网络计算机网络优秀课程设计中国石油大学校园网设计finish

中国石油大学远程教育学院

20**-20**-*学期

《计算机网络课程设计》大作业题 目 中国石油大学校园网系统设计

年 月

目 录

第一章 综述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

1. 1网络设计背景分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

1.2网络设计采取方法和标准. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第二章 用户需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2. 1网络功效性需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2.2网络非功效性需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2.2. 1网络拓扑结构需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2.2.2网络性能需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2.2.3网络可靠性需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

2.2.4网络安全需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第三章 网络拓扑结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

3. 1网络拓扑结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

3.2网络硬件结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

3.3网络地址计划. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第四章 网络性能设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第五章 网络可靠性设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第六章 网络安全设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第七章 网络物理设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

7. 1网络传输介质选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

7.2网络综合布线设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第八章 课程设计总结和体会参考文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

参考文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误未定义书签。

第一章 综述

1. 1网络设计背景分析

伴随科技发展对于企业、企业、政府机构、银行等系统而言信息日益成为关键性资源必需正确、高速地传输于各类通讯设备、数据处理设备之间。用户普遍期望尽可能地改善通讯系统依据需要配置完整、灵活结构。然而传统建筑采取布线技术致使各子系统互不兼容无法适应技术高速发展管路拥挤配线投资巨大而且反复这个问题伴随企业、企业、政府部门成长、设备更新、人员和办公环境变动而日益严重局部变动引发全局变动降低个人效率对整体工作产生不良影响。尤其伴随ISDN (综合业务数字网)和Internet (国际互联网络)应用和推广传统布线根本无法满足要求。所以寻求合理、优化、弹性、稳定和易扩展布线技术成为建设者当务之急。它必需满足目前需求并有能力迎接未来挑战。

本课程设计以中国石油大学为背景结合学校未来发展重新设计校园网网络架构利用网络优势来加强各级学院管理和整个校区资源共享。

1.2网络设计采取方法和标准

本课程设计以网络实用性、拓展性、可靠性、安全性为基础标准合理利用现有资源和环境在保障各学院正常工作前提下对现有网络架构基础上进行改善和拓展极大降低了设计失败而产生风险和损失。

因为计算机网络特殊性 网络建设需要考虑以下原因系统优异性、系统稳定性、系统可扩展性、系统可维护性、应用系统和网络系统配合度、和外界网络连通性和建设成本等问题。

1、选择高带宽网络设计

校园网应用具体要求决定了网络必需采取高带宽网络。多媒体课件包含了大量声音、图像和动画信息需要高带宽网络通信能力支持。在构建校园网时不能因为网络传输速率不足而影响整个网络整体性能。所以要尽可能采取最新高带宽网络技术。

2、选择可扩充网络架构

校园网用户数量或服务功效是逐步提升网络技术日新月异新技术新产品不停涌现。通常情况下校园网建设资金用量很大对于小小来说办学资金相对紧缺所以在校园网构建方面适合采取当初最新网络技术结合学校财力实施缝补实施循序渐近。这就要求在网络架构上选择含有良好可扩展性能网络互连设备有效利用现有投资并可连续发展。

3、充足共享网络资源

组建计算机网络关键目标就是实现资源共享。资源共享包含硬件资源、软件资源。网络用户经过网络不仅能够实现文件共享、数据共享还能够经过网络实现设备共享如打印机、扫描仪等。

4、 网络可管理性

降低网络运行成本和维护成本是网络设计中必需考虑一个步骤。只要在网络设计时选择支持网络管理功效网路设备才能未来降低网络运行即维护成本打下坚实基础。

5、 网络系统和应用系统整和

校园网构建了学校内部数据通路为应用系统发挥更大作用打下了基础。网络系统和应用系统要能够很好融合才能发货校园网效率和优势构建校园网目标并不是只为了大家浏览Internet方便。校园网要能够为学校图书资料管理、网络考试、档案管理、学生系统等提供技术支持和帮助。应用系统能在网络平台上和硬件平台很好集合才能发挥出网络优势。

6、建设成本

考虑校园网工程在建设方面全部期望成本较低整个网络系统有较高性价比所以在设备选型等方面选择性价比较高网络产品。

7、高可靠性

网络要求高可靠性、高稳定性和足够设备冗余和备份预防因局部故障引发整个网络系统瘫痪避免网络上出现单点失效情况。所以在网络干线上要提供备份链路在网络设备上要提供合适冗余配置。采取多种有效安全方法确保网络系统和应用系统安全运行。

综合上述分析中国石油大学校园网系统架构为各关键楼节点交换机分别用光纤和网络中心中心交换机相连组成校园千兆以太网主干网络各节点交换机至桌面采取超5类双绞线100Mbps交换。

第二章 用户需求分析

2. 1网络功效性需求分析

中国石油大学校园网系统用户为老师和学生。这些用户对网络需讨老师和学生高速、无阻塞等访问网络。满足老师办公信息化、办公自动化、多媒体应用质量。满足学生之间资源共享学生和老师之间资源共享和老师对学生可管理性。具体可分为以下几点

1 连接校内全部教学楼、试验楼、办公楼中PC机

2 同时支持约5000用户浏览Internet

3提供丰富网络服务实现广泛软硬件资源。

2.2网络非功效性需求分析

网络非功效性需求为网络本身需求即和用户没有之间关系。对于本校园网系统需要有网络操作系统、校园网数据库系统和用户端操作系统。

网络操作系统采取Windows 20XX Server作为网络操作系统含有性能可靠、支持完善、升级稳定、维护方便、界面友好、配套软件多、易于学习等特.Windows 20XX Server操作系统能够很轻易实现文件共享、打印共享和系统中账户管理。

校园网数据库系统使用Microsoft SQL Server20XX进行设计和管理能够方便同意对整个数据库进行操作、修改、管理和维护。

用户端操作系统最常见为Windows XP 因为近期微软停止了对Windows XP支持服务所以用户端操作系统采取Windows 7操作系统。

2.2. 1网络拓扑结构需求分析

中国石油大学校园网系统架构为各关键楼节点交换机分别用光纤和网络中心中心交换机相连组成校园千兆以太网主干网络各节点交换机至桌面采取超5类双绞线100Mbps交换。整个网络设计采取分层结构关键为关键层和接入层。

2.2.2网络性能需求分析

校园网面向是整个学校老师和学生所以必需采取高性能网络设备。不管从主干线路到接入线路全部采取宽带设备 留足够裕量使网络性能和现在新兴高速网络相兼容 以达成最好效果。

2.2.3网络可靠性需求分析

校园网用户数量庞大信息量更大。因为大家对网络依靠性越来越强作为网络服务和运行商来讲保障网络不间断运行和使用是十分关键所以网络设备需有备用电源供电确保网络设备不间断运行。

2.2.4网络安全需求分析

校园网安全性是很关键网络安全性分为物理安全和虚拟安全物理安全为设备本身故障或操作错误虚拟安全只网络对病毒和攻击防护性。伴随网络安全问题日益突出网络安全是网络建设当中不可缺乏一部分。

第三章 网络拓扑结构设计

3. 1网络拓扑结构

针对需求分析和网络接入点数目流量分析对网络性能提出了很高要求为此采取吉比特以太网组网方案。依据层次化网络设计标准在链路方面关键层和分布层之间链路带宽达成1000Mbps部分链路中如网络中心至主教学楼网络中心至学生宿舍区应采取1000Mbps*2链路带宽。分布层和接入层之间采取100Mbps链路带宽接入方法部分流量集中接入点采取1000Mbps链路带宽。设备方面为了确保网络高性能、高可靠性关键层采取世界第一大网络厂商CisoCatalyst生产6500系统高级多层交换机6504-E。分布层仍然是大量数据集中点所以采取Ciso Catalyst 4500系列中等三层交换机

WS-C4506接入层因为数据相对较少采取性能比很好WS-C2960-48TC-L交换机。具体网络拓扑结构图1所表示。

图1 网络拓扑结构

网络采取星形结构 2台CISCO6500系列交换机作为局域网主干交换机 6504采取千兆级以太网体系结构。双引擎双电源多个扩充插槽这种体系结构交换容量达成96Gp s吞吐量高达72 Mbp s所以能够提供建立大型交换机内部网络扩展性、灵活性和冗余性。

3.2网络硬件结构

关键层设置一个关键节点建在中心机房。关键交换机处于网络关键位置不仅是网络关键还是数据中心服务器关键交换机应该含有高性能吞吐量线速交换能力强大应用功效还要有足够扩展能力。

本方案提议采取一台关键交换机全部能够提供大于64Gbps无阻塞线速交换能力达成48Mpps包转发能力提供最少4个接口模块插槽。有多个高带宽接口模块选择。配置最少12个多模千兆光口分别连接接入层节点交换机。每台配置一个24口100Base-T百兆以太网接口模块用于连接应用服务器、防火墙等。

接入层共有12个接入节点每层2个分布在各个楼层接入层交换机应含有线速交换性能千兆上联端口而且能支持多模光纤和单模光纤应该有足够10/100M端口。依据接入节点接入端口需求不一样可分别提供24口或48口10/100M自适应以太网接口交换机。

1、 中心区接入点

下面是每个接入节点具体配置。

1一楼

一楼接入终端设备采取多模千兆光纤链路连接中心节点交换机需要67个10/100Base-T端口。配置二台48口交换机提供96个10/100Base-T接入端口配置两个1000Base-SX短距离多模千兆光口分别上联中心区汇聚节点交换机。2二楼

二楼接入终端设备采取多模千兆光纤链路连接中心节点交换机需要102个10/100Base-T端口。配置一台48口交换机提供48个10/100Base-T接入端口配置一个1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。同时再配置一台24口和一台48口交换机提供70个10/100Base-T接入端口配置一个1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。

3三楼

三楼接入终端设备采取多模千兆光纤链路连接中心节点交换机需要120个10/100Base-T端口。配置一台48 口和一台24 口交换机提供70个10/100Base-T接入端口配置一个1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。 同时再配置一台48和一台24 口交换机提供70个10/100Base-T接入端口配置一个1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。

4四楼

四楼接入终端设备采取多模千兆光纤链路连接中心节点交换机需要150个10/100Base-T端口。配置二台48口交换机提供94个10/100Base-T接入端口配置一个1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。同时再配置一台48口和一台24口交换机提供70个10/100Base-T接入端口配置一个1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。

5五楼

五楼接入终端设备采取多模千兆光纤链路连接中心节点交换机需要137个

10/100Base-T端口。配置二台48口交换机提供94个10/100Base-T接入端口

配置一个1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。同时再

配置一台48口和一台24口交换机提供70个10/100Base-T接入端口配置一个

1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。

6六楼

六楼接入终端设备采取多模千兆光纤链路连接中心节点交换机需要160个

10/100Base-T端口。配置二台48口交换机提供94个10/100Base-T接入端口

配置一个1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机。 同时

再配置二台 48 口交换机提供94个10/100Base-T接入端口配置一个

1000Base-SX短距离多模千兆光口上联中心区汇聚节点交换机

3.3网络地址计划

中国石油大学校园网络属于区域性网络含有一定独立性。提议在网络内部采取10.0.0.0—10.255.255.255 或192. 168.0.0192. 168.255.255网段保留地址。

IP地址分配标准

1简单性地址分配应该简单避免在主干上采取复杂掩码方法。

2连续性为同一个网络区域分配连续网络地址便于采取SUMMARIZATION及CIDR(CLASSLESS INTER-DOMAIN ROUTING)技术缩减路由表表项提升路由器处理效率。

3可扩充性为一个网络区域分配网络地址应该含有一定容量便于主机量增加时仍然能够保持地址连续性。

4灵活性地址分配不应该基于某个网络路由策略优化方案应该便于多数路由策略在该地址分配方案上实现优化。

5可管理性地址分配应该有层次某个局部变动不要影响上层、全局。

6安全性 网络内应按工作内容划分成不一样网段即子网方便进行管理。

IP地址计划

从管理、运行维护方面考虑依据不一样用户分配不通IP地址段对于不一样应用用户或不一样权限用户分配不一样网段。 比如需要访问 Internet用户分配

10.x.x.x网段IP地址不需要访问Internet用户分配192. 168.x.x网段IP地址这么很轻易区分和控制这些用户采取对此网段限制即可限制用户访问。再如网络设备互联IP地址和管理IP地址采取单独一个IP网段加强了网络设备安全性。下面以

10.x.x.x网段为例说明划分IP地址方法在具体实施时能够对不一样用户换用不一样IP地址网段。将IP地址10.X. .X. .X划分出三个部分

1 网络设备和设备互联IP地址段 网络设备包含关键节点设备、接入层设备、服务器等。共有一个关键节点 20多个接入层节点。考虑未来网络扩展。关键层VLAN地址为对应VLAN第一个地址 比如10. 1. 1. 1等等依次类推。接入层设备IP地址为对应VLAN最终240后I P地址 比如10. 1. 1.254等等依次类推。

2服务器和管理员IP地址段考虑未来网络扩展预留服务器和管理员网段

10. 1.0.010. 10.0.0

3 ××天各单位IP地址段 ××系统内部单位较多考虑未来发展。小单位分配1-2个C类地址段。大单位分配4-5个C类地址段。分配地址段为10. 11.0.0以后网段。

按地理位置和网络拓扑结构 以每个接入节点为一个区域将各单位分厂用户IP地址段分成5个部分。确保以每个关键节点为中心接入设备和接入用户IP地址有一定连续性。

第四章 网络性能设计

网络性能是指网络对用户使用性能指标。 网络性能通常分为以下几点

1抗毁性是指系统在人为破坏下可靠性 比如部分线路或节点失效后

系统是否能提供一定程度服务。

(2)生存性是在随机破坏下系统可靠性。随机性破坏是指系统部件因为自然

老化等造成自然失效。生存性关键反应随机性破坏和网络拓扑结构对系统可靠性

影响。

(3)有效性是一个基于业务性能可靠性。有效性关键反应在网络信息系统部

件失效情况下满足业务性能要求程度。

提升网络系统可靠性方法除了确保系统本身质量和规范管理外网络设计中关键是设计冗余部件 即构建网络系统备份体系增强系统容错能力。在信息系统中完整备份体系还应该包含运行环境备份、业务数据备份、备份策略和恢复方案。

下面对具体需求进行叙述

教学区主教学楼学院教学中心 内包含计算机机房、多媒体教室等。依据上述情况采取1台CISO WS-4507三层高性能交换机经过双1000Mbps口连接中心CISO 6504交换机。对于学院校内网成本考虑采取多台性价比较高CISCO WS-C2960交换机做为接入。为接入多个计算机机房在机房交换机和分布层之间使用捆绑技术将三根百兆捆绑并在对应端口开启全双工通信模式。

学生公寓每个楼层全部超出了24个宿舍所以放置一台48口CISCO WS-C2960作为接入设备然后上连千兆端口完全支持1000人数据交换。公寓12栋一栋六层需72台交换机。

老师宿舍每个楼层全部超出了24个宿舍所以放置一台48口CISCO WS-C2960作为接入设备然后上连千兆端口完全支持1000人数据交换。公寓六栋一栋六层共需36台交换机。

第五章 网络可靠性设计

网络安全运行对信息网网络可靠性提出了很高要求。尤其伴随各部门信息化、数