1、毕业设计（论文）报告纸毕 业 设 计 论 文课题名称清华技师学院网络综合设计方案院 系计算机与软件学院专 业3计算机应用技术(网络技术）班 级网络1013学 号1002473109学生姓名陈子荣指导教师：卞昌军 2013 年 5 月 30 日计算机与软件学院毕业设计（论文）诚信承诺 我谨在此承诺：本人所写的毕业论文清华技师学院网络综合设计方案，系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释与说明，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）： 2013年5 月 30日摘要本论文以清华技师学院整体网络的规划设计作为解决方案的背景，详细论述了本系统开发的需求分析、概要设计、详细设
2、计、测试，构成了一个完整的网络规划方案。校园网网络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计方向，为校园网的建设提供理论依据和实践指导。高校校园网的网络建设与网络技术发展几乎是同步进行的。高校不仅承担着教书育人的工作，更承担着部分国家级的科研任务，同时考虑未来几年网络平台的发展趋势, 为了充分满足高校骨干网对高速，智能，安全，认证计费等的需求,可以利用万兆以太网的校园网组网技术。构建校园网骨干网，实现各个分校区和本部之间的连接，以及实现端到端的以太网访问，提高了传输的效率，有效地保证了远程多媒体
3、教学、数字图书馆等业务的开展。关键词：校园网；网络设备；组网技术AbstractOverall planning and design of the Tsinghua technician college network solutions as background, a college network as the background, discusses in detail the system demand analysis, the outline design, detailed design, test, constitute a complete network planni
4、ng.The construction of campus network in the main application of the important branch of LAN technology in network technology to the construction and management of various technical and implementation options, therefore this graduation design will be the main topic in the construction process of cam
5、pus network may be used for the design direction, to the campus network construction to provide the theory basis and the practice instruction. The network construction and the development of network technology in campus network is almost synchronized. Universities not only bear the teaching work, an
6、d bear part of the national scientific research task, considering the development trend of the future network platform for several years, in order to fully satisfy the backbone network of high-speed, intelligent, security, authentication and accounting requirements, can use the campus network techno
7、logy of Gigabit ethernet. The construction of campus network backbone network, each district and the connections, and the realization of end-to-end Ethernet access, improve the transmission efficiency, effectively ensure the development of multimedia distance education, digital library service.Key W
8、ords：Campus network; network equipment; network technology目 录1 绪论11.1校园网概述11.2校园网设计的背景和意义11.3校园网规划设计的主要任务12 校园网络建设需求分析32.1校园网络建设原则32.2校园网络建设需求分析42.3校园网络建设策略53校园网结构总体设计83.1网络设计83.1.1主干网络设计83.1.2IP地址规划设计93.1.3绘制拓扑图93.1.4各层功能概括103.2 网络设备选型原则113.2.1网络设备选择123.2.2设备清单183.2.3用户终端及其他设备选型183.2.4传输介质选型194 综合布
9、线系统设计204.1校园网的综合布线技术204.1.1综合布线的组成204.1.2布线材料214.2综合布线的类型224.2.1基本型224.2.2增加型224.2.3综合型224.3电源、防护及接地234.3.1电源234.3.2防护及接地235设备模拟测试246 校园网的网络安全性286.1校园网的开放性与防火墙286.2校园网的安全措施286.3校园网的网络管理28致 谢30参考文献31附 录321Cisco Packet Tracer拓扑图展示：321 绪论1.1校园网概述校园网的发展主要依托于稳定但又逐年递增的全国上亿的在校大中小学生以及刚走入社会的年轻一代，更能体现网站特色与服务范
10、围。校园网不是一个应用产品，而是一个网络操作系统，是一个像WINDOWS那样的技术平台。在校园网平台上可以开发延伸很多web应用级产品。是为那些没有服务器资源，但有强大的信息创造能力，需要大量免费的网络应用程序的个人及小型公司提供的新型网络操作系统。 校园网是一个以人、人与人的关系网络和应用产品为核心，通过认证、授权与开放接口进行有机融合，形成的一个庞大综合社区服务平台。1.2校园网设计的背景和意义随着国内校园网络信息化建设的深入发展与应用，校园网显然已经成为校园信息化建设的基础。现如今的校园网应该具有更高的带宽、更加大的性能以及保证校园网能够有效和充分的利用网络传输带宽。正值做毕业论文之季，
11、现为清华技师学院设计一个完整的校园网。目前一些主流的校园网中应有的各种应用技术已逐渐不能满足清华技师学院的要求。除了能提供网络教学、视频点播、文件传输等基本的服务以外还应该保证校园网的安全。一个安全可靠、性能卓越、易于管理的校园网网络必定成为大趋势。1.3校园网规划设计的主要任务任务情况描述：校园网共有信息点264个如表1.1楼宇信息点分布情况所示。，共有教学楼、体育馆、图书馆、学生公寓、服务楼、食堂等建筑楼。网络中心设在主教学楼，在网络出口拟采用双网光纤接入，核心层设备拟采用单核心1000Mbps相连在各楼主设备间均放置汇聚层三层网络设备，各楼通过接入层网络设备与汇聚层三层网络设备相连，实现
12、1000Mbps主干到100Mbps到桌面。具体要求如下：1 实现光纤双网接入。2 校园网的所有计算机或终端设备均可通过网络中心连接到互联网，从而最大限度地利用网 络资源。3 实现校园网100Mbps到桌面的网络数据传输。4 实现校园网对内、外网服务器的安全访问。 表1.1 楼宇信息点分布情况序号楼宇实际信息点1教学楼962学生公寓4963服务楼244食堂245体育馆、图书馆24合计2642 校园网络建设需求分析2.1校园网络建设原则计算机系统校园网络的建设应以功能应用为主线，以加强素质教育、加快创新人才培养为目标。本着有效应用最大化原则，充分利用有限的投资，在保证网络先进性的前提下，选用性能
13、价格比最好的设备。同时建设应该遵循以下原则：1 先进性采用最新的技术和产品，在相应的应用领域占有较大的用户市场，在相关计算机技术及网络技术方面处于领导地位。以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音、视像等多媒体应用，用基于交换的技术替代传统的基于路由的技术。2 实用性计算机系统校园网络建设要切实满足本系业务的需要，运行要可靠稳定，易于维护并且网络及系统各方面指标切合实际需要，系统配置设计充分满足需要。综合考虑目前的现状和未来的发展方向，从实用性和经济性出发，选用先进的设备，进行最佳性能组合，利用有限的投资构造一个性能最佳的网络系统，统筹规划，分步实施。3 可靠性选用高可靠性的产品技术
14、，充分考虑系统在程序运行时的应变能力和容错能力，确保整个系统的安全与可靠。4 开放性具有良好的开放性，在网络和主机方面可以支持符合国际标准和工业界标准的相关接口。网络协议采用符合ISO及其他标准，如：IEEE、ITUT、ANSI等制定的协议，采用遵从国际和国家标准的网络设备。同时还要和校园网相连，允分发挥计算机系统的专业优势。5 可扩充性该系统具有良好的扩充能力，可以根据不断增长的业务处理需要狠容易地进行系统处理能力和网络规模的扩充。网络在组建时应该选用具有良好升级能力和扩展性的设备。在以后对该网络进行升级和扩展时，必须能保护现有投资。6 安全性和保密性在接入Internet的情况下，必须保证
15、网上信息和各种应用系统的安全。2.2校园网络建设需求分析网络建设需求汇总：对校园网建设进行各步骤全面的需求分析，是成功校园网建设的必要条件下面就从以上方面，结合目前校园网络建设，根据学校实际情况对学校网络建设的需求分析做一下汇总，主要是网络方面，对于终端、服务器等不做过多介绍。软、硬件需求：1 硬件是架构校园网的基础选择硬件产品时，需要选择兼容性好、扩展性强的设备，并且在选择过程中综合设备的性能价格等多方面的因素，而且该设备厂家必须能够提供良好的售前及售后服务，解除用户的后顾之忧。比如对中心设备一定要采用性能稳定、功能强大、安全的网络设备，服务器等存储设备也要采用高性能设备；还有在特定区域，如
16、象图书馆等可能有大文件、图片等数据需要传输的地方也要应用性能较好的设备。软件包括系统和管理两种，学校应根据自身考虑来选择适合自己的软件。2 资源需求校园网资源建设是校园网最重要的组成部分，它的类型与功能是校园网区别于其他企业网的重要特征，对校园资源的分析是我们建设校园网的出发点，也是一个校园真正的需求所在，应用策略也要根据这方面的需求来选择。比如VLAN的划分需要根据内部资源来定，安全问题则是外部资源需求要重点考虑的问题。对于校园，主要应该考虑以下两个方面：内部资源区域划分：对于一个有序、正规的网络，区域划分非常重要，我们需要把一个校园的各个部门进行合理的划分。比如图书馆、档案馆、宿舍等都要细
17、划分出来。再细划分，还应该考虑学生的资料，如学生成绩、入学等；员工教师的资料等。外部资源划分：包括INTERNET、学校网站、电子邮件、公共信息交流、内部信息资源共享等需求。1 应用需求这方面的需求不同学校有着明显不同，大体都可以分为，教学、科研、办公、服务这四方面应用。如对教学、科研方面的网络设计应考虑稳定、扩展、安全等问题；办公、服务等带宽是要着重考虑的方面，所以学校应该根据自己的实际情况来考虑网络的结构，及安全问题。2 网络需求网络需求我们要遵循几大要点，一个成功、合理的网络一定要考虑资金、安全、管理、扩展性、实用、高性能这几大方面。网络技术需求就是要解决的网络问题。在一个网络中会存在许
18、多网络自身的问题，如VLAN的划分、IP地址冲突、MAC地址冲突、数据安全、数据备份都是我们在设计网络时要考虑的问题。2.3校园网络建设策略 下面总结了校园网建设的一些原则和策略:1 需求分析该部分主要包括用户现状、需求分析、规划原则及总体规划内容、解决方案的实施范围等。校园网总体规划是校园网规划、建设的总目标，是结合学校的实际情况和当今技术发展的现状而提出的应用设想。这些设想应当根据可预见的技术发展趋势，把今天的现实情况与明天的可能性都包括在内。 实现设想需要大量资金，因此校园网的规划者或承建方应在总体规划的基础上，根据学校需求的轻重缓急和现实的可能性确定近期目标，并通过校园网解决方案去完成
19、实现。 2 网络系统设计 该部分主要包括校园网网络系统的规划设计、管理（包括安全）技术、设计原则以及设备性能介绍、选择的技术依据、解决方案等。学校的系统主干及重要的支干链路应依据当前需求在100M和1000M以太网之间做性价比较，网络规划要考虑对未来应用需求更佳的支持能力、灵活的扩展能力、可重组能力以及平稳的升级能力。网络系统可考虑采用虚拟组网技术（VLAN），以利于网络管理和提高网络效能。 主干网络设备选择应考虑互操作性，主干系统应重点关注高可靠性、高安全性、高效性和可管理性。校园网Internet的接入方式应该具备多种方式，关键网络设备及部件的选择应详细说明并有比较依据。整个校园网建议采用
20、统一的TCP/IP作为核心协议。具体解决方案应统一按照总体规划进行子网划分及IP地址的分配，并适当考虑一定的冗余。每个应用点都应能申请得到独立的Intranet网络内部的IP地址，一级节点到中心交换机的主干链路总带宽可根据该节点对中心服务的需求量做相应设计调整。 具有一定规模的校园网必须要强调网络管理及安全保障。中小型校园网应采用集中式网络管理，远程访问支持拨号访问服务。网络结构设计应以应用需求和易于管理为主，兼顾地理环境总体衡量解决。3 布线系统设计该部分主要包括校园网布线工程设计、技术依据、设计标准和系统选型、质量管理措施、检测内容等。该部分内容既是所有网络应用联系的桥梁，也是网络系统发挥
21、效用的基础。 布线系统运行期限远远超过网络系统和应用系统的使用寿命，其设计和施工质量的好坏直接影响校园网现在和将来的正常运营。因此，该部分的设计必须严格遵循相应的标准和规范，并以实用性、先进性、扩充性、灵活性和易管理等作为设计基本原则，同时适当考虑在该系统上的未来应用。系统主干及重要的支干链路应考虑支持千兆以太网等高速网络技术。重要链路既要支持对已用网络技术的叠加增容，也要考虑未来高速网络技术下的升级扩容，并预留适当的冗余。在初期工程中，布线系统有可能受建设资金的影响只能完成部分的建设，因此该系统的初期设计应在统一规划的原则基础上充分考虑后期设计及实施的空间，使系统建设能够分期平滑地延续进行，
22、保证投资得以充分合理的利用。 区域子网建议采用开放式布线系统。布线系统的性能依靠优良的规划设计来实现，而质量必须依靠严格的工程管理才能得到保障，因此要求施工单位的人员资质及管理保障机制必须在方案中详细说明。4 应用系统设计该部分主要包括校园网应用系统设计分析、实现技术应用原则、系统功能以及成熟应用系统的选择依据、开发系统的技术要求与条件、应用系统整体解决方案等。校园网建设都是围绕着应用系统展开的，该系统应当是服务于教学、教研及学校管理等众多环节的综合系统，而不仅是一个Internet的浏览及相关服务的系统，或是一个信息播放系统。 就目前成熟的应用而言，校园网综合应用主要集中在以下几个方面：辅助
23、教师教学，提高教学手段；提供网络服务，方便师生教研；改善办公条件，提高工作效率；开放对外窗口，树立学校形象。 这些目标的实现需要通过具体的网络功能来实现。根据当今技术发展的现状，结合学校实际情况提出以下设想。建立课件、教学信息资料库及相关系统，实现授课点播和辅助教学; 利用校园MIS软件，实现全校计算机辅助管理和办公自动化;建立图书馆计算机管理系统和电子阅览系统，实现图书馆信息管理自动化、快速检索和电子阅览;建立远程访问,利用校园网实现在家备课、办公和接入Internet;通过建立对外信息站点，实现学校信息上连Internet 和提供对外信息服务（包括校际交流、学校Intranet互访等）;提
24、供E-mail等信息交流服务，方便个人联络及合作;利用网络技术，实现多媒体信息交换、视频点播、远程教育等;项目实施管理项目实施管理项目实施管理项目实施管理 该部分主要包括工程建设质量保障措施、实施进度计划、具体项目的组织以及参加人员的资历介绍等。其中，布线系统和单独开发的应用系统的项目管理措施更应该详细说明。工程验收工程验收工程验收工程验收该部分主要包括网络功能及应用验收、网络布线质量验收、设备验收和网络建设文档资料验收，验收方应提出详细的验收计划。培训及服务保障培训及服务保障培训及服务保障培训及服务保障该部分主要包括工程质量承诺（尤其是布线工程、关键设备等）、人员培训计划、技术支持及服务保障
25、制度。 3校园网结构总体设计3.1网络设计校园网络系统基本可分为校园网络中心、教学子网、办公子网、图书馆子网、宿舍子网。 由于组建校园网过程中对网络技术要求比较高，难度系统较大，硬件比较昂贵。所以在组建校园网的时候要本着整体规划，分步实施，充分考虑到现有设备的实际情况。将校园网从现有网络中心扩展到老师宿舍楼，办公楼，图书馆，进行结构化布线联网，第一步先实现整个校园网的整体因特网接入和资源共享。图3.1 学院内部拓扑结构3.1.1主干网络设计主干网络的设计 主干网络一般采用路由千兆位以太网交换机作为校园网的中心交换机，它能提供不同插槽，可选插的100/1000Base-TX或千兆位以太网模块。适
26、用于大型主干网络和高速率、高端口密度、多端口类型的复杂网络。3.1.2IP地址规划设计VLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络、可以使物理上连接的各工作站在逻辑上限制通信，实现各网段之间的互相独立。使VLAN技术，可以有效地控制网络网络广播风暴，优化网络带宽，减少网络流量，提高整体网络安全性，简化网络管理工作。VLAN之间理论上不需要互相通信，但也可通过核心交换机或路由器等设备的路由选择功能实现不同VLAN间的数据通信，这样可以满足不同部门对其他VLAN中的部分工作
27、站资源的访问需要。从技术角度讲，VLAN的划分策略主要有基于端口的VLAN划分、基于MAC地址的VLAN划分的主要方式。本学院校网接入用户采用基于802.lq 协议划分，将学院校园初步划分为5个VLAN，如表3.2所示。各个VLAN是通过DHCP服务器自动攻取IP，为简易行VLAN内部均采取24位掩码，各VLAN之间通过本楼汇聚交换机进行路由转发，故汇聚交换机与核心机通过路由进行通信，这部分掩码采用24位掩码。 表3.2校园网VLAN及IP地址分配一览表VLAN ID Vlan NameIP/Subnetwork描述1010192.168.3.254教学楼1111192.168.4.254学生
28、公寓1212192.168.5.254食堂1313192.168.6.254图书馆、体育馆2020192.168.2.254服务楼3.1.3绘制拓扑图对于校园网来说，按功能划分成三个层次：核心层、汇聚层、接入层，确保整个校园网真正达到稳定可靠、安全可信。如图学院整体拓扑图所示3.3：图3.3学院整体拓扑图3.1.4各层功能概括1 核心层: 核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输,骨干层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。网络的控制功能最好尽量少在骨干层上实施。核心层一直被认为是所有流量的最终承受者和汇聚者，所以对核心层的设计以及网络设备的要求十分严格。核心层设备将占投资的主
29、要部分。 核心层需要考虑冗余设计。2 汇聚层是楼群或小区的信息汇聚点,是连接接入层和核心层的网络设备,为接入层提供数据的汇聚,传输,管理,分发处理。汇聚层为接入层提供基于策略的连接,如地址合并,协议过滤,路由服务,认证管理等.通过网段划分(如VLAN)与网络隔离可以防止某些网段的问题蔓延和影响到核心层.汇聚层同时也可以提供接入层虚拟网之间的互连,控制和限制接入层对核心层的访问,保证核心层的安全和稳定。汇聚层的功能主要是连接接入层节点和核心层中心。汇聚层设计为连接本地的逻辑中心，仍需要较高的性能和比较丰富的功能。汇聚层设备一般采用可管理的三层交换机或堆叠式交换机以达到带宽和传输性能的要求。其设备
30、性能较好，但价格高于接入层设备，而且对环境的要求也较高，对电磁辐射、温度、湿度和空气洁净度等都有一定的要求。汇聚层设备之间以及汇聚层设备与核心层设备之间多采用光纤互联，以提高系统的传输性能和吞吐量。一般来说，用户访问控制会安排在接入层，但这并非绝对，也可以安排在汇聚层进行。在汇聚层实现安全控制和身份认证时，采用的是集中式的管理模式。当网络规模较大时，可以设计综合安全管理策略，例如在接入层实现身份认证和MAC地址绑定，在汇聚层实现流量控制和访问权限约束。3 接入层通常指网络中直接面向用户连接或访问的部分。接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。接入交换机是最常见的交换机，它直接与外网联系，使用最广泛，尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多媒体制作中心、网站管理中心等部门。在传输速度上，现代接入交换机大都提供多个具有10M/100M/1000M自适应能力的端口。在核心层和汇聚层的设计中主要考虑的是网络性能和功能性要高，那么我们在接入层设计上主张使用性能价格比高的设备。接入层是最终用户(教师、学生) 与网络的接口，它应该提供即插即用的特性，同时应该非常易于使用和维
