校園網(wǎng)組網(wǎng)及寬帶接入Internet方案的設(shè)計2

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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實習(xí)報告

設(shè)計題目校園網(wǎng)組網(wǎng)及寬帶接入Internet方案的設(shè)計

學(xué)生專業(yè)班級通信工程07-2

學(xué)生姓名（學(xué)號）

指導(dǎo)教師

完成時間2023年5月23日

實習(xí)（設(shè)計）地點(diǎn)信息樓112139機(jī)房

2023年5月23日

課程論文任務(wù)書

學(xué)生姓名李璐指導(dǎo)教師姜秋艷論文題目校園網(wǎng)組網(wǎng)及寬帶接入Internet方案的設(shè)計論文內(nèi)容：設(shè)計一個校園網(wǎng)的組網(wǎng)以及寬帶接入Internet方案，并且進(jìn)行可行性分析、需求分析、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)備選型和系統(tǒng)配置等.

在整個人類正逐漸步入學(xué)習(xí)化社會的今天，教育信息化、教育終身化和教育全球化正在和必將帶來教育的全面變革。而信息化校園的建設(shè)和完善，將是這一變革的入手點(diǎn)信息化校園，就是一個網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化有機(jī)結(jié)合的新型的教育和學(xué)習(xí)的校園平臺，是由校園網(wǎng)支持的學(xué)習(xí)環(huán)境。

高度發(fā)達(dá)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是信息化校園的核心技術(shù)支撐。具體的形式就是校園網(wǎng)，即在校園范圍內(nèi)連接的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它將行政管理、信息管理、教學(xué)服務(wù)、研究開發(fā)等各類系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)這些系統(tǒng)之間的信息交換和信息服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)化的內(nèi)容還應(yīng)當(dāng)包括與校園網(wǎng)及其整個國際互連網(wǎng)的充分互連。正由于如此，校園的教學(xué)、科研資源與社會知識資源實現(xiàn)了高度整合，使信息化校園成為完全開放、超越時

空的校園平臺和知識中樞。發(fā)出任務(wù)書日期2023年5月17日完成論文日期2023年5月23日教研室看法（簽字）院長看法（簽字）

校園網(wǎng)組網(wǎng)及寬帶接入Internet方案的設(shè)計

校園網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)

發(fā)展校園網(wǎng)應(yīng)有長遠(yuǎn)的目標(biāo)，力爭利用現(xiàn)有的計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，把校園建成現(xiàn)代化的校園網(wǎng)，實現(xiàn)與其它校園之間的計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和信息資源共享，建成教育科研信息基礎(chǔ)，建成功能齊全的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

校園網(wǎng)項目實施后，將有助于學(xué)校實現(xiàn)日常管理和辦公自動化、計算機(jī)輔助教學(xué)、教學(xué)資源制作的自動化、圖書情報檢索服務(wù)、Internet服務(wù)等目標(biāo)，達(dá)到教師備課、學(xué)生學(xué)習(xí)、教育教學(xué)管理的現(xiàn)代化，實現(xiàn)信息交流功能、教學(xué)服務(wù)功能、學(xué)生學(xué)習(xí)功能及學(xué)校管理功能。

校園網(wǎng)可行性分析

采用1GB光纖交換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)校園所需信息互連，光纜連接、全校主要樓層。全面采用10/100/1000Nbps交換技術(shù)，將學(xué)校的各種PC機(jī)、服務(wù)器、終端設(shè)備和局域網(wǎng)連接起來，并寫Intranet和CERNET相連。構(gòu)建一個以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為框架，以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、計算機(jī)多媒體輔助教學(xué)和教學(xué)管理辦公自化為平臺的校園網(wǎng)。系統(tǒng)的設(shè)計要保證技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠，同時具有良好的開放性和可擴(kuò)展性。

校園網(wǎng)的主干網(wǎng)采用千兆位以太網(wǎng)技術(shù)，星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。選用S4409MF作為主交換機(jī)，服務(wù)器組以1000Mbps光纖與主交換機(jī)直接相連，主交換機(jī)通過光纜和UTP連接各二級交換機(jī)。二級交換機(jī)以S4226MF和S4227MF為主，子網(wǎng)采用10Mbps的交換以太網(wǎng)和10/100Mbps的交換型快速以太網(wǎng)。當(dāng)二級交換機(jī)端口不夠時，采用交換機(jī)或集線器（Hub）形成下一級子網(wǎng)。

內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過路由器、防火墻、對外服務(wù)器與Internet建立連接。網(wǎng)內(nèi)用戶IP地址采用私用地址，建立DHCP服務(wù)器，提供內(nèi)部地址池。為每位老師、每間教室配備PIV以上計算機(jī)一臺，每臺計算機(jī)均有10M/100M網(wǎng)卡，保證每間辦公室每位老師有一個網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，這就為無本地處理能力的終端提供了入網(wǎng)的機(jī)遇。網(wǎng)絡(luò)終端比較集中，利于布線。

校園網(wǎng)總體需求分析

（1）實現(xiàn)校園內(nèi)部資源共享

學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和教師能通過及時、確鑿地查詢教學(xué)活動中的信息，把握當(dāng)前教學(xué)狀況。并通過對信息的統(tǒng)計、匯總及分析，為教學(xué)、科研管理提供服務(wù)，為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)計劃、組織、管理和決策提供詳實的信息資源服務(wù)和科學(xué)管理手段，能及時制定、修正教學(xué)工作計劃。（2）完備的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和資源庫

能夠支持大量的圖文聲像素材、多媒體課件片段，成百個教學(xué)光盤，總量達(dá)幾百兆以上數(shù)據(jù)文件的收集、管理、存儲的提取。檢索便利，容錯性強(qiáng)。（3）以教學(xué)資源庫為核心的教學(xué)自學(xué)環(huán)境。

為學(xué)校教師提供制作環(huán)境、備課工具、良好的教學(xué)演播環(huán)境以及教學(xué)評估機(jī)制。為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、交互式協(xié)作學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)的良好學(xué)習(xí)環(huán)境和提供自我評價機(jī)制。利用現(xiàn)代教育技術(shù)，提高學(xué)生的素質(zhì)，改革課堂教學(xué)模式。（4）現(xiàn)代化管理方法和管理手段

加強(qiáng)對學(xué)校的財、物的管理，提高辦公效率、降低成本消耗，逐步實現(xiàn)辦公自動化、網(wǎng)絡(luò)化。

（5）實現(xiàn)校園網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的連接

建立學(xué)校主頁、教師主頁、學(xué)生個人主頁、電子郵箱、電子公告牌等信息發(fā)布窗口，發(fā)布有關(guān)教育教學(xué)信息，建立起學(xué)校、教師、家長、學(xué)生之間的信息交流平臺，并逐步發(fā)展建設(shè)成為一個面向全省、全國的教育教學(xué)信息網(wǎng)站。

（6）提供有關(guān)教育教學(xué)信息網(wǎng)站的連接，加強(qiáng)教學(xué)交流能力

建立起各學(xué)校之間的教學(xué)信息資源庫的共享，使不同學(xué)校的學(xué)生可以實現(xiàn)網(wǎng)上聽課、輔導(dǎo)、交互協(xié)作式學(xué)習(xí)。

下圖為校園網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)圖：

校園網(wǎng)系統(tǒng)可擴(kuò)展性分析

系統(tǒng)應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)以開放性為基礎(chǔ),具有廣泛的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性,特別作為一個骨干網(wǎng)的核心,下面的一些新的應(yīng)用將不斷增加,系統(tǒng)的容量也將隨之?dāng)U展,因此方案應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性適應(yīng)系統(tǒng)不斷增長的需求（如從主干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選型及模塊、插槽個數(shù)和網(wǎng)絡(luò)的整體構(gòu)架多種方面來考慮）

校園網(wǎng)系統(tǒng)可維護(hù)性分析

整個業(yè)務(wù)網(wǎng)必需具備良好的可管理性,網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具有監(jiān)測、故障診斷、故障隔離、過濾設(shè)置等功能,以便于系統(tǒng)的管理和維護(hù)。同時應(yīng)盡可能選取集成度高、模塊化、可通用的產(chǎn)品,以便于管理和維護(hù)。

校園網(wǎng)設(shè)計方案說明

網(wǎng)絡(luò)中心方案說明

網(wǎng)絡(luò)中心是校園網(wǎng)的信息資源中心和通信樞紐中心，其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的建構(gòu)直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全、可靠、高效的運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要嚴(yán)格依照內(nèi)外網(wǎng)隔離的模式設(shè)計。非軍事區(qū)（DMZ）包括交換機(jī)、學(xué)校服務(wù)器、E-Mail服務(wù)器、防火墻、路由器、Internet專線連接設(shè)施；內(nèi)網(wǎng)包括用戶管理和計費(fèi)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、網(wǎng)絡(luò)OA系統(tǒng)，核心交換機(jī)，遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器，防火墻和帶寬增益服務(wù)器等設(shè)施。

整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計思路是采用千兆光纖骨干網(wǎng)，10/100M交換到桌面。對于整個網(wǎng)絡(luò)的Internet接入，采用專線方式能夠為內(nèi)部用戶上網(wǎng)提供穩(wěn)定的通道；采用R3202路由器接入廣域網(wǎng)，在R3202和廣域網(wǎng)間參與防火墻，有效的保證校園網(wǎng)的安全，抵御黑客的入侵。

核心部分采用千兆以太網(wǎng)交換機(jī)S4409MF，通過劃分Vlan的方式將各個相對獨(dú)立的區(qū)域分割開來，有效降低廣播風(fēng)暴，假使條件允許可以同時采用第三層交換機(jī)S4326MF，解決Vlan間的相互通信。

對于數(shù)據(jù)吞吐量十分大的節(jié)點(diǎn)，建議采用千兆光纖直接上聯(lián)到校園骨干網(wǎng)，以消除數(shù)據(jù)流的瓶頸。在交換機(jī)之間連接上可以適當(dāng)考慮鏈路聚合技術(shù)，實現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)傳輸和便捷

的管理。

網(wǎng)絡(luò)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備清單：

路由器：R3202

交換機(jī)：S4326MF、S4409MF網(wǎng)卡：N1830F、N1820PB、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

多媒體教室方案說明

多媒體教室需要在網(wǎng)絡(luò)平臺上實現(xiàn)以下功能：廣播教學(xué)、語音教學(xué)、轉(zhuǎn)播教學(xué)、屏幕監(jiān)視、遙控輔導(dǎo)、師生對講、分組探討、電子考試、網(wǎng)絡(luò)影院等功能，每位學(xué)活力需要保證有獨(dú)立的1．2～1．5Mbps的帶寬，采用S4226MF千兆交換機(jī)上聯(lián)至校園骨干網(wǎng)。

多媒體教室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備清單：

交換機(jī)：S4226MF、S4124B、S4116B網(wǎng)卡：N1830F、N1820PW網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

辦公區(qū)方案說明

辦公區(qū)是校園網(wǎng)中的一個重要組成部分，是利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多媒體教學(xué)，可以采用S4226MF千兆交換機(jī)上聯(lián)至校園骨干網(wǎng)。

辦公區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備清單：

交換機(jī)：S4226MF、S4124B、S4116B網(wǎng)卡：N1830F、N1820PW網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

宿舍區(qū)方案說明

宿舍區(qū)子網(wǎng)的功能主要實現(xiàn)宿舍內(nèi)部連網(wǎng)，供教師和學(xué)生在宿舍內(nèi)直接瀏覽網(wǎng)頁。S4227MF用于和校園骨干網(wǎng)相連，S4124B、H1616B實現(xiàn)宿舍區(qū)內(nèi)部連網(wǎng)。宿舍區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備清單

交換機(jī)：S4227MF、S4124B集線器：H1616B網(wǎng)卡：N1820PB網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

硬件配置和管理

（1）集線器的配置和管理

集線器適于連接局域網(wǎng)絡(luò)，是連接樓內(nèi)機(jī)器的主要設(shè)備。集線器按工作方式可分為共享型、交換型（一般稱為交換機(jī)）和智能型。新型的支持虛擬網(wǎng)的集線器是交換式集線器的一個趨勢。它支持不與物理連接相關(guān)的規(guī)律虛擬網(wǎng)，大大簡化了網(wǎng)絡(luò)配置，支持SNMP，管理便利，大都提供基于圖形界面的管理工具，根據(jù)功能可分為基于端口的交換和基于MAC地址的交換。有的VLAN集線器還具有簡單的路由功能，適于組建局域網(wǎng)甚至主干網(wǎng)。（2）路由器配置和管理

路由器用在網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。它可以有效地隔離廣播風(fēng)暴并可以進(jìn)行協(xié)議過渡。路由器可以用于主干連接，也可用于校園網(wǎng)絡(luò)和地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心的廣域連接。選擇路由器時應(yīng)注意它支持的網(wǎng)絡(luò)接口（如FDDI、UTP、BNC、AUI等），以及端口數(shù)目和支持的協(xié)議類型。此外，某些路由器還提供了很好的協(xié)議控制、流量統(tǒng)計、帶寬分派等功能。路由器的配置可以從控制口通過終端方式進(jìn)人。配置路由器前的主要工作是地址的劃分。（3）遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器配置和管理

遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器支持遠(yuǎn)程用戶撥號進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。配置過程IP地址時，可以有采用靜態(tài)或動態(tài)配置。靜態(tài)配置在每一個端口配置一個固定的IP地址，是常用的方法。動態(tài)分派指每個端口IO地址在連接時是動態(tài)分派的。訪問服務(wù)器應(yīng)具有用戶身份校驗功能。（4）UPS電源的配置

校園網(wǎng)絡(luò)主服務(wù)器（如域名服務(wù)器、服務(wù)器、電子郵件服務(wù)器等）和其它主干網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備（如路由器、集電器和訪問服務(wù)器）處于邊疆運(yùn)行狀態(tài)，因此需要后備時間較長的UPS保證供電。選擇UPS電源的容量和維持時間，需要根據(jù)所有設(shè)備用電狀況確定，并留有一定的作地。

網(wǎng)絡(luò)軟件配置

（1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選擇

校園網(wǎng)絡(luò)由于需要和Internet連接，因此必需支持TCP/IP協(xié)議。若存在NetWare服務(wù)器，則需使用SPX/IPX協(xié)議。過程訪問服務(wù)器可以選擇SLIP或PPP。（2）TCP/IP軟件的配置

TCP/IP軟件配置包括機(jī)器名稱、IP地址、域名和路由地址的配置。（3）過程訪問客戶軟件配置

遠(yuǎn)程訪問客戶軟件支持PPP和SLIP。遠(yuǎn)程訪問客戶軟件配置中要涉及到串口和調(diào)制解調(diào)器的配置，如串口號、調(diào)制解調(diào)器指令、速率、撥號方式（一般選擇自動撥號）。根據(jù)訪問服務(wù)器支持SLIP或PPP選擇連接方式。（4）其它網(wǎng)絡(luò)服務(wù)配置

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)包括域名、、電子郵件和匿名FTP等。以電子郵件服務(wù)器的配置為例，它一般建立在UNIX系統(tǒng)下，需要適當(dāng)修改郵件傳輸代理程序sendmail的配置文件sendmail.cf，包括配置域名、本機(jī)名和別名。

設(shè)計方案總結(jié)

本設(shè)計方案本著“實用、好用,滿足現(xiàn)在和可預(yù)見的未來需求〞的設(shè)計原則，綜合校園網(wǎng)的穩(wěn)定性，可靠性，先進(jìn)性等等的原則設(shè)計的一款最經(jīng)濟(jì)適用的設(shè)計方案，本方案具有以下特點(diǎn)：

高可靠性:在考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,整個業(yè)務(wù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)盡量采用穩(wěn)定可靠的結(jié)構(gòu)形式,以保證整個網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必需具備高可靠性特征。

主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必需具有熱插拔功能,可帶電修復(fù)故障而不影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總體工作,并支持電信級的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可靠性。

先進(jìn)性：采用先進(jìn)成熟多層交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和方法，針對學(xué)校共享信息資源集中在網(wǎng)絡(luò)信息中心的特征，網(wǎng)絡(luò)核心層采用雙主節(jié)點(diǎn)、集聚層采用均衡負(fù)載、接入層采用高安全接入與靈活計費(fèi)等策略設(shè)計，能支撐各種現(xiàn)在與未來一段時期的校園教學(xué)、科研、行政管理的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

可行性：本設(shè)計方案能夠充分考慮高校網(wǎng)絡(luò)教育的特點(diǎn)和應(yīng)用對象的技術(shù)、資源、管理等方面的約束。譬如靜音設(shè)計，支持網(wǎng)絡(luò)用戶賬號、MAC地址與端口的捆綁實現(xiàn)高效的用戶控制能力，支持高密度端口的堆疊模式，支持通信負(fù)載均衡、帶寬聚合、鏈路冗余的雙星型結(jié)構(gòu)。

靈活性：網(wǎng)絡(luò)核心層、集聚層采用模塊化交換機(jī)，依照需求靈活配置各種模塊，做到既滿足需求，由留有余地。整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用三層結(jié)構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)具有較好的伸縮性、可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不同階段靈活配置和擴(kuò)展，具有能不斷吸收新技術(shù)、新方法的功能。

實用性：在接入交換機(jī)將用戶賬號、MAC地址與端口的捆綁實現(xiàn)高效的用戶控制；采用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)StarView1.0，使網(wǎng)絡(luò)易維護(hù)、易管理，可實施性好。

可擴(kuò)展性：采用模塊化交換機(jī)、可堆疊交換機(jī)，使系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性，又具有發(fā)展?jié)摿?。譬如交換機(jī)增加模塊即可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?；蛲卣谷?/p>