校园网络总体规划设计方案.docx
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校园网络总体规划设计方案
课程设计报告
课程名称：
《计算机网络工程》
设计题目：
校园网络总体规划设计方案
院系：
计算机科学与信息工程学院
专业班级：
12级网络工程（专升本）
指导教师：
张炜
组别：
小组成员名单
学号姓名成绩
2
课程设计任务书
设计题目校园网络总体规划设计方案
设计要求：
通过校园网的设计与建设，通过各种协议的链接与设备的选购，从而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。
成为现代化办公的首要工具
学生应完成的工作：
调查和研究校园网
设计和完成规划方案
分析设计方案和总结收获心得
参考文献阅读：
[1]杨卫东.《网络系统集成与工程设计》科学出版社出版，2002.4
[2]JamesTrulove著沈鑫剡（译）.《局域网布线》人民邮电出版社出版，2002.2
[3]刘长明郭明桥.《局域网组建入门与提高》航空工业出版社出版，2001.12
[4]胡道元.《网络设计师教程》.清华大学出版社出版，2001.3
[5]刘晓辉.《网络管理标准教程》人民邮电出版社出版，2002.10.
工作计划：
2013.12.5下达任务；
2013.12.9--2013.12.10对一些现有的校园网进行调查；
2013.12.11--2010.12.14搜索相关资料；
2013.12.15--2013.12.19完成课程设计。
3
校园网络总体规划设计方案
摘要：
随着网络的发展,网络管理越来越重要。
全球信息已经进入以计算机网络为核心的时代。
作为科技先导的教育行业，计算机校园网已是教育进行科研和现代化管理的重要手段。
学校的校园网已经成为重要的信息传递设施，
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。
校园网的建成，为全校的教学、科研、教务、人事、行政、财务、图书、管理
等提供了一个高效高性能的工作环境，对提高全校的教学、科研、管理水平，进行国际交流，都会起到巨大的推动作用。
各大院校的校园网都已经初具规
模,良好的网络管理成为校园网能否正常、有效运行的关键。
在安阳工学院校园网目前的实际情况和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，该文基于安阳工学院校园网络管理系统的设计探讨，详细讨论了校园网建设目标、设计
原则以及网络拓扑结构、主干网构建，既有理论研究意义,也具有实践参考价值。
通过校园网的设计与建设，通过各种协议的链接与设备的选购，从而
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。
成为现代化办公的首要工具。
关键词：
校园网网络管理网络规划
4
1.设计背景5
2.需求分析5
2.1项目背景及现状5
2.2用户需求6
2.3网络规划原则6
2.4网络需求分析7
2.5网络层次分析8
3.方案设计9
3.1网络总体设计9
3.2网络结构设计9
4.方案实施11
4.1创建一个LAN11
4.2配置IP地址11
4.3校园网VLAN规划11
4.4路由规划12
5.结果与实现12
6.收获13
7.参考文献14
8.附件14
5
1.设计背景
当今的世界正从工业化社会向信息化社会转变。
一方面，社会经济已由基于资源的经济逐渐转向基于知识的经济，人们对信息的需求越来越迫切，信息在经济的发展中起着越来越重要的作用，信息的交流成为发展经济最重要的因素。
另一方面，随着计算机、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，信息的处理能力越来越强，信息的表现形式也越来越丰富，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。
快速、高效的传播和利用信息资源是21世纪的基本特征。
掌握丰富的计算机及网络信息知识不仅仅是素质教育的要求而且也是学生掌握现代化学习与工作手段的要求。
因此，学校校园网的有无及水平
的高低，也将成为评价学校及学生选择学校的新的标准之一。
Internet及WWW应用的迅猛发展，极大的改变着我们的生活方式。
信息通过网络，以不可逆转之势，迅速打破了
地域和时间的界限，为更多的人共享。
而快速、高效的传播和利用信息资源正是二十一世纪的基本特征。
学校作为信息化进程中极其重要的基础环节，如何通过网络充分发挥其教育功能，已成为当今的热门话题。
2.需求分析
2.1校园网的现状
随着国家信息化工作的深入开展，提高教育系统信息化水平成为当前工作的重点。
而校园网建设则是教育系统信息化建设的关键，尤其是高校校园网建设。
在信息化的建
设过程中，它的作用体现在如下几个方面：
1、校园网能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平；信息技术学科的内容是发展
的，它是一门应用型学科，因此，为了让学生学到实用的知识，必须给他们提供一个实
践的环境，这个环境离不开校园网。
2、校园网为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库，所以校园网是
学校进行教学改革、推行素质教育的一种必不可少的工具。
3、校园网是学校现代化管理的基础，深入、全面的学校信息管理系统必须建立在校园网
上。
4、校园网提供了学校与外界交流的窗口，学校应将校园网与互联网联接，这也是学校信
息化的要求，做到了这一步，通过校园网去了解世界、在互联网上树立学校的形象都是
很容易的。
教育即未来。
作为国家最重要的战略工程，如何应用信息技术改造我们传统
6
的教学和管理手段；如何加深学生对于信息化和信息技术的理解与了解；如何造就同时
具备传统和信息双重文化的一代新人，已成为教育界当前最为紧迫的任务之一。
信息技
术的应用，势必极大地推进教育手段和教育内容的革命性变革。
2.2用户需求
建设一个以校园办公自动化、计算机辅助教学和现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托，技术先进，扩展性强，能覆盖校园各楼宇的校园主干网络，将学校
现有的各种计算机系统设备连接起来，并与Internet相连，形成结构合理、内外沟通的新型校园计算机网络教学系统。
在此基础上建设能满足教学、科研和管理工作需要的软
硬件环境，开发建设各类教学资源库与应用系统，为教师、学生及家长提供充分的网络信息服务。
计算机网络系统建成后，不仅为学校提供高效率的办公环境，同时将用于校园内各个子系统及各类计算机软硬件资源的连接，以及与外部网络系统如教育信息系统
及Internet的安全高效互连，成为整个校园的中枢神经系统。
计算机网络在当今的信息时代扮演着越来越重要的角色，高可靠性的计算机网络为企业的计算机管理提供了稳定
的平台，极大的提高了企业的经济效益。
所以广西农业职业技术学院的校园网的建设要达到以下的目标：
1．在学院建成一个适合于信息采集、共享的内部网络，在此基础上建立起供教学及人员培训使用的内部网络以及内部办公网络；
2．实现到Internet的接入，实现信息在Internet的发布；校园网网络建成以后，要实现以下这些功能：
3．WWW服务，作为信息服务的平台；
4．Email服务，作为信息传递和与外界交流的主要手段；
5．实现基于ATM的宽带多媒体的校园网，并通过ATM和省宽带多媒体网相连接，实现实时的远程教学。
2.4网络需求分析
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.教学服务：
建立课件、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。
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。
7
5.校园网和广域网结合：
依托校园网、广域网开展远程教学，学生可以利用网络自主学习，可以提高学生的学习能力。
使广大的学生和老师能更好的交流学习和获取学校网络的资源。
6.创建网站：
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。
学生也可以在网络上建立主页，宣传自己，宣传班级。
7.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。
8.学校网络系统要确保整个计算机网络系统的可靠性、安全性，具有一定的冗余。
容错能力强，确保信息处理安全保密。
9、学校信息网络系统要保证实用和技术先进，便于非计算机专业人员使用，并能不
断满足学校未来业务发展的需要，具有很强的扩
展能力。
10.用户业务需求分析：
根据对广西农业职业技术学院的了解，用户信息点在10000
个左右，地理分布范围在一个区域里面，主要用于学院内网络通信，也会利用因特网进
行外部业务活动校园网上网会有多媒体教学、视频点播等多种带宽应用，所以应该需要较高的网络交换能力。
11.“一卡通”系统需求分析：
在日常生活中，师生需要携带不同的证卡，用于食堂就餐、图书借阅、缴费等等，由于师生员工携带的证件较多，容易丢失而且补办比较麻烦，需要到各个发卡部门去补办，同样给办理者也带来了一定的不便。
有鉴于此，需要在较高的层面上构建一个平台，将目前校园内部各种信息资源进行整合，以实现信息互联互通、资源共享。
为此，我们通过与XX学院有关老师的沟通、了解，我们整理我学院本次一卡通系统。
应用范围：
医务室的需求、图书馆系统的需求、刷卡器的需求、食堂消费需求、控水管理需求等等。
3.设计方案
以交换式千兆以太网作为校园网的主干，按10M/100M交换式子网方式接入（如图）。
校园网布线设计一般采用多级物理星型结构、点到点连接，任何一条线路故障均不影响
其他线路的正常运行。
网络采用分散式三层交换体系，二级交换机具有第三级交换能力，主干线路压力小，而且全部实现百兆交换入室。
三级交换机可以堆叠，能将一个主干和桌面交换机组成一个整体，提供足够的交换口，可扩展性好。
即：
1、主干网选用千兆以太网，其第三层以太网路由器交换机大都满足IEEE802.3Z标
准，技术成熟，具有流量优先机制能有效保证多媒体传输时的QoS（QualityofService
服务质量）。
2、千兆以太网具有良好的兼容性和可扩展性，在ATM技术成熟时，可平滑集成到ATM
8
网络中，作为ATM网的边缘子网。
3、工作组子网可选用100M交换模式。
使用户终端独占100M带宽的数据交换。
在核
心交换机与工作组交换机之间，采用100Mbps传输带宽，当使用全双工时，传输带宽为200Mbps。
2.5.1设计标准和依据
建筑与建筑群电缆布线工程设计规范，比如需要哪种类型的电缆。
办公楼、教职工楼、学生公寓还有其他建筑的布线工程设计规范，同样是需要哪种类型的额电缆。
2.5.2学院的光纤走向：
本校园网建设中，网络结构采
用星型拓扑，主干网是以千兆以太
网，10M/100M自适应或10M交换到
桌面。
以太网从100Mbps升级到
1Gbps，融合了两种技术，即
IFFF802.3以太网和ANSIX3T11光
纤通道。
千兆以太网在利用了光纤
通道的高速物理接口的同时，又保
留了IEEE802.3以太网帧格式，所
以具备对已安装介质的向后兼容性，并利用了全/半双工载波侦听。
2.5.3学院的具体布线：
光纤接入楼层，普遍使用交换机在1楼将光纤接口转换为RJ45接口，在使用双绞线接入室内。
楼层的交换机就相当于整栋楼的设备间。
1.1、接入室内的双绞线构成水平子系统（如右图）网络的水平布线子系统由每个工作区的RJ45接口开始，经水平布线
一
直到楼层配线间的配线架。
2.由楼底的交换机接入楼层的双绞线构成了垂直布线子系统。
（如右图）网络的垂直布线子系统由每一个楼层配线间中管理区配线架的楼层干线电缆端的第一个端子开始，一直到建筑物设备间中总配线架的连接外线侧第一个端子。
9
3.合理的布线系统提高了我们我们的生活质量，美化了环境。
2.6网络分层的设计原则
从逻辑上，大型网络可分为核心
接入层
分布层
核心层
层、分布层和接入层，每层都有其特
高速交换技术
点。
层次化设计的优点可以总结为如
基于策略的操作
下几点：
本地/远程工作组接入
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。
2.6.1核心层CoreLayer
核心层为下两层提供优化的数据输运功能，它是一个高速的交换骨干，其作用是尽
可能快地交换数据包而不应卷入到具体的数据包的运算中（ACL，过滤等），否则会降低数据包的交换速度。
2.6.2分布层DistributionLayer
分布层提供基于统一策略的互连性，它是核心层和访问层的分界点，定义了网络的边界，对数据包进行复杂的运算。
在园区网络环境中，分布层主要提供如下功能：
地址的聚集
部门和工作组的接入
广播域/多目传输域的定义
InterVLAN路由
介质的转换
安全控制
2.6.3接入层AccessLayer
接入层的主要功能是为最终用户提供对园区网络访问的途径。
本层也可以提供进一
步的调整，如Access-listFiltering等。
在广域网环境中，接入层主要提供通过Frame
Relay、ISDN、LeasedLine连入远程节点。
在园区网络环境中，接入层主要提供如下功
能：
SharedBandwidth
SwitchedBandwidth
10
MACLayerFiltering（possibly）
Microsegmentation
2.7综合布线设计要点：
（1）实用性：
能支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系统等，能够实现现在和未来技术的发展。
（2）灵活性：
任意信息点能够连接不同类型的设备，如微机、打印机、终端、服务器、监视器等。
（3）开放性：
能支持任何厂家的任意网络产品，支持任意网络结构，如总线型、星型、环形等。
（4）模块化：
所有的接插件都是积木式的标准件，方便使用、管理和扩充。
（5）扩展性：
实施后的综合布线系统是可扩充的，以便将来有更大需求时，能够容易将设备安装接入。
（6）经济性：
一次性投资长期受益，维护费用低，是整体投资达到最少。
依据这些原则，可以确定该学校的综合布线拓扑结构应该为星型，保证综合布线系
统的灵活性和扩展性。
由于有几栋教学楼，所以本方案设计包括综合布线的所有子系统。
2.8结构化布线系统
结构化布线划成6个部分：
工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、设备间子系统、建筑群子系统。
（如下图所示）
管理区子系统水平区子系统
工作区子系统
设备间子系统垂直主干子系统
2.8.1工作区子系统
工作区子系统又称为服务区子系统，它是由RJ-45跳线与信息插座所连接的设备（终端或工作站）组成。
其中信息插座有墙上型、地面型、桌面型等多种类型。
工作区子系统所使用的连接器必须具备标准的8位接口，这种接口能接受楼宇自动化系统所有低压
信号以及高速数据网络信息和数码声频信号。
工作区由信息插座延伸至设备。
工作区要求布线要求相对简单，这样就很容易移动、添加和变更设备。
工作区子系统由终端设备
11
连接到信息插座的连线（或软线）组成，它包括装配软线、连接器和连接所需的扩展软线，并在终端设备和I/O之间搭桥。
信息输出口采用符合ISDN标准的RJ458芯插口，根据用户的使用环境选用埋入型、桌上型、地毯型或通用型插座，根据网络系统末端设备的
接口选用相应的适配器。
信息插座选择：
信息插座选用普天RJ45型插座。
墙面安装插座盒底边距地300mm，在地面插座盒内和墙面信息插座旁安装单相三孔电源插座。
工作区子系统为满足信息高速传输具体情况，全部选用超五类系列信息模块，性能全部超过国际
标准ISOIS11801的指标。
而数据点采用普天超5类RJ45信息插座模块，其功能100MHz时其最差线对近端串音衰减高达44dB。
专利设计的全金属化簧片结构，无印制板，确保长期使用的可靠性。
模块化设计，免接线工具，使用灵活方便，后部压线盖设计更合理。
模块安装方法：
1.将双绞线按模块上标明的颜色对应插入；
2.将上面板往下扣好，保证每条线都对应入槽；
3.将模块扣上面板；
插座面板选择：
使用普天墙面新K2系列双位插座面板，并具有防尘弹簧盖板，其功能有单口、双口、斜角双口三种规格，PC材料，面板上有标识块用于端口标记，专利防尘门，可安装普天系列插座模块，外形尺寸：
86×86mm。
可配合底座明装盒或暗盒使用。
面板安装方法：
1.将接好的模块卡在面板上；
2.标记块标识信息口的用途，安在面板上；
3.端口号可用不干胶贴在外框面板反面，以便于管理；
4.将面板盖好。
工作区子系统设计要考虑以下几点：
1．工作区内线槽要布的合力、美观。
2．信息插座与电源插座应保持30cm的距离。
3．信息插座要设计在距离地面30cm以上（与电源插座保持水平）。
4．信息插座与计算机设备的距离保持在5M范围之内。
5．购买的网卡类型接口要与线缆类型接口保持一致。
6．所有工作区所需的信息模块、底盒、面板的数量。
7．所需RJ-45接头的数量。
具体需要RJ-45接头和模块的数量可以按照以下公式进行计算：
RJ-45头的需求量M=N×4+N×4×15%
M：
表示RJ-45接头的总需求量
N:
表示信息点的总量
N×4×15%：
表示留有的富余量
2.8.2水平子系统设计
12
水平子系统也称为水平干线子系统，它是从工作区的信息插座开始到管理间子系统的配线架。
结构一般为星型结构，它与垂直子系统的区别在于：
水平子系统总是在一个
楼层上，仅与信息插座、管理间连接。
在综合布线系统中，水平子系统通常由4对UTP（非屏蔽双绞线）组成。
在高带宽应用时，可以采用光缆。
水平子系统连接管理子系统至工
作区，包括水平布线、信息插座、电缆终端及交换。
由各区的分线架（IDF）到该区的各个信息输出口的连接。
水平布线子系统是整个布线系统的一部分，它将干线子系统线路延
伸到用户工作区。
水平布线子系统与干线子系统的区别在于：
水平布线子系统总是处在
一个楼层上，并端接在信息插座上。
SYSTIMAXSCS使用24AWG双绞线（UTP）为传输介质，对于数据和图像的传输，采用CAT5类双绞线（1061）或CAT5+（1071）超五类双绞线，部分对传输频宽及高速数据传输有更高要求的信息点，可采用光纤到桌面（FTTD）方式设置。
对于语音和控制信号的传输，采用CAT3类双绞线（1010）。
RJ45水晶头的压接方法：
（T568A标准）
Rj45水晶头线色、线对可按以下方法辩认：
5类双绞线：
1．第1对：
白兰/兰
2．第2对：
白橙/橙
3．第3对：
白绿/绿
4．第4对：
白棕/棕
压接水晶头将5类双绞线外皮剥掉，留出4对双绞线长度约1厘米。
按上述T568A标准安排线色顺序，并将8条线插入水晶头，用RJ45压线工具加工即成。
布设方法：
水平双绞线的安装长度均不应超过90米。
水平双绞线布线从房间内的信息点引出并布到相应的配线机柜内。
其设计采用PVC线槽安装。
根据整个银海高中校园网综合布线设计方案，对配置信息点插座应采取安装在墙底面壁上。
4.水平干线子系统的设计涉及到水平子系统的传送介质和部件集成，主要有4点：
1．确定线路走向。
2．确定线缆、槽、管的数量和类型。
3．确定线缆的类型和长度。
4．订购电缆和线缆。
电缆的用量可以用以下公式进行计算：
每层楼的用线量C=【0.55×（L+S）+6]×N
L：
本楼层离管理间最远信息点距离。
S：
本楼层离管理间最近信息点的距离。
N:
本楼层信息点的总数。
线缆长度按每信息点平均线长55米计算，并考虑到用户工作区跳线所需线缆用量，
总共需要双绞线15箱（305米/箱）。
水平线缆将干线线缆延伸到用户工作区.在本项目
中设计采用的是Lucent公司8芯非屏蔽双绞线（UTP）是符合EIA/TIA568A标准的超五类线双绞线1061004CSL+。
它在传输数据时，可以在150米范围内具有标准10Mbps的传
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输速率，在100米内保证155Mbps的传输速率。
此外它也可以传输各种70V直流电压及
在相应的距离下传输10MHZ及100MHZ频率以内的弱电信号.水平子系统设计结构图如下图所示
水平线缆90米
管理区或设备
L1
L1+L2+L3<10
米
区
配线架
配线架
PC
信
L3（注意）
L2
息
:
工作区设备电缆
L1
座
:
配线架间跳线
L2
工作区
L3
:
远端通信设备电缆
有源设备
2.8.3管理子系统设计
管理子系统由交联、互联、和I/O
组成。
管理间是楼层的配线间，管理子系统为其
他子系统互联提供手段，他是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备，其主要设备是配线架、交换机等网络设备，以及机柜和电源等。
交连和互连允许将通信线路定位
和重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易的管理通信线路。
I/O位于用户工作区和其他房间或办公室，使在移动终端设备时能够方便的进行插拔
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