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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 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，担当一个非常重要的角色信息
2、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、Email、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，受经费、技术水平及其它方面的影响，校园网络
3、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。也是网络规划设计者永远追求的目标。目 录一、课程设计的目
4、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74.1、设计思想74.2、网络设计原则74.3网络拓扑图8五、系统功能实现95.1校园网布局结构95.2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
5、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
6、，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
7、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
8、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
9、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
10、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。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
11、、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
12、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。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
13、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
14、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。4.3、网络拓扑图图一 校园网络拓扑图R2F0/1S3/110.10.10
15、.2F0/1F0/14F0/20VLAN 40IP地址：20.20.20.1网关：20.20.20.254IP地址：40.40.40.1网关：40.40.40.254IP地址：20.20.20.2网关：20.20.20.254R3F0/2F0/3F0/24172.16.201.230IP地址：40.40.40.2网关：40.40.40.254.1R2:S0/1=172.16.201.0/24掩码：255.255.255.0R2:S0/0=172.16.201.1/24掩码：255.255.255.0F0/24VLAN 20服务器图二 校园网各主机ip、网关设计五、系统实现5.1、校园网布局结构
16、校园比较大，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，这些需求包括：扩展性、高性能、灵活性
17、、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 bInterface IP-Address(Pri) OK? StatusSerial 3/0 no address YES DOWNSerial 4/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/1 no address YES DOWNFastEthernet 0/2 no address YES DOWNr1#con tEnter configuration commands, one
18、 per line. End with CNTL/Z.r1(config)#int s3/0r1(config-if-Serial 3/0)#ip add 10.10.10.1 255.255.255.0r1(config-if-Serial 3/0)#no shutr1(config-if-Serial 3/0)#exitr1(config)#r1(config)#int f0/0r1(config-if-FastEthernet 0/0)#no ip addr1(config-if-FastEthernet 0/0)#int f0/0.20r1(config-subif)#encr1(co
19、nfig-subif)#encapsulation dr1(config-subif)#encapsulation dot1Q 20r1(config-subif)#ip add 20.20.20.254 255.255.255.0r1(config-subif)#no shu % Invalid input detected at marker.r1(config-subif)#no shutr1(config-subif)#exitr1(config)#exitr1#*Feb 25 09:12:12: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by
20、consoler1#ping 20.20.20.1Sending 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 msr1#contTranslating cont.% Unrecognized host or address, or protocol not running.r1#con tEnter configuration commands, one per line. End w
21、ith CNTL/Z.r1(config)#ip rout 172.16.201.0 255.255.255.0 s3/0r1(config)#ping 172.16.201.230% Unknown command.r1(config)#ping 172.16.201.230% Unknown command.r1(config)#exitr1#*Feb 25 09:13:48: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoler1#ping 20.20.20.254Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 2
22、0.20.20.254, timeout is 2 seconds: !Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 msr1#ping 172.16.201.230Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 172.16.201.230, timeout is 2 seconds: .Success rate is 0 percent (0/5)r1#show ip int bInterface IP-Address(Pri) OK? StatusSerial 3/0 10.10.
23、10.1/24 YES UPSerial 4/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/0.20 20.20.20.254/24 YES UPFastEthernet 0/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/1 no address YES DOWNFastEthernet 0/2 no address YES DOWNr1#ping 10.10.10.1Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 10.10.10.1, timeout is 2 seconds: !Success rate is 10
24、0 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/2/10 msr1#ping 10.10.10.2Sending 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 msr1#*Feb 25 09:14:58: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet 0/0, changed state to down.*Fe
25、b 25 09:14:58: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet 0/0, changed state to down.*Feb 25 09:15:00: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet 0/0, changed state to up.*Feb 25 09:15:00: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet 0/0, changed state to up.r1#r1#show
26、ip routCodes: C - connected, S - static, R - RIP, B - BGP O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, *
27、- candidate defaultGateway of last resort is no setC 10.10.10.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 10.10.10.1/32 is local host.C 20.20.20.0/24 is directly connected, FastEthernet 0/0.20C 20.20.20.254/32 is local host.S 172.16.201.0/24 is directly connected, Serial 3/0r1#*Feb 25 09:15:23: %LINK-3-
28、UPDOWN: Interface FastEthernet 0/0, changed state to down.*Feb 25 09:15:23: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet 0/0, changed state to down.r1#r1#wBuilding configuration.OKr1#*Feb 25 09:15:30: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet 0/0, changed state to up.*Feb 25 09:15:30: %
29、LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet 0/0, changed state to up.Vlan 20:r1en 14Password:r1#show ip int bInterface IP-Address(Pri) OK? StatusSerial 3/0 no address YES DOWNSerial 4/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/1 no address YES DOWNFastEth
30、ernet 0/2 no address YES DOWNr1#con tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.r1(config)#int s3/0r1(config-if-Serial 3/0)#ip add 10.10.10.1 255.255.255.0r1(config-if-Serial 3/0)#no shutr1(config-if-Serial 3/0)#exitr1(config)#int f0/0r1(config-if-FastEthernet 0/0)#no ip addr1(confi
31、g-if-FastEthernet 0/0)#int f0/0.20r1(config-subif)#encapsulation dot1Q 20r1(config-subif)#ip add 20.20.20.254 255.255.255.0r1(config-subif)#no shutr1(config-subif)#exitr1(config)#exitr1#*Feb 25 09:12:12: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoler1#ping 20.20.20.1Sending 5, 100-byte ICMP Ec
32、hoes to 20.20.20.1, timeout is 2 seconds: !Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 msr1#con tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.r1(config)#ip rout 172.16.201.0 255.255.255.0 s3/0r1(config)#exitr1#*Feb 25 09:13:48: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from co
33、nsole by consoler1#ping 20.20.20.254Sending 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 msr1#show ip int bInterface IP-Address(Pri) OK? StatusSerial 3/0 10.10.10.1/24 YES UPSerial 4/0 no address YES DOWNFastEtherne
34、t 0/0.20 20.20.20.254/24 YES UPFastEthernet 0/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/1 no address YES DOWNFastEthernet 0/2 no address YES DOWNr1#ping 10.10.10.1Sending 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 msr1#p
35、ing 10.10.10.2Sending 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 msr1#*Feb 25 09:14:58: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet 0/0, changed state to down.*Feb 25 09:14:58: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on In
36、terface FastEthernet 0/0, changed state to down.*Feb 25 09:15:00: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet 0/0, changed state to up.*Feb 25 09:15:00: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet 0/0, changed state to up.r1#show ip routCodes: C - connected, S - static, R - RIP, B - BGP
37、O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate defaultGateway of last resort is no setC 10.10
38、.10.0/24 is directly connected, Serial 3/0C 10.10.10.1/32 is local host.C 20.20.20.0/24 is directly connected, FastEthernet 0/0.20C 20.20.20.254/32 is local host.S 172.16.201.0/24 is directly connected, Serial 3/0r1#*Feb 25 09:15:23: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet 0/0, changed state to down.
39、*Feb 25 09:15:23: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet 0/0, changed state to down.vlan40:r1en 14Password:r1#show ip rout br1#show ip int bInterface IP-Address(Pri) OK? StatusSerial 3/0 10.10.10.1/24 YES UPSerial 4/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/0.20 20.20.20.254/24 YES U
40、PFastEthernet 0/0 no address YES DOWNFastEthernet 0/1 no address YES DOWNFastEthernet 0/2 no address YES DOWNr1#con tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.r1(config)#int f0/1r1(config-if-FastEthernet 0/1)#no ip addr1(config-if-FastEthernet 0/1)#int f0/1.40r1(config-subif)#encap
41、sulation dot1Q 40r1(config-subif)#ip add 40.40.40.254 255.255.255.0r1(config-subif)#no shutr1(config-subif)#exitr1(config)#exitr1#*Feb 25 09:32:43: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoler1#con tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.r1(config)#ip rout 172.16.201.0 255.255.255.0 s3/0r1(config)#exitr1#*Feb 25 09:44:30: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoler1#show ip int bInterface IP-Address(Pri) OK? StatusSerial 3/0
