校园局域网组建精华版Word格式文档下载.docx
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论文对所组建的校园网进行充分的调研和需求分析，然后依托具体物理环境进行整个校园网络组建，搭建网络信息平台，为教师教学、学生学习带来更大的便利。
校园局域网，它是局域网技术的综合应用，校园局域网在组建过程中，选择以太网作为主干技术，以太网是当今网络的主流技术，应用非常广泛。
在校园局域网拓扑结构设计上选用树状结构，它是星型结构的扩展，具有灵活的可扩展性、较高的可靠性、且安装方便、易管理、投资小。
各楼宇之间的传输介质选用多模光纤，楼宇内部选用五类UTP或六类UTP，大大提高内部网络的实用性。
布线技术采用结构化布线系统，有良好的可扩展性、很高的灵活性和可靠性。
楼宇内部交换机采用了三层交换技术，可提高网络的运行速度和效率。
考虑到网络的安全因素，组网过程中还要用到ACL、VLAN等技术，在一定程度上增强了系统的安全性。
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。
关键词：
局域网，拓扑结构，以太网，VLAN,结构化布线系统
第一章绪论
1.1引言
为了紧追时代步伐，发展与校际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段，发展对学校教育现代化的建设，决定建设自己的校园局域网，争取尽早实现教育现代化。
校园局域网建成后，将计算机引入教学各个环节，从而可以引起教学方法、教学手段、教学工具的重大革新。
对提高教学质量，推动我国教育现代化的发展起着不可估量的作用。
网络又为学校的管理者和老师提供了获取资源、协同工作的有效途径。
校园局域网将会是学校提高管理水平、工作效率、改善教学质量的有力手段。
也就是解决信息时代教育问题的基本工具。
通过对学校信息化建设专业人员沟通，了解到校园宽带用户集中且网络流量大，关注网络的可运营和可管理特性，校园局域网建网需求如下：
（1）校园局域网安全性要求较高，要求设备能够实现用户识别和动态绑定功能，如通过IP+MAC+端口三元组的动态绑定来识别用户。
（2）校园局域网web页面可实现以下功能：
用户web自助服务功能，用户可通过web自助服务页面，进行个人资料的查询、密码修改、上网明细查询、缴费记录查询以及在线预注册。
（3）校园局域网要求能对每个用户的使用情况进行事后审计，能够定位到IP地址以及用户所连接的端口和登录的用户名，限定账户的使用端口。
（4）校园局域网要求能够实现对用户宽带的动态控制
（5）校园局域网要求在学校规模不断扩大中，用户数在持续增加，要求网络具有很好的扩展性，能够根据需要逐步平滑升级到万兆的骨干连接。
（6）网管平台实现网络资源的管理、网络安全访问控制，并且在平台上能方便地开发所有需网络应用
校园局域网建成后将实现一下基本功能：
1.计算机教学，包括多媒体教学和远程教学
2.网络下载、网络聊天等。
3.电子邮件系统：
主要进行与同行交往、开展技术合作、学术交流等活动
4.文件传输FTP：
主要利用FTP服务获取重要的科技资料和技术文档
5.Internet服务：
学校可以建立自己的主页，利用外部网页进行学校宣传，提供各类咨询信息等，利用内部网页进行管理，例如发布通知、收集学生意见等。
6.图书馆的访问系统：
用户计算机查询、计算机检索，计算机阅读等
1.2设计目的及要求
建网的目的：
实现大学的校园网络化，校园的教学楼、宿舍、图书馆等各个部分都能实现计算机联网，并且整个校园接入互联网，以及校园的数字化建设。
建网的要求：
（1）实用性和经济性
充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。
（2）开放性
构造一个开放的网络系统，是当前世界计算机技术发展的潮流。
在整个系统设计中采用的规范和设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑互联。
（3）先进性
当今计算机网络技术发展日新月异，把握不准方向则可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。
因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，以适于未来的发展和需要，做到一次规划长期受益。
（4）可扩充性
所选择的联网方案及设备要能适应网络规划不断扩大的要求，以便于将来设备的扩充；
要能适应信息技术不断发展的要求，平稳地向未来新技术过渡。
（5）可靠性
系统设计除采用信誉好、质量高的设备外，还采用一系列容错、冗余技术，提高整个系统的可靠性。
为了保证骨干网络平台的健壮性和链路冗余性，建议网络实施时在学校启用千兆备份线路。
在学校启用物理链路冗余机制，保证任何一条线路出现故障后骨干网络平台的可用性。
（6）安全性
包括两个方面：
网络用户级的安全性，数据传输级的安全性。
网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予以考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。
在网络设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括端口隔离、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、系统安全机制、多种数据访问权限控制等，有多种的保护机制，如划分VLAN、IP/MAC地址绑定（过滤）、ACL、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、802.1x认证机制、SSH加密连接等具体技术提升整个网络的安全性。
1.2.1教学方面
利用现代化的技术设备和多媒体的教学手段形象直观地进行教学讲解，能增强学生的学习兴趣和理解水平，从而提高教学质量和学生品质，促进教育水平提高；
提供高速、方便的信息交流和资源共享等手段；
提供远比书本知识更为广泛的内容，扩大学生与外
界的联系，开阔视野，增进交流；
发展远程教育，克服地域和学校规模的限制，适宜于有分支的教育机构实现资源共享。
1.2.2管理方面
统一管理学校资源，如学生档案、教学资料、考试成绩、各种器材等；
实现办公自动化，增强各部门协调能力，提高工作效率。
其他方面还可以管理学校财务，各商店的收费，图书馆借、还书的记录，食堂刷卡收费管理以及老师上、下班情况的管理。
1.2.3存在问题
与其它网络一样，校园网面临的威胁大体可分为对网络中数据信息的危害和对网络设备的危害。
具体来说，危害网络安全的主要威胁有：
非授权访问，即对网络设备及信息资源进行非正常使用或越权使用等；
冒充合法用户，即利用各种假冒或欺骗的手段非法获得合法用户的使用权限，以达到占用合法用户资源的目的；
破坏数据的完整性，即使用非法手段，删除、修改、重发某些重要信息，以干扰用户的正常使用；
干扰系统正常运行。
除此之外，Internet非法内容也形成了对网络的另一大威胁。
IDC的统计曾显示，有30％－40％的Internet访问是与工作无关的，甚至有的是去访问色情、暴力、反动等站点。
在这样的情况下，Internet资源被严重浪费。
而对校园网来说，面对形形色色、良莠不分的网络资源，如不具有识别和过滤作用，不但会造成大量非法内容或邮件出入，占用大量流量资源，造成流量堵塞、上网速度慢等问题，而且某些网站如娱乐、游戏、暴力、色情、反动消息等不良网络内容，将极大地危害青少年的身心健康，导致无法想象的后果。
第二章校园局域网的需求分析
2.1工程项目概况
要求建立一个连接教学楼、办公楼，图书馆，宿舍区，实训中心等区域的校园网，需求如下：
1、信息资源共享
通过校园网，实现学校内部，学校与国内、国际信息的快速交流，达到资源共享，使广大师生及时了解国内外科学技术和高等教育发展的最新动态，促进教学、科研、管理事业的发展。
2、图书资料检索、借阅自动化
通过改造原有图书检索系统，建设电子图书馆，提高校内图书资料的利用率；
充分利用校外图书资料，实现远程计算机图书检索和借阅。
3、学校管理系统的信息化、自动化
依托校园网，构建相应的交互式应用软件平台，实现教学、科研、人事、学生、财务、后勤、档案等管理工作的自动化，实现统计监测网络化，提高管理效率和水平。
实现网上招生、网上人才招聘、学生网上求职等。
4、建立计算机网络辅助教学系统
建立基于网络的电子教学CAI课件开发、视频点播（VOD）、网上题库、答疑与作业批改等计算机辅助教学系统，实现教学手段的现代化。
5、创建学院网站，使之成为对外宣传的重要窗口，让世界了解我们，提高学院的知名度。
6、为广大师生提供宽松，开放、易用的网络环境，使网络触入日常工作和生活中，发挥网络的最大效用。
2.2需求分析
由于计算机及网络技术的不断发展，极大地推动了校园网的建设，各都校希望通过校园网的建设，增加硬件的投入，改善办学条件，提高教学、科研和管理水平，提高办学质量。
校园网的建设对于学校来说是一项大的工程，必须精心设计、精心施工，做到经济适用，技术先进、开放性能良好、投资强度合理、与内外网络互联、能长期、稳定运行的高性能的校园网络。
校园网必须具备教学、管理和通讯三大功能。
教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行教学和科研工作；
学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；
通过网上学习学会信息处理能力。
学校的管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享。
2.2.1网络主干的需求分析
校园网的多媒体应用目前已成为大家的共识，特别是在校园网内实现VOD点播，大量的视频数据流对带宽要求很高，而且农校教学楼、煤校教学楼、职大综合实验楼、教师家属楼信息点都相对密集，相互之间的距离都比较远，所以主干需采用千兆光缆技术，在未来一段时间内满足最多500用户对校园网主干的流量要求。
2.2.2服务器的需求分析
校园网服务器承担着整个校园内各种网络服务、用户账号管理、共享资料的存储、服务器端教学管理软件的运行、安全管理、代理服务等应用，因而服务器应满足以下要求：
1.高可靠性，能够适应我校平均每周不少于5天的不间断工作。
2.高性能，能够提供最大用户量的常用服务请求。
3.高冗余性，服务器出现故障时，仍能保证系统的安全性和数据的安全性。
4.容易升级，提供更好的性能。
2.2.3方案设计原则
本方案的设计将在追求性能优越、经济实用的前提下，本着严谨、慎重的态度，从系统结构、技术措施、设备选择、系统应用、技术服务和实施过程等方面综合进行系统的总体设计，力图使该系统真正成为符合该校园的网络系统。
从技术措施角度来讲，在网络的设计和实现中，本方案严格遵守了以下原则：
1、标准化：
遵循EIA/TIA568要求，并符合国内现行通用的电气标准。
2、开放性和兼容性：
整个布线体系的接口要全部采用国际标准，能连接不同厂家不同型号的计算机、交换机、传真机及其他电子设备终端，并且能支持不同的网络结构及应用。
3、先进性：
4、可靠性：
本设计中所应用的产品都要求是经国际权威机构认证并经过严格考验的材料。
5、实用性和经济性：
从保护原有的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发，充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。
6、易用性：
网络系统的硬件设备和软件程序易于安装、管理和维护。
各种主要网络设备，比如核心交换机、汇聚交换机、接入交换机、服务器、大功率长延时UPS等设备均支持流行的网管系统，以方便用户管理、配置网络系统。
7、可扩展性：
本设计为网络的进一步发展留有扩展的余地，因此我们选用主流产品和技术。
我们选择兼容性好的产品，以便后期扩展。
8、安全性：
第三章网络方案设计
3.1网络拓扑结构介绍
在此次校园网的设计中，我们采用层次化模型来设计网络拓扑结构。
所谓“层次化”模型，就是将复杂的网络设计分成几个层次，每个层次着重于某些特定的功能，这样就能够使一个复杂的大问题变成许多简单的小问题。
层次模型既能够应用于局域网的设计，也能够应用于广域网的设计。
在校园网设计中，使用层次化模型有许多好处，列举如下：
1、节省成本
在采用层次模型之后，各层次各司其职，不再在同一个平台上考虑所有的事情。
层次模型模块化的特性使网络中的每一层都能够很好地利用带宽，减少了对系统资源的浪费。
2、易于理解
层次化设计使得网络结构清晰明了，可以在不同的层次实施不同难度的管理，降低了管理成本。
3、易于扩展
在网络设计中，模块化具有的特性使得网络增长时网络的复杂性能够限制在子网中，而不会蔓延到网络的其他地方。
而如果采用扁平化和网状设计，任何一个节点的变动都将对整个网络产生很大影响。
4、易于排错
层次化设计能够使网络拓扑结构分解为易于理解的子网，网络管理者能够轻易地确
定网络故障的范围，从而简化了排错过程。
3.2网络拓扑图
网络拓扑图如图3-1所示。
图3-1网络拓扑图
办公自动化系统结构图：
图3-2办公自动化系统结构图
综合教务管理系统：
图3-3综合教务管理系统
图书馆自动化管理系统：
图3-4图书馆自动化管理系统
3.3细节设计图
Ø
图书馆网络设计
图3-5图书馆网络设计
宿舍局域网设计
图3-6宿舍局域网设计
教学楼区网络设计
图3-7教学楼区网络设计
学院礼堂网络
图3-8学院礼堂网络
3.3交换机模块设计
使用双核心网络的主要目的是实现冗余的连接防止单点失效，从逻辑上，大型网络可分为核心层、分布层和接入层，每层都有其特点。
层次化设计的优点可以总结为如下几点：
●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，能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。
3.3.1交换机的选择
交换机分为二层交换机和三层交换机两种类型，其中二层交换机的工作原理是：
（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；
（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；
（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；
（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
可以看出二层交换机没有路由功能，当不同的子网进行通信是要借助路由器实现数据包的转发，所以当子网数量较多时，路由器的接口数量就成了一个瓶颈，而三层交换机就能解决这一缺点。
三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发，加入路由功能也是为这个目的服务的。
因此具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。
我们选择CISCO3560-24PS作为核心层交换机，这个设备有26个端口，其中有两个端口支持1Gbps的带宽，选择CISCO2950-24二层交换机作为接入层交换机，这个设备有24个接口，能够实现10M/100M自适应到桌面的功能，而且，这两款交换机都支持vlan功能。
3.3.2核心层交换机的说明配置
核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输,核心层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。
网络的控制功能最好尽量少在核心层上实施。
核心层一直被认为是所有流量的最终承受者和汇聚者，所以对核心层的设计以及网络设备的要求十分严格。
核心交换机采用两个三层交换机，该校园网分为7个vlan，vlan2、vlan3、vlan4分别接在核心交换机一的f0/1、f0/2、f0/3接口，vlan5、vlan6、vlan7、vlan8、vlan9分别接在核心交换机二的f0/1、f0/2、f0/3、f0/4接口。
（1）基于端口vlan的划分这是最常应用的一种VLAN划分方法，应用也最为广泛、最有效，目前绝大多数VLAN协议的交换机都提供这种VLAN配置方法。
这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的交换端口来划分的，它是将VLAN交换机上的物理端口和VLAN交换机内部的PVC（永久虚电路）端口分成若干个组，每个组构成一个虚拟网，相当于一个独立的VLAN交换机。
从这种划分方法本身我们可以看出，这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时非常简单，只要将所有的端口都定义为相应的VLAN组即可。
适合于任何大小的网络。
它的缺点是如果某用户离开了原来的端口，到了一个新的交换机的某个端口，必须重新定义。
在核心交换机上的配置如下：
sw0（config）#intf0/1
sw0（config-if）#switchportmodetrunk
sw0（config-if）#switchportaccessvlan2
sw0（config）#intf0/2
sw0（config-if）#switchportaccessvlan3
sw0（config）#intf0/3
sw0（config-if）#switchportaccessvlan4
sw1（config）#intf0/1
sw1（config-if）#switchportmodetrunk
sw1（config-if）#switchportaccessvlan5
sw1（config）#intf0/2
sw1（config-if）#switchportaccessvlan6
sw1（config）#intf0/3
sw1（config-if）#switchportaccessvlan7
sw1（config）#intf0/4
sw1（config-if）#switchportaccessvlan8
sw1（config）#intf0/5
sw1（config-if）#switchportaccessvlan9
（2）配置VLAN的各各接口的地址
sw0（config）#intvlan2
sw0（config-if）#ipadd172.16.2.1255.255.0.0
sw0（config-if）#noshutdown
sw0（config-if）#exit
sw0（config）#intvlan3
sw0（config-if）#ipadd172.17.3.1255.255.0.0
sw0（config）#intvlan4
sw0（config-if）#ipadd192.168.4.1255.255.255.0
sw1（config）#intvlan5
sw1（config-if）#ipadd192.168.5.1255.255.255.0
sw1（config-if）#noshutdown
sw1（config-if）#exit
sw1（config）#intvlan6
sw1（config-if）#ipadd172.18.6.1255.255.0.0
sw1（config）#intvlan7
sw1（config-if）#ipadd192.168.7.1255.255.255.0
sw1（config-if）#noshut
sw1（config）#intvlan8
sw1（config-if）#ipadd192.168.8.1255.255.255.0
sw1（config）#intvlan9
sw1（config-if）#ipadd192.168.9.1255.255.255.0
（3）端口聚合提供冗余备份链路，端口聚合又称链路聚合，是指两台交换机之间在物理上将多个端口连接起来，将多条链路聚合成一条逻辑链路。
从而增大链路带宽，解决交换网络中因带宽引起的网络瓶颈问题。
多条物理链路之间能够相互冗余备份，其中任意一条链路断开，不会影响其他链路的正常转发数据。
该核心交换机采用的是两条，具体配置如下：
Switch（config）#interport-channel1
Switch（config-if）#noswitchport
Switch（config-if）#noshutdown
Switch（config-if）#ipaddress172.19.0.1255.255.0.0
Switch（config）#intergig0/1
Switch（config-if）#channel-g
Switch（config-if）#channel-group1mon
Switch（config）#intergig0/2
Switch（config-if）#channel-grou
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