建大宿舍楼的组网方案设计.doc

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摘要

微型计算机在大学校园已经相当普及，不仅有台式，而且各种品牌的笔记本式计算机也屡见不鲜。

学生几乎人手一台。

计算机已经逐渐成为大学生学习和生活中必不可少的工具。

但是，在计算机的应用中，单击操作存在着很多不便。

比如计算机之间无法直接进行文件拷贝，无法利用计算机传输个人信息，无法联网等。

其主要原因是没有实现计算机互联网，丧失了计算机本应有的功能。

使计算机的功能不能完全发挥出来。

因此，在大学中组建学生集体宿舍局域网，将是必要的措施。

组建学生宿舍局域网的好处很多，如下：

1）感受计算机网络的魅力。

通过崭新的计算机网络科技实例，激发大学生热爱科学、学习科学技术的热情。

2）提供给学生接触、感受计算机网络实践机会。

增强学生感性认识。

提高学习计算机网络知识的兴趣。

3）提供高效的信息咨询平台。

是学生方便、快决的了解国内外大事、重要新闻，科技发展动态、先进的技术成果以及生活信息。

4）提供实习的学习工具。

学生可以通过网络，学习新兴软件、编程技巧、网站设计方法、做作业以及准备论文等。

5）提供实用资料库。

学生可以通过网络，查阅资料、进入电子图书馆看书，下载有关信息。

6）提供生活和娱乐空间。

如收发电子邮件、网上BBS、网上聊天、网上看电影和电视连续剧以及网上玩在线游戏等。

以西安建筑科技大学宿舍楼为载体，进行局域网的组网方案设计。

组建局域网的主要步骤如下：

1）选择网络拓扑结构

2）选择传输介质

3）选择网络设备

4）选择网络操作系统

5）选择网络结构

6）选择通信协议

关键字：

计算机网络、局域网、网络协议、互联网

目录

第1章前期规划及西安建筑科技大学概况介绍 4

1.1西安建筑科技大学平面图 4

1.2宿舍楼概况 5

1.3宿舍楼组网方案设计需求分析 6

1.4传输介质（暂不考虑无线介质）、网络设备的介绍 6

第2章网络设计原则 7

2.1经济实用性 8

2.2高性能 8

2.3关键业务服务质量保证 8

2.4信息点可控性 8

2.5先进性 8

2.6可靠稳定性 8

2.7安全性 8

第3章网络设计 9

3.1组网方案设计 9

3.2网络拓扑结构 9

3.3网络传输介质的选择 9

3.4网络组网设备的选择及估价 10

3.5网络操作系统的选择 11

3.6网络协议的选择 11

第4章网络实施 12

4.1网络布线 12

4.2设备选择 12

4.3网络设备的连接方法及安装步骤 13

4.4网络协议添加及设置 13

4.5子网的划分方法及IP地址的设置 15

网络测试与维护 17

第6章网络安全管理 18

6.1网络安全 18

6.2网络管理 19

总结 19

参考文献 20

第1章前期规划及西安建筑科技大学概况介绍

1.1西安建筑科技大学平面图

图1.1西安建筑科技大学平面图

1.2宿舍楼概况

西安建筑科技大学现有1栋、2栋、3A、3B、3C、4栋、5栋、6栋、7栋总共9栋宿舍楼。

这些楼层全部是六层楼这一结构。

为了方便之后的方案设计，现在依次排序为1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号。

1.3宿舍楼组网方案设计需求分析

1）核心交换设备要求具有强大的处理能力和良好的安全性、可靠性、可扩展性;支持各种成熟技术，未来能平滑升级到万兆。

2）接入层网络设备需要支持基于MAC地址802.1x功能和基于端口802.1x功能，以此保证账号的惟一性.同时，支持远程Te1net管理、mib-||及远程开关交换机端口功能;此外还要求适应大量用户并发认证及复杂的工作环境等。

3）要求能够实现对用户名、IP地址、MAC地址、交换机端口、交换机IP的同时绑定，以此杜绝非法用户恶意盗用合法用户的用户名、密码、IP和MAC等现象，确保计费工作。

4）解决用户私自架设代理服务器的现象。

5）支持标准Radius认证计费，可连接多种接入设备。

一方面要求设备支持802.1x认证方式;另一方面又要求系统支持基于时长、流量以及包月的计费模式，从而为网络管理提供完善、灵活、可定制的计费策略;同时还需要保证30，000个以上用户并行时网络运营的稳定和管理简便。

6）网络必须具备高可靠、易管理等特征。

1.4传输介质（暂不考虑无线介质）、网络设备的介绍

图1.2常用的传输介质

表1.1传输介质的比较：

传输介质

费用

传输距离

传输速度

双绞线

低

100米

慢

同轴电缆

中

2公里

较快

光纤

高

50-100公里

光速

图1.3网络设备

表1.2网络设备的比较：

网络设备

费用

功能

传输速度

集线器

低

较差

慢

交换机

中

较好

快

路由器

高

好

快

上面给出了传输介质以及网络设备的各自优缺点，在组网的过程中可结合上面两表进行选材。

以求得到最佳方案。

第2章网络设计原则

随着近年来计算机网络技术的发展，我们知道学生宿舍网既有一般网络设计的特点，又有其特殊性，除了一般网络所必需的可靠性、稳定性和安全性等条件外，在进行学生宿舍网建设规划时，还应该考虑所有信息点的可控性、高性能以及关键业务的QOS保证等。

另外在网络设计中，如何预留扩展空间和进行投资保护，以满足新应用的需求以及信息量增长和变化需要，也是学生宿舍网建设过程中需要重点考虑的因素。

在充分考虑学生宿舍网的多应用、易管理的同时，本方案同时还遵循如下原则:

2.1经济实用性

升级扩容信息网络必须实用且具有很高的性能性价比。

2.2高性能

构建宿舍网的组网技术必须是高带宽的组网技术。

骨干交换设备必须支持线速交换，以保证无阻塞的数据交换;另外，从网络结构设计上，需要考虑到一些高流量多媒体应用的分布式部署，以降低跨骨干网的流量，提高网络的性能。

2.3关键业务服务质量保证

宿舍网中有各种各样的应用业务数据流，当网络流量处于高峰期时，必定会影响关键业务数据流的响应时间，对于多媒体业务来说就会有说话结巴、图像马赛克的情况。

因此，高性能的网络也还是需要QOS服务质量保证的。

2.4信息点可控性

宿舍网的信息点分布很广，与一般企业网比较，宿舍网用户的流动性大，比较难管理，为了保证网络资料的有效利用，对信息点的可控性要求是必须的。

除了对访问带宽限制，还必须提供基于用户的接入认证、授权和计费。

为了不影响网络性能，应该在接入层设备分布式实现信息点的控制。

2.5先进性

所选的设备必须具有很好的扩展性，当网络规模或带宽需要扩展时，能够以最小的代价满足新的需求。

2.6可靠稳定性

可靠稳定的网络平台是应用业务系统得以实施和推广的基石。

网络平台的设计必须从设备、网络拓扑结构、网络技术等几个方面保证网络的可靠稳定性。

2.7安全性

宿舍网网络平台的安全，除了要保障网络平台的安全性，还需要在一定程度上保障应用业务系统和其它网络资源的安全。

网络平台应该从几个方面保证网络安全:

1）设备本身的访问安全;

2）内部网之间资源访问安全;

3）路由系统的安全;

4）互联网访问安全。

第3章网络设计

3.1组网方案设计

宿舍楼情况：

一共有9栋宿舍楼（假设规格相同），上面提到依次排号为1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号。

共计有寝室2160间。

每一个寝室设置1个信息点。

3.2网络拓扑结构

主要的拓扑结构有：

星型拓扑结构、环形拓扑结构、总线型拓扑结构。

我们选择总线型拓扑结构。

其特点是信道利用率高、结构简单、安装容易、节省电缆，增减方便等。

3.3网络传输介质的选择

为了让同学们上网得到相对大的宽带，所以我们选择光纤和双绞线（主要用于综合布线）。

3.4网络组网设备的选择及估价

主要选择的网络设备有：

交换机、路由器、网卡、集线器等

RG-S6806交换机网上报价：

4万

图3.2

STAR-S3550交换机报价：

2.4万

图3.3

RG-S2126G/2150G交换机报价：

0.6万

图3.4

Cisco3000路由器报价：

3600元

图3.5

总报价：

光纤、路由器、各级交换机大约耗资200万

3.5网络操作系统的选择

网络操作系统一般可分为两类：

面向任务型和通用性。

典型的网络操作系统有：

Windows类、NetWare、Unix、Linux

Unix适用于大型网络，Linux适用于小型网络，Windows类适用于中小型网络。

因此我建议选用Windows类。

3.6网络协议的选择

常用的网络协议有：

NETBEUL、IPX/SPX、TCP/IP。

NETBEUL：

是专门为几台到百余台PC所组成的单端部门级小型局域网而设计的，它不具有跨网段工作的功能，即NETBEUL不具备路由功能。

IPX/SPX：

具有完全的路由能力，可用于大型企业网

TCP/IP：

建立计算机局域网和广域网的首选协议（因特网的最基本协议！

），

比较上述常用协议，不难得出结果，我们的首选肯定是TCP/IP

第4章网络实施

4.1网络布线

一共有9栋宿舍楼（假设规格相同），上面提到依次排号为1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号。

共计有寝室2160间。

每一个寝室设置1个信息点。

假设每栋楼构造完全一样。

每栋楼有六层，每层40个寝室，因此我们选用2个24口的10/100MB的自适应交换机，网络管理中心到每栋楼采用的是光纤走过了，经过光电转换后接入一个10/100MB的24口的自适应交换机，每层楼两个交换机分别有一根线接到总交换机上，因此可知共有46个口可用，正好满足。

多余的的口备用，以防后续的变化。

其拓扑结构如图4.1所示：

4.1单栋楼拓扑结构

因为每栋楼的构造完全相同，我们可由此得知其他楼层的拓扑结构。

4.2设备选择

第一级交换机：

网络拓扑中第一级交换机选用锐捷网络自主研发的万兆核心交换机

RG-S6806。

第二级交换机：

在楼栋接入的第二级交换机我们选用锐捷网络的STAR-S3550系列三层交换机。

第三级交换机：

第三极交换机我们选用锐捷网络的支持802.1x的千兆智能交换机

RG-S2126G/2150G。

安全计费：

方案选用基于802.1x技术的SAM系统结合接入层S2126G/S2150G交换机对学生接入控制进行管理。

网络管理：

为了对整个网络的设备进行管理，建议配置STARView网管系统。

路由器：

我们选用中档路由器产品，典型的产品有Cisco公司的Cisco3000及4000系列、3COM公司的NetBuilder、BayNetworks公司的LinkNode等。

4.3网络设备的连接方法及安装步骤

1）计算机与交换机的连接

用直通网线连接计算机与交换机，计算机网卡接口的1-2脚发送信号和3-6脚接收信号。

2）交换机与交换机的连接

级连：

上级交换机级联口与下级交换机普通端口相连接。

对于不对称的交换机，通常情况下，高速端口用于连接其他交换机或服务器，而低速率端口则用于连接计算机或集线器。

性能最好的交换机作为中心交换机位于网络的中心位置，用于整个网络中不同子网之间的数据交换，性能较差的交换机作为骨干交换机，应用与实现某一子网内数据之间的交换，性能最差的交换机作为工作组交换机，用于直接连接桌面计算机，为用户直接提供给网络接入。

集线器链接时，应当尽量选用一台数量较多的集线器作为中心集线器，然后，将其他所有集线器和服务器连接至该中心集线器。

从而便于故障的判断和排除，有利于对网络的管理。

现在的路由器设置，多是通过WEB进行设置；由于路由器在没有正确设置以前，无线功能可能无法使用，因此我们通过网线与路由器联接；首先我们在浏览器地址栏中输入WR541G默认的IP地址，192.168.1.1。

路由器的默认IP地址可能不相同，因此可在路由器上的标明或说明书中找到。

在这里，需要说明一下：

在通过WEB设置路由器时，当台与路由器联接的电脑的IP地址，必须设置成与路由器同一网关中；如耗子的路由器IP地址是192.168.1.1，因此与之联接的电脑的IP可设置成192.168.1.2---192.168.1.255之间任一地址。

4.4网络协议添加及设置

TCP/IP协议的设置方法：

1）右击“网上邻居”选择“属性”。

2）右击“本地连接”选择“属性”。

图4.1

3）双击“Internet协议（TCP/IP）“。

图4.2

4）在“Internet协议（TCP/IP）“属性窗口中输入IP地址等。

TCP/IP协议的安装：

（1）右击”网上邻居“选择“属性”。

（2）右击“本地连接”选择“属性”。

（3）选择安装按钮即可。

4.5子网的划分方法及IP地址的设置

西安建筑科技大学的IP地址段为202.200.144.0——202.200.159.0，共有IP地址3900（15*156=3900）个，共有寝室2160间。

在次基础上，进行IP地址的划分，为了保证扩展性和安全性,对每栋楼的每层划分一个子网,为节省IP资源,每二栋楼共用三个IP地址段,进行详细的子网划分。

保证每个宿舍接入一个信息点,剩余IP资源留做扩展用途。

具体的IP地址分配方案和子网划分方案如下:

1号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，剩余IP资源留做扩展用途。

具体划分方案如下：

IP202.200.144.0子网掩码255.255.255.192

一层可分IP为：

202.200.144.1——202.200.144.63/0号子网

二层可分IP为：

202.200.144.65——202.200.144.127/1号子网

三层可分IP为：

202.200.144.129——202.200.144.191/2号子网

四层可分IP为：

202.200.144.193——202.200.144.254/3号子网

IP202.200.145.0子网掩码255.255.255.192

五层可分IP为：

202.200.145.1——202.200.145.63/0号子网

六层可分IP为：

202.200.145.65——202.200.145.127/1号子网

2号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用1个IP段划分为4个子网，这4个子网分别划分在该楼层的一、二、三、四层，再加上1号楼未分配的2个子网用于该楼层的五、六两层。

其中多余的IP资源留做扩展用途。

具体划分方案如下：

IP202.200.146.0子网掩码255.255.255.192

一层可分IP为：

202.200.146.1——202.200.146.63/0号子网

二层可分IP为：

202.200.146.65——202.200.146.127/1号子网

三层可分IP为：

202.200.146.129——202.200.146.191/2号子网

四层可分IP为：

202.200.146.193——202.200.146.254/3号子网

IP202.200.145.0子网掩码255.255.255.192

五层可分IP为：

202.200.145.129——202.200.145.191/2号子网

六层可分IP为：

202.200.145.193——202.200.145.254/3号子网

3号宿舍楼共有房间240间，同样至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，其中多余的IP资源留做扩展用途。

具体划分方案如下：

IP202.200.147.0子网掩码255.255.255.192

一层可分IP为：

202.200.147.1——202.200.147.63/0号子网

二层可分IP为：

202.200.147.65——202.200.147.127/1号子网

三层可分IP为：

202.200.147.129——202.200.147.191/2号子网

四层可分IP为：

202.200.147.193——202.200.147.254/3号子网

IP202.200.148.0子网掩码255.255.255.192

五层可分IP为：

202.200.148.1——202.200.148.63/0号子网

六层可分IP为：

202.200.148.65——202.200.148.127/1号子网

4号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用1个IP段划分为4个子网，这4个子网分别划分在该楼层的一、二、三、四层，再加上3号楼未分配的2个子网用于该楼层的五、六两层。

其中多余的IP资源留做扩展用途。

具体划分方案如下：

IP202.200.149.0子网掩码255.255.255.192

一层可分IP为：

202.200.149.1——202.200.149.63/0号子网

二层可分IP为：

202.200.149.65——202.200.149.127/1号子网

三层可分IP为：

202.200.149.129——202.200.149.191/2号子网

四层可分IP为：

202.200.149.193——202.200.149.254/3号子网

IP202.200.148.0子网掩码255.255.255.192

五层可分IP为：

202.200.148.129——202.200.148.191/2号子网

六层可分IP为：

202.200.148.193——202.200.148.254/3号子网

5号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，其中多余的IP资源留做扩展用途。

具体划分方案如下：

IP202.200.150.0子网掩码255.255.255.192

一层可分IP为：

202.200.150.1——202.200.150.63/0号子网

二层可分IP为：

202.200.150.65——202.200.150.127/1号子网

三层可分IP为：

202.200.150.129——202.200.150.191/2号子网

四层可分IP为：

202.200.150.193——202.200.150.254/3号子网

IP202.200.151.0子网掩码255.255.255.192

五层可分IP为：

202.200.151.1——202.200.151.63/0号子网

六层可分IP为：

202.200.151.65——202.200.151.127/1号子网

6号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用1个IP段划分为4个子网，这4个子网分别划分在该楼层的一、二、三、四层，再加上5号楼未分配的2个子网用于该楼层的五、六两层。

其中多余的IP资源留做扩展用途。

具体划分方案如下：

IP202.252.144.0子网掩码255.255.255.192

一层可分IP为：

202.200.152.1——202.200.152.63/0号子网

二层可分IP为：

202.200.152.65——202.200.152.127/1号子网

三层可分IP为：

202.200.152.129——202.200.152.191/2号子网

四层可分IP为：

202.200.152.193——202.200.152.254/3号子网

IP202.200.151.0子网掩码255.255.255.192

五层可分IP为：

202.200.151.129——202.200.145.191/2号子网

六层可分IP为：

202.200.151.193——202.200.151.254/3号子网

7号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的每一层，其中多余的IP资源留做扩展用途。

具体划分方案如下：

IP202.200.153.0子网掩码255.255.255.192

一层可分IP为：

202.200.153.1——202.200.153.63/0号子网

二层可分IP为：

202.200.153.65——202.200.153.127/1号子网

三层可分IP为：

202.200.153.129——202.200.153.191/2号子网

四层可分IP为：

202.200.153.193——202.200.153.254/3号子网

IP202.200.154.0子网掩码255.255.255.192

五层可分IP为：

202.200.154.1——202.200.154.63/0号子网

六层可分IP为：

202.200.154.65——202.200.154.127/1号子网

8号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用1个IP段划分为4个子网，这4个子网分别划分在该楼层的一、二、三、四层，再加上7号楼未分配的2个子网用于该楼层的五、六两层。

其中多余的IP资源留做扩展用途。

具体划分方案如下：

IP202.200.155.0子网掩码255.255.255.192

一层可分IP为：

202.200.155.1——202.200.155.63/0号子网

二层可分IP为：

202.200.155.65——202.200.155.127/1号子网

三层可分IP为：

202.200.155.129——202.200.155.191/2号子网

四层可分IP为：

202.200.155.193——202.200.155.254/3号子网

IP202.200.156.0子网掩码255.255.255.192

五层可分IP为：

202.200.156.129——202.200.156.191/2号子网

六层可分IP为：

202.200.156.193——202.200.156.254/3号子网

9号宿舍楼共有房间240间，至少需要IP240个，因此我们用两个IP段划分8个子网，其中6个子网分别划分在该楼层的