东港学院网络课程设计报告.docx
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东港学院网络课程设计报告.docx
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东港学院网络课程设计报告
淮海工学院计算机工程学院
课程设计报告
设计名称:
计算机网络课程设计
姓名:
学号:
专业班级:
系(院):
计算机工程学院
设计时间:
2012.6.25~2012.7.6
设计地点:
计算机网络实验室
成绩:
指导教师评语:
签名:
年月日
一、课程设计目的
计算机网络课程设计是计算机及相关专业的实践环节之一,是学习完《计算机网络》课程后进行的一次全面的综合练习。
其目的在于加深对OSI七层模型、TCP/IP模型的各层功能和设计思想的理解,掌握组建计算机网络的基本技术,特别是网络规划、路由器等网络设备的基本功能与选型以及网络应用服务器的基本配置,提高学生的应用能力和动手实践能力。
二、设计题目及要求
以淮海工学院东港校园为背景,设计一个校园网方案。
淮海工学院的东港校区为办公区、教学区和生活区三部分。
现假设:
办公区中各楼宇名为:
行政楼,图书馆;教学区楼宇名为:
主楼、新楼、实验楼、大学生活动中心楼等;生活区中楼宇名为:
郁州书院楼、瀛洲书院楼、凌州书院楼、海州书院楼,女生宿舍楼,教师住宅区、以及各食堂和学生创业街。
如果每个办公室、宿舍等各类房间各配置一个信息点,假设使用预留的INTERNET地址,试根据东港校区的应用需求和管理需求、各建筑物的地理分布、确定信息点个数及信息点分布,设计出东港校区的校园网方案。
方案中应明确东港校区网管中心的位置,确定拓扑方案,进行IP地址规划,完成设备选型,注明各种设备、设施和软件的生产商、名称、型号、配置与价格,并分别给出其价格的出处(如网站等),基本确定方案的预算。
构建一个小型局域网,完成服务器配置,并能实现个人Web信息发布。
要求:
1、根据要求对指定园区建网进行需求分析,提交需求分析报告;
2、在需求分析的基础上进行系统设计、技术选型,规划、设计网络的逻辑拓扑方案、布线设计等,划分子网,设计子网地址、掩码和网关,为每个子网中的计算机指定IP地址;
3、根据条件进行设备选型,决定各类硬件和软件的配置和经费预算方案;
4、构建一个小型的局域网,实现Web服务器、FTP服务器的安装与配置,并能实现个人Web信息发布。
三、设计说明书
3.1网络需求分析
随着信息时代的到来,校园网已经成为现代教育背景下的必要基础设施,成为学校提高水平的重要途径。
校园网络的主干所承担的信息流量很大,校园网络的建设的目标是在校园内实现多媒体教学、教务管理、通信、双向视频点播(VOD)等信息共享功能,能实现办公的自动化、无纸化。
能通过与Internet的互联,为全校师生提供国际互联网上的各种服务。
教师可以制作多媒体课件以及在网上保存和查询教学资源,能对学生进行多媒体教学和通过网络对学生进行指导与考查等。
学生也可以通过在网上浏览和查询网上学习资源,从而可以更好地进行学习,校园网能为学校的信息化建设打下基础。
根据本校园实际情况主要应用需求分析如下:
用户的应用需求:
所有用户可以方便地浏览和查询局域网和互联网上的学习资源,通过WWW服务器、电子邮件服务器、文件服务服务器、远程登录等实现远程学习,此外为教务处提供教务管理、学籍管理、办公管理等。
通信需求:
通过E-mail及网上BBS以及其它网络功能满足全院师生的通信与信息交换的要求,提供文件数据共享、电子邮箱服务等。
信息点和用户需求:
按照要求本校园网内信息点总数为850个,
其中办公区需要的信息点为50个行政楼25个,图书馆25个;教学区为300个:
除新楼需要120个信息点外,主楼,实验楼,大学生活动中心各需要60。
生活区:
海州书院、瀛州书院、郁州书院、凌州书院、女生宿舍楼,教室住宅区各需设置信息点的个数为80;食堂和学生创业街为20:
生活区中每个建筑物里每个门洞设置1个信息点
电子邮件服务器、文件服务服务器等为内部单位服务,WWW服务器、远程登录等实现远程学习,从外部网站获得资源。
性能需求:
此校园网络支持学校的日常办公和管理,包括:
办公自动化、图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等。
支持网络多媒体学习的信息传输要求。
安全与管理需求:
学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高,如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等可以通过分布式、集中式相集合的方法进行管理。
网络安全对于网络系统来说是十分重要的,它直接关系到网络的正常使用。
由于校园网与外部网进行互联特别是和Internet的互联,Internet是一个开放式网络系统,它的安全性是很差的。
因此安全问题更加重要。
应该采用一定的技术来控制网络的安全性,从内部和外部同时对网络资源的访问进行控制。
当前主要的网络安全技术有,用户身份验证,VLAN划分,防火墙等技术。
网络系统还应具备高度的数据安全性和保密性。
现有网络分析:
校园网在国内发展还不成熟,学校、媒体甚至计算机业界,对校园网都缺乏全面、深入的理解和认识,带有一定的盲目性和偏见。
同时因为应用软件匮乏造成了只注重有形网络建设而忽略了无形文化建设的后果,使大多数校园网失去应有功效,本校现有校园网同样存在这样的问题。
因而建设网络之前应确定明确的设计目标,将原有校园网进行重新调整,发挥更有利学校的作用。
3.2网络拓扑设计方案
考虑到地理位置和服务点等因素,将网络中心设在主楼,以主楼为中心,用光纤连接到其它建筑物,构成淮海工学院东港学院校园网光纤主干。
通过DDN专线将整个校园网连入教育科研网CERNET,即连入国际互联网,同时接入电信网。
网络结构分成三层:
核心层、汇聚层、接入层。
考虑传输高速率和扩展的需求,校园网整体采用光纤传输。
网络主干采用6芯多模光纤。
网络中心到主建筑物结点采用六芯多模光纤连接,在全双工条件下传输距离可达两公里。
光纤布线采用星形拓扑结构,这样当过渡到ATM时,不需要重新布线可使整个网络保持原有的拓扑结构
本校园网网络系统的设计采用层次化的设计方法,即核心层、分布层(汇聚层)和接入层。
图1网络设计的层次图
以上特点分层网络结构可以获得良好的扩展性,根据实际需求,整个校园网采用星型结构,并分为核心层(分布于网管中心内)和访问层(分布在各宿舍楼、教学楼内,包括分布广泛的各种低端网络连接/交换设备及各种终端设备)二层。
对于整个网络的拓扑结构为混合型结构,以快速交换机为网络中心的星型结构,各部门以二级交换机为主结点的树型结构。
本校园网络设计的层次拓扑结构图如图2所示:
图2层次拓扑结构图
网络系统设计原则
由于计算机与网络技术的特殊性,网络建设需要考虑以下一些因素:
系统的先进性、体统的稳定性、系统的可扩展性、系统的可维护性、应用系统和网络系统的配合度、与外界网络的连通性、建设成本的可接受度等。
(一)、选择带宽高的网络设计
校园网应用的具体要求决定了网络必须采取高带宽网络。
多媒体课件包含了大量的声音、图像和动画等信息,需要高带宽的网络通信能力的支持。
在构建校园网时,不能由于网络传输速率的不足,而影响整个网络的整体性能,使传输速率成为网络传输的瓶颈。
所以校园网尽可能地采用最新的高带宽网络技术。
(二)、选择可扩充的网络架构
校园网络的用户数量或服务功能是逐步提高的,网络技术也是日新月异的,新技术新产品不断地涌现。
一般情况下,校园网络的建设资金用量非常大,对于学校来说,办学资金是比较紧张的,所以在校园网构建是,宜采用当时最新的网络技术,结合学校财力,实行分步实施,循序渐进。
这就要求在网络构件时要选择具有良好可扩展性能的网络互连设备,有效地保护现有的投资。
(三)、充分共享络资源
组建计算机网络的主要目的是实现资源共享,这个资源包括硬件资源、软件资源。
网络用户通过网络不仅可以实现文件共享、数据共享,还可以通过网络实现网络设备的共享,如打印机、存储设备的共享等。
(四)、网络可管理性,降低网络运行及维护成本
降低网络运营成本和维护成本是网络设计过程中必须考虑的一个环节。
只要在网络设计时选用支持网络管理功能的网络设备,才能为将来降低网络运行及维护成本打下坚实的基础。
(五)、网络系统与应用系统的整合
校园网络构建了校园内部通畅的数据流通路了,为应用系统发挥更大的作用打下了基础。
网络系统与应系统要能够很好的融合,才能发挥校园网的效率和优势,构建校园网的目的并不是只为了人们浏览Internet的方便。
校园网平台要能够为学校的图书资料管理、网络考试、课件制作、教师档案管理、校长办公系统、多媒体教学等提出技术的支持和帮助。
应用系统应能够在网络平台上,与硬件平台很好的结合,发挥出网络的优势。
(六)、建设成本
考虑校园网工程在建设方面都希望成本较低,整个网络系统有较高的性价比,在设备选型等方面选用性价比高的网络产品。
(七)、高可靠性
网络要求具有高可靠性、高稳定性和足够设备冗余和备份,防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪,避免网络出现单点失效的情况。
在网络干线上要提供备份链路。
在网络设备上要提供适当的冗余配置。
采用各种有效的安全措施,保证网络系统和应用系统安全运行。
安全包括4个层面-网络安全,操作系统安全,数据库安全,应用系统安全。
由于Internet的开放性,世界各地的Internet用户也可访问校园网,校园网将采用防火墙、数据加密等技术防止非法侵入、防止窃听和篡改数据、路由信息的安全保护来保证安全。
同时要建立系统和数据库的磁带备份系统。
各主要楼节点的交换机分别用光纤与网络中心的中心交换机相连接,构成校园网千兆位以太网的主干网络,各节点交换机至桌面采用超5类双绞线100Mbps交换。
因此本校园网络设计的拓扑结构图如图3所示:
图3网络设计的拓扑结构图
3.3设备和软件的配置与购置方案
配置原则总体上要能满足通信,教学和方便管理三大功能。
有两种重要的配置原则
其一,使用CiscoWS系列。
可提供大量的高速以太网端口,具有强大的QoS能力和精细化用户管理;模块板支持热插拔,电源系统采用冗余热备份;支持STP/RSTP/MSTP协议和VRRP协议,能够满足苛刻的电信级网络可靠性要求;支持双路电源供电,同时保证在增加新的网络接口时性能呈线性增长。
其二,选用Quidway®S3000-EI系列智能二层交换机是华为3Com公司为充分满足高QOS保证的需求而推出的智能型以太网交换机。
系统采用高性能的ASIC,采用灵活的模块化结构,提供二到七层的智能的流分类和和完善的服务质量,实现完备的业务控制和用户管理能力,可作为关注业务管理控制和网络安全保障能力的企业网和城域网的接入层交换机,同时提供多种中/高速LAN接口的选择,支持静态路由、RIPv1,OSPF、ECMP,具有较强的QOS/ACL能力。
3.3.1硬件方面:
主干网用千兆光纤,各楼中均用双绞线为每幢楼设置信息点,生活区中每个建筑物里每个门洞设置1个信息。
各楼中交换机与桌面之间采用超5类双绞线100Mbps交换。
设置Web服务器、FTP服务器、E-mail服务器和代理服务器各一个。
1、办公楼
作为网络管理中心,要具备高性能的数据交换能力,要保证校园网的安全,平稳的运行。
(1)核心交换机:
CISCOWS-C4506(1台)
图4
价格:
22000元
表1
主要参数
∙产品类型:
企业级交换机纠错
∙应用层级:
四层纠错
∙传输速率:
10/100/1000Mbps纠错
∙交换方式:
存储-转发纠错
∙背板带宽:
100Gbps纠错
∙包转发率:
75Mpps纠错
端口参数
∙端口结构:
模块化纠错
∙扩展模块:
1个超级引擎插槽数+5个线路卡插槽纠错
∙传输模式:
支持全双工纠错
功能特性
∙网络标准:
IEEE802.3,IEEE802.3u,IEEE802.3,IEEE802.3z,IEEE802.3x,IEEE802.3ab纠错
∙VLAN:
支持纠错
∙QOS:
支持纠错
∙网络管理:
SNMP管理信息库(MIB)II,SNMPMIB扩展,桥接MIB(RFC1493)纠错
其它参数
∙电源电压:
220V纠错
∙产品尺寸:
440×317×440mm纠错
∙产品重量:
18.37kg纠错
∙环境标准:
工作温度:
0-40℃
工作湿度:
10%-96%(无凝结)
存储温度:
-40-75℃
存储湿度:
10%-96%(无凝
网址:
(2)引擎模块:
CISCOWS-X6148-RJ45(2块)
图5
价格:
2.18万元
网址:
表2
详细参数
产品类型
交换机模块
产品概述
48端口,10/100M以太网模块,可支持语音(RJ45接口)
(3)模块接口卡:
CISCOWS-X6548-GE-TX(端口光电两用)(2块)
图6
价格:
7万元
表3
产品概述
∙产品类型:
广域网模块纠错
∙产品概述:
48-端口10/100/1000BASE-T模块
网址:
(4)交换机电源:
全汉500-702UC-80plus(2个)
图7
价格:
850元
网址:
(5)路由器:
CISCO7301(1台)
图8
价格:
5.15万元
表4
基本参数
∙路由器类型:
电信级高端路由器纠错
∙网络协议:
IP,IPX,DLSW,AppleTalk纠错
∙传输速率:
10/100/1000Mbps纠错
∙端口结构:
模块化纠错
∙局域网接口:
3个纠错
功能参数
∙防火墙:
内置防火墙纠错
∙Qos支持:
支持纠错
∙VPN支持:
支持纠错
∙网络管理:
NBAR,用于带宽管理纠错
其他参数
∙处理器:
700MHz集成式处理器纠错
∙产品内存:
最大DRAM内存:
256MB
最大Flash内存:
64MB纠错
∙电源电压:
AC100-240V
DC-40.5--72V纠错
∙产品尺寸:
43.9×439×352mm纠错
∙产品重量:
4.76kg纠错
∙环境标准:
工作温度:
0-40℃
储存温度:
-20-65℃
湿度:
10%-90%(非冷凝)
网址:
(6)防火墙:
CISCOASA5520-K8
图9
价格:
3.35万元
表5
主要参数
∙设备类型:
VPN防火墙纠错
∙并发连接数:
280000纠错
∙网络吞吐量:
450Mbps纠错
∙安全过滤带宽:
225Mbps纠错
∙用户数限制:
无用户数限制用户纠错
∙网络端口:
4个千兆以太网接口+1个快速以太网接口纠错
∙控制端口:
console,2个RJ-45纠错
∙VPN支持:
支持纠错
∙管理:
思科安全管理器(CS-Manager),Web纠错
∙安全标准:
UL1950,CSAC22.2No.950,EN60950IEC60950,AS/NZS3260,TS001纠错
一般参数
∙电源:
100-240VAC,50/60Hz纠错
∙产品尺寸:
362×200.4×44.5mm纠错
∙产品重量:
9.07kg纠错
∙适用环境:
工作温度:
0℃-40℃、工作湿度:
5%-95%(非冷凝)、存储温度:
-25℃-70℃、存储湿度:
5%-95%(非冷凝)纠错
∙其他性能:
既可以实现强大的安全保护,又可以避免在多个地点运行多个设备的高运行成本纠错
产品特性
∙产品特性1:
1个SSM扩展插槽,2个USB2.RAM:
512MB,FLASH:
64MB
网址:
(7)服务器:
IBMSystemx3850X5(7145i19)(3台)
图10
价格:
6.2万元
表6
基本参数
∙产品类别:
机架式纠错
∙产品结构:
4U纠错
处理器
∙CPU类型:
Intel至强7500纠错
∙CPU型号:
XeonE7520纠错
∙CPU频率:
1.866GHz纠错
∙智能加速主频:
1.866GHz纠错
∙标配CPU数量:
2颗纠错
∙最大CPU数量:
4颗纠错
∙制程工艺:
45nm纠错
∙三级缓存:
18MB纠错
∙总线规格:
QPI4.8GT/s纠错
∙CPU核心:
四核纠错
∙CPU线程数:
八线程纠错
主板
∙扩展槽:
7×半长PCI-E纠错
内存
∙内存类型:
DDR3纠错
∙内存容量:
16GB纠错
∙内存描述:
4×4GBPC3-8500纠错
∙最大内存容量:
1TB纠错
存储
∙标配硬盘容量:
标配不提供纠错
∙最大硬盘容量:
4TB纠错
∙内部硬盘架数:
最大支持8块串行连接的SCSI(SAS)或16块SASSSD硬盘纠错
∙热插拔盘位:
支持热插拔纠错
∙RAID模式:
46C7483)纠错
网络
∙网络控制器:
双千兆网卡纠错
管理及其他
∙散热系统:
热插拔风扇纠错
∙系统管理:
AlertonLAN2,服务器自动重启,IBMSystemsDirector,IBMServerGuide,集成管理模块(IMM),光通路诊断(单独供电),适用于硬盘驱动器/处理器/VRM/风扇/内存的PredictiveFailureAnalysis,WakeonLAN,动态系统分析,QPIFaildown,单点故障转移纠错
∙系统支持:
WindowsServer2008(Standard,Enterprise和DataCenterEdition,32位和64位)
32位和64位RedHatEnterpriseLinux
SUSEEnterpriseLinux(Server和AdvancedServer)
VMwareESXServer/ESXi4.0纠错
网址:
(8)Web服务器软件:
CABAB11/WindowsAgentforOracle(BABWBR1100F16)
图11
价格:
价格面议(预估5万元)
表7
系统要求
∙适用硬件环境:
奔腾系统,内存:
操作系统和应用程序要求之外增加了256MB的RAM,推荐:
操作系统和应用程序要求之外增加512MB的RAM(或更高,以实现更好的性能).安装MicrosoftWindows(典型安装)后需要500MB硬盘空间,如需安装BackupExec数据库和目录,则需要更多空间.视频设置要求:
800*600分辨率纠错
∙适用软件环境:
MicrosoftWindows系统纠错
∙版本类型:
终端服务器版纠错
∙详细说明:
BrightStorARCserveBackupforWindows为分布式环境提供可靠的恢复和备份。
该易于使用的解决方案用于实现MicrosoftWindows备份服务器,能够保护MicrosoftWindows、Netware、Linux及UNIX服务器和客户机。
BrightStorARCserveBackupforWindows提供单驱动器磁带库的内置支持,同时借助创新的技术最大限度提升性能和可扩展性,这些技术包括:
磁带库、映像、灾难恢复、存储局域网(SAN)、无服务器备份、NAS(NDMP)、跨平台管理和磁带RAID选件。
此外,通过可选的"热"保护代理(AgentforOpenFile、SQL、Oracle、SAP/R3、Informix、AdvantageTMIngresEnterpriseRelationalDatabase、Sybase、MicrosoftExchange和LotusNotes),进而实现24×7的可访问性
网址:
(9)vpn服务器软件:
迅博VPN服务器软件(高级版)(1套)
图12
价格:
9800
网址:
(10)邮件服务器软件:
magicWinmailServer4.6白金版(不限邮箱数许可)
图13
价格:
1.85万元
网址:
(11)主机:
华硕BM6650(i72600/2GB/500GB)
图14
价格:
1.82万元
表8
基本参数
∙产品类型:
商用电脑纠错
∙操作系统:
Windows7HomeBasic(家庭普通版)纠错
∙主板芯片组:
IntelH67纠错
处理器
∙CPU系列:
英特尔酷睿i72代系列(SandyBridge)纠错
∙CPU型号:
Intel酷睿i72600纠错
∙CPU频率:
3400MHz纠错
∙最高睿频:
3800MHz纠错
∙总线:
5.0GT/s纠错
∙三级缓存:
8MB纠错
∙核心代号:
SandyBridge纠错
∙核心数:
四核心纠错
∙制程工艺:
32nm纠错
存储设备
∙内存容量:
2GB纠错
∙内存类型:
DDR31333MHz纠错
∙内存插槽:
4个DiMM插槽纠错
∙硬盘容量:
500GB纠错
∙硬盘描述:
7200转,SATA3纠错
∙光驱类型:
DVD-ROM纠错
∙光驱描述:
支持DVDSuperMulti双层刻录纠错
显卡
∙显卡类型:
独立显卡纠错
∙显卡芯片:
AMDRadeonHD6470纠错
∙显存容量:
1GB纠错
∙显卡描述:
DirectX11纠错
显示器
∙屏幕尺寸:
19英寸纠错
∙屏幕描述:
CCFL宽屏纠错
音频
∙声卡描述:
集成5.1声卡纠错
网络通信
∙网卡描述:
1000Mbps以太网卡纠错
接口
∙USB接口:
4×USB2.0+2×USB3.0纠错
∙PS/2接口:
1×PS/2接口纠错
∙音频接口:
耳机输出接口,麦克风输入接口纠错
∙视频接口:
VGA,HDMI纠错
∙网络接口:
RJ45(网络接口)纠错
∙其它接口:
电源接口,DVI-D纠错
∙读卡器:
多功能读卡器
网址:
(12)操作系统:
Microsoftwindows2008server中文企业版25用户come(4套)
图15
价格:
1.98万元
表9
基本内容
∙包装说明:
彩盒包装纠错
∙语言版本:
中文版纠错
∙许可数量:
25用户
∙详细说明:
MicrosoftWindowsServe
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- 特殊限制:
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