计算机网络课程设计报告.doc

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1、 淮海工学院 计算机工程学院课程设计报告设计名称： 计算机网络课程设计 姓 名： 学 号： 专业班级： 网络工程 系 （院）： 计算机工程学院 设计时间： 设计地点： 网络技术室 指导教师评语：成绩： 签名： 年 月 日计算机网络课程设计报告 第 50 页，共 50 页1课程设计目的计算机网络课程设计是计算机及相关专业的实践环节之一，是学习完计算机网络课程后进行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对OSI七层模型、TCP/IP模型的各层功能和设计思想的理解，掌握组建计算机网络的基本技术，特别是网络规划、路由器的基本配置，提高学生的应用能力和动手实践能力。2课程设计任务与要求：任务： 以淮海工学

2、院本部校园为背景，设计一个校园网方案。淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。如办公区、教学区中包含行政楼，教务处楼，图书馆，教学主楼，文通楼，计算机楼、讲堂楼、机械楼、土木楼、海洋学院楼、大学生活动中心楼等等，生活区中有学生公寓区和教师住宅区及各食堂。假设办公区、教学区每个办公室、教室均预留2个信息点，生活区每个房间预留1个信息点，全校使用预留的一个B类Internet地址172.160.0.0，试根据本部校园网的应用需求和管理需求、各建筑物的地理分布、确定信息点个数及信息点分布，设计出本部的校园网方案。方案中应明确学院网管中心的位置，确定拓扑方案，进行IP地址规划，完成设备选型，

3、注明各种设备、设施和软件的生产商、名称、型号、配置与价格，并分别给出其价格的出处（如网站等），基本确定方案的预算。要求：（1）通过资料查阅和学习，了解园区网络规划、设计的一般方法。（2）参考和研究一些公司和高校/企业园区网的规划和建设方案，结合计算机网络课程中所学知识，积极完成设计任务。（3）认真完成需求分析，并根据需求分析完成园区网络的总体方案设计，确定网络逻辑拓扑结构和所采用的网络技术、主要设备的性能指标，进而完成设备的选型和经费预算。（4）认真按时完成课程设计报告，课程设计报告内容包括：课程设计目的、设计任务与要求、设计说明书、设计成果和设计心得五个部分，具体要求见设计报告模板。3课程设

4、计说明书（一）需求分析 当今的世界正从工业化社会向信息化社会转变。一方面社会经济已由基于资源的经济逐步转向基于知识的经济，人们对知识的需求越来越迫切，信息在经济的发展中起着越来越重要的作用，信息的交流成为发展经济最重要的因素。另一方面，随着计算机、网络和多媒体等信息技术的飞速发展，信息的传递越来越快捷，信息的处理能力越来越强，信息的表现形式也越来越丰富，对社会经济和人们的生活产生了深刻的影响。这一切促使通信网络由传统的电话网络向高速多媒体信息网发展。 校园网的建设要实现校内数据资源共享，并能与Internet相连，使得校内多个信息点计算机通过校内网能访问Internet，在此基础上能满足教学、

5、科研和管理工作的需要，并能开发建设各类教学资源库与应用系统，为教师、学生及住户提供充分的网络信息服务，建设好网络能在满足当前实际需求的基础上，其功能和规模还要能适应未来校园网的升级改造和后期工程的建设。1.1应用与服务需求 构建校园网的主要目的就是提高教学质量，为学校提供良好的教育教学服务。校园网使学校建立完善及时的信息发布体系，在此基础上可以实现学校管理的透明化、公平公正化。学校的管理功能主要有以下几个方面：（1） 教务管理系统（2） 财务管理系统（3） 图书管理系统（4） 办公管理系统1.2 通信需求用户可以访问互联网络，访问学校虚拟网络，还可以通过教学平台、辅助教学、电子邮件以及其它网络

6、功能满足信息交换的要求，提供web服务、FTP文件传输服务、电子邮件服务等。由于对计算机网络的应用主要是多媒体教学和办公自动化，通过计算机网络这种先进的技术手段，实施多媒体、交互式、内容丰富、形象生动的教学，以培养出能适应社会需求的具有专业技能的人才。根据这一实际应用情况，我们分析在网络上传输的信息是音频、视频、数据相结合的信号，这样对网络的带宽需求就较高。综上所述，只有选择万兆以太网是最适合规划需求的。主干交换机连接到各子网用10000Mb/s光纤作为传输介质，各子网中以1000Mb/s双绞线作为传输介质。1.3性能需求校园网建网的目的之一，是利用网络实现多媒体教学，如：交互式多媒体课堂、电

7、子阅览室、教师培训等。多媒体教学的难点在于实现视频信号的传送(如VOD视频点播)。目前在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟，但传送压缩后的视频数据确是可行的。办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，能够实现对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作，同时，应该能够满足支持视频传送的要求。宿舍区子网即在学生宿舍内部连网，用以直接浏览学校发布的信息及查阅一些电子文档资料等。还有局域网数据，主要是将学院已建成的图书馆、计算机教研室和新闻报纸编辑实验室等局域网接入校园网。1.4安全与管理需求从各局域网的安全性和数据传输效率考虑，要求系统以多种方式实现虚网设置，即具有很强的虚拟网技术。学校的内部

8、信息对一个学校的信息安全相当重要，所以数据存储、传输要有比较完备的保密及备份措施。例如学校财务账目数据、人事任用及职务信息、学生学籍及各人信息、学生每学期期末考试成绩数据等，这些数据要求易管理、易查询，同时安全性又要高，能够经受的住外部的攻击，并且数据损坏之后，能够用备份迅速恢复。比如学校学生可以进行查询自己的学习考试成绩但不能擅自篡改自己的成绩数据，外部非相关人员不能够获取学校的人事信息等。因此在设计时考虑加入网络管理系统来规范网络，添加防火墙防止被外部网络恶意攻击。1.5信息点和用户需求1.5.1校园平面图1.5.2各楼宇信息点数量 淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。经统计

9、，各楼宇的房间数量以及需要的信息点数量如下表：以计算机楼为中心楼宇房间数信息点数计算机楼4692土木楼70140海洋楼128256机械楼168336化工楼129258文通楼99198文渊楼213426行政楼84168文予楼50100工训中心131262主楼133266讲堂楼918大活中心57114图书馆54106教工宿舍294294学生宿舍33263326食堂48医务室55（二）网络系统的方案设计2.1网络应用方案网络系统的设计现在大多采用层次化的设计方法，首先对整个网络的功能进行明确的划分，然后采用分层的思想将整个网络划分为若干层次，每个层次只承担一个或几个特定的网络功能。由于每一层只完成少

10、量的特定功能，从面使各层的设计变得相对简单，如网络设备功能或性能的定位、设备的选型更具针对性，同时也增加了网络的可扩展性。层次化网络设计通常分为三层结构，即核心层、分布层（汇聚层）和接入层。核心层主要为相互通信的节点提供高速优化的带宽传输，为提高核心层的传输速率，通常不在该层实施基于策略的包操作，也极少在该层布置主机，但常常为核心层提供必要的链路备份。接入层也称访问层，主要功能为用户或工作组访问网络提供接入，在该层存在大量的局域网，设置和划分虚拟局域网，并可运用访问控制列表等技术来控制用户的数据传输。分布层介于在核心层和接入层之间，通过提供基于策略的连接管理，实现接入层对核心层的可控制的访问。

11、分布层还可提供VLAN间路由、地址或路由汇聚功能，支持安全策略和广播/组播的定义。网络设计的层次可如下图所示：核心层 高速传输与交换分布层 基于策略的连接接入层 本地与远程工作组用户综上所述，网络系统的设计要确定所采用的网络技术，确定网络的拓扑结构，明确园区网络的中心和核心层的方案，确定各个楼宇与主要节点之间的传输介质和连接方式，确定各个楼宇和主要节点设置的网络设备和服务器的性能指标与配置，确定网络的主要协议和软件平台，确定网络的安全与管理方案。2.2总体拓扑方案根据实际需求，整个校园网采用星型结构。采用分布式的架构，把校园网分成各个子网，分布在办公区，教学区和生活区三个部分中网络节点设计：楼

12、宇信息点数各楼宇到中心点距离计算机楼920土木楼140140海洋楼256100机械楼336150化工楼258200文通楼19850文渊楼426300行政楼168350文予楼100800工训中心262400主楼266150讲堂楼18200大活中心114200图书馆106350教工宿舍294650学生宿舍3326600食堂8300医务室53002.3各楼宇的拓扑方案2.3.1 计算机楼拓扑方案 计算机楼作为整个校园网的信息中心，故核心交换机就设置在计算机楼，并且核心交换机要与校内各楼宇相连，所以核心交换机至少要有17个以上的万兆光口。为了保证网络的稳定性，放置另一台备用核心交换机，以备不时之需。在

13、信息中心需要将校园网和外网建立连接，则路由器与防火墙放置在此。由于计算机楼本身有92个信息点，所以需要2台48口交换机，48口交换机的48个口必须是千兆的电口，还要有4个万兆的光口，用于楼宇之间的连接（以下选用的交换机皆含有一定数量的光口，不再赘述）。还要安装FTP服务器，WEB服务器，邮件服务器，流媒体服务器。2.3.2土木楼、大学生活动中心、文予楼拓扑方案 由于土木楼有140个信息点，大学生活动中心有114个信息点，文予楼有100个信息点，所以三个楼宇采取同样的拓扑方案，都配置3个48口的交换机。2.3.3海洋楼、化工楼、工训中心与主楼拓扑方案 由于主楼有266个信息点，海洋楼有256个信

14、息点，化工楼有258个信息点，工训中心有262个信息点，四个楼都要配置6个48口路由器，宜采用相同的拓扑方案。2.3.4机械楼拓扑方案 机械楼有336个信息点，需配置8个48口的交换机。2.3.5文通楼拓扑方案 文通楼有198个信息点，所以需配置5个48口的交换机。2.3.6文渊楼拓扑方案 文渊楼有426个信息点，需要配置9个48口的交换机。为了方便管理，将教务管理系统安装在此，并配备主机、操作系统和数据库。2.3.7行政楼拓扑方案 行政楼有168个信息点，需要配置4个48口的交换机。由于行政楼主要从事的是行政工作，如进行财务管理与人事管理等，故将办公管理系统与财务管理系统放置在行政楼中，并配

15、备合适的主机、操作系统与数据库。2.3.8讲堂楼拓扑方案 讲堂楼有18个信息点，故只需要一个24口的交换机即可，但此交换机必须有24个千兆口与1个万兆光口，用于与网络中心连接。2.3.9图书馆拓扑方案 图书馆有106个信息点，需要3个48口交换机，由于图书馆的书籍种类繁多，时常会有同学借阅，故在图书馆安放图书管理系统，配以主机、数据库以及操作系统。2.3.10教工宿舍、食堂和医务室的拓扑方案 教工宿舍共有294个信息点，食堂和医务室有13个信息点，共有307个信息点，需要7个48口的交换机。将所有的交换机都放置在教工宿舍1中。2.3.11女生宿舍A区拓扑方案 女生宿舍A区共有10栋宿舍楼，将A

16、1作为A区的汇聚中心，在此放置一台分布层交换机，此交换机至少有10个万兆光口。由于A1有159个信息点，所以需要4个48口的交换机。A2与A4都有192个信息点，每个楼用5个48口的交换机，采用相同的拓扑方案，最终连接到位于A1的分布层交换机上。 A3有159个信息点，需要4个48口的交换机，最后连接到A1的分布层交换机上。A5、A6、A7、A8、A9、A10每个楼都有115个信息点，采用相同的拓扑方案，每个楼配置3个48口的交换机，最终连接到位于A1的分布层交换机上。2.3.12男生宿舍B区拓扑方案 男生宿舍B区有13栋楼，将B1作为B区的汇聚中心，在此放置一台分布层交换机，此交换机至少需要

17、13个万兆光口。B1本身有142个信息点，需要3个48口的交换机，并与分布层交换机相连。 B2、B4有143个信息点，B3有142个信息点，都需要配置4个48口的交换机，宜采用相同的拓扑方案，最终都连接到位于B1的分布层交换机上。 B5、B6、B9、B10每个楼都有80个信息点，B11和B13每个楼都有91个信息点，都采用相同的拓扑方案，每个楼配置2个48口的交换机，最终连接到位于B1的分布层交换机上。 B7有136个信息点，B8有134个信息点，B12有135个信息点，三个楼采用相同的拓扑方案，每个楼配备3个48口的交换机，最终都连接到位于B1的分布层交换机上。2.3.13男生宿舍D区拓扑方

18、案 男生宿舍D区共有4栋宿舍楼，将D5作为D区的汇聚中心，在此放置一台分布层交换机，D5本身有135个信息点，需要3个48口的交换机，并将48口交换机连接到分布层交换机上。 D6有137个信息点，需要3个48口的交换机，最后连接到位于D5的分布层交换机上。 D9有159个信息点，D10有161个信息点，采用相同的拓扑方案，都配置4个48口的交换机，最终连接到位于D5的分布层交换机上。2.4确定网络环境和网络互连方案在校园网络的整个网络规划当中，VLAN的划分是非常重要的部分，很好的利用VLAN技术的功能，能起到事半功倍的效果，对整个网络的性能也是事关重要的。主要突出为以下几点lVLAN划分，可

19、以避免广播风暴，在骨干网络中尤为突出，在多媒体、视频点播等很容易引起广播信息；划分之后，VLAN是广播只在子网中进行，不会做无意义的广播，消除了广播风暴产生的条件。lVLAN划分，可以增加网络的安全性，在不同的VLAN之间不能随意通讯，只限与本子网间通讯，不会对其他的子网产生干扰。要进行访问，需要通过三层交换，这样信息流就得到相当好的控制。l网络管理系统采用完全独立的IP子网和VLAN，实现更加安全的对所有网络设备进行管理。建立VLAN和IP子网的对应关系。l提高管理效率，实现虚拟的工作组，减少站点的移动和改变的开销。lVLAN间的子网访问，可以在三层交换机上实现，子网间的通讯也可以在汇聚设备

20、上实行，分流核心交换机的三层交换，优化了组网。 子网划分如下：区域地点信息点网络地址男生宿舍楼B1142172.160.0/24B2143172.160.1/24B3142172.160.2/24B4143172.160.3/24B580172.160.4.0/25B680172.160.4.128/25B7136172.160.5/24 B8 134172.160.6/24B980172.160.7.0/25B1080172.160.7.128/25B1191172.160.8.0/25 B12135172.160.9/24B1391172.160.8.128/25女生宿舍楼A1159172

21、.160.10/24A2192172.160.11/24A3159172.160.12/24A4192172.160.13/24A5115172.160.14.0/25A6115172.160.14.128/25A7115172.160.15.0/25A8115172.160.15.128/25A9115172.160.16.0/25A10115172.160.16.128/25D区宿舍D5135172.160.17/24D6137172.160.18/24D9 159172.160.19/24D10161172.160.20/24教工宿舍区一号楼64172.160.21.0/25二号楼130

22、172.160.21.128/25三号楼100172.160.22/24其他文通楼198172.160.23/24行政楼168172.160.24/24土木楼140172.160.25/24大学生活动中心114172.160.26/24图书馆106172.160.27/24文予楼100172.160.28/24计算机楼92172.160.29/24讲堂楼18172.160.30.0/27食堂8172.160.30.32/27医务室5172.160.30.64/27文渊楼426172.160.32/23机械楼336172.160.34/23主楼266172.160.36/23工训中心262172

23、.160.38/23化工楼258172.160.40/23海洋楼256172.160.42/23（三）设备选型1、文通楼设备选型（1）核心交换机IBM BNT RackSwitch G8264报价 19.88万*2主要参数产品类型万兆以太网交换机传输速率10/100/1000/10000Mbps交换方式存储-转发背板带宽1280Gbps包转发率960Mpps端口参数端口结构非模块化端口数量53个端口描述48个10 GbE SFP+端口，4个40GbE QSFP+端口，1个10/100/1000以太网RJ45端口控制端口1个微型USB控制台端口传输模式支持全双工功能特性堆叠功能可堆叠VLAN端口

24、的VLAN支持4096个VLAN标识1024个活跃的VLAN（802.1Q）配有访客VLAN的802.1x专用的VLAN边缘QOSQoS 802.1p（优先性队列）DSCP备注测量组播管理IGMP侦听v1、v2和v3以及2K的IGMP组协议独立的组播网络管理BLADEHarmony ManagerisCLI（Cisco等）可编写脚本的CLI浏览器的客户端或远程登录IPv6SNMP v1、v2c和v3远程监控支持次级NTPDHCP客户端DHCP中继LLDP128K MAC地址表9K巨型帧802.3x流量控制串口或TFTP固件升级双软件映像安全管理RADIUSTACACS+SCP线速过滤：允许和拒

25、绝SSH v1、v2HTTPS Secure BBI安全界面登录和密码MAC地址转移通知Shift B启动菜单（密码恢复/出厂默认）其它参数状态指示灯系统状态，堆叠LED显示电源电压AC 100-240V，50-60Hz电源功率330W产品重量9.98kg环境标准工作温度：0-40工作湿度：10%-90%（无凝露）数据来源：中关村在线 报价中心(.c来源：http:/ http:/ SR-560 详细参数查看：更多信息 | 产品图片报价 109814基本参数产品型号Hillstone SR-560产品类型电信骨干路由传输速率10/100/1000Mbps端口结构非模块化广域网接口2局域网接口2

26、4硬件参数DRAM内存256MBFlash内存256MB扩展插槽无扩展插槽软件参数包转发率10Mbps:14,880pps100Mbps:148,810pps,1000Mbps:1,488,100pps支持协议TCP/IP,PPPoE,DHCP网络管理系统软件在线升级(安全助手)告警客户端,系统配置文件备份/恢复,全中文WEB管理VPN支持支持防火墙有QoS支持支持NAT支持支持认证标准FCC,CE其它参数尺寸24044244mm重量3Kg电源100-240VAC,50/60Hz功率20W工作环境工作温度:0-45、工作湿度:10%-95%,不结露数据来源：太平洋电脑网产品报价 ()来源：ht

27、tp:/ System x3850 X5(7143i20)报价 5.2万基本参数产品类别机架式产品结构4U处理器CPU类型Intel 至强E7-4800CPU型号Xeon E7-4820CPU频率2GHz智能加速主频2.266GHz标配CPU数量2颗最大CPU数量4颗制程工艺32nm三级缓存18MB总线规格QPI 5.86GT/sCPU核心八核CPU线程数16线程主板扩展槽7半长PCI-E内存内存类型DDR3内存容量16GB内存描述44GB最大内存容量1TB存储标配硬盘容量标配不提供最大硬盘容量4.8TB内部硬盘架数最大支持8块串行连接的SCSI（SAS）或16块SAS SSD硬盘热插拔盘位支

28、持热插拔磁盘控制器ServerRAID M5015RAID模式RAID 5网络网络控制器双千兆网卡接口类型标准接口热插拔风扇管理及其它系统管理Alert on LAN 2，服务器自动重启，IBM Systems Director，IBM ServerGuide，集成管理模块（IMM），光通路诊断（单独供电），适用于硬盘驱动器/处理器/VRM/风扇/内存的Predictive Failure Analysis，Wake on LAN，动态系统分析，QPI Faildown，单点故障转移系统支持Windows Server 2008（Standard，Enterprise 和 Data Cente

29、r Edition，32位和64位）32位和64位 Red Hat Enterprise LinuxSUSE Enterprise Linux（Server 和 Advanced Server）VMware ESX Server/ESXi 4.0电源性能电源类型冗余电源来源：http:/ 硬盘/600GB(49Y1866)报价 5899产品概述产品类型硬盘产品性能600GB 15K 6Gbps 3.5英寸SAS 硬盘来源：http:/ Mail Linux平台(50000用户)产品图片共1张图片产品价格￥180000产品概述华美 Mail Linux平台(50000用户)软件类型邮件服务器邮件

30、服务器软用户数50000用户产品简述支持大容量邮箱，用户邮箱QUOTA功能，智能防卫系统，高效的LDAP用户认识方式，具有WebMail功能，具有多媒体邮局功能，具有丰富的系统管理功能，具有高性能、高稳定性、高安全性与可靠性，能够有效的排除与控制垃圾邮件、邮件病毒的影响，Webmail,SMTP,POP3 可以支持SSL 安全联接。来源：http:/ Enterprise Linux AS4.0(企业版)产品图片共1张图片产品价格￥8500产品介绍红帽 Enterprise Linux AS4.0(企业版)语言版本中文版本类型企业版版本号AS4.0操作系统描述Red Hat企业级Linux A

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36、来源：http:/ System x3850 X5(7143I20) 报价 5.2万来源：http:/ (6.2)流媒体软件产品名称苏亚星 VOD点播/直播系统 V5.0(高校版)产品图片共1张图片产品价格￥98000主要参数苏亚星 VOD点播/直播系统 V5.0(高校版)软件类型视频处理版本类型标准版版本语言中文版本号5.0版本描述具有超强的并发性能,能够满足上万人的点播需求,同时提供了丰富多彩的功能应用,完全能够满足学校远程教育及校园娱乐点播的各方面的应用;尤其是独创的远程屏幕传输+视频直播功能,更能适合远程异步教学使用.硬件环境无特殊要求软件环境无特殊要求来源：http:/ 34500*

37、2基本参数产品型号H3C LS-5800-56C-H3产品类型万兆以太网应用层级三层包转发率192硬件参数接口类型48个10/100/1000Base-T以太网端口，4个1/10G SFP+端口接口数目52口传输速率10/100/1000/10000Mbps端口结构非模块化网络与软件QoS支持支持QoSVLAN支持支持VLAN功能双工传输支持全双工MAC地址表32其它参数外形尺寸44036743.6mm电源电压AC 100-240V，50-60Hz最大功率空载102W，满载163W重量6.5Kg来源：http:/ NSA 6600报价 23.99万主要参数设备类型下一代防火墙并发连接数1000

38、000网络吞吐量状态吞吐量：9Gbps，DPI性能：1.6Gbps，网关防病毒吞吐量：1.7Gbps，入侵防御吞吐量：3Gbps，IMIX性能：2.4Gbps，3DES/AES VPN吞吐量：4.5Gbps用户数限制无用户数限制网络端口4个10GbE SFP+端口，8个GbE SFP端口，8个GbE端口VPN支持支持入侵检测支持管理CLI、SSH、GUI、GMS处理器24个1.0GHz CPU一般参数电源AC 100-240V，50-60Hz，1A适用环境温度：0-40湿度：5-95%（无冷凝）其他性能最大UTM连接数：600000每秒新建连接数：90000站对站VPN隧道数：6000全局VPN客户端（最大数量）：2000(10000)SSL VPN NetExtender客户端（最大数量）：2(50)VLAN接口：256SonicPoi