10级网络工程项目设计课程设计实施方案.docx

2013-2014学年第一学期
计算机科学与技术专业（网络工程方向）10级
网络工程项目设计课程设计实施方案
课程设计是大学生（尤其是作为工科专业）必不可少的一个综合性理论实践环节。通过课程设计培养学生综合运用已学过的理论和技能去分析和解决实际问题的能力，加深课程理论的理解和应用，对加强学生的实践动手能力和创新能力具有重要意义。
一、课程设计目的与要求
〈〈网络工程项目设计》课程课程是计算机科学与技术专业（网络 工程方向）的一门专业实践课，其主要内容是规划和设计一个中小型网络，课程设计所涉及的工作过程主要包括网络方案的规划与设计、网络方案的实施等。通过本课程设计，使学生全面了解和掌握网络工 程规划和设计的方法，了解计算机网络工程规划与设计的一般过程，具体包括在白顶向下的网络设计方法中需求分析、逻辑设计、物理设计、优化测试及文档编写，从而可以完成一些类似于校园网或者中小型企业的网络的规划和设计，形成一个详细的设计方案。要求根据对中小型网络分析，设计与构建的基本技术，基本原理，并且最后形成一个详细的网络规划与设计的文档。从而提高学生网络工程的应用能力，使学生可以提高学生分析问题和解决问题的能力和团队协作的能力。
对网络进行规划设计时，一般从以下几个方面进行。
L需求分析
选择一家中小规模的网络，首先要选择一家中小规模的网络，
通过实地调查等形式了解企业的组织结构、网络建设的背景，明确网
络需求和网络性能的评价标准。具体地，包括网络建设的目的与原则、投资规模、现有网络的问题与不足等；网络系统中所包含的信息点的数量、分布及信息流量、应用程序的类型及对QoS的要求、是否需要提供广域网接入和网络安全上的考虑因素等。
(1) 用户需求
目前办公网络主要功能实现办公网络内部资源共享。办公网络可 共享的资源的主要有硬盘、光驱、应用程序、驱动程序以及重要的数 据等。对于办公网络的安全主要涉及的是内部网络共享资源的安全，保护这些重要数据信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。
(2) 技术目标
统一性、完整性、经济实用性、可靠性与有效性、扩展性与先进性、安全性。
安全性：保证办公网络具有信息安全的功能，主要包括：设备的安全性、应用级的安全性、网络级的安全隹、数据级的安全性。由于 办公网络用户离不开与外界进行交流，在享受Interne的服务的同时，防范网络病毒、木马等系统和数据的破坏，防止黑客入侵造成数据丢失或泄密等。
统一性：规划设计办公网络，应统一进行规划，统一设计，分步实施，以方便办公网络的后期管理。
完整性：保证整个办公网络的系统功能、数据安全、网络管理等方面应有充分的保证。
经济实用性：每个公司在组建白己内外计算机网络的时候，都需 要考虑如何最有效的利用网络资源，使有限的硬件设施获得最优的可用带宽，保证建成的网络安全和规范，并且易于维护、扩展和周效使用。因此，在设计中要采用先进的、成熟的、实用性强的技术和性价比高网络产品，不盲目的追求设备的高档、技术的超前，以免造成不必要的资金浪费，从而使系统具有较强的实用性。
可靠性与有效性：规划设计时必须从系统结构、设计方案、设备选型、厂商的技术服务与维修响应能力、设备备件供应能力等多方面考虑，尽可能减少故障发生的可能性，缩小影响面。同时还须考虑与 现有办公设备和事务处理的整合。
扩展性与先进性：进行网络规划设计时应具有较好的扩展性，以
降低系统扩展的投入成本，并能充分满足信息技术高速发展的需要。
能适应近3-5年内的业务增长和突发性事件的需要，确保各级系统的可扩充性和先进性，并注意设备的冗余设计以及网络的负载均衡。
(3) 网络应用
Web、FTP、E-Mail、VOD。
2、逻辑设计
(1) 整体结构设计
根据需求分析，以层次化的网络设计方法，选择合适的网络技
术，设计一个性能价格比相对优化的网络解决方案， 该网络要实现各种资源的兼容性，网络整体安全性、先进性、可靠性，后续网络的可扩展性、易管理性、高有效带宽等。主要包括：
组网技术的选择，子网的划分与隔离，共享资源的配置，应用服务器的设置，IP地址规划等，综合布线系统的规划(工作区子系统，水平子系统，主干子系统，设备间子系统，建筑群子系统，管理子系统，需要考虑机房的安全、布局等等)。
(2) 局部网络结构设计
3、物理设计
主要是：布线、交换机与路由器配置
(1) 网络中心的设计
(2) 每栋楼设计
4、网络设计方案的编写
以通用的网络方案编制规范撰写一个相应的书面文档，在该文档 中要包括需求分析(网络建设的目标与原则)、主干技术的选择、工程总体设计(拓朴结构、功能设计、硬件与软件选择、结构化布线等)、网络管理与安全、投资预算和设备清单。
5、测试
(1) 确定测试范围(对哪个网段测试)
(2) 确定测试内容(连通隹、性能、故障)
二、课程设计的内容
可以白选题目，题目必须是与网络规划设计相关的。
参考题目：
1、规划设计一个拥有2个机位的网吧。要求从以下几个方面进行设计：
1) 需求分析(目的，特点，策略).
2）网络规划设计
① 结构选型（拓朴结构）.
② Interne接 入.
③ 硬件选择（型号，配置）.
④ 软件选择（系统软件，管理软件，应用软件）.
⑤ 传输介质.
3）可行性论证.
① 传输速度.
② 用户接（客户机，操作系统，应用软件，协议）.
③ 管理能力（技术，安全）
④ 投资费用（软件，硬件，安装，布线，培训，维护等）.
⑤ 成本回收等.
2、某中学校园网规划方案的设计
设计要求如下：
1. 建立办公白动化系统
办公楼共有40个信息点。要求通过校园网连至INTERNET ,达 到1M到桌面，并对财务科，人事科等科室进行单独子网管理。
2. 建立考试监控系统
共有教学楼3座，120个信息点。
（1）综合教学楼一个，60个信息点。其中有10个实验室，每个实验室配置1台PC和1个投影仪（此处无须上网）；20个教室，其中一个教室2个摄像机。
（2）普通教学楼1: 40个信息点，共20个教室，其中一个教室2个摄像机。
（3）普通教学楼2: 20个信息点，共10个教室，其中一个教室2个摄像机。
3. 建立综合多媒体教室
信教中心：共120个信息点。有两个多媒体教室，每个教室60台PC。要求可网管，通过校园网上连至INTERNET ，达到1M到 桌面。
4. 为了满足教职工的需要，提高教职工教学条件和水平，大力
发展网上教学，优秀科目科件制作等。将教职工宿舍区的PC通过校
园网上连至INTERNET ，达到10M到桌面，以后可扩展到1M。
5. 学校校园网建设所需PC和投影仪由校方白行选择和安装。学生宿舍由于高中阶段学习生活的特殊性，不进行任何布置。
3、企业网（园区网）设计
每一个企业网（园区网）都有白己的特殊性，包括企业网（园区网）的环境和功能需求，这就要求必须针对这些特殊性进行专门的规划与设计。
1）规划和设计企业网（园区网）的主要步骤：
首先，在规划和设计企业网（园区网）前必须进行详细的需求调研，搞清楚用户现有的网络状况以及建网目标。限于网络方面的专业技术水平，用户往往无法清楚地对需求进行描述，这就需要设计人员揣摩用户的意图，通过各种方式了解用户的需求。
有了需求以后，下一步就是对系统进行分析，对企业网（园区网）
中的主要技术进行选型，根据先进性和实用性相结合，经济性和可扩展性相结合，按可靠性、安全性、可管理性、可维护性的原则进行设计。具体包括主干网技术选型、主干网拓扑结构、Interne接入方式、广域网互连方式、一些组网关键技术等。
接着是进行详细的设计。首先是设备的选型，设备选型必须在满足功能的前提下，遵循相关的设计原则；然后是VLAN的规划、IP
的规划、路由的规划；接着是进行可靠性、安全性的具体规划以及网络的管理规划等。

最后，需要进行综合布线系统设计和机房设计。
2）企业网（园区网）在规划过程中应遵循的原则。
（1）标准化及规范化：采用开放的标准网络通信协议，选择符合工业标准的网络设备、通信介质、网络布线连接件及其相关器件器 材。工程实施遵照国家电信工程实施标准进行。
（2）先进性与成熟性：按照生命周期的原则，系统设计的基本
思想，符合技术发展的基本潮流，使布线系统在其整个生命周期内保持一定的先进性。选择合理的网络拓扑结构，网络工程中所用的设备、器材、材料以及软件平台应选择与网络技术发展潮流相吻合的、先进
的、有技术保证的、得到广大用户认可的厂家产品。
(3) 安全
性与可靠性：为了保证整个网络系统安全、可靠地运行，首先必须在总体设计中从整体考虑系统的安全性和可靠性。在网
络设计阶段以及在工程实施各个阶段都必须考虑到所有影响系统安全、可靠性的各种因素。工程实施完成后，必须按照标准进行严格的测试。
4、高校校园网的网络规划与设计.
高校校园网络的规划设计有多种解决方案，依学校的类型规模和性质的不同，以使网络的设计方案有所不同，体现在技术、应用上更 是不同。学校教师的教学、科研工作和学生的学习生活对一个高速的、资源丰富的和应用多方面的校园网络的需求是迫切的、必需的，也是
网络规划与设计者的目标。
设计与规划高校校园网要求：
1. 设计的校园网方案的设计应符合近、中和长期发展规划
依据学校规模大小，结合学校教学科研的内容及其发展的需要，制定一个在未来十年中的近期、中期及长期的建设规划，以保持网络建设的延续性，并保护先前的投资(含各种硬件、软件及信息资源)能融入不断涌现的新技术和新应用。
2. 合理利用I P地址资源
当申请到一个建网的IP地址之后，必须合理地划分子网，每个 子网中的IP地址要合理使用，既要满足当今的需要，也要预留将来网络扩展时所需，以便有足够的各类服务器连入Internet
3. 注重需求分析
校园网络的规划设计是一个系统建立和优化的过程，建设网络的
根本目的是在Internet进行资源共享与通信。要充分发挥投资网络的效益，需求分析成了网络规划设计中的重要内容，它提供了网络设 计应到达的目标，并有助于设计者更好地理解网络应该具有的性能；结合学校的办学规模、管理需求和师生对教学科研的需要，确立一个性能较高的计算机网络平台。
同时，经过系统的需求分析，网络的设计者还能更好地作出决策，评价现有的网络，提供移植的功能及给所有校内师生更为合适的资源。
4. 合理选择组网技术
5. 校园网络的设计模式
6. 网络硬件的选择
三、课程设计报告写作要求
1. 封面
2. 内容提要
3. 组员分工
4. 目录
5. 正文
（1）用户需求分析。包括节点分布情况、管理需求（用户之间的访问情况）、应用需求、基本的扩展需求（近五年可能的网络扩展 情况）及拓扑结构。
（2）逻辑网络设计。包括技术选型（局域网技术、广域网接入设计、网络应用设计等）；总体设计（拓扑结构图及设计说明，网络的主干、接入带宽及冗余与备份等）；VLan及IP地址规划（包括设备规划表和VLan规划表）；网络管理与安全设计。
（3）物理网络设计。包括综合布线设计：相关设计图，网络中
心的位置及设备，设备列表（设备、型号、名称、互连端），建筑
群子系统互连（各个建筑的互连设备名称及端，线缆或无线连
接），建筑内部的设备间子系统的位置，垂直布线、水平布线进行简要说明；设备选型：交换机选型、路由器选型及性能描述、服务器硬 件选型；服务器软件选型等。
（4）网络设备的配置：主干交换机、路由器及防火墙等的配置，要有注释及相关说明。
（5）网络的测试
6. 课程设计体会
7. 参考文献
四、时间安排
第14周一-第16周，第16周末交课程设计报告
五、分组与指导老师
1. 每5—6个学生为1组。
2. 指导教师：XXX、XXX等。
六、考核办法
演示所设计的系统；回答教师所提出的问题；查看课程设计报告；考勤情况。其中，讲解所设计的网络系统占60%,课程设计报告占20%,回答教师所提出的问题占10%，考勤占10%。
计算机科学与技术系
2013年11月