、干网的组网技术可分为:交换式以太网、快速以太网、FDDI、ATM和千兆以太网。 此次设计要求1001000个终端左右较好,可实现每个教室都有一个终端,如足够的校园图书馆终端、教师的备课终端、学校各种管理部门的终端。如果终端数过少,校园网的资源利用率就太低;终端过多,信息的传输速度就会受到很大限制。设计要注意以下几点: 先进性;可靠性;可扩展性;可管理性;安全性;开放性;可维护性;可操作性;经济性。(一)子网与VLAN规划一个VLAN组成一个逻辑子网,即一个逻辑广播域,它可以覆盖多个网络设备,允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。可以提高网络的安全性,控制网络广播,方便网络管理,V
14、LAN可划分为基于端口的VLAN和基于MAC地址的VLAN。通过将校园网络划分为虚拟子网(VLAN),可以强化网络管理和网络安全,控制不必要的数据广播。当广播包的数量占到总量的30%时,网络的传输效率将会明显下降。特别是当某网络设备出现故障后,会不停地向网络发送广播,从而导致网络风暴,使网络通信陷于瘫痪。当校园网络内计算机数超过200台后,就必须采取措施将网络分隔开来,将一个大的广播域划分成若干个小的广播域。分隔广播域的方式有两种,一是物理分隔,即将一个完整网络物理地一分为二或一分为多,然后通过一个能够隔离广播的网络设备将彼此连接起来。二是逻辑分隔,即将一个大的网络划分为若干个小的虚拟子网,也
15、就是VLAN,各虚拟子网间通过路由设备连接实现通讯。 E)dF7 s,A hGJ(二)实现的信息服务u 多业务,多媒体教学、办公管理、远程通信一网实现;u IP/TV多媒体应用系统,广播需求,实现多媒体教学、及宽带视频节目点播;u 管理简单,基于浏览器和网络管理工具的图形化配置;u 系统安全,集成路由器防火墙,提供互联网接入的安全保障;(三)系统及数据安全分析校园网已经在我国的教育系统广泛使用,在广大教育工作者和学生们享受它带来的方便的同时,校园网的信息安全问题,也日益突出。在DDOS攻击在互联网上活动猖獗的时候,大部分攻击都是利用校园网的主机进行的。黑客利用这些主机在管理上的松懈来达到发动攻
16、击的目的,同时也隐藏了自己。由此可见,校园网存在严重的安全隐患。联想根据校园网系统的具体特点,建立一个防护-检测-响应的完整的安全防护体系,从而提高整个网络的安全,保证应用系统的安全性。(四)QoS 随着各种需要大量带宽的新型网络业务的出现,校园网内的业务流量不断增加,对带宽、延迟、抖动等指标提出了更高的要求。各学校开始考虑在自己的网络中部署QoS,以保证语音、视频等业务的正常运行。策略是指流量分类、定义的执行,它们确定每个业务的优先级、分配的带宽等一些与QoS有关的内容。策略服务器是管理员在全网中集中统一定义策略的地方,通过指定的各种策略对园区网中的QoS服务进行控制和管理。网络设备从策略服
17、务器下载并执行这些定义好的策略,所有支持QoS的设备都遵循策略中定义的规则来转发数据,从而有效地对全网资源进行统一分配与管理。同时,策略服务器能够根据网络的现状与预先定义的策略调整,自动与网络适应,网络设备会根据策略自动完成相关配置,向不同的业务提供不同的QoS。部署实现 在校园网中实现基于策略服务器的QoS部署时,主要包括以下三个步骤:(1)在策略服务器上定义策略;(2)配置网络设备接收策略;(3)在策略服务器上分发策略。策略服务器使用了Nortel OPS (Optivity Police Service),同时使用Nortel iPlanet目录服务器存储策略信息。另外,在OPS中定义了
18、网络边缘设备和网络核心设备两类设备。网络核心设备只是简单地执行已定义的策略,保证全网的策略连续性。(五)网间隔离网络隔离: 实现内网和外网的网络隔离。用户访问内网时,断开外网网络连接;访问外网时,断开内网网络连接。用户不能同时连入内、外网,始终保持内网、外网网络隔离的状态。根据中学校园网的结构特点及面临的安全隐患,通常通过瑞星防火墙、入侵检测、网络杀毒软件,实现网络病毒防范的安全需求,为大学校园构建统一、安全的网络。 防火墙的布置,在Internet与校园网内之间布署了一台瑞星防火墙,其中WWW、E-mail、FTP、DNS服务器连接在防火墙的DMZ区,与内、外网间进行隔离,内网口连接校园网内
19、网交换机,外网口通过路由器与 Internet 连接。这样,通过 Internet 进来的外网用户只能访问到对外公开的一些服务(如WWW、E-mail、FTP、DNS等),既保护内网资源不被非法访问或破坏,也阻止了内部用户对外部不良资源的使用,并能够对发生的安全事件进行跟踪和审计。入侵检测能力是衡量一个防御体系是否完整有效的重要因素,根据校园网络的特点,我们采用瑞星入侵检测系统 RIPS-100 。将 RIPS-100 入侵检测引擎接入 Cisco 中心交换机上,对来自外部网和校园网内部的各种行为进行实时监测。四、拓扑图及方案整体描述(一)主干网传输方案设计目前比较常见的主干网技术有FDDI、
20、ATM、快速以太网和千兆以太网等。1、光纤分布式数据接口(FDDI)FDDI是高性能的高速宽带LAN技术,其标准为ANSI3T9.5/ISO9384。 FDDI物理结构是二个平行的、相对作反向传输的双环结构网,它采用定时的令牌传送协议。因此,它可以被看作是一个令牌环网协议的高速版本。但与TokenRing技术不同的是,当其发送完帧后就立即产生新的令牌帧,故其利用率较高,其运行速度可达 100Mb/s。FDDI和CDDI的优点是冗余、内置网络管理,具有广泛的适用性。但是,采用FDDI/CDDI技术是昂贵而复杂, 始终未成为主流技术,发展速度缓慢,前景不被看好。2、快速以太网 传统以太网用的是10
21、Mb/s技术,现在出现了更快的版本,虽然10Mb/s以太网使用得最为广泛,100Mb/s以太网也正在快速崛起,并且千兆以太网标准已定,产品种类较多。在小型网络中实现100Base-T的费用是非常合理的,特别是对于无管理能力、无交换能力的集线器。即使你仍然选择10Base-T集线器,也要考虑购买同时支持10Mb/s和100Mb/s的网卡。 3、千兆位以太网千兆位以太网技术以简单的以太网技术为基础,为网络主干提供1Gb/s的带宽。千兆位以太网使用的传输介质有光纤、5类非屏蔽双绞线(UTP)或同轴电缆。千兆位以太网的管理与以前使用和了解的以太网相同,使用千兆位以太网,主干和各网段及桌面已实现了无缝结
22、合,网络管理变得容易了。其中具有交换功能的快速以太网,支持VLAN,并容易升级到千兆以太网和ATM,由于性能优越,价格适中,我采用快速以太网作为校园网的主干技术。由于校园网络的拓扑结构比较大,我把校园网络的基本结构勾画出来。下图是立宏中学校园网的基本网络拓扑:因特网 教学楼A男生宿舍 教学楼B女生宿舍 综合办公楼教师宿舍 图2 校园网拓扑图 拓扑图中的路由器、防火墙和核心交换机构成了校园网的核心,也就是我们平常说的网络中心,网络中心性能的好与坏将直接影响整个校园网的性能,因此,网络中心的组建将是整个校园网组建成败的关键。 (1)校园网有线部分 校园网有线部分是针对校园网中接入网络中心的这一部分
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