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1、建 筑 工 程 學 院智能建筑計算機網(wǎng)絡(luò) 課 程 設(shè) 計 2002 級 土木工程 專業(yè) 智能建筑 方向題 目 校園網(wǎng)信息化解決方案姓 名 范 菁 華 指導教師 曹 建 文 日 期 2005。5。4。 目錄1校園網(wǎng)需求分析。 11建設(shè)背景。12應(yīng)用分析。 13設(shè)計宗旨和原則。 14具體應(yīng)用需求。15學校網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。2通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計。3.1拓撲體系。3.2系統(tǒng)主干網(wǎng)方案的選擇。 3.3網(wǎng)絡(luò)核心層設(shè)計。3.4網(wǎng)絡(luò)分布層設(shè)計。3.5網(wǎng)絡(luò)接入層設(shè)計。3.6網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。3.7應(yīng)用系統(tǒng)。3.8擬局域網(wǎng)虛劃分。3.9 IP地址的劃分。3核心層/分布層設(shè)計。4分布層/接入層圖。科研交換機/教學區(qū)-實驗室接入。圖2、書館三層交換機/接入層設(shè)計。辦公樓二層交換機設(shè)計。學生公寓/教工宿舍設(shè)計。5 WEB的設(shè)置。6 ftp的配置。7 E-MAIL的配置。8布線的選擇。9電纜的選擇。10操作系統(tǒng)的選擇。11投資預(yù)算及設(shè)備清單。11.1設(shè)備清單。11.2設(shè)備選型。 11.3投資預(yù)算。1需求分析建設(shè)背景在21世紀全球信息電子化、網(wǎng)絡(luò)化迅速發(fā)展的大環(huán)境下，無論是從大趨勢上看，還是從自身商業(yè)利益和學習工作角度考慮，建立內(nèi)部管理信息系統(tǒng)和與外界通訊是當務(wù)之急的任務(wù)。同時帶寬的擴大和各類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣。在學習、科研、教學等方面對網(wǎng)絡(luò)的需求量、帶寬大小、穩(wěn)定性、安全性提出了非常高的要求，目前，大學作為信息人3、才的培養(yǎng)以及信息流通、再生的橋頭堡，在互聯(lián)網(wǎng)浪潮中扮演舉足輕重的角色。校園網(wǎng)已成為一個學校必備的信息基礎(chǔ)設(shè)備，其規(guī)模和應(yīng)用水平已成為衡量學校教學與科研綜合實力的一個重要標志。在此形勢下，我們對中南林學院進行校園網(wǎng)的優(yōu)化組網(wǎng)，以達到綜合教學科研的目的。應(yīng)用分析1網(wǎng)絡(luò)負荷大2網(wǎng)絡(luò)管理及維護大3網(wǎng)絡(luò)利用率高4網(wǎng)絡(luò)安全性不能忽視設(shè)計宗旨和原則 校園網(wǎng)的建設(shè)是一個規(guī)模較大、技術(shù)復雜的工程，涉及的技術(shù)領(lǐng)蜮很多，必須保證設(shè)計的完整性、一致性和可行性。 1以科研教學為中心； 2以方便、靈活的可擴張平臺為基礎(chǔ)； 3技術(shù)先進，經(jīng)濟合理。遵循行業(yè)標準和規(guī)范； 4易于管理和維護；5系統(tǒng)與信息的安全保密性。6可伸縮性，4、可靠性和可擴充性7充分利用現(xiàn)有資源；8全校所有網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)上要傳送多媒體信息，用于教學等；9教務(wù)管理和辦公自動化。具體應(yīng)用需求（1）Internet公共服務(wù) *電子郵件系統(tǒng)*文件傳輸FTP*Web服務(wù)（2）計算機教學*多媒體教學課件制作、管理和網(wǎng)上分發(fā)系統(tǒng)*基于Web、基于NetMeeting或基于VOD/組播的遠程教學系統(tǒng)*學生學籍、考試管理系統(tǒng)和教師人力資源信息系統(tǒng)等（3）圖書館訪問系統(tǒng)*用于計算機查詢、檢索、再線閱讀等*辦公自動化系統(tǒng)*包括財務(wù)、資產(chǎn)、宿舍管理、檔案管理等學校網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 建立一個內(nèi)部局域網(wǎng)，且需要連入因特網(wǎng)，本網(wǎng)所提供的服務(wù)包括：WEB服務(wù)、FTP服務(wù)以及Email服務(wù)5、等 學校內(nèi)部區(qū)域?qū)W生區(qū)：共25棟樓，每棟樓需要100個信息點；辦公區(qū)：共2棟樓，每棟5層，每層需50個信息點；教學區(qū)：共1棟教學樓，三樓為多媒體教室，共有24間教室，加上其他層8間多媒體教室，共計32間，至少需要32個信息點；宿舍區(qū)：共12棟樓，每棟樓需要100個信息點；圖書館：共1棟樓，共9層，每層需100個信息點，共計900個信息點；實驗室：共1棟樓，即生科樓，共5層，每層需50個信息點。2通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計 1拓撲體系 根據(jù)校園內(nèi)部能起到統(tǒng)一管理和避免沖突域和廣播風暴等引起的網(wǎng)絡(luò)速度減低等情況本方案采用樹型體系以太網(wǎng)，他具有天然的分級結(jié)構(gòu)，個節(jié)點按一定的層次聯(lián)系。2系統(tǒng)主干網(wǎng)方案的選擇 本6、方案采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，使用兩個千兆以太網(wǎng)交換機構(gòu)成主干網(wǎng)，它能保證主干網(wǎng)的高帶寬需求，易于擴展，易于進行故障隔離，可靠性高，設(shè)備成本低，較好的實現(xiàn)協(xié)議和標準的向下兼容性，以及新舊標準之間良好的互操作性及對原有資源的充分利用。主干交換機和樓群匯聚交換機之間以100Mbps鏈路連接，以構(gòu)成一個高性能的園區(qū)主干。主干網(wǎng)采用雙星結(jié)構(gòu)，與接入層/分布層交換機分別連接，它能解決單點故障失效問題，不僅抗毀性強，而且通過采用鏈路聚合技術(shù)，可以允許每條涌余鏈路實現(xiàn)負載分擔。3網(wǎng)絡(luò)核心層設(shè)計 大學校園網(wǎng)采用層次化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，核心層采用兩臺帶有第三層交換機模塊的千兆以太網(wǎng)交換機。核心交換機之間采用聚合鏈路，它能7、使網(wǎng)絡(luò)具備高容量、無阻塞、可靠的多媒體傳輸和優(yōu)化的管理能力。核心層包括IP路由配置管理、IP組播、靜態(tài)VLAN、生成樹、設(shè)置警報和高速連接等。4網(wǎng)絡(luò)分布層設(shè)計 在校園園區(qū)內(nèi)樓宇間的連接時，學生區(qū)、宿舍區(qū)和辦公區(qū)用第二層交換機，圖書館和教學區(qū)/實驗區(qū)使用第三層交換機，分布層交換機和核心層交換機之間均在全雙工模式下的GBE帶寬連接，保證分支的無阻塞交換。 分布層提供基于統(tǒng)一策略的互連，它連接核心層和接入層，對數(shù)據(jù)包進行復雜的運算，分布層提供：地址匯聚、部門和工作組的接入、廣播域/組播傳輸域的定義、VLAN分割、介質(zhì)轉(zhuǎn)化和安全控制等。 5網(wǎng)絡(luò)接入層設(shè)計 接入層交換機放置在每幢樓層，在教學區(qū)可直接接入8、到信息點，在學生區(qū)宿舍區(qū)可堆疊Hub，并上行接入分布層。 接入層的主要功能是為最終用戶提供對網(wǎng)絡(luò)訪問的途徑。主要提供：帶寬共享、交換帶寬、MAC層過濾和網(wǎng)段微分。 6網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 大學的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要包括文件服務(wù)器、Interne服務(wù)器及面向全校的小型機。7應(yīng)用系統(tǒng)大型校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的系統(tǒng)基本分為校園網(wǎng)絡(luò)中心、教學子網(wǎng)、辦公子網(wǎng)、圖書館子網(wǎng)和宿舍區(qū)子網(wǎng)幾大部分。主要應(yīng)用系統(tǒng)包括：*學籍管理*考試管理*教學管理*班級管理*課表管理*網(wǎng)上圖書管理*公告管理8虛擬局域網(wǎng)劃分 按核心層所分的9個分布層來劃分9個虛擬局域網(wǎng)，并且在科研網(wǎng)層、圖書網(wǎng)層辦公室網(wǎng)層和教職工網(wǎng)、公寓網(wǎng)層繼續(xù)劃分虛擬局域網(wǎng)。9IP地9、址劃分 共需申請32個C類IP地址，其分配方案余下：區(qū)域名可用的主機地址范圍可用的主機地址范圍備注子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)廣播地址學生公寓區(qū)125棟2241812224。18。12。254使用前2500個，余下548個作為擴展22418112241812255教職工宿舍 區(qū)112棟22418132224。18。19。224使用前1200個，余下323個作為擴展224181312241819255辦公區(qū)2棟22418202224。18。23。254使用前508個，余下253個作為擴展224182012241823255教學和實驗 樓各1棟22418242224。18。26。254使用前282個，余下2210、5個作為擴展224182412241826255圖書館 區(qū)1棟22418272224。18。32。224使用前900個，余下369個作為擴展2241827122418322553核心層/分布層設(shè)計核心層采用兩臺帶有第三層8端口交換機模塊的千兆以太網(wǎng)交換機，核心交換機之間采用聚合鏈路，并且在各自交換機上直接連入兩臺服務(wù)器它的優(yōu)點是直接利用核心層交換機的高帶寬。核心交換機的帶寬為千兆帶寬，采用光纜聯(lián)系核心層、分布層和路由器，路由器直接通過中國教育科研網(wǎng)的方式連入Internet上，核心交換機設(shè)立在信息中心，核心服務(wù)器也設(shè)立在信息中心。分布層中由于科研和教學的需要，圖書館的計算機查詢、檢索、再線閱讀11、等需要的高帶寬，在分布層上的科研交換機和圖書館交換機選用48端口三層交換機和16端口三層交換機，提供的上聯(lián)帶寬為100M。并采用光纜接入。辦公樓需要辦公自動化等一般要求比較高，可采用第二層交換機，帶寬為100M，采用光纜接入。但職工宿舍、學生公寓由于要求一般，可采用一般型二層交換機，帶寬為100M，雙絞線連接。 4分布層/接入層圖科研交換機/教學樓-實驗樓圖 32間多媒體教室，共有32個信息點，提供每信息點10M帶寬，光纖連入科研交換機。實驗樓每層50個信息點，可在每層設(shè)立4臺16端口的二層交換機采用菊鏈式堆疊，共有5臺菊鏈式堆疊二層交換機連入科研交換機，帶寬100M。科研交換機48端口，以待12、擴充用其上聯(lián)帶寬100M， 圖書館三層交換機/接入層設(shè)計圖書館共有900個信息點 ，每層100個信息點。由于圖書館用于計算機查詢、檢索、再線閱讀等，設(shè)有一臺服務(wù)器。并且圖書館要求帶寬較大，每層3個48端口和一臺8端口的二層交換機，采用菊鏈式堆疊上聯(lián)帶寬100M，圖書館三層交換機下聯(lián)口9個，上聯(lián)帶寬理論需（100*9）/20=45M，但為將來的可擴充，設(shè)需100M。 辦公樓二層交換機設(shè)計辦公樓共有5層，每層有50個信息點，為實現(xiàn)辦公自動化系統(tǒng)，包括財務(wù)、資產(chǎn)、宿舍管理、檔案管理等。可在每層設(shè)立兩個環(huán)行網(wǎng)，以滿足內(nèi)部各科室的文件的高速傳輸和快速共享打印機等服務(wù)，每層兩個子網(wǎng)接入二層交換機，每個二層13、交換機取16端口型，多余端口考慮擴充，圖列見下：學生公寓/教工宿舍設(shè)計 本方案學生公寓每棟100個信息點，需要5臺24端口的集線器，菊鏈式堆疊，每棟提供100M端口帶寬，共有25棟，1-8棟連入1號二層交換機，9-16棟連入2號交換機，17-25棟連入3號交換機，設(shè)立每個二層交換機上聯(lián)帶寬100M，教職工每棟100個信息點，設(shè)5臺24端口的Hub，菊鏈式堆疊，每棟提供100M端口帶寬，共12棟，1-6棟連入1號交換機，7-12棟連入2號交換機。5 WEB的設(shè)置、相關(guān)理論IIS是Internet信息服務(wù)（Internet Information Server）的縮寫。主要包括 WWW 服務(wù)器、F14、TP服務(wù)器、SMTP服務(wù)器等。它使得在Intranet（局域網(wǎng)）或 Internet（因特網(wǎng)）上發(fā)布信息成了一件很容易的事。、實驗內(nèi)容（）在DNS中將域名“”指向了IP地址“”，要求在瀏覽器中輸入此域名就能調(diào)出“D:Myweb”目錄下的網(wǎng)頁文件。（）在DNS中將域名“”指向了IP地址“”，要求在瀏覽器中輸入此域名就能調(diào)出“E:websitewantong”目錄下的網(wǎng)頁文件。（）在DNS中將域名“”指向了IP地址“”，要求在瀏覽器中輸入此域名，就能通過瀏覽器遠程進行 IIS 管理。、實驗步驟（）“”的設(shè)置打開IIS管理器：選“開始菜單程序管理工具 Internet 信息服務(wù)”。設(shè)置“默認 Web15、 站點”項“默認Web站點”一般用于對應(yīng)向所有人開放的站點，比如本文的“”，本網(wǎng)中的任何用戶都可以無限制地通過瀏覽器來查看它。打開“默認Web站點”的屬性設(shè)置窗口：選“默認Web 站點右鍵屬性”即可。設(shè)置“Web站點”：“IP地址”一欄選“”；“TPC端口”維持原來的“80“不變。設(shè)置“主目錄”：在“本地路徑”通過“瀏覽”按鈕來選擇你的網(wǎng)頁文件所在的目錄，本文是“D:Myweb”。設(shè)置“文檔”：確保“啟用默認文檔”一項已選中，再增加需要的默認文檔名并相應(yīng)調(diào)整搜索順序即可。此項作用是，當在瀏覽器中只輸入域名（或 IP 地址）后，系統(tǒng)會自動在“主目錄”中按“次序”（由上到下）尋找列表中指定的文件名16、，如能找到第一個則調(diào)用第一個；否則再尋找并調(diào)用第二個、第三個如果“主目錄”中沒有此列表中的任何一個文件名存在，則顯示找不到文件的出錯信息。其它項目均可不用修改，直接按“確定”即可，這時會出現(xiàn)一些“繼承覆蓋”等對話框，一般選“全選”之后再“確定”即最終完成“默認Web站點”的屬性設(shè)置。如果需要，可再增加虛擬目錄：比如，有“”之類的地址，“news”可以是“主目錄”的下一級目錄（姑且稱之為“實際目錄”），也可以在其它任何目錄下，也即所謂的“虛擬目錄”。要在“默認Web站點”下建立虛擬目錄，選“默認 Web 站點右鍵新建虛擬目錄”，然后在“別名”處輸入“ news ”，在“目錄”處選擇它的實際路徑即17、可（比如“ C:Newweb ”）。：“”的測試在服務(wù)器或任何一臺工作站上打開瀏覽器，在地址欄輸入“”再回車，如果設(shè)置正確，應(yīng)就可以直接調(diào)出你需要的頁面。（）“”的設(shè)置：新建一個Web站點：選“wy右鍵 Web 站點”，“名稱”處輸入任意內(nèi)容（比如“這是我添加的站點”），再按提示選擇其對應(yīng)的 IP 地址“”及其對應(yīng)的目錄“ E:websitewantong”等項即可；如果要賦予此站點CGI等執(zhí)行權(quán)利，還需依提示選相應(yīng)項目。建好后如下圖所示：修改其屬性：方法請參見本文上篇“ ”的設(shè)置一樣。驗證方法亦同上。（）“”的設(shè)置“管理 Web 站點”一般用于對應(yīng)僅向IIS管理員開放的WWW站點，比如本文的18、“”，它允許 IIS 管理員通過瀏覽器來遠程實現(xiàn)對IIS的管理和控制。打開“管理Web站點”的屬性設(shè)置窗口：選“管理Web站點右鍵屬性”即可。設(shè)置“Web站點”：“IP地址”一欄選“”；“TCP端口”維持原來的“4884”不變。“主目錄”項請不要修改，保持原路徑“ WINNTSystem32inetsrviisadmin ”不變，因為這是管理文件所存在的目錄。設(shè)置“目錄安全性”：一般只需改“IP地址及域名限制”一項，選“編輯”即打開“ IP 地址及域名限制”設(shè)置窗口。默認的，除了IP地址“”外，所有的將被拒絕通過瀏覽器來運行“管理 Web 站點”（如下圖）；實際上作了前面的設(shè)置后，此時，任何地19、址均不能訪問它了，而需要選中“授權(quán)訪問”。其它項目可不用再設(shè)置。現(xiàn)在打開瀏覽器，輸入“:4884”來進行驗證：a、在彈出窗口的“用戶名”處輸入“administrator”，“密碼”處輸入相應(yīng)密碼即可。6 ftp的配置（）打開“默認FTP站點”屬性窗口：選“默認FTP站點右鍵屬性”即可。（）設(shè)置“FTP站點”：在“IP地址”處選“”，端口號保持默認值“21”不變。（）設(shè)置“消息”：在“歡迎”框中輸入登錄成功后的歡迎信息，“退出”中為退出信息。（）設(shè)置“主目錄”：在“本地路徑”中按“瀏覽”按鈕選擇目標目錄“E:myweb”。如下圖：（）設(shè)置“安全帳號”：默認的，匿名用戶（ Anonymous ）20、被允許登錄，如果有必要，此處可選拒絕其登錄以增加安全性；或增加其他用于管理此 FTP 服務(wù)器的用戶名（默認的為“ Administrator ”）。（）設(shè)置“目錄安全性”：此處可以設(shè)置只被允許或只被拒絕登錄此 FTP 服務(wù)器的的計算機的IP 地址。（）如需要，也可在“默認FTP站點”處單擊右鍵選“新建”來新建 FTP 的虛擬目錄。“ ”的測試（）在瀏覽器中登錄：格式為“”或“”。如果匿名用戶被允許登錄，則第一種格式就會使用匿名登錄的方式；如果匿名不被允許，則會彈出選項窗口，供輸入用戶名和密碼。第二種格式可以直接指定用某個用戶名進行登錄。（）DOS 下登錄：格式為“ ftp ”（）用FTP客戶端21、軟件登錄：7 E-MAIL的配置E-Mail（電子郵件）已經(jīng)成為因特網(wǎng)中最重要的服務(wù)。電子郵件是用戶用來發(fā)送和接收電子信息的任何程序。E-mail服務(wù)使用SMTP協(xié)議（Simple Mail Transfer Protocol）發(fā)送電子郵件，SMTP 協(xié)議在TCP端口號25上監(jiān)聽客戶的要求；使用POP3協(xié)議（Post Office Protocol Version 3）即郵局協(xié)議在TCP端口號110上監(jiān)聽客戶的需求。8布線的選擇布線是任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，因此決策人員必須準備將網(wǎng)絡(luò)總投資的 10用于這一領(lǐng)域。由于不良的設(shè)計和不合格的安裝而造成的網(wǎng)絡(luò) 故障是最常見的，同時代價也是非常昂貴的22、，因此對高質(zhì)量的布線和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方面的投資絕對是物有所值。 2.1連接在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備類型以及電纜上所承載的通信負載是選擇電纜的關(guān)鍵因素。同時，在進行電纜選擇時還應(yīng)考慮以下因素： 1）網(wǎng)絡(luò)集線器和節(jié)點(信息口)之間的最大距離 2）在管道和地板/天花板中的布線可用空間 3）電磁干擾(EMI) 的程度 4）為系統(tǒng)服務(wù)的設(shè)備的可能的變化情況和它們的使用方式 5）系統(tǒng)復元力的水平 6）網(wǎng)絡(luò)要求的生命周期 7）電纜走線的限制和電纜彎曲半徑的限制 8）具有潛在重復性使用可能的現(xiàn)有電纜安裝情況 9電纜的選擇綜合考慮上述因素，但在布線系統(tǒng)中應(yīng)首先確定是使用屏蔽電纜、非屏蔽電纜、光纜，還是將它們接合在一起使用。各種電23、纜的特性： 分類： 細纜（10Base2） 粗纜（10Base5） 雙絞線（10BaseT） 光纖（Fiber-Optic） 費用： 比雙絞線貴 比細纜貴 最便宜 最貴最大傳輸 185米 500米 100米 2公里距離 傳輸速率： 10Mbps 10Mbps 10Mbps 100Mbps 彎曲程度： 一般 難 好 不能 安裝難度： 容易 容易 非常容易 難抗干擾能力：很好 很好 較敏感 不敏感特 性 費用少于雙絞線 費用少于雙絞線 類似電話線 支持聲音、數(shù)據(jù)和視頻電纜選擇相關(guān)因素：網(wǎng)絡(luò)交通；安全性；距離；費用等。針對但前情況，因為樓與樓之間的直線距離是100米所以，同時對網(wǎng)速的考慮，準備采用光24、纖，在樓與樓之間。在樓內(nèi)，每層之間，用雙絞線，來連接。光纖采用單模光纖，雙絞線采用5類線。10操作系統(tǒng)的選擇。目前流行的使用與局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的種類繁多，且各自有各自的優(yōu)缺點。根據(jù)本公司的具體情況選擇操作系統(tǒng)也是非常重要的，因為操作系統(tǒng)直接影響著，這個網(wǎng)絡(luò)的安全性能，通用性，可管理的性能，和對硬件的要求和兼容性幾個方面來判斷，選擇什么操作系統(tǒng)。與UNZX，LINUX，NETWARE等操作系統(tǒng)相比，Windows NT存在實用普遍的特點，所以選擇大家都熟悉的比較實用。8投資預(yù)算及設(shè)備清單設(shè)備清單和設(shè)備選型名稱數(shù)量型號價格服務(wù)器6臺IBM系列90000元千兆8端口三層交換機2臺Catalyst25、2948-L346000元路由器1臺Cisco360035000元48端口三層交換機1臺Catalyst3550-4831000元16端口三層交換機1臺Catalyst2926G13000元48端口二層交換機27臺CiscoWS-C4503360000元12端口二層交換機36臺CiscoWS-C2950244800元8端口二層交換機9臺Catalyst3508GXL108000元24端口集線器185臺DFE-2624X型555000元光纜4KM及雙絞線6KM，共計70000元，本方案共需投資人民幣1542800元整。 設(shè)計人：范菁華 20041217本設(shè)計參考的有關(guān)文獻:組建網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 譚浩強人民郵電出版社網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成與工程設(shè)計楊衛(wèi)東 科學出版社計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)教程張立云馬皓孫辨華清華大學出版社