課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書NO.PAGE10 沈陽(yáng)大學(xué)學(xué)生公寓組網(wǎng)設(shè)計(jì)1.課程設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)學(xué)生公寓組網(wǎng)方案。包括設(shè)計(jì)的可行性分析，用戶需求分析，基于需求分析，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，并利用所學(xué)的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)原理去解釋規(guī)劃書中每一個(gè)要點(diǎn)。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的具體規(guī)劃和組建，掌握網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的使用以及工作原理；掌握IP地址的配置以及數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程和路由的選擇。（1）加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本理論知識(shí)的理解。（2）培養(yǎng)獨(dú)立開(kāi)展科研的能力和編程能力。（3）掌握廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及其原理。（4）用packettracer4.0軟件實(shí)現(xiàn)小型互連網(wǎng)的綜合設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)方案論證2.1方案技術(shù)分析（1）核心交換設(shè)備要求具有強(qiáng)大的處理能力和良好的安全性、可靠性、可擴(kuò)展性;支持各種成熟技術(shù)，未來(lái)能平滑升級(jí)到萬(wàn)兆。（2）接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要支持基于MAC地址802.1x功能和基于端口802.1x功能，以此保證賬號(hào)的惟一性.同時(shí)，支持遠(yuǎn)程Te1net管理、mib-||及遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)交換機(jī)端口功能;此外還要求適應(yīng)大量用戶并發(fā)認(rèn)證及復(fù)雜的工作環(huán)境等。（3）要求能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)用戶名、IP地址、MAC地址、交換機(jī)端口、交換機(jī)IP的同時(shí)綁定，以此杜絕非法用戶惡意盜用合法用戶的用戶名、密碼、IP和MAC等現(xiàn)象，確保計(jì)費(fèi)工作。（4）解決用戶私自架設(shè)代理服務(wù)器的現(xiàn)象。（5）支持標(biāo)準(zhǔn)Radius認(rèn)證計(jì)費(fèi)，可連接多種接入設(shè)備。一方面要求設(shè)備支持802.1x認(rèn)證方式;另一方面又要求系統(tǒng)支持基于時(shí)長(zhǎng)、流量以及包月的計(jì)費(fèi)模式，從而為網(wǎng)絡(luò)管理提供完善、靈活、可定制的計(jì)費(fèi)策略;同時(shí)還需要保證30，000個(gè)以上用戶并行時(shí)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定和管理簡(jiǎn)便。（6）網(wǎng)絡(luò)必須具備高可靠、易管理等特征。2.2方案設(shè)計(jì)原則學(xué)生宿舍網(wǎng)既有一般網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，又有其特殊性，除了一般網(wǎng)絡(luò)所必需的可靠性、穩(wěn)定性和安全性等條件外，在進(jìn)行學(xué)生宿舍網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃時(shí)，還應(yīng)該考慮所有信息點(diǎn)的可控性、高性能以及關(guān)鍵業(yè)務(wù)的QoS保證等。另外在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，如何預(yù)留擴(kuò)展空間和進(jìn)行投資保護(hù)，以滿足新應(yīng)用的需求以及信息量增長(zhǎng)和變化需要，也是學(xué)生宿舍網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中需要重點(diǎn)考慮的因素。在充分考慮學(xué)生宿舍網(wǎng)的多應(yīng)用、易管理的同時(shí)，本方案同時(shí)還遵循如下原則:(1)高性能：構(gòu)建宿舍網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)必須是高帶寬的組網(wǎng)技術(shù)。骨干交換設(shè)備必須支持線速交換，以保證無(wú)阻塞的數(shù)據(jù)交換;另外，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，需要考慮到一些高流量多媒體應(yīng)用的分布式部署，以降低跨骨干網(wǎng)的流量，提高網(wǎng)絡(luò)的性能。(2)關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量保證：宿舍網(wǎng)中有各種各樣的應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量處于高峰期時(shí)，必定會(huì)影響關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的響應(yīng)時(shí)間，對(duì)于多媒體業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)就會(huì)有說(shuō)話結(jié)巴、圖像馬賽克的情況。因此，高性能的網(wǎng)絡(luò)也還是需要QoS服務(wù)質(zhì)量保證的。(3)信息點(diǎn)可控性：宿舍網(wǎng)的信息點(diǎn)分布很廣，與一般企業(yè)網(wǎng)比較，宿舍網(wǎng)用戶的流動(dòng)性大，比較難管理，為了保證網(wǎng)絡(luò)資料的有效利用，對(duì)信息點(diǎn)的可控性要求是必須的。除了對(duì)訪問(wèn)帶寬限制，還必須提供基于用戶的接入認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)。為了不影響網(wǎng)絡(luò)性能，應(yīng)該在接入層設(shè)備分布式實(shí)現(xiàn)信息點(diǎn)的控制。(4)先進(jìn)性：所選的設(shè)備必須具有很好的擴(kuò)展性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模或帶寬需要擴(kuò)展時(shí)，能夠以最小的代價(jià)滿足新的需求。(5)可靠穩(wěn)定性：可靠穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)得以實(shí)施和推廣的基石。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的設(shè)計(jì)必須從設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等幾個(gè)方面保證網(wǎng)絡(luò)的可靠穩(wěn)定性。(6)安全性：宿舍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的安全，除了要保障網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的安全性，還需要在一定程度上保障應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)和其它網(wǎng)絡(luò)資源的安全。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)應(yīng)該從幾個(gè)方面保證網(wǎng)絡(luò)安全:①設(shè)備本身的訪問(wèn)安全;②內(nèi)部網(wǎng)之間資源訪問(wèn)安全;③路由系統(tǒng)的安全;④互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)安全。2.3設(shè)計(jì)方案2.3.1綜合布線系統(tǒng)（1）針對(duì)用戶需求，我們采用了千兆骨干、百兆到桌面，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用分布式三層交換構(gòu)架，具有超高的帶寬和良好的可擴(kuò)展、可管理性。每個(gè)學(xué)生公寓設(shè)置一臺(tái)核心交換機(jī)，每樓層設(shè)置兩臺(tái)二級(jí)交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)主干線從綜合電教樓（0#樓）拉出，分別到達(dá)每個(gè)學(xué)生公寓的核心交換機(jī)，每樓層的二級(jí)交換機(jī)直接和本樓的核心交換機(jī)相連，滿足基本的建網(wǎng)需求。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的總體拓?fù)鋱D如下：

圖1（2）所有的樓結(jié)構(gòu)大同小異，所以我們采用相同的布線結(jié)構(gòu)，這樣便于統(tǒng)一管理。具體布線情況如下：每個(gè)學(xué)生公寓設(shè)置一臺(tái)核心交換機(jī)，假設(shè)每幢樓有六層，每層層45個(gè)宿舍，因此我們每層用2個(gè)24口的10/100MB自適應(yīng)交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)中心到七號(hào)樓采用的是光纖走過(guò)了，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器后接入一個(gè)10/100MB的24口的自適應(yīng)交換機(jī)，每層樓兩個(gè)交換機(jī)分別有一根線接到總交換機(jī)上，因此有兩個(gè)交換機(jī)有46個(gè)口可用，基本滿足的建網(wǎng)需求。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2每棟樓的中心交換機(jī)還可以鏈接一臺(tái)服務(wù)器，僅供每棟樓的所有學(xué)生能資源共享。 2.3.2IP地址分配與子網(wǎng)劃分方案學(xué)校目前為止擁有IP段為：192.168.0.0—192.168.30.255,共有IP地址7680個(gè),共有宿舍4320間,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行IP地址劃分,為了保證擴(kuò)展性和安全性,對(duì)每棟樓的每層劃分一個(gè)子網(wǎng),為節(jié)省IP資源,每二棟樓共用三個(gè)IP地址段,進(jìn)行詳細(xì)的子網(wǎng)劃分.保證每個(gè)宿舍接入一個(gè)信息點(diǎn),剩余IP資源留做擴(kuò)展用途.具體的IP地址分配方案和子網(wǎng)劃分方案如下:假設(shè)每棟宿舍樓共有房間270間,至少需要IP270個(gè),因此我們用兩個(gè)IP段劃分8個(gè)子網(wǎng),其中6個(gè)子網(wǎng)分別劃分在該樓的每一層,具體劃分方案如下IP192.168.0.0/26 子網(wǎng)掩碼:255.255.255.192 一層可分IP為:192.168.0.1—192.168.0.63 /0號(hào)子網(wǎng) 二層可分IP為:192.168.0.65—192.168.0.127 /1號(hào)子網(wǎng) 三層可分IP為:192.168.0.129—192.168.0.191 /2號(hào)子網(wǎng) 四層可分IP為:192.168.0.193—192.168.0.254 /3號(hào)子網(wǎng)IP192.168.1.0/26 子網(wǎng)掩碼:255.255.255.192五層可分IP為:192.168.1.1—192.168.1.63 /0號(hào)子網(wǎng) 六層可分IP為:192.168.1.65—192.168.1.127 /1號(hào)子網(wǎng)2.3.2利用packettracer4.0軟件實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的仿真（1）根據(jù)上述的理論，利用packettracer4.0軟件實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的仿真，總的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖3所示：圖3總的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（2）對(duì)于每棟樓的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖4所示：圖4宿舍樓的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（3）舉例說(shuō)明設(shè)備的配置的命令行：①路由器配置的命令行：Router0>enableRouter#configureterminalRouter2(config)#interfaceFastEthernet0/0Router2(config-if)#ipaddress192.168.17.1255.255.255.0Router2(config-if)#noshutdownRouter2(config)#interfaceFastEthernet2/0Router2(config-if)#ipaddress192.168.18.1255.255.255.0Router2(config-if)#noshutdownRouter2(config)#interfaceFastEthernet3/0Router2(config-if)#ipaddress192.168.13.2255.255.255.0Router2(config-if)#noshutdown②宿舍樓總交換機(jī)的命令行：Switch>enableSwitch#erasestartup-configErasingthenvramfilesystemwillremoveallconfigurationfiles!Continue?[confirm][OK]Eraseofnvram:complete%SYS-7-NV_BLOCK_INIT:InitializedthegeometryofnvramSwitch#Switch#③樓層交換機(jī)的命令行：Switch>enableSwitch#configureterminalEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Switch(config)#interfaceFastEthernet0/1Switch(config-if)#Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interfaceFastEthernet0/1Switch(config-if)#3.設(shè)計(jì)結(jié)果與分析通過(guò)發(fā)送在模擬軟件中進(jìn)行設(shè)計(jì),然后在模擬軟件中的模擬環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試界面如圖5所示：圖5模擬環(huán)境中的測(cè)試界面在模擬環(huán)境中傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)以動(dòng)態(tài)的形式發(fā)送數(shù)據(jù)包，此過(guò)程是可以檢查網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪B通性，可以大概查出錯(cuò)誤所在的設(shè)備，以便于修改。圖6是某樓層的數(shù)據(jù)發(fā)送情況。圖6數(shù)據(jù)發(fā)送動(dòng)態(tài)圖如果信發(fā)送成功則表現(xiàn)為打勾狀態(tài)表示連通成功。利通就可以看見(jiàn)如圖7所示的結(jié)果，表示連通成功。圖7測(cè)試網(wǎng)絡(luò)成功4.設(shè)計(jì)體會(huì)在本課程設(shè)計(jì)論文歷時(shí)5天終于完成，首先要感謝我尊敬的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師——王黎老師。在制作課程設(shè)計(jì)的過(guò)程得到老師的大力幫助和指導(dǎo),老師對(duì)本論文的寫作提出了很多寶貴的建議,這些建議讓我在茫茫書海中尋獲了許多有價(jià)值的參考文獻(xiàn)。在此謹(jǐn)致誠(chéng)摯的謝意。在這次的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)，我更加充分的理解了課本上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，并能夠加以擴(kuò)展，從而應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中，在PacketTracer4.0軟件中虛擬實(shí)現(xiàn)規(guī)劃校園網(wǎng)絡(luò)，畫出整個(gè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D。并分別進(jìn)行路由器、交換機(jī)以及IP地址的配置和規(guī)劃。這幾天的課程設(shè)計(jì)令我受益匪淺，很多平時(shí)模棱兩可的知識(shí)點(diǎn)都必須到圖書館查資料，加以確定后才能在實(shí)踐操作中運(yùn)用。這使我對(duì)小型網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃加深了認(rèn)識(shí)，同時(shí)也讓我意識(shí)到我們所學(xué)的東西將來(lái)都是要付諸實(shí)踐的，任何知識(shí)都必須腳踏實(shí)地的學(xué)。5.參考文獻(xiàn)[1]周昕，賈冬梅.數(shù)