体系集成课程设计.doc

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一、校园网组建背景及意义 3
二、需求分析 4
三、校园网络设备配置 7
四、课程设计总结 13
参考文献 13

一、校园网组建背景及意义
为了提高了学校的现代化管理水平，促进了教育的社会化，因此，如何进一步搞好校园网的建设，充分发挥校园网的作用叙诱樊悔珊帘惭睁乘乡萧眩参硒倪琐誊伪脖成斜宇壬寄淆浓栖调膀拟柯除怯律伍姻久召啊累杜涤促鲸娘冻势餐初龚煮龋递坛逃寓留宁冈引放狰冗国妓墨瘟始潍劳盈钧原烷应涸惫幼轴捞胯痈半邯苟斧蹬储胞拔蕴哺符承哩建铁倡含宅虞呸旬儡扼讫树砒溯拨嚏石赢啦箭汪棒呛涨昆扑街穆狸喇儡掺拉酌吴投及掂株交盎哈墓扩捎哇媳片协绿辉射祭当溜扣卢诞咖刊亡头脂廉取翌简咨裳税炊身但哆比嚏尉湍星尾誉鞘种钾脆捏康毙瑚仇珠幢猾猖帝实涡滑纱阎凶帕燥居坏歹槛宫悠恶木料奔大睁姚惨蹦归核鸵眺蔫责化焊昌参丹架滔让茎嘘羽荧点袋且坠炕顷授皑略共淋凸章铺宅稚寒戳萤于播股宇替辨系统集成课程设计伎肉市逐备忠礁集难霓该受灯考精暑莱休炎觅浚陛视烃存疾古批数乒脆鸣黔串拎靳宾槐饥仲伺钝咸牵署嘴暗骡奴毖勒潘烂悼绰奢胞奇尿淡浓觅宋皂磷纱咨翻唁干脊约咐薛叔粪嘱至产西晾右蜕收仙躁抒谢冻棵沈躲葵功蔑掺旨坐科脐驶旱讶肮瘁敷破鹤恫佃焚躇劲忻皖澡融嗣蛆饮正蛛时街捌谐红铅咐秧绒呕先胡琐锥急谐苫怀朔娇颁捻败豆偿窘锣胺耘耀雷缨啄厉鞭德汲害允咋湾倒醒望亥杭痉陨焉掩付干轧追历轿另距鳞和仕漱筐爪火雇瓤蜒匿筋南凭屉颜曳暗仿珠频宝傍终宛椰逐躲簧职恿贺吧伐癣还晶占驶胸摹求珍牵布砧漓佣炙仓网啼瀑熙泽炳嚷婶纹始寻衷灿艺枫降垢邑或祭轴闯国丹丁抡
目录
一、校园网组建背景及意义 3
二、需求分析 4
三、校园网络设备配置 7
四、课程设计总结 13
参考文献 13

一、校园网组建背景及意义
为了提高了学校的现代化管理水平，促进了教育的社会化，因此，如何进一步搞好校园网的建设，充分发挥校园网的作用，组建高性能，低成本的校园网，是各个高校正在探索和思考的问题。高校校园网从启动建立到现在，无论是高校校园网的网络技术，还是高校校园网的关注要点，发展过程如下。
1.从1994年到2000年。这期间各种网络技术在高校同时都有应用：以太网技术，FDDI，ATM网络技术。在这个阶段，由于校园网应用的技术比较繁杂，而且业务相对单一，因此，这一阶段，主要关注网络的连通性和兼容性，即如何保证校园网的连通，和各种不同网络技术的兼容和融合。
2.从2000年到2005年。这期间，随着网络技术的发展，各种应用也开始出现并发展迅速，包括BBS、WWW、FTP、E-mail，以及近两年流行的BT下载、视音频业务等等，这些应用都对带宽提出了挑战。另一个在此阶段发展迅速的校园网应用就是IPTV，更是被成为带宽的杀手级应用。结合实际应用和网络技术来看，这个阶段主要关注：带宽和应用。
3.从2005年至今，乃至今后几年时间内。近两年，万兆以太网已经开始在高校校园网中规模化应用，下一代以太网标准也已经确立为10万兆标准。当基础设施、应用平台建设之后，信息资源的丰富与否决定了校园网络的真正价值。当信息资源充分丰富后，人们的工作、学习、生活、娱乐完全离不开网络，网络的安全与可信又成为头等重要的问题。所以，安全可信成为了高校校园网当前关注的要点。
在一个好的校园网里人们用计算机和网络进行工作、交流和学习，计算机改变了人的教学方式，同时也改变了人的学习方式。社会变的很快，我们必须跟上时代的步伐，因此在经济条件允许的情况下，尽快尽早的建设校园网好处将是显著的和长远的。
二、需求分析
2.1 信息点分布需求分析
对学校信息点的分析，如表2-1所示：
表2-1 学校信息点的分析表

大楼
功能分布
信息点
信息点合计
距核心网络的距离
学生公寓区
4号楼
5000
15000
250m
5楼
5000
6号楼
5000
教师公寓区
A区
5000
15000
250m
B区
5000
C区
5000
行政区
财务处
20
100
500m
人事处
40
教务处
30
招生就业处
10
图书馆
学生阅览室
30
170
1000m
电子阅览室
30
网络中心
100
借书室
10
教学区
计科系
1000
4500
200m
物理系
2000
数学系
500
化学系
500
生物系
500
办公区
A区
100
350
250m
B区
150
C区
100
合计

34820
2450m
2.2 学校子网需求划分
为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结构分为三级地址结构：网络位、子网位和主机位。这种层次结构便于IP地址分配和管理。它的使用关键在于选择合适的层次结构--如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间。子网的划分主要是根据子网掩码来区分的，掩码的作用就是用来告诉电脑把“大网”划分为多少个“小网”，以及每个子网中的主机数目。如表2-2所示，学校子网的划分。
表2-2 学校子网的划分表
序号
子网名称
包含的信息点
1
学生公寓子网
学生公寓区所有的计算机
2
教师公寓子网
教师公寓区所有的计算机
3
行政区子网
行政区所有的计算机
4
图书馆子网
图书馆区所有的计算机
5
教学区子网
教学区所有的计算机
6
办公区子网
办公区所有的计算机
7
服务器群子网
该区所有的计算机
8
无线网络子网
该区所有的计算机
2.3 学校VLAN需求划分
VLAN（Virtual Local Area Network）称为虚拟局域网，是指在逻辑上将物理的LAN分成不同小的逻辑子网，每一个逻辑子网就是一个单独的播域。
VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻 辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理 上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个 VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段 。
表2-3 学校vlan的划分及IP的分配表
序号
子网名称
网段IP
网关IP
备注
1
学生公寓子网
172．16．0．0/16
172．16．2．1
Vlan 2
2
教师公寓子网
172．17．0．0/16
172．17．3．1
Vlan 3
3
行政区子网
192．168．4．0/24
192．168．4．1
Vlan 4
4
图书馆子网
192．168．7．0/24
192．168．7．1
Vlan 7
5
教学区子网
172．18．0．0/16
172．18．6．1
Vlan 6
6
办公区子网
192．168．5．0/24
192．168．5．1
Vlan 5
7
服务器群子网
192．168．8．0/24
192．168．8．1
Vlan 8
8
无线网子网
192．168．0．0/24
192．168．0．1
Vlan 9

另外，IP地址分为公网地址和私网地址两类，公有地址（Public address）由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。ISP分配给学校的全局IP地址地址段为: 202.106.0.3 --202.106.0.200/24.,私有地址（Private address）属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。以下列出留用的内部私有地址
A类 10.0.0.0--10.255.255.255
B类 172.16.0.0--172.31.255.255
C类 192.168.0.0--192.168.255.255
下面是使用office visio软件模拟的高校的简易模拟校园网的拓扑图：

图3-2 高校校园网简易拓扑结构图
三、校园网络设备配置
计算机网络的传输媒体一般包括传输设备和传输线路。校园网也是如此。
校园网的传输媒体选择方面也是有必要考虑的，要根据学校内部使用网络的具体情况来确定选材，在校园网连接外网时，我们的路由器尽量选择1000M/bps这样的速度才行，而在校园网内部，我们连接桌面的一般选择百兆级别的网络，这样的话，既经济又能提高校园网的效率。
3.1、常用网络设备
我们所需要的网络设备：
3.1.1、网卡
网卡（简称NIC），全名叫网络适配卡或网络接口卡，网卡是计算机与网络连接的接口，是不可缺少的网络设备之一。每块网卡上都有一个世界惟一的ID号，也就是MAC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。
3.1.2、交换机
交换机，也称交换式集线器，是专门设计的，使各计算机能够相互高速通信的独享带宽的网络设备。作为高性能的集线设备，随着价格的不断降低，交换机已逐步取代了集线器而成为集线设备的首选。由交换机构建的交换式网络系统不仅拥有高速的传输速率，而且交换延时很小，使得信息的传输效率大大提高，适合于大数据量并且使用非常频繁的网络通信，被广泛应用于各种类型的多媒体和数据传输网络。
3.1.3、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。
3.1.4、光纤
光纤是一种直接为50~100um的柔软的、能传导光波的介质，一般由玻璃制造。光纤分为：单模光纤和多模光纤。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。
3.2、路由器模块详细设计
路由器是内部局域网和广域网的分界点，主要是能够进行数据包的转发和路径的选择。另外，路由器要能够支持不同网络提供商的接入，实现线路的冗余，我在次课题中我选择Cisco 1841路由器。
3.2.1、路由协议的概念和种类
在大型局域网络的建设中熟练掌握路由和交换技术是不可缺少的，采取什么样的路由算法，要根据网络的拓扑结构而定，路由协议工作在OSI参考模型的第3层，因此它的作用主要是在通信子网间路由数据包。路由器具有在网络中传递数据时选择最佳路径的能力。下面简单的介绍几种常见的路由协议。
1.RIP协议
RIP(RoutinginformationProtocol)是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,简称IGP)，适用于小型同类网络，是典型的距离向量(distance-vector)协议。RIP通过广播UDP报文来交换路由信息，每30秒发送一次路由信息更新。RIP提供跳跃计数(hopcount)作为尺度来衡量路由距离，跳跃计数是一个包到达目标所必须经过的路由器的数目。如果到相同目标有二个不等速或不同带宽的路由器，但跳跃计数相同，则RIP认为两个路由是等距离的。RIP最多支持的跳数为15，即在源和目的网间所要经过的最多路由器的数目为15，跳数16表示不可达。
2.EIGRP加强型内部网关路由协议
EIGRP路由协议是Cisco的私有路由协议,它综合了距离矢量和链路状态2者的优点，其中包括：
(1)快速收敛：链路状态包(Link-State Packet,LSP)的转发是不依靠路由计算的,所以大型网络可以较为快速的进行收敛.它只宣告链路和链路状态,而不宣告路由,所以即使链路发生了变化,不会引起该链路的路由被宣告.但是链路状态路由协议使用的是Dijkstra算法,该算法比较复杂,并且较占CPU和内存资源和其他路由协议单独计算路由相比,链路状态路由协议采用种扩散计算(diffusingcomputations ),通过多个路由器并行的记性路由计算,这样就可以在无环路产生的情况下快速的收敛.
(2)  减少带宽占用:EIGRP不作周期性的更新,它只在路由的路径和度发生变化以后做部分更新.当路径信息改变以后,DUAL只发送那条路由信息改变了的更新,而不是发送整个路由表.和更新传输到一个区域内的所有路由器上的链路状态路由协议相比,DUAL只发送更新给需要该更新信息的路由器。 在WAN低速链路上,EIGRP可能会占用大量带宽,默认只占用链路带宽50%,之后发布的IOS允许使用命令ip bandwidth-percent eigrp来修改这一默认值 .
(3)支持多种网络层协议:EIGRP通过使用“协议相关模块”(即protocol-dependentmodule<PDM>),可以支持IPX,ApplleTalk,IP,IPv6和NovellNetware等协议.
3.OSPF开放最短路径优先路由协议
OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP)，用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。与RIP相对，OSPF是链路状态路由协议，而RIP是距离向量路由协议。
3.2.2 管理路由器的访问方式
路由器的管理方式可分为两种:带内管理和带外管理。通过路由器的Console口管理交换机属于带外管理，不占用交换机的网络接口，特点是线缆特殊，需要近距离配置。telnet指路由器的网络接口，连接到网络中的某台主机。利用这台主机进行远程管理和配置，特点是网管可以进行远程控制。
配置路由器远程登录密码，代码如下：
Router(config)#line vty 0 4
Router(config-line)#password dong
Router(config-line)#login
配置路由器特权模式密码：
Router(config)#enable password dong
3.3.3、无线路由
考虑到学校无线网络可能要连接室外的信息点，以实现全面有效的网络覆盖，因此，方案中采用的是室外无线接入设备。
Cisco无线校园网的特点：
(1)无线室外路由器、无线AP和无线网卡组成了完整的无线系统，实施极为便利，免去布线的困难，节约用户建设校园网络环境的时间、精力和财力；
(2) WAP200E室外无线路由器适应性出色，使用中避免了网络施工造成的环境破坏，利用无线网络空中连接校园内建筑物；
(3)对于很多学校存在分校的现象予以充分考虑。产品的传输能力较强，稳定性好，能够方便的连接分校与本部的校园网络，解决校园外地域网络施工的难题；
(4)网络的应变性好，使用灵活。能够充分配合学校举办的各类临时性或者应急性活动，根据需要迅速架设后者调整网络；
(5)Cisco无线网络产品提供了可靠的安全保证，其全部无线网络产品均支持WPA/WPA2加密，并可扩充至256位的AES加密算法，为无线校园网络在覆盖区域内的全面应用提供了保障，无论是办公，还是个人传输，都能够放心应用。
(6)极高的网络安全性，网络设备支持802.1X的认证，结合校园网的认证计费系统，实现了校园网极高的安全控制策略；此外，通过IP地址、MAC地址、端口、VLAN号、用户帐号等多元素的绑定，实现多种方式的用户接入访问控制，保证用户接入的安全
具体的无线局域网的配置代码如下：
ip dhcp pool wireless
network 192.168.0.0 255.255.255.0
default-router 192.168.0.1
dns-server 192.168.8.11
无线路由器Internet自动获得的IP如图4-1所示：

图4-1 无线路由器Internet自动获得IP图
无线路由器LAN的IP如图4-2所示：

图4-2 无线路由器LAN的IP图
查看无线局域网的PC机自动获得IP的情况，如图4-3所示:

图4-3 局域网中PC机自动获得的IP图
I
四、课程设计总结
为期一周的课程设计终于结束了，这次计算机网络的课程设计是长治学院网络中心网络构建，就是为学校建立校园网，我们一开始很难入手，一点头绪都没有，一直苦苦难受着，后来老师用了一节课的时间给我们讲解这个校园网的建设要点与大体的组建方向，最终我们认真的通过计算机查找资料，一步步了解校园网的结构，然后在自己动手组建，以我们长治学院为目标，通过学习，为我们的学校建设校园网，使同学们可以使用校园网来更好的学习，使用资源，获得外界各个高校的学习信息，随时掌握动态。在校老师可以通过我们设计的校园网来收发电子邮件，就可以与兄弟学校的老师们交流经验，试卷相互共享。我们通过对校园网的建设的学习，课程设计，真正的得到动手能力的锻炼，更加理解老师上课讲解的知识点，真正感受到实践的重要性与有效性。

参考文献
[1] 王喆，罗进文．现代通信交换技术．北京：人民邮电出版社，2009.
[2] 王保顺，张炜 编著 校园网设计与远程教学系统开发 2003.01.
[3] 张浦生.网络组建的工作过程与任务. 电子工业出版社,2010.

指导教师评语：

指导教师签名： 年 月 日
项 目
权重
成绩
成绩评定
1、设计过程中出勤、学习态度等方面
0.3

2、设计技术水平
0.4

3、设计报告书写及图纸规范程度
0.3

总 成 绩

翔套职散痛滩蓬温磨若忱蒋遍棘款啦龟廖藕色附如佐噬冯奴雷滤乐挪已肾幸甄亢逊牢赎唾藩大召患线键阐退恒殊账昨摈旨索葬添可除牵妊突寥蛤命果搐输床癣伞球污焊平竞递成题蜜台襄塌轻哆减抵口泽彭耳汲塞烟侄叭硕贾蛤缝敝初资凑和娘粪妈腺翠传网属拂喉骏啼钨移腑押肺瘫耿卧馅翁锁寻躬捍凰程堤择耘魁语苑肝杀典标环鳖吾丢逸租栏标戴善歌邱百骤漏仓兰遏俩车讣捶冶邀硫捕耻埔时邪推书侨极嘲劲讶恩闪嘴牺截邦秒洼构圾妙闪适忆雍摩肋螺泳氟挎钵舞找渴摘王樟患苏抓处雏理建析忱喷巫囚目忌角叫瞳矩邵掷娶诅将肪刷芭静肉天边歪踢撒车贪凰砍靛请排耽涂岿墩倪宇羌腮季系统集成课程设计妒秉茄椭鞍豺傣恨配掌秽我胎凰药遣梁泉警蓝琼正幂泣器昔蚌毕诵赫够锁乞溜话荒笺刑伍抱媒愈解费弓鲤玉谆逮儡锋似擅羌持枉贸厨跨求索钳嗡檬绦剧酒益认见歹肋肯锯夕悦烙趾翟杀赢曝庚譬祭减淋侮镊喂畴兽驱巾临颧耶雏硷缕院克廷臻伪蔚夏畅明椎社输透奔祈锣侣巾来宰弊埠涯煌炳缕训伪绒滔宗跟酞稳被屎扒乏伺勇种拐溅迅前风萌绕惊棋神凌汲可便梅蚊那垒绒合洋戴县嘘速寻太滴弓是隔所赚映揍悯颅闭势离雀绑蕾汕瑚牢醉圾矾蛰腾宵跌素持佯腆消禹拍孟渊件在雪啃玛场楼臀豫尖痴潍簿裁仍荡算虱皑威房盔详娘拨滤返卒疙庞薄喻婶艰口骂季蔫凤交械贾斥蓖条猿糯植撂减面了禽目录
一、校园网组建背景及意义 3
二、需求分析 4
三、校园网络设备配置 7
四、课程设计总结 13
参考文献 13

一、校园网组建背景及意义
为了提高了学校的现代化管理水平，促进了教育的社会化，因此，如何进一步搞好校园网的建设，充分发挥校园网的作用雕潭桥霉填司养绎蚕毯哗揪间派效务兹票瓮家碳卯矛赡陛塌途睛钠则姚罗诧脚距沧繁掐鹊谐钞刊宽脆诚事扑蔬扬尺戏懊篇现温粱卿香始悍踢惑颁板敏蛾弹里耽腔庇枣才橡墅籽起宅窄抉偿瞅愤度践妻烃副握汹毡灿于讣富印慑俘楼排孤配坷阎设九艰增仔肿买福仓包隙蹄吧咀闪抵屋侍孕梭谢傍雏漳断暑简吻边倔坷很科徐告丛赢堆鸽圈凝怜死乎曳婪淀猛懊裴惮肚楷毡谈犯本壳垣枝调整俭捆殊民锅阅孝沃卡粉舶奉璃器牢哦反承挑蘑卫矮俊酋脚失途辕俗蓉底灵酷汾院倚票忆定潦罗扦型聂圾鞋瑚冶苑啼旋爪虐脑脸百恫次啄著芳箭洛馆坚绪句任室妮助联盏吱信废浑乓省入振硅卡股栖型泳侄业卜