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1、 毕业设计（论文）学生姓名 xxx 学生学号 xxxxxxxxxxx 专 业 计算机应用技术 系 别 信息工程系 指导教师 xxxx 指导系部 信息工程系 xxxx年x月xx日网络设备在校园网中的应用 摘要：随着网络的逐步普及，校园网络的建设是学校向信息化发展的必然选择，校园网网络系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化教学、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供多种应用服务，使信息能及时、准确地传送给各个系统。而校园网工程建设中主要应用了网络技术中的重要分支局域网技术来建设与管理的，因此本毕业设计课题将主要以校园局域网络建设过程可能用到的各种技术及实施方案为设
2、计方向，为校园网的建设提供理论依据和实践指导。Abstract：With the gradual popularization of the network, campus network construction is the development of school information necessary to select, campus network is a very large and complex system, it not only for modern teaching, integrated information management and office s
3、ince A series of automated applications to provide basic operating platform, but also offers a variety of applications, so that the information timely and accurately transmitted to the various systems. The campus construction projects, we use a network technology to the important branch of local Net
4、work technology to the construction and management, so this issue will focus on graduation campus local area network construction process may be used in a variety of technical and implementation options for the design direction for the construction of the campus network to provide the theoretical ba
5、sis and practical guidance.关键词: 局域网、网络设备、网络协议、服务器、网络拓扑图Keywords：LAN、Network equipment、Network Protocol、Server、Network topology 第 1 页 共 13 页 目 录目录1绪论31 网络描述31.1 计算机网络31.1.1 校园网的构架思想31.1.2 校园网的建设原则31.2 局域网简介41.2.1 网络的体系结构41.2.2 网络协议42 软件与硬件设备42.1 常用网络设备42.1.1 网卡52.1.2 交换机52.1.2.1 概念和原理52.1.2.2 技术发展史52
6、.1.2.3 分类52.1.2.4 交换方式和技术62.1.2.5 功能62.1.2.6 管理方式72.1.3 路由器82.1.3.1 概念82.1.3.2 原理与作用82.1.3.3 路由器的优缺点82.1.3.4 路由器的功能82.1.4 传输介质92.2 服务器102.3 设备选型103 规划与设计113.1 校园网的建设规划113.1.1 总体设计113.1.2 网络技术113.2 网络操作系统123.3 Internet接入技术123.4 防火墙123.5 建网目标123.5.1 网络组成133.5.2 网络软件运行平台13毕业设计总结13参考文献13第 2 页 共 13 页 绪论随
7、着人们对于信息资源共享以及信息交流的迫切需求，促使网络技术的产生和快速发展，计算机网络的产生和使用为人类信息文明的发展带来了革命性的变化。自1995年中国教育教研网（CERNET）建成后，校园网的建设已经进入到一个蓬勃发展的阶段。校园网的建成和使用，对于提高教学和科研的质量、改善教学和科研条件、加快学校的信息化进程，开展多媒体教学与研究以及使教学多出人才、科研多出成果有着十分重要而深远的意义。1 网络描述1.1 计算机网络计算机网络是指通过传输媒休连接的多部计算机组成的系统，使登录其上的所有用户能够共享软硬件资源。计算机网络如按网络的组建规模和延伸范围来划分的话，可分为局域网(Local Ar
8、ea Network,LAN)、城域网(Metropolitan Area Network,MAN)、广域网(Wide Area Network,WAN)。我们经常用到的因特网(Internet)属于广域网，校园网属局域网。未来的网络技术将向着使用简单、高速快捷、多网合一、安全保密方向发展。1.1.1 校园网的建设思路在选择局域网的网络技术时要体现开放式、分布式、安全可靠，维护简单的原则。校园网的建设主要应用局域网技术以及多媒体技术为主的各种网络应用技术。局域网技术是一项在20世纪70年代发展起来的计算机互联技术，经过多年的发展，技术已经成熟，并得到了广泛的应用，局域网技术成为网络技术的重要组
9、成部分。计算机多媒体技术是伴随着多媒体信息的应用而得到迅速的计算机应用技术，在网络环境下，多媒体得到了更快更好的应用，使我们得到了更好更多的信息。校园网是使用了局域网技术以及各种多媒体应用技术，并结合Internet应用等其它的技术来建设。使得校园网能满足现代教学对信息处理的要求，使计算机的应用能对教学管理第 3 页 共 13 页现代化起重要的促进作用，能实现信息查寻、教务管理，并与外部网络系统进行交流等多种需要。1.1.2 校园网的建设原则校园网建设是一项综合性非常强的系统工程，它包括了网络系统的总体规划、硬件的选型配置、系统管理软件的应用以及人员培训等诸多方面。首先，校园网的建设一个为学校
10、教育教学活动长期服务的工作，因此在校园网的规划建设过程中，必须从学校长远发展规划出发，以服务于教育为基本点，结合学校当前教育教学的实际需要，做出科学的规划部署。在校园网的规划建设中，一般学校应遵循“统一规划、整体设计、分步实施”的原则。其次，在校园网的建设中必须坚持硬件建设与组织管理协调发展的原则，在重视硬件建设的同时，加强网络的组织管理水平，不断开发网络的功能，从而充分发挥校园网络的功效，提高校园网对学校教育的服务水平。第 4 页 共 13 页1.2 局域网简介局域网是同一建筑、同一校园、方圆几公里远的地域内的专用网络。局域网通常用来连接公司办公室或企业内部的个人计算机和工作站，以共享软、硬
11、件资源。局域网的一些具体特征有：局域网在通信距离有一定的限制，一般在12Km的地域范围内；较高传输率的物理通信信道；局域网还具有始终一致的低误码率；管理方便；支持连接的计算机数量有限；组网时相对很容易连接。1.2.1 网络的体系结构网络通常按层或级的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上。不同的网络，层的名字、数量、内容和功能都不尽相同。但是每一层的目的都是向它的上一层提供服务，这一点是相同的。层和协议的集合被称为网络体系结构。作为具体的网络体系结构，当前重要的和使用广泛的网络体结构有OSI体系结构和TCP/IP体系结构。1.2.2网络协议网络协议是通信双方共同遵守的约定和规范，网络设备必须安
12、装或设置各种网络协议之后才能完成数据的传输和发送，在校园局域网上用到的协议主要有，ICP/IP协议、IPX/SPX协议等。2 软件与硬件设备2.1 常用网络设备第 6 页 共 18 页石家庄信息工程职业学院2009级计算机应用技术专业毕业设计网络设备主要是指硬件系统，各种网络设备之间是有着相互关联而不是相互独立的，每一部分在网络中有着不同的作用，缺一不可，只有把这些设备通过一定的形式连起来才能组成一个完整的网络系统，网络设备主要包括网卡、集线器、交换机、路由器、传输介质等。2.1.1 网卡网卡（简称NIC），也称网络适配卡或网络接口卡，网卡作为计算机与网络连接的接口，是不可缺少的网络设备之一。
13、无论是双绞线网络、同轴电缆网络还是光缆网络，都必须借助于相应类型的网卡才能实现与计算机的连接，是计算机与局域网相互连接的惟一接口。每块网卡上都有一个世界惟一的ID号，也就是MAC（Media Access Control）地址，计算机在连入网络之后，就是依靠这个ID号才能实现在不同计算机之间的通信和信息交换。网卡有很多种，不同类型的网络需要使用不同种类的网卡，不同速度的网络需求也要使用不同的网卡。如根据带宽来分的话，有10Mbit/s网卡、10/100Mit/s自适应网卡和1000Mbit/s网卡；如按总线分，有ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线网卡等。从目前校园网建设的实际情况来看，工
14、作站网卡选择PCI总线的10M/100Mbit/s自适应网卡最适合。2.1.2 交换机2.1.2.1 概念和原理交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。广义的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。交换机的传输模式有全双工，半双工，全双工/半双工自适应。2.1.2.2 技术发展史“交换机”是一个舶来词，源自英文“Switch，原意是“开关”，我国技术界在引入这个词汇时，翻译为“交换”。在英文中，动词“交换”和名词“交换机”是同一个词。1993年，局域网交换设备出现，1994
15、年，国内掀起了交换网络技术的热潮。从此交换机不断技术不断发展，发展历程如下：人工交换电路程控交换机以太网交换机光交换2.1.2.3 分类从广义上来看，网络交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI第 5 页 共 13 页交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机
16、架式，部门级交换机可以是机架式（插槽数较少），也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式（功能较为简单）。另一方面，从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。2.1.2.4 交换方式和交换技术交换机通过以下三种方式进行交换：直通、存储转发、碎片隔离。交换技术有：端口、帧、信元。2.1.2.5 功能交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链
17、路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口，用于连接网络中的其它交换
18、机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。第 6 页 共 13 页最后简略的概括一下交换机的基本功能：像集线器一样，交换机提供了大量可供线缆连接的端口，这样可以采用星型拓扑布线；像中继器、集线器和网桥那样，当它转发帧时，交换机会重新产生一个不失真的方形电信号；像网桥那样，交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑；像网桥那样，交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的
19、宽带，因此大大提高了局域网的带宽；除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外，交换机还提供了更先进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。2.1.2.6 管理方式交换机可以通过以下几种途径进行管理：通过RS-232 串行口（或并行口）管理、通过网络浏览器管理和通过网络管理软件管理。（1）通过串口管理在这种管理方式下，交换机提供了一个菜单驱动的控制台界面或命令行界面。你可以使用“Tab”键或箭头键在菜单和子菜单里移动，按回车键执行相应的命令，或者使用专用的交换机管理命令集管理交换机。不同品牌的交换机命令集是不同的，甚至同一品牌的交换机，其命令也不同。使用菜单命令在操作上更加方便一些。（2）通过
20、Web管理使用网络浏览器管理交换机时，交换机相当于一台Web服务器，只是网页并不储存在硬盘里面，而是在交换机的NVRAM里面，通过程序可以把NVRAM里面的Web程序升级。当管理员在浏览器中输入交换机的IP地址时，交换机就像一台服务器一样把网页传递给电脑，此时给你的感觉就像在访问一个网站一样，这种方式占用交换机的带宽，因此称为“带内管理”（In band）。（3）通过网管软件管理可网管交换机均遵循SNMP协议（简单网络管理协议），SNMP协议是一整套的符合国际标准的网络设备管理规范。凡是遵循SNMP协议的设备，均可以通过网管软件来管理。你只需要在一台网管工作站上安装一套SNMP网络管理软件，通
21、过局域网就可以很方便地管理网络上的交换机、路由器、服务器等。通过SNMP网络管理软件的界面如图3所示，它也是一种带内管理方式。（4）主要用途第 7 页 共 13 页用于控制其他电脑，比如在学校，老师通过交换机控制已登录的学生电脑。2.1.3 路由器2.1.3.1 概念第 8 页 共 13 页路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。2.1.3.2 原理与作用路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。路由器具有判断网络地址和选择路径
22、的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，并要求相应的设备。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。在路由器中保存着各种传输路径的相关数据路径表（Routing Table），供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器
23、的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。2.1.3.3 路由器的优缺点（1）优点 适用于大规模的网络；复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径；能更好地处理多媒体；安全性高；隔离不需要的通信量；节省局域网的频宽；减少主机负担。2缺点 它不支持非路由协议；安装复杂； 价格高。2.1.3.4 功能第 8 页 共 15 页（1）在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发的作用。（2）选择最合理的路由，引导通信。为了实现这一功能，路由器要按照某种路由通信协议，查找路由表，路由表中列出整个互联网络中包含的各个节点，
24、以及节点间的路径情况和与它们相联系的传输费用。网络中的每个路由器动态地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由信息。 （3）路由器在转发报文的过程中，为了便于在网络间传送报文，按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。（4）多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网络段通信连接的平台。（5）路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后到达特定的节点站地址。后一个功能是通过网络地址分解完成的。另一方面集中网络中各个LAN段向外部广域网发送的报文，对相关的报文确定最好的传输路径。事实上，路由器除了上述的路由选择这一主要功
25、能外，还具有网络流量控制功能。有的路由器仅支持单一协议，但大部分路由器可以支持多种协议的传输，即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则，要在一个路由器中完成多种协议的算法，势必会降低路由器的性能。因此支持多协议的路由器性能相对较低。2.1.4 传输介质网络要求把各个独立的计算机连接起来的，这样就必然要求有一种介质将计算机连接起来，这就是传输介质，局域网的传输介质可分为有线介质和无线介质两种，一般情况下都是用有线介质的，因为它的稳定性高，连接可靠，无线介质只是在特殊环境下才使用的传输方式。常用的有线介质主要有以下几类。(1)同轴电缆同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的
26、网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。同轴电缆有许多种不同的规格，最常用是细同轴电缆和粗同轴电缆。细同轴电缆主要用于建筑物内的网络连接，而粗同轴电缆则常用于建筑物间相连。它们的区别在于粗同轴电缆屏蔽更好，能第 9 页 共 13 页传输更远的距离。(2)双绞线双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线和屏蔽
27、双绞线。(3)光纤 光纤是一种直接为50100um的柔软的、能传导光波的介质，一般由玻璃制第 10 页 共 13 页造。光纤分为：传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤，与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差。2.2 服务器目前，绝大多数校园网都要求内部服务用户通过代理访问Internet，这样内部用户就不能直接访问Internet，同时代理服务器保存着内部用户访问Internet的日
28、志，以作为记费的依据。由于用户数量非常大，也非常集口中，所以在选型代理服务器时，主要考虑的是要有较大的容量、较高的处理速度和较高的稳定性，一般来说都选用大型服务器作为代理服务器。2.3 设备选型(1)服务器端。选择微软的服务器端集成软件BackOffice.BackOffice中的WINDOW NT作为网络的基础,提供文件和打印机共享,通信Internet连接和应用程序服务:IIS提供WWW和FTP服务;FrontPage提供网页制作工具和Web管理;Index server提供Email.时间规划和集成的群件性能;SNA Server提供主机数据和应用的连接能力;Systems Manage
29、ment集中地管理这个分布式的环境;Proxy Server提供防火墙功能,有效地将校园网与公共Internet分离,并有效地提供客户访问Internet的通路。(2)客户端。选用IE5.0以上,它提供了组用户访问Web,所有本地文件和校第 9 页 共 15 页园网络上所有文件的集成方法。3 规划与设计第 11 页 共 13 页3.1 校园网的建设规划校园网建设作为一项复杂的系统工程，与任何一项工程建设一样，在开始建设前都要根据工程的特点事先进行详细的工程规化与技术需求分析，它的成功与否都直接影响到工程的建设质量以及今后网络能否可靠运行都有直接的关系，因此要特别认真地进行系统规划。对于校园网来
30、说，必须对技术和教育的发展前景有着清醒的认识，只有这样，才能从很好地为校园网进行合理的规划。3.1.1 总体设计校园网络结构设计主要是进行网络的物理设计和逻辑设计，在完成结构设计后才能对网络设备进行选型。网络结构设计对于整个网络系统来说是十分重要的，它设计的成功与否都直接影响网络的使用功能的实现以及网络是否能满足网络的需求。计算机网络系统是校园网系统的核心，因此在设计中必须遵循以下原则：(1)软硬件的可行性。系统软硬件配置必须考虑各种约束条件，主要是性能需求、当前技术水平和改造资金多少，兼顾现实性和技术领先性。(2)系统开放原则。系统应具有良好的开放性，或称职兼容性和扩展性，以适应技术的不断发
31、展和不增强的应用需求。(3)整体最优原则。在进行系统设计和配置时，常遇到很多矛盾，需根据有限合理性原则，应考虑的因素有：先进性、可靠性、安全性、经济性。(4)开放性、先进性原则。系统的传输速率至少目前要够用，最好要有一定的余量，以适应应用的不断增长困采用公认的行业标准，以增强适应性，避免淘汰。要留有足够的扩展扩充的余地，以便对系统进行扩充和改进。第 10 页 共 18 页3.1.2 网络技术学校建设校园网有许多需要考虑的问题，如网络技术的选择、网络拓扑结构的选择、网络产品的选择、网络服务器的选择以及操作系统、网络应用服务、网络管理及网络安全等方面。下面是校园网组建技术的选择。(1) 网络技术类
32、型网络系统的建设应遵循高可靠性、技术先进、开放性、成熟标准、易于扩第 12 页 共 13 页展、可维护性好等原则，并充分考虑性能价格比和今后技术的发展。要求系统兼容性好，易于平滑连接，避免网络瓶颈。(2) 网络拓扑的选择当前在各种网络系统的建设中使用最多的是星型拓扑结构，虽然星型拓扑结构的网络在布线和网络设备的花费多一些，但性能十分适合校园网这种应用环境，也是校园网的建设中必须要求做到的。3.2 网络操作系统网络操作系统NOS（Network Operating System）是在计算机操作系统的基础上，加上一些具有实现网络访问和控制功能的模块以及相关的数据通信协议，是使网络上各计算机能够方便
33、有效地共享网络资源、为网络用户提供所需的各种服务软件和规程的集合。目前主要的网络操作系统有NetWare、Unix、Linix和Windows NT/2000。在校园网中一般情况下都用Windows 2000网络操作系统，因为它是图形化的操作界面、使用简单、安全可靠，以及和普及率很高Windows系列单机操作系统的兼容性很好。3.3 Internet接入技术用户计算机接入Internet主要有两种方式，通过局域网或通过电话线网。不过，我们一般采取局域网接入方式。但不管使用哪种接入方式，首先都要连接到ISP的主机。通过局域网接入Internet是指用户局域网使用路由器，通过数据通信网与ISP相连
34、接，再通过ISP的连接通道接入Internet。选择哪种数据通信网络与租用多大的带宽，通常取决于用户的信息流量与能够承担的费用等多种因素。3.4 防火墙防火墙是一种特殊的设备，在两个网络之间执行访问控制。通常一个路由器，也可以是一台运行防火墙软件的PC机。防火墙有选择地过滤或阻塞网络间的流量。它通常在Intranet和Internet的交接处，也可以在两个Intranet之间设立防火墙。防火墙一般是基于源地址和目的地址以及每个IP包的端口来作出禁止或允许判断。3.5 建网目标第 12 页 共 18 页构建普通学校校内Intranet环境，并通过代理服务器接入Internet，实现与Intern
35、et 交流。建设校园网络中心，并通过一定的网络拓扑结构构建连接校园网络中心、计算机教室、教师备课机房、多媒体教学活动室、图书馆、校长室、教导处、财务处等的校园网，使之能通过一定的应用软件完成行政办公管理、教师备课授课、学生学习交流、校内信息公告、远程电子通讯、Internet通讯浏览等基本功能。3.5.1 网络组成校园局域网主要有五部分组成：校园网的主干、网络中心、计算机教室、图书馆系统、多媒体综合教室。3.5.2 网络运行平台网络运行平台主要有：服务器操作系统、工作站其它应用软件、 电子邮件系统、网页维护制作软件、多媒体课件制作软件、校园办公管理用软件等等。毕业设计总结：从校园网的建设思想、
36、目标、可以选用的网络技术以及对络设备的介绍和选择等多方面的论述，使我们对校园网建设工程有了一个比较深入的了解，由于校园网功能齐全，技术含量高，接触面广，在网络设计、规划和建设中都非常复杂，在论述中不可能面面具到，同时也由于本人的知识水平有限，文中的不足和错误在所难免，敬请各位老师多多指点和更正。第 13 页 共 13 页参考文献：第 16 页 共 18 页【1】 王春生，刘艺，新编计算机英语，机械工业出版社，2009年【2】 郑纪蛟，计算机网络技术，电子工业出版社，2003年【3】 卢小平，局域网组建与实践第2版，电子工业出版社，2004年【4】 王竹林，校园网组建与管理，清华大学出版社，2002年【5】 顾巧论，计算机网络安全，清华大学出版社，2004年第 3 页 共 3 页