毕业论文——校园网规划与建设

毕业设计

专业：计算机网络
班级：
姓名：阿坤

毕业设计题目：校园网规划与建设

指导教师姓名： XXX

2019年05月20
摘要
随着网络技术的快速发展，家庭、学生宿舍等场所纷纷布网加入到Internet中，越来越多的家庭或学生宿舍中都不只一台电脑，那么如何架构不受地域性影响，价廉速快的实用型网络。
校园网已成为各学校必备的重要信息基础设施,其规模和应用水平已成为衡量学校教学与科研综合实力的一个重要标志。在某学院校园网目前的实际情况在充分调研的基础上，结合目前技术的发展方向和用户的实际需求，制订了学院校园校园网建设的整体设计方案。通过校园网的设计与建设，实现真正意义上的宽带多媒体网络，为师生提供教学、科研和综合信息服务。
本文在局域网技术和先进发展基础上，分析了建立校园网的意义，建设原则和目的，并详细阐述了其设计方案过程。文章从系统结构、网络方案、管理、布局等方面讨论了校园网络的设计方案。在网络设计中，详细介绍了网络拓扑结构、VLAN划分、IP分配、扩展访问、NAT配置。最后通过相关软件对网络进行管理以及实现网络的安全性。
关键词：局域网，Internet，网络协议，服务器防火墙

目录

摘要 2
第一章:校园网简介 5
1.1 计算机网络的简介 5
1.2 什么是校园网 5
1.3 计算机网络的简介 6
第二章:需求分析 8
2.1 系统功能需求 8
2.2 系统性能需求 9
2.3 设计原则 9
2.4 设计目标 11
第三章:校园网方案设计 12
3.1 逻辑网络设计 12
3.1.1 IP地址规划及VLAN设计 12
3.2 拓扑结构设计 13
3.2.1 层次型结构的提出 13
3.2.2 核心层结构设计 14
3.2.3 汇聚层结构设计 15
3.2.4 接入层结构设计 16
3.3 拓扑结构设计 16
3.4 校园信息源分布 17
3.5 网络设备的选择 18
第四章:综合布线设计 20
4.1 综合布线系统概述 20
4.2 设计依据 20
4.3 布线系统选择 20
4.4 系统设计 21
4.4.1 工作区子系统 21
4.4.2 水平子系统 22
4.4.3 设备间子系统 23
4.4.4 管理间子系统 24
4.4.5 垂直干线子系统 24
第五章:校园网实现 25
5.1 交换机配置 25
5.1.1 核心层配置 25
5.1.2 汇聚层配置 27
5.1.3 接入层配置 28
5.2 路由器配置 30
5.2.1 ACL配置 30
5.2.2 NAT配置 30
5.2.3 静态路由配置 31
第六章:校园网网络管理与安全 32
6.1 网络管理 32
6.2 网络安全 32
总结 34
致谢 35
参考文献 36

第一章:校园网简介
1.1 计算机网络的简介
计算机网络是一种地理上分散的，具有独立功能的计算机通过通信设备和线路连接起来，在配有相应的网络软件的情况下使各个计算机系统能相互自由通信。实现资源共享的系统。从计算机单机本身来看,它虽然可以在很短的时间内处理大量的信息，但是单台的计算机只能在自己有限的范围内工作即使它的存储容量再大也是极其有限的，因此,便产生了在计算机之间交换数据的需求,此外在如何节约使用外部设备等需求，也导致了计算机网络技术的产生,奕质上计算机网络技术是信息传播技术和信息处理技术结合的产物。计算机网络如按网络的组建规模和延伸范围来划分的话，可分为：
局域网(Local Area Network,LAN)
城域网(Metropolitan Area Network,MAN)
广域网(Wide Area Network,WAN)
我们经常用到的因特网(Internet)属于广域网校园网属局域网。未来的网络技术将向着使用简单、高速快捷、多网合一、安全保密方向发展。
1.2 什么是校园网
首先，校园网是利用先进的建筑综合布线技术构架安全、可靠、便捷的计算机信息传输线路;其次，校园网的建设必须考虑到为学校教学、教育科研，利用成熟、领先的计算机网络技术规划计算机综合管理系统的网络应用,提供优质的网络化教学环境。因此，校园网应当是宽带、具有交互功能和专业性较强的计算机局域网络。校园网除了需要有必备的硬件设备和操作系统平台外，利用全面的校园网络管理软件、网络教学软件，实现学校多媒体教学资源、教师备课系统、电子图书阅览检索、多媒体教学软件开发平台、校园网站和教学资源网站建设等功能。为学校提供教学、管理和决策三个不同层次所需要的数据、信息和知识的一个覆盖全校管理机构和教学机构的基于Interne t/Intranet技术的大型网络系统。校园网还应具有教务、行政、总务管理功能，可以进行课程管理、学生成绩与学籍管理、图书资料管理等教学教务管理，也可以进行档案管理(含人事、教师档案等)、处室管理等行政事务管理，总务后勤管理包括财务管理、设备、房产等。
校园网应该具有较先进的水平，体现现代教育思想，要把建设校园网的规划与学校的长远发展规划统一起来，同时把服务教学作为网络建设的着眼点和落脚点。
校园网是不以盈利为目的的。校园网上提供大量的免费资源，供广大师生工作学习之用，它所涉及的范围并不局限于校园内部。有些人认为:校园网就是大学校园围墙里面的网，即围墙里面的就是校园网，围墙外面的就是公网。这种看法是错误的。校园网的界限，并不是以用户终端所处的地理位置范围来的界定的，而是以校园网提供的接入服务范围来界定的。在校园围墙内可以有公网，在校园围墙外也可以有校园网
1.3 计算机网络的简介
1、信息传递
这是校园网络最基本的功能之一，用来实现电脑与电脑之间传递各种信息，使分散在校园内不同地点的电脑用户可以进行集中的控制管理。在校务部门建立网络服务器，可以为整个校园网络提供各类教学资源，并对这些资源进行综合管理。
2、资源共享
信息资源共享。通过接入DDN或ISDN，很容易将校园网连接到internet,这样，网络内的各电脑终端不但可以互通信息资源，而且可以享受网络服务器上的相关数据及internet网，上取之不尽，用之不竭的巨大信息资源，校园网在教学活动中的作用也将成倍地增强。
硬件资源共享。网络中各台电脑可以彼此互为后备机，一旦某台电脑出现故障，它的任务就由网络中其他电脑代而为之，当网络中的某台电脑负担过重时，网络又可将新的任务转交给网络中较空闲的电脑完成。
3、网上资源提高教学质量，方便教学
以往传统的教学手段已经不能够满足时代进步的需要，学生也对粉笔和黑板的教学逐渐感到厌烦了。现在的大部份学生每天都要上七、八节课，如果整天对着枯燥无味的书本，学生已经没有什么兴趣了。如何把课本里的东西，变得生动、形象，在以前是很难的，但现在就不算什么，依靠信息技术，从互联网我们可
以找到教学资源，并可应用到教学中。网络可以进行图、文、声并茂的多媒体教学，可以取代语言实验室进行更生动的语言教学，也可以利用大量现成的教学软件,提供一个良好的教学环境，这些都是以往任何教学手段所不能达到的。校园网络不但可以在校内进行网络教学，还很容易同外界大型网络连结,形成更大范
围的网络交互学习环境。这样的教学方式，大大提高了学生的学习兴趣，教学效果好，老师也就提高了教学的质量，真是一举二得。
第二章:需求分析
2.1 系统功能需求
校园网作为学校重要的办学资源,必须具备教学、管理和通讯交流三大功能。通过校园网，教师可以随时随地快速浏览和查询网上的资源，方便进行备课、科研等工作；对于学生来讲,可以在宿舍里通过接入校园网的个人电脑快速地浏览和查询校园网上的学习资料实现远程学习;管理人员对教务、图书馆文献、学生学籍、财务等方面的息化网络化管理也都要通过校园网的应用来实现。这些构想都为校园网的建设提供了明确的目标。
（1）建立教学资源资料库，用于存放科研成果和教学课件等资料,用于辅助教学。
（2）建立多媒体教室、多媒体多功能厅以及多媒体多功能实验室。
（3）建立学生电子阅览室。拓展学生视野,增强学生的自学能力和搜索、处理信息的能力。
（4）建立远程访问系统,在宿舍里或家里能随时利用校园网备课、办公和接入因特网。
（5）建立多媒体课件制作中心。为学校探索新模式教学，钻研新教学方法，进一步完善学校教学信息资料库。
（6）建立校园MIS及0A系统，实现计算机辅助管理与办公的自动化。
（7）建立图书文献管理系统，实现图书的快速检索、到期催还、自助还书、自助续借等功能，使图书馆完全信息化自动化管理。
（8）建立对外信息站点，让学校信息可以通过因特网对外服务。
（9）提供内外E- IMAIL 等信息交流服务，方便学校管理者、教师、学生等联络及合作。
（10）实现多媒体信息交换、视频点播、网络会议、网络电话、远程教育等功能。
（11）建立电子门]禁系统和安全监控系统,全校远程巡视监控。
2.2 系统性能需求
不同应用及数据流所占用带宽分析:
基础信息服务约占用 100MB
视频电话、网络会议、数字音频约占用 100~500M
视频流媒体播放 500~1000M
WWW、FTP、 E-Mail服务约占用 10M
文件传输、Internet 访问约占用 15M
由以上数据可以满足所有应用要求，单个用户所独占的网络带宽必须在
10M以上，加上网络上固有的广播风暴,设计目标是使单用户在某一个时间
独占的带宽不小于100M。这样就足以实现网络视频播放、计算机网络和各种网络服务合一，而且也符合现今主流的10M/100M自适应网络的要求。
2.3 设计原则
校园网建设，要为教育教学服务,为促进学校教育现代化服务。要紧密结合教育教学的需要和经济承受能力的实际，本着高效、适用的原则，有计划、有重点,分地区、分层次，积极稳妥地推进校园网建设。要严格规范校园网建设及相应的软件开发标准,确保信息化校园的整体建设规划和管理要求的落实。
主要选择千兆(适合于高校)或百兆以太网技术来构建校园网络,对两层结点和桌面微机的接入也采用快速以太网，建立-一个基于多层、全交换的虚拟园区网。
1、高性能与技术先进性
校园网络系统的运行需要要有足够大的带宽，同时要具备强大的数据通信能力;网络主干不仅要有好的可扩展性，还要有较快的速度,使校园网能及时、快速地处理数据。
2、高可靠性
校园网络要有较高的可靠性、较好的稳定性和足够的冗余,来提供拓扑结构及设备的冗余和备份。在网络设备.上提供冗余配置,在发生故障的时候设备能以热插拔的方式进行短时间恢复,将对网络系统的影响减到最小，避免由于网络故障造成用户数据的损失。
3、可管理性
强有力的网管软件是有效地进行网络管理的助手，网管软件应能够支持对网络进行设备级和系统级的管理，并能支持通用浏览器进行网络设备的管理及配置。灵活的设置每个用户对Internet访问功能，能够对每个用户实行管理;并且能够实现计费管理。
4、可扩充性
应用规模的不断扩大，同时也要求网络可以方便地扩充容量,支持更多的用户及应用。网络必须要具有良好的可扩充性，来应对网络技术的不断发展，保证现有的投资。
5、实用性
校园网络不仅要适应当前社会的潮流，满足用户当下的需求，更要不断地更新发展，适应新技术的要求。目前来讲，最起码要实现语音、图像信号的传输才能满足大部分用户的需求。
6、灵活性
校园网综合布线系统要具有灵活的特性，可以根据不同的需求接入不同的设备，如打印机、终端或电话、传真机、扫描仪或者各类传感器件等设备。使校园网的功能多元化。
7、模块化
除了固定在建筑物里面的水平线缆之外，其它的接插件都是基本式的标准件。利用这些标准件，可以互连所有语音、图像和数据。
8、三层交换技术
通过三层交换技术，特别是基于硬件的三层交换技术，可以充分地利用交换机的包处理能力，真正实现线速交换。
9、对多媒体应用的支持
多媒体信息的传输需要大量的带宽，如果网络的配置不达标，会严重影响用户的上网质量。作为校园网，不仅要在主干网上提供合适的带宽满足用户的上网需求，还要保留一定的冗余供突发的数据传输使用，尽一切办法降低网络延迟。在服务质量、预留宽带设置、合理进行带宽管理方面整个网络应提供优良的品质。

2.4 设计目标
随着经济的发展，信息起着越来越重要的作用。计算机、网络和多媒体等信息技术的飞速发展，信息的传递越来越快捷,信息的处理能力变得越来越强，信息的表现形式也越来越丰富,这些都对社会经济和人们的生活产生了深刻的影响。这一切促使通信网络由传统的电话网络向高速多媒体信息网发展。web技术和多媒体技术的出现，近几年来Internet得到了突飞猛进的发展，联入网络的节点和信息资源迅速增长。
为了满足广大大学生的学习需要，教职工教学，办公需求。建立一个基于校园.Intranet的信息管理和应用的网络系统，并提供相应的各种服务。共享网络上各种软、硬件资源，快速、稳定地传输各种信息，并提供有效的网络信息管理手段。采用开放式、标准化的系统结构,以利于功能扩充和技术升级。能够与外界进行广域网的连接，提供、享用各种信息服务具有完善的网络安全机制。能够与原有的计算机局域网络和应用系统平滑地连接，调用原有各种计算机系统的信息。
简言之，将校园内各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园园区内部的Intranet系统,对外通过路由设备接入广域网。
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