计算机网络搭建校园局域网.doc

计算机网络课程设计报告设计题目：尧山中学校园网络方案设计学 院 经济与管理学院 专 业 信息管理与信息系统 班 级 信管122 学 号 3120561048 姓 名 张肖 指导教师 严峻/薛宏全 2014年6月23日 2014年6月27日 目录前言21 需求分析21.1 校园网的含义及发展现状21.3 需求分析42相关理论及设计思路62.1相关理论62.2设计思路63 方案设计63.1局域网技术选取63.2传输介质选取73.3主干网传输技术选取73.4 IP地址分配方案与划分子网7子网地址7子网掩码73.5 Internet接入方案设计73.6中心机房设计73.7网络拓扑图设计83.8设备选型103.9 网络工程报价104 总结115 参考文献12 前言 本次课程设计我将以我的高中尧山中学作为实验对象展开校园网的设计。在日新月异的网络时代，信息技术的迅猛发展和广泛、深入地应用，推动了各行各业的技术进步，带来了新技术革命的蓬勃发展，也向教育提出了严峻挑战，推动着一次新的教育革命。教育如何迎接信息技术发展的挑战，正是我们必须认真思考和探索试验的事情。教育的迅速发展对教学手段和教育管理体系的要求越来越高，运用计算机多媒体和网络技术来促进教育的全面改革已势在必行。现在是经济高速发展、时尚变化飞快的时代，我们能明显地感受到，我们对文化的需求越来越大，我们的生活离不开对文化的追求身处大学校园，身边大多数人尚没有经济收入，但我们仍感受到很浓厚的时尚氛围，感受到大学生在服饰、饮食、发型甚至是恋爱观的变化速度等方面都与时尚接轨。而校园网，就是体现大学生时尚观的一个重要方面，大学生大部分的空闲时间都离不开网络，离不开时尚信息的交流。校园网经历了十几年的普及和发展，其带宽日益增加，应用逐渐增多，功能不断完善，已经成为学校的管理、教学和科研工作不可或缺的软硬件基础平台。网络带宽的逐渐增加使得视频会议、VOD点播、远程互动式教学成为可能，而这些应用中对传输速度和网络带宽的要求又推动网络技术不断发展。 尧山中学蒲城县尧山中学是蒲城籍的爱国将领杨虎城创办的一所具有光荣历史和优良传统的省级重点中学，位于蒲城县尧山路中段，中心广场北500处，有现代化教学大楼（6600平方米）、学生食堂（3000平方米）、学生 公寓楼（6700平方米）、青少年活动中心楼（3502平方米）、教师餐厅、浴池等；整修了所有建筑物，以国家I类标准装备了各部（室）；建成完善了微机 室、电子备课室、资料室和校园网络；还投资数百万元，加强校园文化建设，兴建了尧馨园、思远园、时代科技园、文化墙等，办学条件得到了极大的改善。学校原 建筑面积不足20000平方米，现增加为43415.5平方米，办学规模也由原来的36个班发展为72个班，在校学生达到5000余人。1 需求分析 1.1 校园网的含义及发展现状 校园网络是指在校园范围内，将计算机以相互共享资源（硬件、软件，数据）的方式连接起来，同时具有进行教学、管理和信息服务等功能的计算机系统的集合。校园网是在学校范围内，在一定的教育思想和理论指导下，为学校教学、科研和管理等教育提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络。在我国，近年来校园网建设发展迅速，到目前为止仅在我国中小学就有近6000所学校建设了校园网。他们为我国中小学内部实现教育的资源共享、信息交流和协同 工作提供了较好的范例。然而，随着我国各地校园网数量的迅速增加，校园网之间如何实现教育的资源共享、信息交流和协同工作的要求越来越强烈。 高校校园网的发展可分为三个阶段：第一个阶段是大部分学校没有网络设备阶段，我国已经基本渡过这个阶段，据不完全统计，我国现在大学校园网的覆盖率已经达到100%。第二个阶段是学校网络设备处于比较杂乱的阶段，我国现有高校的大部分校园网都处在这个阶段。第三个阶段是学校的校园网可以提供一个高效、安全的平台，为高校的教育事业发展提供良好的条件。这个阶段也是我们校园网发展的更高目标。1.2 校园网的主要功能 学校信息化建设在校领导的全面规划和领导下，在全体教师和学生广泛参与下，目前面貌一新，内容丰富多彩，栏目合理有序。整个校园网内容函盖了教育管理、教学教务管理、总务管理、学生管理以及可充分体现网络优势的在线学习和考试等方面内容。根据学校规划的“建网、建库、建队伍”总体思想指导，我校校园网各栏目目前均可实现动态管理和动态更新。其中具有特色的栏目为“五库两网一室”建设，即校内资源库、教师档案库，学生管理库、网上在线考试库、网上办公库、校园网、校农业网和电子备课室。具体说明：校内资源库可以实现学校内部资源的全面共享，真正实现校园网为学校服务的职能。教师通过注册登录后，可以将手中的试卷、论文、教案、论文、课件以及各种作品、程序均可保存在学校网络中，即方便了同专业教师之间的交流，又方便了今后查找的困难。学生管理库：本模块可以同时实现教务管理中学生成绩管理与德育处学生学籍管理功能，另外还可实现学生在线查分的功能，提高了学校教务处与德育处的工作效率。同时也真正体现了校园网为教学服务的思想。实现方法为：学生只能查看分数，不能修改，而教务处与政教处可以实现后台管理，实现学籍与分数的录入与更改。网上考试库：可以实现远程考试，实现远程教学管理。通过各科教师将本专业试题事先输入数据库中，然后规定好时间和分数，通知在外实习或本校学生在某一时间点登录网上考试栏，就可实现网上考试。学生交卷后分数就保存在服务器中，教师可以从后台观察到学生的分数，从而实现真正意义上的远程教育之目的。网上办公库：可实现学校内部办公，而且不受时间、空间限制。尤其是可实现在线网上开会，只要大家同一时间登录网络，就可针对某一话题进行发言。而且会议结束后自动生成会议记录，不需要专门的人员在旁记录。会后可以修改会议记录，并以电子文档方式保存，省时省力，提高办公效率。不足之处是目前尚不能实现语音对话，只能学校人事管理库：对于一个学校，人事管理始终是一个极其复杂而又极其重要的工作。原来那种传统的管理存档方法已经不适合发展的步伐。在原来，往往为了找一个教师的档案找遍表单与档案薄。为了作好一个年报，几个人费上好几天的时间才能完成，而且容易出错。为此，增设本系统以服务于教务管理，减轻教务管理工作量，以便更好地管理好教学工作。电子备课室：为了方便同课头教师集体备课，增设了网上电子备课室栏。在该栏目中教师可以上传教案，以及直接在上面输入内容，同时其他教师可以利用已经完成的教案进行直接教学，从而提高了课堂效率和实现资源共享。（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）方便教学。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。1.3 需求分析1用户需求分析 学校大体主要分为3个部分网络学院教育网络，各个学院办公网络，学生公寓网络，主要用于学校内部网络通信，也会利用因特网进行外部上网活动，但是，网络流量主要集中于校园网内部，因此对网络交换能力要求较高，校园网上网会有多媒体教学，视频点播等多种带宽应用。信息交流功能主要有两个方面的服务功能：互联网信息服务和校内信息服务。互联网信息服务可以使任何一个办公室的计算机都能实现网上浏览、查询信息的功能，使教师能够拓宽视野，充分利用互联网上的资源辅助教学，提升教学理念，提高教师的教学能力、教学水平和科研能力。可以充分利用互联网资源来宣传学校，展示学校的办学能力与办学水平，展示教师的教学能力与科研能力，提升学校的办学形象。校内信息服务能为教育教学和管理决策提供各项信息服务，能为全校师生提供相互交流、相互学习的平台。2 教学服务功能需求分析 构建校园网的主要目的就是提高教学质量，为学校的教育教学服务。校园网将主要从以下几个方面为教学服务。（1）建立课件（基件）、教学信息资源库，实现课件点播和辅助教学。将教学资源库建设成为包括各科的教材、教案、试题、录像、图片等对教师备课有参考价值的多媒体素材库。（2）利用网络技术，实现多媒体信息交换、视频点播、远程教育等功能。（3）建立电子备课室、光盘阅览室。电子备课室为教师提供优越的电脑制作条件，配备各种先进的备课设备，方便教师备课使用光盘阅览室提供大量的电子读物，发挥电子媒体容量大、体积小、成本低、检索快、易于保存和复制、图文并茂等优点，使教师能够用最短的时间获取最多的信息。（4）兼容（集成）校内有线电视广播网，拓展网络功能。3学校管理功能需求分析 校园网使学校建立完善及时的信息发布体系，在此基础上可以实现学校管理的透明化、公平公正化。学校管理功能主要有以下几个方面。（1）网上办公系统。（2）教务管理系统。（3）学生管理系统。（4）行政办公系统。（5）财务管理系统。（6）后勤管理系统。（7）图书管理系统。（8）校园网一卡通。(9) 保卫处安全系统4 IP地址规划建议在设计IP地址方案之前，应考虑以下几个问题: 1）. 是否将网络用真实地址连入Internet。 2）. 是否将网络划分为若干子网以方便网络管理。 3）. 是采用静态IP地址分配还是动态IP地址分配。 4）.每个子网现在规划多少个信息点。 5）. 每个子网将来会增加多少个信息点。5 网络的分层设计原则可扩展性：因为网络可模块化增长而不会遇到问题；简单性：通过将网络分成许多小单元，降低了网络的整体复杂性，使故障排除更容易，隔离广播风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题；设计的灵活性：使网络容易升级到最新的技术，升级任意层次的网络不会对其他层次造成影响，无需改变整个环境；可管理性：层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低，更易管理。2相关理论及设计思路2.1相关理论 层次化网络拓扑结构原理；主要网络设备选型原则；拓扑结构考虑的主要因素等； 2.2设计思路 1.进行对象研究和需求调查，弄清学校的性质、任务、网络建设的目的和发展的特点，对学校的信息化环境进行准确的描述，明确系统建设的需求和条件；2.在应用需求分析的基础上，确定学校Intranet服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；3.确定网络拓朴结构和功能，根据应用需求、建设目标和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；4.确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；3 方案设计 3.1局域网技术选取 总线型拓扑：是一种基于多点连接的拓扑结构，所有的设备连接在共同的传输介质上。总线拓扑结构使用一条所有PC都可访问的公共通道，每台PC只要连一条线缆即可但是它的缺点是所有的PC不得不共享线缆，优点是不会因为一条线路发生故障而使整个网络瘫痪。 环行拓扑：把每台PC连接起来，数据沿着环依次通过每台PC直接到达目的地，在环行结构中每台PC都与另两台PC相连每台PC的接口适配器必须接收数据再传往另一台一台出错，整个网络会崩溃因为两台PC之间都有电缆，所以能获得好的性能。 树型拓扑结构：把整个电缆连接成树型，树枝分层每个分至点都有一台计算机，数据依次往下传优点是布局灵活但是故障检测较为复杂，PC环不会影响全局。 星型拓扑结构：在中心放一台中心计算机，每个臂的端点放置一台PC，所有的数据包及报文通过中心计算机来通讯，除了中心机外每台PC仅有一条连接，这种结构需要大量的电缆，星型拓扑可以看成一层的树型结构不需要多层PC的访问权争用。星型拓扑结构在网络布线中较为常见。3.2传输介质选取 主要采用千兆以太网技术来构建校园网络，对于两层节点和桌面微机的接入方式采用快速以太网技术，建立一个用于多层，全交换的虚拟局域网，可提高网络的高速型，安全性，灵活性与可扩展性。 3.3主干网传输技术选取可供校园网选择的主干网技术主要有:ATM(异步传输模式)、FDDI(光纤分布式数字接口)、以太网(FastEthernet)。3.4 IP地址分配方案与划分子网 可用的主机地址范围子网地址子网掩码128.172.16.1-128.172.15.254128.172.0.0128.172.155.255128.172.96.1-128.172.111.254128.172.96.0128.172.111.255128.172.80.0-128.172.95.254128.172.80.0128.172.95.255128.172.48.0-128.172.63.254128.172.48.0128.172.63.255128.172.16.0-128.172.31.254128.172.16.0128.172.31.255128.105.32.1-128.172.47.254128.172.32.0128.172.47.255128.105.32.1-128.172.48.254128.172.32.0128.172.48.255128.172.96.1-128.172.111.254128.172.96.0128.172.111.2553.5 Internet接入方案设计 Internet的介入方式有很多，本次课设采用DDN数字数据专线。3.6中心机房设计中心机房设计工程范围一般包括精装修工程，电气工程（机房供配电、UPS），通风工程（空调系统），机房监控报警系统，机房防雷接地保护系统。精装修工程设计主要有隔断工程，地面工程，门窗，天花吊顶工程和墙壁装饰工程，方案设计内容最重要的是电气工程，一个系统能够正常工作，不仅需要有良好的主设备、性能卓越的UPS电源和安全舒适的工作环境，还需要有一个设计合理、可靠性高的供配电系统。我们为该项目考虑与设计的内容如下：机房内用电设备供电电源均为三相五线制及单相三线制，采用双回路；用电设备作接地保护，并入土建大楼配电系统；机房用电设备、配电线路装置过流过载两段保护，同时配电系统各级之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电；机房内照明装置宜采用机房专用无眩光灯盘，照明亮度大于300LUX，事故照明亮度应大于60LUX；机房内的配电系统考虑了与应急照明系统的自动切换；该机房电源进线正常时由市电供电,市电故障时由UPS供电，进线直接引入机房专用配电柜总输入开关；机房设计了一个市电配电箱，对机房的市电进行配电，配电箱为机房专用标准配电箱，配备ABB低压开关；柜内配有市电备用回路，安装OBO防雷保护器；机房设计一个UPS配电箱，对机房的UPS电进行配电，配电箱为机房专用标准配电箱，配备ABB低压开关。箱内配有UPS电源备用回路，安装德国OBO防雷保护器；机房所有插座均采用普通电源插座和弹起式铜插座，普通电源插座安装在墙壁上，弹起式电源插座安装在防静电地板上，美观大方。防雷系统可采用一级二级三级防雷。一级配电柜电源进线处接德国OBO公司大容通量V25-B/4-AS（100KA）电源防雷器，二级防雷机房内所布放的交流供电线路中的中性线应采取绝缘导线。三级防雷使用专用的避雷电源插座。 机房内所有交直流用电及配电设备均应采取接地保护。交流保护接地线应从接地汇集线上专引，严禁采用中性线作为交流保护接地线。3.7网络拓扑图设计3.8设备选型（1）用户规模1200台计算机。（2）用户大致平均分散在8栋楼房内，楼房之间各相距500米，楼房高5层。（3）中心机房设在体育馆附近，在其他建筑的一边。（4）安装对外WWW、邮件、FTP、BBS服务器。提供匿名服务，但FTP仅对内部开放。（5）接入Internet,校园网内部提供有线与无线网络两种接入方式。3.9 网络工程报价设备型号价格数量合计数据库服务器865851Y600016000视频服务器HP16000464000软件防火墙ANTI-X450014500路由器思科28114500313500核心交换机华为500015000汇聚交换机H3C LS-3100220036600接入交换机思科500025125000网卡TP-LINK TL-WN322G+60503000线缆安普速为 超5300元 /箱51500光纤万星国瑞3/米500015000水晶头RJ450.5300150ADSL租用铁通线路1条2兆450014500其他10001000合计2497504 总结 这次课设让我受益匪浅，经过这一次的实验，真正体会到其实要把上课的知识真正运用到我们的实际中，去设计方案的时候，是很难的，着在同时考验着上课所学到的只是的真正掌握，着告诉了我，要认真听课的同时应该注意实际运用方面的问题；这一次的实验还真正的让我体会到，为什么现代的社会会选择光纤进行网络通信，因为，对于我所做的方案来说，无线尽管现在用还是不错的，但是大范围，并且在保证有一定的通讯效率来说，光纤通讯才是我们现在最佳的方案；我发现计算机网络这门课我还差很多知识，在这次课设中，我只想到了解如何实现校园局域网的通信，却忽略了许多具体的细节，比如不同的设备信号传递的差别等。这一次实验懂得了很多，学习到了很多实际应用的知识，希望下一次实验能有进步！5 参考文献谢希仁.计算机网络.北京：电子工业出版社，2008淘宝网.设备报价吴功宜.计算机网络（2）.北京：清华大学出版社，2007陆楠，现代网络技术.西安电子科技大学出版社，2003郝卫华，局域网组件与管理，机械工业出版社，2003