《毕业设计（论文）校园网网络系统集成方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）校园网网络系统集成方案.doc（23页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、校园网络系统集成解决方案摘 要通过对我校校园网络的组建，可以形成校园内部的网络系统(Intranet)，将学校内部的各种不同信息资源有序高效地组织起来并实现校园网与Internet的连接，为学校中的各类人员提供充分的网络信息服务。在此基础上满足学校日常教学、科研、管理等工作的用网需求，实现学校内外的资源共享及信息交流。 校园网属于局域网，它是局域网技术的综合应用，本校园网在组建过程中，选择以太网(Ethernet)作为主干技术，以太网是当今网络的主流技术，应用非常广泛。在校园网拓扑结构设计上选用树状结构，它是星状结构的拓展，具有灵活的可扩展性、较高的可靠性、且安装方便、易管理、投资小。各楼宇之
2、间的传输介质选用多模光纤，楼宇内部选用五类UTP或六类UTP，大大提高内部网络的实用性。布线技术采用结构化布线系统，有良好的可扩展性、很高的灵活性和可靠性。楼宇内部交换机采用了三层交换技术，可提高网络的运行速度和效率。考虑到网络的安全因素，组网过程还用到ACL、VLAN等技术，在一定程度上增强了系统的安全性。 本设计论文全面地介绍了我校校园网设计与实现的组网背景及目的意义，重点描述了在组网过程中对局域网技术的一些应用，包括网络拓扑结构的设计、技术选型、设备选购等方面，结合学校的实际情况及组网需求，对本校园网的设计与实现中的各个环节都进行了综合的阐述和详细的分析。关键词：局域网；拓扑结构；以太网
3、；VLAN；结构化布线系统AbstructWe can build the middle school campus net，from internal campus network system(Intranet), The ordered high-effect of internal various school information resources field is organized，Realize the campus net and the Internet connection，Be that personnel of all kinds in school provid
4、es network information service。 The campus net is a local area network，It is that local area network technology synthesis applies，Choose the aether net technology，The aether net is network main current in the nowadays technology，Application is very broad。Campus net topology structure selects and use
5、s dendroidal structure，It is that architectural asteroid Tuo stretches，Have nimble may augmentability，Higher reliability，Installation goes to the lavatory，Manage easily and Investment is small。The transmission medium between the building world selects and uses many model fibre-optical，The building u
6、ses five to be similar to twisted-pair in the inside of the world or six kinds mince pair，Improve the inside network pragmatism。Adopt structure-rization arrangement of wire system，Have fine may augmentability，High flexibility and Reliability。Have adopt three layers of swapper inside of the building
7、world，Improve network operation speed and efficiency。Think to network safe factor，Group net process uses to technologies such as ACL , VLAN，Have strengthened systematic security。 Taking the Renjie middle school for an example, The group who has introduced that all round covers background and signifi
8、cance as with a net，Concentrate on having described that a few of region net technology apply playing a game in the process of group net，Include architectural design of network topology，The technology chooses a type，The equipment selective purchasing waits。Union school reality and group cover need a
9、s with a net，Have carried out synthetical sketching and detailed analysis。 Keywords：Local area network；Topology structure；Ethernet；VLAN；Structure-rization arrangement of wire system第一章 校园概况我校校园网的设计与实现属于局域网的组建，并实现能与外网相连，以满足学校的需求，包括教学、管理、科研等工作中的资源的共享、信息的交流等等。本章通过对学校校园的介绍，使读者对我校的物理布局、方位等有所了解，局域网的组建也需以此
10、为基础，故它是需求分析中必不可少的一环，对本校园网的顺利组建起着至关重要的作用。11 学校简介河北科技师范学院是一所具有硕士学位授予权的省属本科院校。学校始建于1941年，1977年开始招收本科生，1999年被教育部确定为全国首批职教师资培训重点建设基地，2009年被农业部认定为“农业部现代农业技术培训基地”。 学校座落于风景秀丽的滨海旅游名城秦皇岛。现有秦皇岛、昌黎、开发区、欧美学院四个校区，校园占地面积1800亩，建筑面积57万平方米；教学科研仪器设备总值1.4亿元，馆藏图书文献140余万册；现有专任教学、科研人员1200余人，其中教授、副教授505人，拥有博士、硕士学位教师710人。学校
11、面向全国26个省（自治区、直辖市）招生，现有全日制本专科在校生近24000人。 学校设有16个二级学院和3个教学系（部），具有3个硕士学位授权一级学科、22个硕士学位二级学科授权点，具有高校教师、中等职业学校教师在职攻读硕士学位和农业推广硕士专业学位授予权（包括15个授权领域）；有49个本科专业，涵盖理、工、农、文、法、教育、经济、管理、艺术等9个学科门类。现有1个省级重点学科、2个省级重点发展学科，1个省级重点实验室、1个省级工程技术研究中心和3个省级实验教学示范中心。生物标本馆是首批国家认证的电子生物标本馆，被中国科协命名为全国科普教育基地。12 需组网物理布局图根据学校目前的实际情况，学
12、校的科教设备集中于实验科教大楼，信息点相对也较多，校园网中心机房（网络中心）置于实验科教大楼一楼。由网络设计的要求得出下面的组网物理布局图：图1-1 物理布局图第二章 校园网技术选型与设计本章主要结合我校校园的实际情况和组网要求，对本校园网的设计与实现在网络技术方面进行选型，使之适合学校的要求及发展，且具备更高的网络效率。在网络拓扑结构和IP地址的设计上，具有很强的扩展性和升级改造空间，为校园网未来的发展需求留有余地。对校园网VLAN和ACL的设计，可以提高一定的网络安全。21 技术选型211 组建技术 近几年来，校园网发展得很快，不管是在组建技术选择上还是在结构设计方面的要求都越来越高，校园
13、网也逐渐形成了自己的技术标准。组建校园网时，理论上可以选择的主干技术有光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）、快速以太网和千兆以太网等。FDDI是ANSI为了满足用户对网络高速和高可靠性传输的需求，在20世纪80年代中期制定的网络标准，FDDI使用光纤作为主要的传输介质，有很高的安全性、可靠性及高传输速率等优点，FDDI的数据传输建立在令牌基础上，但在FDDI中，采用了多帧传送方式，提高了传输效率。ATM是一种基于信元交换的虚电路传输模式，在这种模式下，数据被组织成固定大小的53字节的信元，ATM综合了电路交换和分组交换的特点，一方面，ATM是面向连接的；另一方面，ATM传输采
14、用固定信元，需要传输时信元才占用通信资源，具有分组交换的特点，ATM利用了统计复用的原理使各连接可以共享带宽资源。以太网(Ethernet)是应用最为广泛的一种局域网。目前，以太网按其传输速率可以分为10Mb/s以太网、100Mb/s以太网1Gb/s以太网和10Gb/s以太网。 本校园网还采用三层交换技术，三层交换机技术与传统的路由技术不同，传统的路由技术是通过一定的路由算法来选择到达各个子网的最佳路径，实现路由选择和网络的互连。本校园网的组建中，中心（核心）交换机选择支持三层交换技术的交换机，数据流量较大的楼宇交换机也选用支持三层交换功能的交换机，以便楼宇内用户之间的数据包直接由楼宇交换机来
15、实现，不需要经过核心交换机，可以减轻核心交换机的负担，提高网络利用效率。212 结构化布线技术本校园网主干采用千兆以太网技术（Ethernet），而中心机房（网络中心）根据学校的要求情况，中心机房到各建筑物的传输介质用多模光纤，因为多模光纤传输距离相对双绞线远，且有不受电磁干扰、不怕雷击等优点，各服务器到核心交换机用多模光纤，这样有利于提高访问速度，从而提高网络效率。结构化布线系统是指在一幢办公大楼或楼群中安装的传输线路，这种传输线路能连接所有的语音、数字设备，并将它们与电话交换系统连接起来。结构化布线系统主要应用在以下三种环境中：建筑物综合布线系统、智能大楼布线系统、工业布线系统。本校园属于
16、建筑群环境，所以采用结构化布线系统中的建筑物综合布线系统，建筑物综合布线系统一般具有很好的开放式结构，它采用模块化结构，具有良好的可扩展性和很高的灵活性。建筑物综合布线系统的传输介质主要采用非屏蔽双绞线与光纤混合结构，可以连接建筑物及建筑物群中的各种设备与网络系统。典型的建筑物综合布线系统如图3.1所示图3-1 结构化布线系统结构图结构化布线系统一般由六大子系统组成：工作区子系统、水平子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、设备间子系统和建筑群子系统。工作区子系统指信息插座与数据终端之间的连接设置系统，由从信息插座延伸至数据终端设备的连接线缆和适配器组成，它一般使用软线（Patch Cable）
17、材料（例如UTP/STP）实现终端设备与信息插座中间的连接，工作区的跳线（Patch cord）、连接设备的跳线、交叉连接（cross-connection）线的总长度不超过10米，其中交叉连接线或跳线的长度不应超过5米，通常情况下，信息插座的安装位置距离地面的高度为3050厘米，采用标准信息插座具有很多优点，如防尘，防潮，易识别等。水平子系统指从楼层配线间至工作区用户信息插座的结构化布线区域，由用户信息插座、水平电缆和配线设备等组成，每个信息点均需连接到管理子系统，最大水平距离一般不超过90米。管理间子系统是连接骨干子系统和水平子系统的设备，主要设备是配线架。配线架的配线对数可以根据管理的信
18、息点数选定，管理子系统应有足够的空间放置配线架和网络设备。垂直干线子系统连接管理子系统到设备子系统，可采用光纤或大对数非屏蔽双绞线，5类非屏蔽双绞线用于连接计算机终端或计算机网络，光纤用于连接高速计算机网络。设备间子系统设备子系统中放置总配线架，一般大楼内的程控交换机、总电话配线架亦放于此。通常也由光缆、大对数电缆和相应设备组成，实现楼群间的通信。22 拓扑结构设计校园网也是一个局域网，因此，在设计校园网的拓扑结构时，可以选择的拓扑结构有总线型结构、星状结构、树状结构和环状结构。在这几种拓扑结构中，可以根据所选用的网络技术、各种拓扑结构的优缺点等来选择。就目前的技术条件和应用状况来看，以太网技
19、术是目前校园网建设的主流技术，在这种技术条件下，总线型结构由于整体可靠性差，已经不会作为一个校园网的总体拓扑结构来选择。用以太网技术组建环状结构的校园网在很多规模较大的大学中普遍使用，这种结构最大的优点是可靠性高.我校建筑物相对集中，结合本校的信息点分布和校园的实际需求情况，拓扑结构选用树状结构。树状结构是星状结构的拓展，它具有灵活的可扩展性、较高的可靠性，且安装方便、易管理、投资小（只需要一台核心路由交换机），我校校园网拓扑结构的设计如图3-2所示。图3-2 校园网拓扑结构图23 IP地址设计校园网中的每一台设备都是以IP地址标识网络位置的，因此在组建本校园网时，要为网上的所有设备（包括服务
20、器、交换机、客户机、路由器等）分配一个惟一的IP地址。在网络设备调试安装之前，首先给设备申请和规划IP地址，然后根据实际情况来给校园网规划和分配IP地址。 由于本校园网通过电信接入Internet，一个学校只能分配到8个IP地址。所以内部使用私有IP地址，选择C类网络地址，对外使用申请到的合法的IP地址，实现方法是使用IP地址转换技术（NAT），使校内的私有IP地址的全校师生用户均能正常上网。对本校园网IP地址的设计中，每幢建筑物都有余量，以便以后的扩展或改造之用。对我校校园网目前的内部私有IP地址的规划和分配如表3-3所示。表3-3 IP地址设计名称IP地址规划信息点备注服务器群192.16
21、8.1.0/247本网段IP地址留有余量教职工公寓192.168.10.0/2460IP地址留有余量校办公楼192.168.20.0/2480IP地址留有余量多媒体教学楼192.168.30.0/2460IP地址留有余量学生宿舍大楼192.168.40.0/24、192.168.50.0/24120学生人数在变，IP地址有足够余量实验科教大楼192.168.60.0/24192.168.65.0/24440IP地址有足够余量食堂后勤、门卫科、二号教学楼192.168.70.0/2445本网段IP地址有足够余量24 VLAN和ACL设计随着校园内部网络应用的不断增加，数据传输量将非常大。多数校园
22、内部同一部门的员工可能处于分散办公的状态，这就要求灵活配置局域网。另外，在校园内部有些部门的数据安全性要求比较高，比如财务部门通常希望和网络中其他部门的网段隔离开，使用虚拟局域网划分网段可以实现网段之间的隔离功能。没采用虚拟局域网技术，连接在局域网中的设备都能够接收到广播数据帧，当网络中的广播流量增多，就会减少以太网的可用带宽，以致降低网络的性能。在虚拟局域网技术产生之前，是使用路由器将网络分成多个广播域来隔离广播流量的，因为路由器不转发广播帧。虚拟局域网可用来降低局域网中的广播流量，控制广播风暴的产生，提高交换式网络的整体性能和安全性。对于连接在交换设备上的网段和结点，可以实现虚拟局域网的划
23、分。VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，其划分大多是建立在局域网交换设备上的。在划分后的网络中，不同虚拟局域网之间进行通信时，需要路由设备的支持。本校园网采用基于交换机端口来划分VLAN，把服务器群划分为一个VLAN，教职工公寓、校办公楼、多媒体教学楼、学生宿舍大楼、实验科教大楼各为一个VLAN，食堂后勤和门卫科及二号教学楼为一个VLAN，其中在校办公楼VLAN中，财务处又可以单独作一个VLAN，使财务部门与办公楼其他部门隔离起来，从而达到财务部门要求相对较高的数据安全性。具体划分如表3-4所示。表3-4 校园网VLAN划分名称所属部门IP地址划分备注VLAN 10服务器VLAN19
24、2.168.1.0/24VLAN 20教职工公寓VLAN192.168.10.0/24VLAN 30校办公楼VLAN192.168.20.0/24VLAN 40多媒体教学楼VLAN192.168.30.0/24VLAN 50学生宿舍大楼VLAN192.168.40.0/24/192.168.50.0/24VLAN 60实验科教大楼VLAN192.168.60.0/24-192.168.65.0/24VLAN 70食堂、门卫、二号教学楼VLAN192.168.70.0/24VLAN80设备管理VLAN80192.168.80.0/24管理对应VLANACL（访问控制列表）是提高网络安全的一种方法
25、，它可以有针对性的进行网络访问控制，从而增强校园网的安全性，能够为网络管理员提供基本的数据报过滤服务，使管理员能够拒绝不希望访问连接，同时又能保证正常的访问。ACL适用于所有的路由协议，要在全局配置模式中创建，常用的是标准ACL和扩展ACL，本校园网网络管理员可以根据学校自身的需要来有选择性地进行配置ACL，以达到学校所需要的控制访问服务功能。第三章 实现与配置前面以完成了校园网的相关技术选型、组网设计等，本章则对本校园网进行模拟的配置及实现，对校园网整体综合布线进行介绍，对各类设备进行相应的配置，使其按照网络要求运行，考虑到校园网的完整性及一些安全性，还对本网络进行安全方面的简要配置及网络协
26、议配置。31 交换机的配置本校园网主要用三层核心交换机1台，各楼宇汇聚层交换机6台，都是具有三层交换技术功能，接入层交换机即桌面交换机根据各楼宇信息点情况决定，其用到37台，采用堆叠式连接。交换机的配置采用Cisco模拟器来实现，为了配置文档清楚方便，把三层核心交换机及各楼宇的汇聚层交换机标记为如表5-2所示(各楼宇内部的接入层交换机不需进行配置)。表5-2 各层交换机标记名 称产品型号标记为核心交换机 S5648P/S5648P-PWR MS0学生宿舍楼汇聚层交换机S3526E-FS MS1办公楼汇聚层交换机 S3526E-FS MS2实验科教楼汇聚层交换机 S3526E-FS MS3教职工
27、公寓汇聚层交换机 S3526E-FS MS4多媒体教学楼汇聚层交换机 S3526E-FSMS5食堂后勤、门卫科、2号教学楼 S3526E-FS MS6各交换机相应的配置如下:(其中接入层交换机不需配置)核心交换机(MS0)：(在本交换机配置NAT及VLAN划分)SwitchSwitchenSwitch#config tSwitch(config-if)#int f0/1Switch(config-if)#switchportSwitch(config-if)#int f0/2Switch(config-if)#switchportSwitch(config-if)#int f0/3Switch
28、(config-if)#switchportSwitch(config-if)#int f0/4Switch(config-if)#switchportSwitch(config-if)#int f0/5Switch(config-if)#switchport%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/5, changed state to downSwitch(config-if)#int f0/6Switch(config-if)#switchportSwitch(config-if)#int f0/7Swit
29、ch(config-if)#switchport%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/7, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/7, changed state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#end%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleSwitch#enSwitch#
30、vlan data% Warning: It is recommended to configure VLAN from config mode, as VLAN database mode is being deprecated. Please consult user documentation for configuring VTP/VLAN in config mode.Switch(vlan)#vlan 10VLAN 10 added: Name: VLAN0010Switch(vlan)#vlan 20VLAN 20 added: Name: VLAN0020Switch(vlan
31、)#vlan 30VLAN 30 added: Name: VLAN0030Switch(vlan)#vlan 40VLAN 40 added: Name: VLAN0040Switch(vlan)#vlan 50VLAN 50 added: Name: VLAN0050Switch(vlan)#vlan 60VLAN 60 added: Name: VLAN0060Switch(vlan)#vlan 70VLAN 70 added:Name: VLAN0070Switch(vlan)#vlan 80VLAN 80 added: Name: VLAN0080Switch(vlan)#exitA
32、PPLY completed.Exiting.Switch#enSwitch#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#Switch(config)#int f0/1Switch(config-if)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line prot
33、ocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#int f0/2Switch(config-if)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed stat
34、e to upSwitch(config-if)#int f0/3Switch(config-if)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/3, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/3, changed state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#int f0/4Switch(config-
35、if)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/4, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/4, changed state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#int f0/5Switch(config-if)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: L
36、ine protocol on Interface FastEthernet0/5, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/5, changed state to upSwitch(config-if)#int f0/6Switch(config-if)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/6, changed state to down%
37、LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/6, changed state to upSwitch(config-if)#int f0/7Switch(config-if)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/7, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/7, c
38、hanged state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#exitSwitch(config)#int vlan 10Switch(config-if)#ip addr 192.168.1.1 255.255.255.0Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#int vlan 20Switch(config-if)#ip addr 192.168.10.1 255.255.255.0Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#int vlan 30Switc
39、h(config-if)#ip addr 192.168.20.1 255.255.255.0Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#int vlan 40%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan40, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan40, changed state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#ip addr 192.168.30.1 255.255.255.0
40、Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#int vlan 50%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan50, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan50, changed state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#ip addr 192.168.40.1 255.255.255.0Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#int
41、vlan 60%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan60, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan60, changed state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#ip addr 192.168.65.2 255.255.255.0Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#int vlan 70%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan70, chang
42、ed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan70, changed state to upSwitch(config-if)#ip addr 192.168.70.1 255.255.255.0Switch(config-if)#no shutSwitch(config)#int vlan 80%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan80, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan80
43、, changed state to upSwitch(config-if)#ip addr 192.168.80.1 255.255.255.0Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#endSwitch#enSwitch#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#ip routingSwitch(config)#int f0/8Switch(config-if)#no switchportSwitch(config-if)#
44、ip addr 200.1.1.2 255.255.255.0Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#exitSwitch(config)#router ospf 10Switch(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0Switch(config-router)#network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0Switch(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0Switch(config-rou
45、ter)#network 192.168.65.0 0.0.0.255 area 0Switch(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0Switch(config-router)#network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0Switch(config-router)#network 192.168.70.0 0.0.0.255 area 0Switch(config-router)#network 200.1.1.0 0.0.0.255 area 0Switch(config-router)# ne
46、twork 192.168.80.0 0.0.0.255 area 0Switch(config)#endSwitchenSwitch#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#int f0/7Switch(config-if)#no switchport mode trunkSwitch(config-if)#switchport access vlan 10Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#exitSwitch(config)#int f0/3Switch(config-if)#no switchport mode trunkSwitch(config-if)#switchport access vlan 60Switch(config-if)#no shutSwitch(config-if)#exitSwitch(config)#00:57:29: %OSPF-5-ADJCHG: Process 10, Nbr 192.168.65.1 on Vlan60 from LOADING to FULL, Loading DoneSwitch(config)#Switch(config)#ip nat