1、 网络工程实践 课程设计报告 课 题 : 校园网网络课程设计 姓 名： 学 号： 同组姓名： 专业班级： 指导教师： 设计时间： 2011 年上学期第 1 周 评阅意见： 评定成绩： 指导老师签名： 年 月 日 2 内 容 摘 要 本设计简要地讨论了校园网络规划设计中涉及到的网络技术、规划设计方法、网络性能及应用分析等问题，为校园网络的规划、设计等方面在技术及应用上提供参考，以使在建或规划中的校园网络具备较高的整体性能。 随着信息技术的不断发展和人们对各种数据形式的信息需求和交流的不断增长，使得当今的计算机网络，特别是 Internet 从传统的数据处理设备（如计算机）和管理工具中驳离出来，担
2、当一个非常重要的角色 信息技术的基础设施与获取、共享和交流信息的主要工具，并成为人们在当今社会生 活及工作中不可缺少的组成部分。经过了几年的迅猛发展，计算机网络已经在很多方面改变了人们传统的工作和生活方式 Web 浏览、 E mail、 QQ（上网聊天）、 VOD（视频点悉播）、文件传输、远程诊断、电子商务、网络大学及虚拟学校等无一不与计算机网络有着千丝万缕的联系。这些基于网络的各种应用，正在以惊人的速度扩展，几乎渗透了社会生活的各个方面。校园网络 (CAN ， Campus Area Network)与其它园区局域网络一样，由于它属于单位自有，学校拥有自我建设、自我管理和自我使用的权利，因此
3、，受经费、技术水平及 其它方面的影响，校园网络在规划设计、资源建设和应用上很不平衡，差别很大，特别是在 IT 界目前还未实施网络工程监理的条件下，造成了不少的人力、物力、财力的巨大浪费。 校园网络的规划设计有多种解决方案，依学校的类型规模和性质的不同，以使网络的设计方案有所不同，体现在技术、应用上更是不同。在传统的语音服务(诸如电话、蜂窝移动电话 )无法满足人们的各种信息需求的今天，对图形、图像、视频等多媒体信息需求的不断增长，已成为人们依赖计算机网络进行信息共享和交流的重要资源。学校教师的教学、科研工作和学生的学习生活对一个高 速的、资源丰富的和应用多方面的校园网络的需求是迫切的、必需的。也
4、是网络规划设计者永远追求的目标。 3 目 录 一、 课程设计的目的与意义 . 4 二、设计任务及要求 . 4 三 、 需求分析 . 6 四 、 系统 设计 . 7 4.1、 设计思想 . 7 4.2、 网络设计原则 . 7 4.3网络拓扑图 . 8 五 、 系统功能 实现 . 9 5.1校园网布局结构 . 9 5.2具体配置实现 . 9 六 、系统调试结果 . 19 七 、 心得体会 . 20 参考文献 . 21 4 一 课程设计的目的与意义 跟着 21 世纪这个网络时代的脚步， 网络工程综合实验是网络工程及计算机相关专业的重要实践环节之一，该内容可以培养学生理论联系实际的设计思想，训练综合运
5、用所学的计算机网络基础理论知识，结合实际网络设备，解决在设计、安装、调试网络中所遇到的问题，从而使基础理论知识得到巩固和加深。学生通过综合实验学习掌握网络设计中的一般设计过程和方法，熟悉并掌握运用二层交换机、三层交换机、路 由器的配置技术。 另外通过实验，可以 掌握组建计算机网络 工程 的基本技术 ， 特别是网络规划、交换机路由器等网络设备的基本功能与选型以及网络应用服务器的基本配置 ， 同时 提高学生的 应用 能力 和动手实践能力 。 确立校园网建设的目标，不仅要考虑技术方面，而且还要考虑环境、应用和管理等方面，必须与学校各方面改革、建设长远发展相结合，科学论证和决策。根据这一要求：建设一个
6、技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种 PC 机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，形成结构合理、内外沟通的校园计算机 网络系统。经过课程设计使我们能把平时课程中所学知识与实际应用相结合起来，并能在此过程中发现并解决问题。 二 设计任务及要求 随着计算机、 通信 和 多媒体 技术的发展， 科技的进步与经济的繁荣 ， 计算机网络在当今的信息时代 扮演着越来越重要的角色， 网络上的应用 也 更加丰富。 当今社会已步入信息社会，信息成为社会经济发展的核心因素，信息化已成为当今世界潮流。半导体集成电路、计算机、光纤、卫星、多媒体等电子信息科技发展迅猛，并
7、迅速广泛应用于社会各领域，产生和激发出新的生产力，正引起社会经济乃至人们工作、生活方式的深刻变革。自从 1993年美国政府公布实施 “ 信息高速公路计划 ” 之后，在世界引起巨大反响，许多发达国家和一些发展中国家也相继提出了本国或本地区的信息基础设施计划。可以说，信息化程度已成为衡量一个国家现代化水平和综合国力强弱的重要标 志。 随着我国经济的高速发展，国家提出本世纪末将我国建设成为经济高度发展、教育设备完备的现代化强国。近年来国家加快改革教育体系，以教育为立国之本，建设一个高度发达的国家教育体系。为提高我国教育的现代化、建立先进5 高效的教育体系。提供更为先进的教育手段，学校很有必要建设一个
8、校园网络管理应用系统，这样可以达到校园资源共享、建立完备的数据交换体系、快速的传递信息等目的。以顺应无纸教学，无纸办公的发展趋势，充分利用现代化技术来进一步提高教学质量和办公效率，为培养二十一世纪人才提供一个优良的硬件教学环境。 同时在多媒体教 育和管理等方面的需求，对 校园网 络也提出进一步的要求 。 因此需要一个高速的、具有先进性的、可扩展的校园计算机网络以适应当前网络技术 发展的趋势并满足学校各方面应用的需要。 信息技术的普及教育已经越来越 受到人们关注。 大学计算机网络的建立与应用已相当普遍，它对内综合了校园中的计算机资源，对外建立了广泛信息获取和交流渠道，为大学的教学和科研工作带来勃
9、勃生机。 学校领导、广大师生们已经充分认识到这一点，学校未来的教育方法和手段，将是构筑在教育信息化发展战略之上，通过加大信息网络教育的投入，开展网络化教学，开展教育信息服务和远程教育服务等将成为未来建设的具体内容。 建立校园网络已经成为各个大学的基础建设工作 ,它直接关系到学校的教学和科研工作的质量和水平。随着我国CERNET（中国教学科研示范网）主干网的建成和全国高校 校园网建设的高潮，校园网已成为衡量一个高校优劣的重要标志之一 。 高可靠性的计算机网络为校园的计算机管理提供了稳定的平台，极大的提高了校园网络的极大优势。 现今的网络系统包括网络交换机以及叠加其上的语音、数据、视频装置以及可变
10、化的软，硬件应用。它的开放式设计意味着更好的整体化及高品质应用的能力。提供的带宽可适合话音，图像，数据的传输，这种带宽结合设备厂商优秀网管模式，可以向用户提供面对面的通讯。 综上所述， 在建设 校园网的 时 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： 1） WWW服务，作为信息服务的平台。 2） Email服务，作为信息传递和与外界交流的主要手段。 在今后，本网络还要实现基于 A
11、TM的宽带多媒体的校园网，并通过 ATM和省宽6 带多媒体网相连接，实现实时的远程教学。 综上所述，本网络的网络建设必须采用当前最新的网络技术。 接下来就是要根据学校的情况进行调查 ： 调研情况 如下： 学校有几栋建筑需纳入 局域网 ，其中原有计算机教室将并入整个校园网络。根据校方要求，总的信息点将达到 3000个左右。信息节点的分布比较分散。将涉及到图书馆、实验楼、教学楼、宿舍楼、食堂等。主控室可设在教学楼的一层，图书馆、实验楼和教学楼为信息点密集区。 需求功能 如下： 校园网最终必须是一个集计算机网络技术、多项信息管理、办公自动化和信息发布等功能于一体的综合信息平台，并能够有效促进现有的管
12、理体制和管理方法， 提高学校办公质量和效率，以促进学校整体教学水平的提高。 三、需求分析 校园网必须具备教学、管理和通信三大功能。教师可以方便的查询和浏览网上资源，学生可以通过网上学习学会信息处理能力，管理人员可以方便的对教务、行政事务、学生学籍、财务等进行综合管理，实现各级管理层之间的信息数据交换及设备资源的共享。 校园网在设计上应该具备以下性能才能够满足需求： 1） 高性能与技术先进性 校园网络系统要求具有较高的数据通信能力和较大的带宽，并在主干网上提供较高的可扩展性。 2） 高可靠性 网络要求具备高可靠性和足够的冗余，提供拓 扑结构及设备的冗余和备份，为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫
13、痪，要避免网络出现单点失效，在网络主干上要提供备份链路提供冗余路由。 3） 安全性 校园网作为一个支持众多用户同时和 Internet存在连接的网络，网络安全性在整个网络规划中是一个很重要的部分，应当采用一定的措施来控制网络的安全性，网络中应当采取多种技术，从内部和外部同时控制用户对网络资源的访问。 7 4） 可管理性 网管软件应能够支持通用浏览器对网络设备的管理及配置，灵活的设置每个用户对 Internet访问功能，能够对每个用户实行管理。 5） VLAN的 划分 根据校园网的实际需求，属于同一部门的工作人员可以在不同的建筑物中，但需要在一个逻辑子网内。络站点的增减，人员的变动都需要虚拟网技
14、术的支持。因此在网络主干中要支持三层交换及 VLAN的划分，以提高网络的安全性和灵活性。 6） 多层交换技术 通过三层交换技术，特别是基于硬件的第三层交换，可以充分地利用交换机的包处理能力，实现真正的线速交换。 四 系统 功能 设计 4.1、设计思想 校园网计算机网络系统应便于将来网络系统的扩充，网络的硬件和软件应具有相对的独立性；充分考虑网络系统的开放性；充分考虑硬件的适应性，硬件 应具有高度的可连接性和兼容性；网络系统应具有高度的开放性，能与不同的计算机系统，通讯系统，自动控制系统连接，能连接不同协议的网络系统；实现多种操作系统平台，多种网络操作系统，多种网络协议互操作。 4.2、网络设计
15、原则 1） 网络的先进性和实用性的原则 采用的硬软件系统既有技术的先进性，又有很高的性能价格比。 2） 网络的灵活性和可靠性的原则 网络系统能够适应各种网络应用系统，易于今后向更先进的技术迁移，并且要有很好的容错能力。 3） 网络的可管理性和易维护性原则 配置网管软件，采用具有可管理的网络设备，以便合理规 划网络资源和控制网络运行。整个网络应结构合理，层次划分清楚且具有相对独立性，便于管理和维护。 8 4.3、 网络拓扑图 图一 校园网络拓扑图 图 二 校园网 各主机 ip、网关设计 R2 F0/1 S3/1 10.10.10.2 F0/1 F0/14 F0/20 VLAN 40 IP 地址：
16、 20.20.20.1 网关： 20.20.20.254 IP 地址： 40.40.40.1 网关： 40.40.40.254 IP 地址： 20.20.20.2 网关： 20.20.20.254 R3 F0/2 F0/3 F0/24 172.16.201.230 IP 地址： 40.40.40.2 网关： 40.40.40.254 .1 R2:S0/1=172.16.201.0/24 掩码： 255.255.255.0 R2:S0/0=172.16.201.1/24 掩码： 255.255.255.0 F0/24 VLAN 20 服务器 9 五、 系统实现 5.1、校园网布局结构 校园比较大
17、，建筑楼群多、布局比较分散。因此在设计校园网主干 结构时既要考虑到目前实际应用有所侧重，又要兼顾未来的发展需求。主干网以中 心 控 制室为中心，设几个主干交换节点，包括中 心 控 制 室、实验楼、图书馆、教学楼、宿舍楼。中心 交换机 和主干交换机采用千兆光纤交换机。校园网的主干即中控室与教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼之间全部采用 8芯室外光缆；楼内选用进口6芯室内光缆和 5类线。 在校园 信息中心配置一台 CISCO 公司在千兆高端交换机市 场处于领先地位的主干交换机 Cisco catalyst 3508G XL。主要致力于高性能骨干网应用，满足快速增长的校园网全部需求的解决方案，这些需求包
18、括：扩展性、高性能、灵活性、管理性和可靠性 。 5.2、具体配置实现 1）路由器 的相关配置 代码如下 。 超级终端： r1#show ip int b Interface IP-Address(Pri) OK? Status Serial 3/0 no address YES DOWN Serial 4/0 no address YES DOWN FastEthernet 0/0 no address YES DOWN FastEthernet 0/1 no address YES DOWN FastEthernet 0/2 no address YES DOWN r1#con t Ente
19、r configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. r1(config)#int s3/0 r1(config-if-Serial 3/0)#ip add 10.10.10.1 255.255.255.0 r1(config-if-Serial 3/0)#no shut r1(config-if-Serial 3/0)#exit r1(config)# r1(config)#int f0/0 r1(config-if-FastEthernet 0/0)#no ip add r1(config-if-FastEthernet 0/0)
20、#int f0/0.20 r1(config-subif)#enc r1(config-subif)#encapsulation d r1(config-subif)#encapsulation dot1Q 20 r1(config-subif)#ip add 20.20.20.254 255.255.255.0 r1(config-subif)#no shu % Invalid input detected at marker. 10 r1(config-subif)#no shut r1(config-subif)#exit r1(config)#exit r1#*Feb 25 09:12
21、:12: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console r1#ping 20.20.20.1 Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 20.20.20.1, timeout is 2 seconds: ! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms r1#cont Translating “cont“. % Unrecognized host or address, or protocol not running.
22、 r1#con t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. r1(config)#ip rout 172.16.201.0 255.255.255.0 s3/0 r1(config)#ping 172.16.201.230 % Unknown command. r1(config)#ping 172.16.201.230 % Unknown command. r1(config)#exit r1#*Feb 25 09:13:48: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console
23、by console r1#ping 20.20.20.254 Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 20.20.20.254, timeout is 2 seconds: ! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms r1#ping 172.16.201.230 Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 172.16.201.230, timeout is 2 seconds: . Success rate is 0 percent (0
24、/5) r1#show ip int b Interface IP-Address(Pri) OK? Status Serial 3/0 10.10.10.1/24 YES UP Serial 4/0 no address YES DOWN FastEthernet 0/0.20 20.20.20.254/24 YES UP FastEthernet 0/0 no address YES DOWN FastEthernet 0/1 no address YES DOWN FastEthernet 0/2 no address YES DOWN r1#ping 10.10.10.1 Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 10.10.10.1, timeout is 2 seconds: ! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/2/10 ms r1#ping 10.10.10.2 Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 10.10.10.2, timeout is 2 seconds: ! Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 30/30/30 ms
