信息科學與工程學院課程設計任務書題目：校園網絡構建方案設計和實現學生：XXXXXX成員學號：201512310240201512310249專業班級：計算機科學與技術2015級專升本2班課程：計算機網絡指導教師：職稱：副完成時間：2015年11月2015年12月棗莊學院信息科學與工程學院制2015年12月31日

小組成員分工及職責鄭健：對棗莊中學校園網進行前期需求分析，收集、整合材料；完成規劃設計，形成設計方案；形成用戶使用文檔，對用戶進行培訓。楊振東：對方案進行修改完善，并完成實施，進行測試。論文評價課程論文中的創造性成果課程論文的質量

課程設計任務書及成績評定課程設計的任務和具體要求任務:規劃設計一符合用戶需求的校園網絡，并實施驗證具體要求:網絡部分的總體要求（1）滿足網絡化，智能化，信息化的發展要求，為各類應用系統提供方便、快捷的信息通路，共享各種資源。（2）良好的性能，能夠支持大容量和實時性的各類應用。（3）能夠可靠的運行，較低的故障率和維護要求。（4）提供安全機制，滿足保護公司信息安全的要求。（5）具有較高的性價比。（6）未來升級擴展容易，保護用戶投資。（7）用戶使用簡單、維護容易。2．系統部分的總體要求：（1）易于配置擴展（2）廣泛的設備支持（3）穩定性及可靠性（4）可管理性（5）安全性指導教師簽字：日期：2015-12-6指導教師評語成績：____________指導教師簽字：李旭宏日期：

課程設計所需軟件、硬件等硬件環境：Iterl（R）Core（TM）2DuoCPU，主頻2.31GHz；內存3G；硬盤500G以上；1024×768顯示分辨率軟件環境：WinXP/Win7,PacketTracer仿真軟件。課程設計進度計劃起至日期工作內容備注11.1-11.1611.17-12.1812.19-12.31.需求分析方案設計方案修改完善配置實現應用測試完成實驗指導書，提交相關材料參考文獻、資料索引序號文獻、資料名稱編著者出版單位[1]謝希仁.計算機網絡教程（第4版）[M].北京：人民郵電出版社，2014.9[2]CiscoSystems公司.思科網絡技術學院教程CCNP3多層交換[M].北京:人民郵電出版社,2010[3]甘剛.網絡設備配置與管理[M].北京：人民郵電出版社，2011.9[4]梁廣民.網絡設備互聯技術[M].北京：清華大學出版社，2006.10[5]潘小莉.計算機網絡在教育中的應用[D].內江職業技術學院.2011-8…

目錄1引言 62校園網的現狀及需求分析 62.1計算機網絡系統現狀 ...62.2網絡系統及業務需求分析 73系統設計原則和實現目標 83.1網絡系統設計原則 83.2系統建設目標 93.3網絡設計關鍵技術說明 94系統總體方案設計 104.1網絡拓撲結構設計 104.2網絡接入設計 114.3網絡設備配置方案 114.4子網設計方案 124.5IP地址分配 124.6布線系統設計 125課程設計分析 135.1工作原理 135.2拓撲結構 155.3劃分網段、IP地址與VLAN 155.4設備介紹 166設備配置與驗證 176.1配置 176.2驗證 207結果分析 238課程設計總結 23PAGEPAGE241引言校園網已經成為現在教育背景下的必要基礎設施，已經成為學生提高水平的重要途徑，能通過與internet的互聯，位全校的師生提供國際互聯網的各種服務，教師可以制作多媒體課件的以及在網上保存和查詢教學資源，能對學進行網上保存和考察，網絡最初是在校園里進行實驗并獲得成功的，許多網絡新技術也是首先在校園網中獲得成功，進而才推向社會的。根據學校的要求和原則，進行能源學院校園網綜合系統設計，校園網的可擴展性和可靠性成為選擇合作伙伴的重要標準。建設校園網對每個學校來說都不是一件容易的事，校園網不只是涉及技術方面，而是包括網絡設施、應用平臺、信息資源、專業應用、人員素質等眾多成分的綜合化、信息花管理系統。因此每個校園網的設計、建設都要經過周密的論證、謹慎的決策。2校園網的現狀及需求分析用戶應用需求的；通信的需求；信息點的需求；性能的需求；安全和管理的需求不但網絡要建起來，軟件也要貼近應用，同時還應加強教師培訓，才能逐步實現教育由應試教育轉向素質教育轉化。項目總體目標是：建立物理上覆蓋學校教學樓與辦公樓的千兆主干校園網，百兆交換到桌面，使學校所有部門的網絡和計算機都能夠方便地連接到網絡；配置必要的計算機網絡設備、布線設備和輔料，為學校的教學、管理和研究提供服務。本項目的需求可概括為如下幾部分：2.1計算機網絡系統現狀現在的互聯網，彼此間實現互相通信，并且計算機的硬件、軟件和數據資源大家都可以共同使用，實現資源共享的整個系統就叫做計算機網絡。計算機技術和通信技術的發展及相互滲透結合，促進了計算機網絡的誕生和發展。通信領域利用計算機技術，可以提高通信系統性能。通信技術的發展又為計算機之間快速傳輸信息提供了必要的通信手段。計算機網絡在當今信息時代對信息的收集、傳輸、存儲和處理起著非常重要的作用。其應用領域已滲透到社會的各個方面。信息高速公路更是離不開它。因此，計算機網絡對整個信息社會有著極其深刻的影響，已引起人們高度重視和極大興趣。本學院很早就展開了計算機輔助教學，并建立了大規模的計算機實驗室，學校擁有計算機上千臺，但由于目前各個系都是自己組建自己的內部網絡，采用的軟件平臺、硬件平臺和網絡結構各不相同，因此隨著學校網絡發展和各個學校之間互連網絡的建成，現有的網絡結構與水平已經不能適應高速發展的信息網絡建設，主要表現在：1.由于各網絡應用系統是各系根據本系自己的教學、實驗、工作的需求組建的，因而各種信息既有大量的冗余，又有相互沖突。同時由于各套網絡系統的開發單位不同，技術水平參差不齊，因此信息的規范化程度低，各部門信息無法共享，交互操作的難度很大。2.各系、各工作終端有自己的傳輸線路，傳輸速率不等，速率低且安全性、可靠性差，不利于統一管理，隨著工作終端的增多，此問題將日益突出。3.由于當時組建網絡時都是由本院自己開發，因此存在多種機型，多種操作系統，多種協議，網絡異構等情況。所以很難實現資源共享、系統互訪、統一管理，對于后期的開發難度很大，這將影響實現辦公自動化。4.由于大部分系統沒有實現客戶/服務器模式。因此系統遠程互訪時，需要較大的帶寬。5.由于校園內計算機之間對INTERNET都只能通過自己使用撥號網絡方式連接，而目前學校已經擁有了自己的INTERNET網絡出口與自己的IP地址。這使得這些優勢資源大家不能實現共享。6.隨著多媒體教學、遠程教育、圖象監控等業務的開展，校園網本身的業務范圍不斷擴大，對學校的網絡性能提出了新的要求。2.2網絡系統及業務需求分析由于現有應用系統存在上述缺陷，而實際發展需求不可能在短時間內對所有網絡系統進行更換，因此必須對目前的現狀和需求進行科學的分析，制定出全局網絡的規劃，既能滿足發展，又要容納現有系統，具體要求如下：1.不對目前各網絡系統做大規模修改，各系自己的網絡系統應能平滑地過渡到整個校園網中。2.提供各種靈活多變的連網方式，系統要有一定的可擴充性和可擴展性。3.提供高速平臺與足夠的帶寬，為將來的OA系統、圖像系統、Internet/Intranet、遠程教學、多媒體教學應用等系統提供一條可靠、健壯的“信息高速公路。4.必須對整個校園網進行有效的集中資源管理和網絡管理。5.可以為校園內各個系之間提供郵件服務、BBS服務、文件服務、WEB服務等多種INTERNET服務。3系統設計原則和實現目標3.1網絡系統設計原則在本系統設計中采用以下原則：實用性從保護各系原用的設備投資和能夠完全滿足現實需求的角度出發，充分集成現有的各種計算機和網絡設備，使建設的系統適用、安全、可靠且易管理、維護和擴展，具有最高的性價比。開放性構造一個開放的網絡系統，是當前世界計算機技術發展的潮流，因此我們在整個系統的設計中采用的規范、設備與廠商無關，具有較強的兼容性，便于與外界異種機平滑互聯。先進性當今的計算機網絡技術發展日新月異，把握不準的方向則可能導致在很短的時間內技術落伍，從而面臨被淘汰的危險。因此在堅持實用性的前提下盡量采用國際先進成熟的網絡技術和設備，適合未來的發展，做到一次規劃長期受益。可擴充性選擇的聯網方案及設備要能適應網絡規劃的不斷擴大的要求，以便于將來設備的擴充；要能適應信息技術不斷發展的要求，平穩地向未來新技術過渡。可靠性系統設計除采用信譽好，質量高的設備外，還采用一系列容錯、冗余技術、提高整個系統的可靠性安全性安全性包括兩個方面：一、網絡用戶級的安全性；二、數據傳輸級的安全性。網絡用戶級的安全性應在網絡的操作系統中予考慮，而數據傳輸的安全性則必須在網絡傳輸時解決。3.2系統建設目標組建的整個學校的校園網，既能將整個學校計算機都納入整個校園網中，實現統一規劃、分塊工作、異地互聯、整體管理，并有可為將來的應用擴展和系統的升級預留接口。要達到各系組建自己相對獨立的本地局域網，既能滿足各系自己的正常的教學計算機化的要求，又能通過廣域網完成與其他系或學校之間的信息交流。網絡管理中心能滿足自身的正常教學計算機化的要求，又能通過廣域網將各系、個大樓之間和本地網絡中心聯接成一個整體，通過網管系統監控各個系的網絡運行情況，并通過廣域網的高速優質傳輸線路為各系的各種請求提供良好的服務。在安全性防護方面，還有一個重要方面，就是數據備份和容災。這非常重要，在一定程度上決定了企業的生存與發展，特別是企業數據主要是電子文檔的電子商務類企業。在設計網絡系統時，一定要充分考慮到用戶對數據備份和容災，部署相應級別的備份和容災方案。如中小型企業通常是采用Microsoft公司Windows2000Server、WindowsServer2003系統中的備份工具進行數據備份和恢復，而對于大型的企業，則可能要采用第三方專門的數據備份系統.3.3網絡設計關鍵技術說明局域網技術包括以太網802.3，令牌總線網802.4，隨著現代化教學活動的開展和與國內外教學機構交往的增多，對通過Internet/Intranet網絡進行信息交流的需求越來越迫切，為促進教學、方便管理和進一步發揮學生的創造力，校園網絡建設成為現代教育機構的必然選擇。校園網大都屬于中小型系統，以園區局域網為主，一個基本的校園網具有以下的特點：高速的局域網連接校園網的核心為面向校園內部師生的網絡，因此園區局域網是該系統的建設重點，由于參與網絡應用的師生數量眾多，而且信息中包含大量多媒體信息，故大容量、高速率的數據傳輸是網絡的一項基本要求；信息結構多樣化校園網應用分為電子教學（多媒體教室、電子圖書館等）、辦公管理和遠程通訊（遠程教學、互聯網接入）三大部分內容：電子教學包含大量多媒體信息，辦公管理以數據庫為主，遠程通訊則多為WWW方式，因此數據成分復雜，不同類型數據對網絡傳輸有不同的質量需求；安全可靠校園網中同樣有大量關于教學和檔案管理的重要數據，不論是被損壞、丟失還是被竊取，都將帶來極大的損失；操作方便，易于管理校園網面向不同知識層次的教師、學生和辦公人員，應用和管理應簡便易行，界面友好，不宜太過專業化；經濟實用學校對網絡建設的投入有限，因此要求建成的網絡應經濟實用，具備很高的性能價格比。4系統總體方案設計4.1網絡拓撲結構設計對本學院的校園網這種規模大、集成度高的網絡，我們建議采用Client/Server結構模式，即將網絡結構建立在各類信息分布處理和集中管理相結合的方式上；由于將數據處理工作放在各客戶機(Client)獨立處理，減輕了服務器（Server)的負擔，設備的性能可得到了良好的應用，而且資源信息可以分布共享、集中管理，使得系統的可靠性、開放性不單單依賴服務器，互補性很強。這種結構靈活性好，速度快，可靠性高，是當今流行的網絡系統方案。主干網在整個校園網絡系統中占有舉足輕重的地位，它是整個網絡的中樞。主干網負責學校各個局域網之間的數據傳輸，信息發布，資源共享，學校以后的BBS，辦公自動化系統，VOD系統，遠程教學系統，INTERNET接口，與其他兄弟學校的數據交換都將運行在這個網絡上。因此，主干網的好壞直接影響到以后網絡系統的運行效率，速度快慢,網絡性能等參數。

校園網拓撲圖4.2網絡接入設計建設校園網絡，本著少花錢辦大事的原則，充分利用有限的投資，在保證網絡先進性的前提下，選用性能價格比最好的設備，我們認為校園網建設應該遵循以下原則：標準化和開放性、可靠性和可用性、設備的兼容性、實用性和經濟性、安全性和保密性、擴展性和升級能力、網絡的靈活性。4.3網絡設備配置方案校區網絡建設應該以應用為核心，在設計中充分考慮到教育管理和多媒體教學的要求，并且網絡技術上應該具有一定的先進性，同時還要為以后的擴展留有一定的空間。網絡設備清單及價格：（根據實際需要設備來填寫）設備名稱型號單價數量價格路由器Cisco2811620016200防火墻CISCOASA5510-K814700114700核心交換機CISCOWS-C3560-24TS-E9800658800接入層交換機CISCOWS-C2950-2442241250688安裝服務費1500合計131888為此校園校區網絡網應該能達到以下要求：穩定可靠的網絡只有運行穩定的網絡才是可靠的網絡，而網絡的可靠運行取決于諸多因素，如網絡的設計，產品的可靠，而選擇一個具有運營此類網絡規模經驗的網絡合作廠商則更為重要。要求有物理層、數據鏈路層和網絡層的備份技術。易擴展的網絡系統要有可擴展性和可升級性。易擴展不僅僅指設備端口的擴展，還指網絡結構的易擴展性：即只有在網絡結構設計合理的情況下，新的網絡節點才能方便地加入已有網絡；網絡協議的易擴展：無論是選擇第三層網絡路由協議，還是規劃第二層虛擬網的劃分，都應注意其擴展能力。對于核心網絡設備，要求骨干交換機具備第三層交換能力，要求支持今后的視頻點播、電視電話會議的寬帶多媒體應用，并要求留有一定的擴充能力。安全性網絡系統應具有良好的安全性，由于網絡連接園區內部所有用戶，安全管理十分重要。網絡具有防止及便于捕殺病毒功能。應支持VLAN的劃分，并能在VLAN之間進行第三層交換時進行有效的安全控制，以保證系統的安全性。校區網絡與校園網相連后具有“防火墻”過濾功能，以防止網絡黑客入侵網絡系統。可對接入因特網的各網絡用戶進行權限控制。容易控制管理對于網絡管理，要求采用智能化網絡管理軟件，實現對網絡的自動監測和控制。并支持虛擬網絡功能，對網絡用戶具有分類控制功能。4.4子網設計方案設備命名，方便區分各個設備，避免配置時因選錯設備而產生的錯誤。4.5IP地址分配在路由器和交換機上為接口或VLAN設置IP。進入接口模式，用ipaddress命令后加上IP地址和子網掩碼。4.6布線系統設計網絡中心連接各建筑物用6芯多模光纖。樓內采用5類雙絞線。每個信息點配有一個RJ-258針模式插座。每個插座由４對非屏蔽線纜單獨配線，可用于數據和圖像等連接應用。信息點實用的標準８針模式連接插座，應符合ISO8877標準和EIA/TIA568協會的機械性能和電器性能標準。綜臺布線是校園建設中的一項新興技術工程項目，它不完全是建筑工程中的“弱電”工程。智能化建筑是由智能化建筑環境內系統集成中心利用綜合布線系統連接和控制“3A”系統組成的。布線系統設計是否合理，直接影響到“3A”的功能。(3A即樓宇自動化—BuildingAutomation、辦公自動化—OfficeAutomation、通信自動化—CommunicationAutomation)設計與實現一個合理綜合布線系統一般有六個步驟：獲取建筑物平面圖；分析用戶需求；系統結構設計；布線路由設計；繪制布線施工圖；編制布線用料清單。星型拓撲結構布線方式，具有多元化的功能，可以使任一子系統單獨地布線，每一子系統均為一獨立的單元組，更改任一子系統時，均不會影響其它子系統。一個完善確定設計的布線走線系統，其目標是，在既定時間以外，允許在有新需求的集成過程中，不必再去進行水平布線，損壞建筑裝飾而影響審美。5課程設計分析5.1工作原理（1）局域網概述局域網（LocalAreaNetwork，LAN）是指傳輸距離有限，傳輸速率較高，以共享網絡資源為主要目的的網絡系統，它僅包括OSI參考模型的底部3層協議。將一個網絡限制在物理上較小的區域之內，可以減少從網絡上一臺計算機發送數據到最遠處計算機的時延。局域網是共享介質的廣播式分組交換網。在局域網中，所有的計算機都連接到共享的傳輸介質上，任何計算機發出的數據包都會被其他計算機接收到。由于局域網是共享介質的通信系統，所以共享介質的信道分配技術是局域網的核心技術。拓撲結構和傳輸介質決定了各種局域網的數據類型、數據傳輸速率、通信效率等特點，也決定了局域網的應用。（2）VLAN概述傳統的局域網中，通常一個工作組（Workgroup）是在同一個網段上，每個網段可以是一個邏輯工作組或子網。多個邏輯工作組之間通過實現互連的網橋或路由器來交換數據。因此，邏輯工作組的組成要受節點所在網段的物理位置限制。虛擬局域網功能：VLAN（VirtualLocalAreaNetwork，虛擬局域網）是指在交換式局域網的基礎上，采用網絡管理軟件構建的可跨越不同網段、不同網絡的端到端的邏輯網絡。一個VLAN組成一個邏輯子網，即一個邏輯廣播域，它可以覆蓋多個網絡設備，允許處于不同地理位置的網絡用戶加入到一個邏輯子網中。同時，在同一臺交換機上也可以劃分多個VLAN。VLAN在網絡管理中具有以下三個優點：①控制廣播風暴；②提高網絡整體安全性；③方便的網絡管理。（3）VLAN的劃分方式：分為靜態VLAN和動態VLANa.靜態VLAN：靜態VLAN是基于端口的VLAN，它是將端口強制性地分配給VLAN。這是一種最經常使用的配置方式。靜態VLAN容易實現和監控，而且比較安全。這是一種最簡單的VLAN。劃分靜態VLAN時，既可以把同一交換機的不同端口劃分為同一VLAN；也可以把不同交換機的端口劃分為同一VLAN。可以把位于不同物理位置、連接在不同交換機上的用戶按照一定的邏輯功能和安全策略進行分組，根據需要將其劃分為同一或不同的VLAN。靜態VLAN通常使用網絡管理軟件來配置和維護端口。若需要改變端口的屬性，必須手動重新配置，所以具有很號的安全性。b.動態VLAN：動態VLAN是一種較為復雜的劃分方法。它可以分為：①基于MAC地址的VLAN劃分，根據每個主機的MAC地址來劃分。②基于IP地址的VLAN，新站點在入網時無需進行太多配置，交換機則根據各站點網絡地址自動將其劃分成不同的虛擬局域網。5.2拓撲結構5.3劃分網段、IP地址與VLAN①劃分網段類型網段默認網關LAN1LAN2WAN②劃分IP地址5.4設備介紹設備型號數量Cisco805路由器2Cisco2950交換機3主機線路若干（1）CiscoCatalyst2950系列交換機CiscoCatalyst2950系列智能以太網交換機是一個固定配置、可堆疊的獨立設備系列，提供了線速快速以太網和千兆位以太網連接。這是一款最廉價的Cisco交換產品系列，為中型網絡和城域接入應用提供了智能服務。作為思科最為廉價的交換產品系列，CiscoCatalyst2950系列在網絡或城域接入邊緣實現了智能服務。（2）Cisco805路由器：Cisco805串行路由器集成了CiscoIOS技術，它通過幀中繼、專線、X.25或異步撥號網絡提供安全可靠的Internet訪問，為小型辦公室進行大型企業聯網提供所需的一切。Cisco805路由器非常適合擁有多個頻繁上網用戶的小型辦公室，而且成本較低，每個人不再需要單獨配置調制調器來訪問信息。6設備配置與驗證6.1配置（1）路由器Route1的配置：Router>enableRouter#conftEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Router(config)#hostR1R1(config)#enaseaaaR1(config)#linevty04R1(config-line)#passbbbR1(config-line)#inteth0R1(config-if)#ipaddR1(config-if)#noshut%LINK-3-UPDOWN:InterfaceEthernet0,changedstatetoupR1(config-if)#intse0R1(config-if)#ipaddR1(config-if)#noshut%LINK-3-UPDOWN:InterfaceSerial0,changedstatetoupR1(config-if)#end%LINK-3-UPDOWN:InterfaceSerial0,changedstatetodown%LINEPROTO-5-UPDOWN:LineprotocolonInterfaceSerial0,changedstatetodownR1#copyrunstart在Route1中設置靜態路由R1#conftEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.R1(config)#iprouteR1(config)#endR1#copyrunstart（2）路由器Route2的配置：Router>enableRouter#conftEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Router(config)#hostR2R2(config)#enaseaaaR2(config)#linevty04R2(config-line)#passbbbR2(config-line)#inteth0R2(config-if)#ipaddR2(config-if)#noshut%LINK-3-UPDOWN:InterfaceEthernet0,changedstatetoupR2(config-if)#intse0R2(config-if)#ipaddR2(config-if)#clockrate64000R2(config-if)#noshut%LINK-3-UPDOWN:InterfaceSerial0,changedstatetoupR2(config-if)#endR2#copyrunstart在Route2中設置靜態路由R2#conftEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.R2(config)#iprouteR2(config)#endR2#copyrunstart(3)交換機Switch1的配置：Switch>enableSwitch#conftSwitch(config)#hostSW1SW1(config)#enaseaaaSW1(config)#linevty015SW1(config-line)#passbbbSW1(config-line)#intfe0/1SW1(config-if)#switchportmodetrunkSW1(config-if)#intfe0/2SW1(config-if)#switchportmodeaccessSW1(config-if)#intfe0/3SW1(config-if)#switchportmodeaccessSW1(config-if)#intfe0/4SW1(config-if)#switchportmodeaccessSW1(config-if)#noshutSW1(config-if)#endSW1#copyrunstart交換機Switch2的配置：Switch>enableSwitch#conftEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Switch(config)#hostSW2SW2(config)#enaseaaaSW2(config)#linevty015SW2(config-line)#passbbbSW2(config-line)#intfe0/1SW2(config-if)#switchportmodea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