1、网络系统集成项目书摘 要随着INTERNET的发展，网络技术也得到了飞速的发展。网络技术已经成为现代信息技术的主流，人们对网络的认识也随着网络应用的逐渐普及而迅速改。在不久的将来，网络必将成为和一样的通用工具，成为人们生活、工作、学习中不可缺少的一部分。Internet是一个资源和服务网络，提供了几乎所有领域的信息资源，并且提供了各种各样的服务。由于在网络上提供有价值、有吸引力的信息，对一个企业或学校树立自己的形象，提高自己的知名度，以及开拓和国际上其它企业或学校、组织联系和往来能够起很显著的作用。因此，推进企业级网络建设刻不容缓。本设计主要阐述了企业计算机网络的设计方法，包括网络设计原则、网
2、络设计目标、网络技术选型、结构化布线、网络拓扑结构，本设计可以实现各个模块的基本功能，满足企业部各部门的需求，为企业网建设提供理论依据和实践指导。1 前 言现在已经进入了信息社会，其标志之一就是计算机网络已经成为影响到我们的生产、工作、生活的各个领域，是社会和经济领域不可缺少的组成部分，机关团体、企事业单位纷纷建设自己的网络，校园网、企业网等各种网络成为学校、企业生存和发展的信息化基础设施。近几年来，中国经济的飞速增长，我国中小型企业如雨后春笋般成倍的在增长。中小型企业建设部网络，能够实现企业部资源的共享，降低企业成本，可以更好的与外界进行沟通，让外部更加了解企业。目前中小型企业建设过程中，存
3、在很多问题，如有些中小型企业不考虑自身需求，一味追求高性能，构建的网络往往造成不必要的浪费；有些中小型企业建成的网络根本达不到应用本身对网络的需求等等。因此，企业网的建设刻不容缓。通过本毕业设计课题的论述，希望使读者能够了解企业网的建设过程以及所涉及到的各种网络技术，并能对今后大家在学习网络技术知识或是进行企业网的工程建设中有所借鉴。2 网络设计目标与设计原则2.1设计目标企业级局域网的用户的数量较多，分散在机构的多个部门，但是入网计算机通常集中在一座建筑物或几个相距不远的建筑物。企业级局域网通常作为Internet提供各种应用服务和管理服务，运行办公自动化系统，实现广泛的资源共享、无纸化办公
4、，并提供如电子、等信息服务。企业级局域网需要设立信息中心，对信息网络服务和建设提供统一的管理。网络设计目标具体包括：(1)增加收入和利润。(2)加强合作交流，共享宝贵的数据资源。(3)加强对分支机构或部属的调控能力。(4)缩短产品开发周期，提高雇员生产力。(5)与其他公司建立伙伴关系。(6)扩展进入世界市场。(7)转变为国际网络产业模式。(8)使落后的技术现代化。(9)降低通信及网络成本，包括与语音、数据、视频等独立网络有关的开销。(10)将数据提供给所有雇员及所属公司，使其做出更好的商业决定。(11)提高关键任务应用程序和数据的安全性与可靠性。(12)提供新型的客户服务。2.2设计原则(1)
5、先进性采用具有国际先进水平的综合布线系统；设计具有前瞻性，以适应未来技术的发展；采用星型拓扑结构；采用“区域布线”的方法；起点要高，采用目前和未来一段时期符合国、国际标准，具有代表性和先进性的技术和设备。(2)可靠性采用高品质的器材以保证整个系统的正常运行；采用模块化的系统结构以保证任何单一系统发生故障或被更改时不会影响其他系统的运行。(3)灵活性布线系统的设计应尽量考虑到使用时的方便，以适应设备的移位、更新换代的需求，适应办公室的重新组合。终端设备的移动只需将设备移到新的位置，在配线架上进行一些简单的跳接即可完成；采用区域布线方法，以使局部的变化不影响整个系统的结构。(4)兼容性系统应尽量保
6、持与用户以往系统的兼容，以保护投资；系统应支持不同应用、不同厂家、不同产品类型，如支持IBM、HP、DEC、HONEY、WELL等系列，支持局域网（以太网、令牌环网）/广域网，支持远程控制/楼宇管理、保安监控等系统。(5)扩充性设计时应尽量考虑到将来系统扩充上的需要。扩充系统时应只需增加一些设备，而布线系统则需改变或变化很小。(6)开放性和标准化采用开放的和标准化的技术保证互连简单易行。(7)安全性建成的网络要有严格的权限管理、先进可靠的安全和应急措施，以确保数据/系统万无一失。(8)实用性根据办公自动化或业务处理等方面的需求，采用适度的规模、适度的通信平台和网络设备，力求简单实用、易学易用。
7、(9)可维护性网络系统在运行需不断修正、完善、调整和扩充，因此在设计时要充分考虑到可维护性，要具有可读性、可测试性。3 需求分析3.1网络功能需求(1)建立一个基于企业Internet的信息和应用网络系统，并提供相关的各种服务。(2)能共享网络上各种软件和硬件资源，快速、稳定地传输实现企业网中各信息点的交换功能。(3)实现企业资源共享，无纸办公，提供管理应用系统，实现企业办公自动化。(4)网络具有传递语音、图形、图像等多种信息媒体功能。(5)能够与外界进行广域网的连接，提供、享用各种信息服务(能与外界各级企业信息中心相连、与国外知名站点相连等)。(6)具有完善的网络安全机制，与Internet
8、网相连后，应具有“防火墙”过滤功能。3.2网络性能需求(1)能够快速的浏览访问企业、论坛，并且快速高效的下载或上传软件、视频、音频、图形等文件。(2)在企业网中能够稳定、有效的运行应用E-mail系统、FTP服务、电子公告牌（BBS）系统等子系统或服务。(3)能够流畅的登陆、访问、浏览外网（Internet）站点的容，并能够很好下载所需软件与文件。(4)能够稳定的进行外网的视频、音频等网上交流或外网的视频、音频点播等。3.3 A与F公司的需求分析A公司是某规模较大的公司，为迎合网络时代的发展，公司为每位职工配备电脑一台，并都可以访问Internet。该公司共计有9个部门：董事会、人力资源部、财
9、务部、市场部、外联部、公关部、研发部、车间、后勤。其中，车间员工数量最多，共计124人，其余部门最多只有27人。根据本公司的应用分析，希望每台客户机达到10/100M速率，初步估计同时会有300台客户机同时上网，同时考虑到分工司与总公司的实时性，安全性传输，根据易扩充性原则应采用“千兆到楼宇，百兆到部门”，主干采用光纤传输。另外，F公司与A公司经常有业务来往，并通过网络传输财务数据，要求数据传输过程安全可靠。设计依据A公司和F公司对Internet资源的访问，最终都是通过资源所具有的惟一的公有IP地址实现的。对于一个部网络，每一台工作站和应用服务器的IP地址均为部专有的地址，以这样的IP地址是
10、不能访问Internet资源的。因此，要实现一个部网络对Internet的访问，必须在部网络和Internet之间设置一个具有网络地址转换功能（NAT）的设备，对于从部网络向外发出的IP数据包，NAT设备可以将数据包中所包含的源IP地址和源TCP/IP端口号等信息转换为可以在Internet上使用的公有IP地址和可能改变的TCP/UDP端口号；而当Internet主机响应的数据包流入部网络时，NAT将数据包中包含的目的IP地址和目的TCP/UDP号等信息转换为专有IP地址和最初的TCP/UDP端口号，从而对外部屏蔽了部网络的IP地址。企业可以根据自己的需要来选择相应的Internet接入模式，
11、如果允许登录Internet的工作站数量少，并且只是进行信息的浏览，可以选择拨号的方式。在一台计算机上安装相应的代理软件作为代理服务器，由代理服务器执行地址转换的功能，代理服务器通过Modem、ISDN或ADSL等接入设备与Internet进行连接，其他的工作站则通过代理服务器对Internet进行访问。最简单的例子，在一个小型的部网络中，选择一台基于Windows 98或Windows 2000的工作站作为代理服务器，启用这台计算机中Windows 98/2000嵌的Internet连接共享功能，就可以实现部网络对Internet的访问了。这种方式的投资很小，也不需租用专线的费用，但这种方式
12、只适用于小型的网络，而且只能对Internet的资源进行访问，不能向外部发布信息。另外一种模式就是企业通过租用电信部门的专线将自己的部网络与Internet形成相对固定的连接，这样不但可以充分利用Internet上的信息资源和各类服务，而且可以通过Internet有限制地向外部公布或发布企业信息，也就说要将企业的网络逐步向Intranet过渡。在这种接入模式中，由于是部专有网络与公用网络进行连接，因此需要在部网络的边界处设置一台路由器，路由器工作在网络层，它可以根据网络层分组的IP地址通过查找路由表确定分组输出的路径，从而实现两个网络的互通。在部网络安全方面，需要在网络中设置一个防火墙，防火墙
13、一端连接边界路由器，一端与部网络的交换机相连。所有的部网络与外部网络之间的通信都必须通过防火墙进行检查和连接，通过在防火墙中制定相应的访问策略，可以有效地将不符合规则的数据包阻隔在部网络之外，防止外界对部网络资源的非法访问；同时防火墙也可以防止部工作站对外部网络进行的不安全访问。防火墙可以以透明模式和NAT模式两种方式工作，如果网络中存在NAT设备，可以将防火墙设置为透明的工作模式；如果网络中没有NAT设备，那么可以利用防火墙的NAT功能进行网络地址转换。由于防火墙的NAT功能由硬件完成，其处理速度比起软件要快得多，因此如果网络中的原有的NAT功能由软件实现，建议将防火墙设置为NAT模式，并禁
14、用由软件实现的NAT功能。服务器设置方面，除了要设置Web服务器外，企业可以根据需要设置相应的电子服务器、FTP服务器和DNS服务器。这些服务器不仅能让部网络访问而且要提供外部网络的访问。将它们放置在防火墙的非军事区，从而将网络中的应用服务器与外部访问完全隔离开来，提高了部网络的可靠性。F公司需要与A公司用VPN进行连接。VPN可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个企业部网之间建立一条专有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。VPN主要采用隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。在安
15、全性方面，由于VPN直接构建在公用网上，实现简单、方便、灵活，但同时其安全问题也更为突出。企业必须确保其VPN上传送的数据不被攻击者窥视和篡改，并且要防止非法用户对网络资源或私有信息的访问。在网络优化方面，构建VPN的另一重要需充分有效地利用有限的广域网资源，为重要数据提供可靠的带宽。广域网流量的不确定性使其带宽的利用率很低，在流量高峰时引起网络阻塞，使实时性要求高的数据得不到及时发送；而在流量低谷时又造成大量的网络带宽空闲。QoS通过流量预测与流量控制策略，可以按照优先级分实现带宽管理，使得各类数据能够被合理地先后发送，并预防阻塞的发生。VPN必须能够支持通过Intranet和Extrane
16、t的任何类型的数据流，方便增加新的节点，支持多种类型的传输媒介，可以满足同时传输语音、图像和数据等新应用对高质量传输以及带宽增加的需求。从用户角度和运营商角度应可方便地进行管理、维护。VPN管理的目标为：减小网络风险、具有高扩展性、经济性、高可靠性等优点。事实上，VPN管理主要包括安全管理、设备管理、配置管理、访问控制列表管理、QoS管理等容。3.4 B公司的需求分析B公司是一家网吧，有120台电脑。满足网络游戏、视频点播、在线娱乐等网络应用的需要。在网吧联网上建立支持娱乐活动的服务器群（包括WWW、FTP、DNS、流媒体服务器、十六频道有线电视转播服务器组及腾讯QQ和各种游戏战网服务器等）。
17、具有信息共享、传递迅速、使用方便、高效率等特点的处理系统。设计依据由于网吧一次性资金投入大，设备折旧快，目前外部经营环境差。另一方面，网吧应用环境比较恶劣，顾客应用水平较参差不齐，因此，在网络的建设过程中，系统建设应始终贯彻面向应用，注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。 当前计算机网络技术发展很快，设备更新淘汰也很快。这就要求网络建设在系统设计时既要采用先入的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。只有采用当前符合国际标准的成熟先入的技术和设备，才能确保网络络能够适应将来网络技术发展的需要，保证在未来几年占主导地位。 在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设
18、备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性。达到最大的平均无故障时间。 在系统设计中既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施。包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。为了适应系统变化的要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资，实现系统的扩展和维护。把当前先入性、未来可扩展性和经济可行性结合起来，保护以往投资，实现较高的总体性能价格比。大型网吧为了今后进行扩展可以选择电信与联通光纤接入。3.5 C公司的需求分析C公司是一家网络服务提供公司，对外提供web及FTP服务通过HTTP，
19、人们使用各自的浏览器便可以轻松地访问和浏览五彩缤纷的因特网世界。企业员工可以在最短的时间了解到最新新闻、最新技术，最新产品等一切新鲜的事物，有助于视野的开拓，激发灵感与创新精神。FTP能提供视频点播服务,FTP是由文件传送协议支持的，用于在Internet上的两台计算机之间文件的互传。FTP几乎可以传送任何类型文件。目前网络中公共的FTP站点都支持匿名访问。设计依据冗余设计是网络设计的重要部分，是保证网络整体可靠性能的重要手段。但是投资也将增加。冗余设计可以贯穿整个层次化结构，每个冗余设计都有针对性，可以选择其中一部分或几部分应用到网络中以针对重要的应用。万一网络中某条路径失效时，冗余链路可以
20、提供另一条物理路径。，即使按照当时最优配置建设的网络，也很快会感到吃不消。尤其是各个网络的核心部分，其数据流量和计算强度之大，使得单一设备根本无法承担。负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务:解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性 ;为用户提供更好的访问质量;提高服务器响应速度;提高服务器及其他资源的利用效率;避免了网络关键部位出现单点失效3.6 D公司的需求分析 D公司有6部门，通过三层交换机连接。今天的企业网络已经发展成为一个多业务承载平台，它不仅要继续承载企业的办
21、公自动化和WEB浏览等简单的数据业务，还要承载涉及企业生产运营的各种业务应用系统数据，以及带宽和时延都要求很高的IP、视频会议等多媒体业务，因此数据流量将大大增加，尤其是对核心网络的数据交换能力提出前所未有的要求。另外，随着千兆端口的成本持续下降，千兆到桌面的应用已成为企业网的主流。设计依据中小企业的规模较小，应用的类型少而且比较简单，因此其网络的基础架构相对简单，实现起来比较容易一些，投资也会少得多。从目前的网络技术和应用的发展趋势来看，采用基于TCP/IP协议组的以太交换网模式是最适合的。经过几年的发展，以太交换技术和产品都十分成熟，网络的实现和管理都很简单，维护量也小，并且可以向未来的发
22、展进行平滑的升级和过渡。中小企业的网络通常由单个节点构成，网络工作站数量较少且接入比较集中，因此核心网络设备选择100M的以太交换机就可以了。所有的网络工作站和应用服务器通过五类双绞线接入到交换机中构成一个集中接入的星型网络结构，每一台计算机可以独占100M的带宽。当中心交换设备需要由多个交换机构成时，建议交换机选择可以堆叠的交换机，可堆叠的交换机之间进行交换时利用带宽很高的部总线，可以保证每台接入的计算机都具有100M的带宽。当工作站到中心交换设备的距离超过100m时，可以在工作站和中心交换机之间设置一台交换机，以级联的方式与中心交换机连接，工作站接入到级联的交换机中，不过这些工作站只能共享
23、100M的传输带宽。由于以太网以数据广播的方式进行工作，当一个网络中的工作站较多时，网络通道就变得比较拥塞，网络的性能也就随之较低。为了改善这种情况，可以采用VLAN技术将一个网络划分为几个逻辑上相互独立的虚拟局域网，即VLAN。通过VLAN技术，广播信息被限制在每个VLAN中，而不再是整个网络，并且各个子网之间不能直接通信，不但可以减轻网络负载，而且可以提高网络通信的安全性。如果希望用VLAN技术来规划整个网络，那么在选择交换机时，要求设备必须支持802.1Q标准，这样可以跨越交换机来定义同一个VLAN，也可以在VLAN中使用多个厂家的产品。划分了VLAN后，各VLAN之间的通信需要第三层设
24、备的支持。实现的方法是在网络中设置路由器或三层交换机。传统的路由器基于软件，协议复杂，数据转发速度比较慢；而三层交换机集成了第二层的数据交换技术和第三层的数据转发技术，特别是它对于数据包的转发是通过硬件来完成的，处理效率非常高，完全可以匹配局域网高速的传输速度。因此，在构建采用VLAN技术的网络时，最优的选择是以三层交换机作为网络核心。企业可以根据自己的需要来选择相应的Internet接入模式，如果允许登录Internet的工作站数量少，并且只是进行信息的浏览，可以选择拨号的方式。在一台计算机上安装相应的代理软件作为代理服务器，由代理服务器执行地址转换的功能，代理服务器通过Modem、ISDN
25、或ADSL等接入设备与Internet进行连接，其他的工作站则通过代理服务器对Internet进行访问。最简单的例子，在一个小型的部网络中，选择一台基于Windows 98或Windows 2000的工作站作为代理服务器，启用这台计算机中Windows 98/2000嵌的Internet连接共享功能，就可以实现部网络对Internet的访问了。这种方式的投资很小，也不需租用专线的费用，但这种方式只适用于小型的网络，而且只能对Internet的资源进行访问，不能向外部发布信息。另外一种模式就是企业通过租用电信部门的专线将自己的部网络与Internet形成相对固定的连接，这样不但可以充分利用Int
26、ernet上的信息资源和各类服务，而且可以通过Internet有限制地向外部公布或发布企业信息，也就说要将企业的网络逐步向Intranet过渡。在这种接入模式中，由于是部专有网络与公用网络进行连接，因此需要在部网络的边界处设置一台路由器，路由器工作在网络层，它可以根据网络层分组的IP地址通过查找路由表确定分组输出的路径，从而实现两个网络的互通。在部网络安全方面，需要在网络中设置一个防火墙，防火墙一端连接边界路由器，一端与部网络的交换机相连。所有的部网络与外部网络之间的通信都必须通过防火墙进行检查和连接，通过在防火墙中制定相应的访问策略，可以有效地将不符合规则的数据包阻隔在部网络之外，防止外界对
27、部网络资源的非法访问；同时防火墙也可以防止部工作站对外部网络进行的不安全访问。防火墙可以以透明模式和NAT模式两种方式工作，如果网络中存在NAT设备，可以将防火墙设置为透明的工作模式；如果网络中没有NAT设备，那么可以利用防火墙的NAT功能进行网络地址转换。由于防火墙的NAT功能由硬件完成，其处理速度比起软件要快得多，因此如果网络中的原有的NAT功能由软件实现，建议将防火墙设置为NAT模式，并禁用由软件实现的NAT功能。服务器设置方面，除了要设置Web服务器外，企业可以根据需要设置相应的电子服务器、FTP服务器和DNS服务器。这些服务器不仅能让部网络访问而且要提供外部网络的访问。将它们放置在防
28、火墙的非军事区，从而将网络中的应用服务器与外部访问完全隔离开来，提高了部网络的可靠性。3.7 E公司的需求分析 E公司采用硬件防火墙。该公司部服务器禁止外部任何人员访问，只允许部员工访问。并且对部员上网有严格的限制：禁止聊QQ，禁止使用web，ftp以外的各项服务，并规定每个员工每天只能享用10M流量数据，并且每台PC的带宽只有1M。设计依据部设计局域网，利用NAT功能，可以监控所有来自Internet的包，过滤所有对局域网计算机的请求，过滤黑客软件对局域网IP地址和端口的扫描，以防止外来的恶意攻击。企业楼宇交换机通过在的多种安全机制可有效防止和控制病毒传播和网络流 量攻击， 控制非法用户使用
29、网络，保证合法用户合理化使用网络，如端口安全、端口隔离、ACL、端口 ARP 报文合法性检查、基于数据流的带宽限速、六元素绑定等等， 满足企业网加强对访问者进行控制、限制非授权用户通信的需求。系统的软硬件设计、还是集成，均以适用为第一宗旨，在系统充分适应企业信息化的需求的基础上进而再来考虑其他的性能。该系统所包含的容很多，必须能将各种先进的软硬件设备有效地集成在一起，使系统的各个组成部分能充分发挥作用，协调一致的进行高效工作。只有支持标准性和开放性的系统，才能支持与其它开放型系统一起协同工作，在网络中采用的硬件设备及软件产品应该支持国际工作标准或事实上的标准，以便能和不同厂家的开放性产品在同一
30、网络中同时共存。通信中应采用标准的通信协议以使不同的操作系统与不同的网络系统及不同的网络之间顺利进行通讯。系统所有的组成要素均应充分地考虑其先进性。不能一味地追用而忽略先进，只有将当今最先进的技术和我们的实际应用要求紧密结合，才能获得最大的系统性能和效益。网络的安全是事关重要的，在某些情况下，宁可牺牲系统的部分功能也必须保证系统的安全。作为信息系统基础的网络结构和网络设备的配置及带宽应能充分地满足网络通信的需要。网络硬件体系结构在实际应用中能经过较长时间的考验，在运行速度和性能上都应是稳定可靠的、拥有完善的、实用的解决方案，并通到较多的第三方开发商和用户在全球的广泛支持和使用。同时，应从长远的
31、技术发展来选择具有很好前景的、较为先进的技术和产品，以适应系统未来的发展需要。可靠性也是衡量一个计算机应用系统的重要标准之一。在确保系统网络环境中单独设备稳定、可靠运行的前提下，还需要考虑网络整体的容错能力、安全性及稳定性，使系统出现问题和故障时能迅速地修复。因此需要采取一定的预防措施，如对关键应用的主干设备考虑有适当的冗余。应急处理信息系统能够全天候工作，达到每周7*24小时工作的要求。一个高可用性的系统才能使用户的投资真正得到回报。整个信息网络系统中的互连设备，应是使用方便、操作简单易学，并便于维护。对复杂和庞大的网络，要求有强有力的网络管理手段，以便合理的管理网络资源，监视网络状态及控制
32、网络的运行，因此，网络所选的网络设备应支持多种协议，管理员能方便进行网络管理、维护甚至修复。在设计和实现时，必须充分考虑整个系统的便于维护性，以使系统万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复，尽量减少损失。网络的拓扑结构应具有可扩展性即网络联结必须在系统结构、系统容量与处理能力、物理接连、产品支持等方面具有扩充与升级换代的可能，采用的产品要遵循通用的工业标准，以便不同的设备能方便灵活地接连入网并满足系统规模扩充的要求。为了使所实现系统能够在应用发生变化的情况下保护原有的开发投资，在设计系统时，应将系统按功能做成模块化的，可根据需要增加和删除功能模块。4 网络拓扑结构规划4.1网络拓扑结构4.1.1 A公司的网络拓扑结构网络拓扑图4.1.2 F公司的网络拓扑结构网络拓扑图4.1.3 B公司的网络拓扑结构4.1.4 C公司的网络拓扑结构4.1.5 D公司的网络拓扑结构4.1.6 E公司的网络拓扑结构4.2网络逻辑归划网络总体归划网络拓扑结构对整个网络的运行效率、技术性能、可靠性和费用等方面都有着重要的影响。确立网络拓扑结构是
