建筑工程学院 《智能建筑计算机网络》 倮程设计 200级土木工程专业智能建筑方向 题目校园网信息化解决方案 姓名范菁 指导教师曹建文 日期2005。5。4。 目录
建 筑 工 程 学 院 《智能建筑计算机网络》 课 程 设 计 2002 级 土木工程 专业 智能建筑 方向 题 目 校园网信息化解决方案 姓 名 范 菁 华 指导教师 曹 建 文 日 期 2005。5。4。 目录
1校园网需求分析。 1.1建设背景 09。。。。。000。。。。009。。。。。。。。。。。。 1.2应用分析。。。。 1.3设计宗旨和原则。 4具体应用需求。 1.5学校网络规划。 2通信网络规划设计。。 31拓扑体系。 32系统主干网方案的选择。 33网络核心层设计。。 34网络分布层设计。 35网络接入层设计。 36网络服务器。 37应用系统。 38拟局域网虚划分 39IP地址的划分。 3核心层/分布层设计。。。。 4分布层/接入层图 科研交换机/教学区-实验室接入。。。。。。。 图书馆三层交换机/接入层设计 办公楼二层交换机设计
1 校园网需求分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 1．1 建设背景。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 1．2 应用分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 1．3 设计宗旨和原则。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 1．4 具体应用需求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 1．5 学校网络规划。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 2 通信网络规划设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.1 拓扑体系。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.2 系统主干网方案的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.3 网络核心层设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.4 网络分布层设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.5 网络接入层设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.6 网络服务器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.7 应用系统。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.8 拟局域网虚划分。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3.9 IP 地址的划分。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 3 核心层/分布层设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 4 分布层/接入层图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 科研交换机/教学区-实验室接入。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 图书馆三层交换机/接入层设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 办公楼二层交换机设计
学生公寓/教工宿舍设计。 5wEB的设置 09。。。。。000。。。00。。。。。。。。。。。。o。 6ftp的配置 7 E-MAIL的配置。。 8布线的选择 9电缆的选择 10操作系统的选择。。 00。 11投资预算及设备清单。 11.1设备清单。 0 112设备选型。 13投资预算。。°。°°。°。。°。。。°。 1需求分析
学生公寓/教工宿舍设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 5 WEB 的设置。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 6 ftp 的配置。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 7 E-MAIL 的配置。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 8 布线的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 9 电缆的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 10 操作系统的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 11 投资预算及设备清单。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 11.1 设备清单。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 11.2 设备选型。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 11.3 投资预算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 1 需求分析
建设背景 在21世纪全球信息电子化、网络化迅速发展的大环境下,无论是从大趋 势上看,还是从自身商业利益和学习工作角度考虑,建立内部管理信息系统和 与外界通讯是当务之急的任务。同时带宽的扩大和各类网络技术的发展,网络 的应用越来越广。在学习、科研、教学等方面对网络的需求量、带宽大小、稳 定性、安全性提出了非常高的要求,目前,大学作为信息人才的培养以及信息 流通、再生的桥头堡,在互联网浪潮中扮演举足轻重的角色。校园网已成为 个学校必备的信息基础设备,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。在此形势下,我们对中南林学院进行校园网的优化组 网,以达到综合教学科研的目的。 应用分析 1网络负荷大 2网络管理及维护大 3网络利用率高 4网络安全性不能忽视 设计宗旨和原则 校园网的建设是一个规模较大、技术复杂的工程,涉及的技术领蜮很多, 必须保证设计的完整性、一致性和可行性。 1以科研教学为中心 2以方便、灵活的可扩张平台为基础 3技术先进,经济合理。遵循行业标准和规范 4易于管理和维护; 5系统与信息的安全保密性 6可伸缩性,可靠性和可扩充性 7充分利用现有资源 8全校所有网络联网,在网络上要传送多媒体信息,用于教学等 9教务管理和办公自动化。 具体应用需求 (1) Internet公共服务 *电子邮件系统 文件传输FTP *Web服务 (2)计算机教学 *多媒体教学课件制作、管理和网上分发系统
建设背景 在 21 世纪全球信息电子化、网络化迅速发展的大环境下，无论是从大趋 势上看，还是从自身商业利益和学习工作角度考虑，建立内部管理信息系统和 与外界通讯是当务之急的任务。同时带宽的扩大和各类网络技术的发展，网络 的应用越来越广。在学习、科研、教学等方面对网络的需求量、带宽大小、稳 定性、安全性提出了非常高的要求，目前，大学作为信息人才的培养以及信息 流通、再生的桥头堡，在互联网浪潮中扮演举足轻重的角色。校园网已成为一 个学校必备的信息基础设备，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。在此形势下，我们对中南林学院进行校园网的优化组 网，以达到综合教学科研的目的。 应用分析 1 网络负荷大 2 网络管理及维护大 3 网络利用率高 4 网络安全性不能忽视 设计宗旨和原则 校园网的建设是一个规模较大、技术复杂的工程，涉及的技术领蜮很多， 必须保证设计的完整性、一致性和可行性。 1 以科研教学为中心； 2 以方便、灵活的可扩张平台为基础； 3 技术先进，经济合理。遵循行业标准和规范； 4 易于管理和维护； 5 系统与信息的安全保密性。 6 可伸缩性，可靠性和可扩充性 7 充分利用现有资源； 8 全校所有网络联网，在网络上要传送多媒体信息，用于教学等； 9 教务管理和办公自动化。 具体应用需求 （1）Internet 公共服务 *电子邮件系统 *文件传输 FTP *Web 服务 （2）计算机教学 *多媒体教学课件制作、管理和网上分发系统
*基于web、基于 Netmeeting或基于OD/组播的远程教学系统 *学生学籍、考试管理系统和教师人力资源信息系统等 (3)图书馆访问系统 *用于计算机查询、检索、再线阅读等 *办公自动化系统 *包括财务、资产、宿舍管理、档案管理等 学校网络规划 建立一个内部局域网,且需要连入因特网,本网所提供的服务包括:WEB 服务、FTP服务以及Emai服务等 学校内部区域 学生区:共25栋楼,每栋楼需要100个信息点; 办公区:共2栋楼,每栋5层,每层需50个信息点 教学区:共1栋教学楼,三楼为多媒体教室,共有24间教室,加上 其他层8间多媒体教室,共计32间,至少需要32个信息点; 宿舍区:共12栋楼,每栋楼需要100个信息点; 图书馆:共1栋楼,共9层,每层需100个信息点,共计900个信息 实验室:共1栋楼,即生科楼,共5层,每层需50个信息点。 2通信网络规划设计 1拓扑体系 根据校园内部能起到统一管理和避免冲突域和广播风暴等引起的网络速 度减低等情况本方案采用树型体系以太网,他具有天然的分级结构,个节点按 定的层次联系。 2系统主干网方案的选择 本方案采用千兆以太网技术,使用两个千兆以太网交换机构成主干网, 它能保证主干网的高带宽需求,易于扩展,易于进行故障隔离,可靠性高,设备 成本低,较好的实现协议和标准的向下兼容性,以及新旧标准之间良好的互操作 性及对原有资源的充分利用。主干交换机和楼群汇聚交换机之间以100Mbps链 路连接,以构成一个高性能的园区主干。主干网采用双星结构,与接入层/分布 层交换机分别连接,它能解决单点故障失效问题,不仅抗毁性强,而且通过采用 链路聚合技术,可以允许每条涌余链路实现负载分担
*基于 Web、基于 NetMeeting 或基于 VOD/组播的远程教学系统 *学生学籍、考试管理系统和教师人力资源信息系统等 （3）图书馆访问系统 *用于计算机查询、检索、再线阅读等 *办公自动化系统 *包括财务、资产、宿舍管理、档案管理等 学校网络规划 建立一个内部局域网，且需要连入因特网，本网所提供的服务包括：WEB 服务、FTP 服务以及 Email 服务等 学校内部区域 学生区：共 25 栋楼，每栋楼需要 100 个信息点； 办公区：共 2 栋楼，每栋 5 层，每层需 50 个信息点； 教学区：共 1 栋教学楼，三楼为多媒体教室，共有 24 间教室，加上 其他层 8 间多媒体教室，共计 32 间，至少需要 32 个信息点； 宿舍区：共 12 栋楼，每栋楼需要 100 个信息点； 图书馆：共 1 栋楼，共 9 层，每层需 100 个信息点，共计 900 个信息 点； 实验室：共 1 栋楼，即生科楼，共 5 层，每层需 50 个信息点。 2 通信网络规划设计 1 拓扑体系 根据校园内部能起到统一管理和避免冲突域和广播风暴等引起的网络速 度减低等情况本方案采用树型体系以太网，他具有天然的分级结构，个节点按一 定的层次联系。 2 系统主干网方案的选择 本方案采用千兆以太网技术，使用两个千兆以太网交换机构成主干网， 它能保证主干网的高带宽需求，易于扩展，易于进行故障隔离，可靠性高，设备 成本低，较好的实现协议和标准的向下兼容性，以及新旧标准之间良好的互操作 性及对原有资源的充分利用。主干交换机和楼群汇聚交换机之间以 100Mbps 链 路连接，以构成一个高性能的园区主干。主干网采用双星结构，与接入层/分布 层交换机分别连接，它能解决单点故障失效问题，不仅抗毁性强，而且通过采用 链路聚合技术，可以允许每条涌余链路实现负载分担
3网络核心层设计 大学校园网采用层次化网络拓扑结构,核心层采用两台带有第三层 交换机模块的千兆以太网交换机。核心交换机之间采用聚合链路,它能使网络具 备高容量、无阻塞、可靠的多媒体传输和优化的管理能力。核心层包括I路由 配置管理、IP组播、静态VLAN、生成树、设置警报和髙速连接等。 4网络分布层设计 在校园园区内楼宇间的连接时,学生区、宿舍区和办公区用第二层交 换机,图书馆和教学区/实验区使用第三层交换机,分布层交换机和核心层交换 机之间均在全双工模式下的GBE带宽连接,保证分支的无阻塞交换。 分布层提供基于统一策略的互连,它连接核心层和接入层,对数据 包进行复杂的运算,分布层提供:地址汇聚、部门和工作组的接入、广播域/组 播传输域的定义、VLAN分割、介质转化和安全控制等。 5网络接入层设计 接入层交换机放置在每幢楼层,在教学区可直接接入到信息点,在 学生区宿舍区可堆叠Hub,并上行接入分布层。 接入层的主要功能是为最终用户提供对网络访问的途径。主要提供: 带宽共享、交换带宽、MAC层过滤和网段微分 6网络服务器 大学的网络服务器主要包括文件服务器、 Interne服务器及面向全 校的小型机 7应用系统 大型校园网网络应用的系统基本分为校园网络中心、教学子网、办 公子网、图书馆子网和宿舍区子网几大部分。主要应用系统包括: *学籍管理 *考试管理 *教学管理 *班级管理 *课表管理
3 网络核心层设计 大学校园网采用层次化网络拓扑结构，核心层采用两台带有第三层 交换机模块的千兆以太网交换机。核心交换机之间采用聚合链路，它能使网络具 备高容量、无阻塞、可靠的多媒体传输和优化的管理能力。核心层包括 IP 路由 配置管理、IP 组播、静态 VLAN、生成树、设置警报和高速连接等。 4 网络分布层设计 在校园园区内楼宇间的连接时，学生区、宿舍区和办公区用第二层交 换机，图书馆和教学区/实验区使用第三层交换机，分布层交换机和核心层交换 机之间均在全双工模式下的 GBE 带宽连接，保证分支的无阻塞交换。 分布层提供基于统一策略的互连，它连接核心层和接入层，对数据 包进行复杂的运算，分布层提供：地址汇聚、部门和工作组的接入、广播域/组 播传输域的定义、VLAN 分割、介质转化和安全控制等。 5 网络接入层设计 接入层交换机放置在每幢楼层，在教学区可直接接入到信息点，在 学生区宿舍区可堆叠 Hub，并上行接入分布层。 接入层的主要功能是为最终用户提供对网络访问的途径。主要提供： 带宽共享、交换带宽、MAC 层过滤和网段微分。 6 网络服务器 大学的网络服务器主要包括文件服务器、Interne 服务器及面向全 校的小型机。 7 应用系统 大型校园网网络应用的系统基本分为校园网络中心、教学子网、办 公子网、图书馆子网和宿舍区子网几大部分。主要应用系统包括： *学籍管理 *考试管理 *教学管理 *班级管理 *课表管理
*网上图书管理 *公告管理 8虚拟局域网划分 按核心层所分的9个分布层来划分9个虚拟局域网,并且在科 研网层、图书网层办公室网层和教职工网、公寓网层继续划分虚拟局域网 9IP地址划分 共需申请32个C类IP地址,其分配方案余下: 区域|可用的 名主机地可用的主机地址范 子网网络子网广播地 址范围 围 备 注 地址 址 使用前2500 224.18 个,余下548224.18.1.1224.18.12 公寓|25栋224。18。12。254个作为扩展 255 教职|1 224.18.13.2 使用前1200 工宿12栋|224。18。19。224个,余下323224.18.1224.18.19 舍区 个作为扩展3.1 办公栋「224.18.20.2--使用前508 224。18。23。254个,余下253224.18.2224.18.23 个作为扩展0.1 .255 教学各1栋|224.18.24.2--使用前282 和实 224。18。26。254个,余下225224.18.2224.18.26 验楼 个作为扩展4.1 255 图书1栋|224.18.27.2--使用前900224.18.2224.18.3 馆区 224。8。32。224个,余下3697.1 .255 个作为扩展 3核心层分布层设计 核心层采用两台带有第三层8端口交换机模块的千兆以太网交换机,核心交
*网上图书管理 *公告管理 8 虚拟局域网划分 按核心层所分的 9 个分布层来划分 9 个虚拟局域网，并且在科 研网层、图书网层办公室网层和教职工网、公寓网层继续划分虚拟局域网。 9IP 地址划分 共需申请 32 个 C 类 IP 地址，其分配方案余下： 区 域 名 可用的 主机地 址范围 可用的主机地址范 围 备 注 子网网络 地址 子网广播地 址 学 生 公 寓 区 1—— 25 栋 224．18．1．2—— 224。18。12。254 使用前 2500 个，余下 548 个作为扩展 224．18．1．1 224．18．12 ．255 教 职 工 宿 舍 区 1—— 12 栋 224．18．13．2—— 224。18。19。224 使用前 1200 个，余下 323 个作为扩展 224．18．1 3．1 224．18．19 ．255 办 公 区 2 栋 224．18．20．2—— 224。18。23。254 使用前 508 个，余下 253 个作为扩展 224．18．2 0．1 224．18．23 ．255 教 学 和 实 验 楼 各1栋 224．18．24．2—— 224。18。26。254 使用前 282 个，余下 225 个作为扩展 224．18．2 4．1 224．18．26 ．255 图 书 馆 区 1 栋 224．18．27．2—— 224。18。32。224 使用前 900 个，余下 369 个作为扩展 224．18．2 7．1 224．18．32 ．255 3 核心层/分布层设计 核心层采用两台带有第三层 8 端口交换机模块的千兆以太网交换机，核心交
换机之间采用聚合链路,并且在各自交换机上直接连入两台服务器它的优点是直 接利用核心层交换机的髙带宽。核心交换机的带宽为千兆带宽,采用光缆联系核 心层、分布层和路由器,路由器直接通过中国教育科研网的方式连入 Internet上, 核心交换机设立在信息中心,核心服务器也设立在信息中心。 分布层中由于科研和教学的需要,图书馆的计算机查询、检索、再线阅读等 需要的高带宽,在分布层上的科研交换机和图书馆交换机选用48端口三层交换 机和16端口三层交换机,提供的上联带宽为100M。并采用光缆接入。办公楼 需要办公自动化等一般要求比较高,可采用第二层交换机,带宽为100M,采用 光缆接入。但职工宿舍、学生公寓由于要求一般,可采用一般型二层交换机,带 宽为100M,双绞线连接。 大型服务器 大型服务器 核心交换机 核心交换机路由器 科研交换 100M 图书馆交 M 10010M QOM 办入楼交换机 办公交换机1 职工宿舍区 学生公寓区 服务器 务器 胀务器服务器 4分布层接入层图 科研交换机/教学楼实验楼图
换机之间采用聚合链路，并且在各自交换机上直接连入两台服务器它的优点是直 接利用核心层交换机的高带宽。核心交换机的带宽为千兆带宽，采用光缆联系核 心层、分布层和路由器，路由器直接通过中国教育科研网的方式连入 Internet 上， 核心交换机设立在信息中心，核心服务器也设立在信息中心。 分布层中由于科研和教学的需要，图书馆的计算机查询、检索、再线阅读等 需要的高带宽，在分布层上的科研交换机和图书馆交换机选用 48 端口三层交换 机和 16 端口三层交换机，提供的上联带宽为 100M。并采用光缆接入。办公楼 需要办公自动化等一般要求比较高，可采用第二层交换机，带宽为 100M，采用 光缆接入。但职工宿舍、学生公寓由于要求一般，可采用一般型二层交换机，带 宽为 100M，双绞线连接。 4 分布层/接入层图 科研交换机/教学楼-实验楼图
32间多媒体教室,共有32个信息点,提供每信息点10M带宽,光纤连入科 研交换机。实验楼每层50个信息点,可在每层设立4台16端口的二层交换机采 用菊链式堆叠,共有5台菊链式堆叠二层交换机连入科硏交换机,带宽100M。 科研交换机48端口,以待扩充用其上联带宽100M, 科研交换机 舅量画 实验楼交换机 图书馆三层交换机/接入层设计 图书馆共有900个信息点,每层100个信息点。由于图书馆用于计算机查询、检索、 再线阅读等,设有一台服务器。并且图书馆要求带宽较大,每层3个48端口和 台8端口的二层交换机,采用菊链式堆叠上联带宽100M,图书馆三层交换机 下联口9个,上联带宽理论需(100*9)/20=45M,但为将来的可扩充,设需100M
32 间多媒体教室，共有 32 个信息点，提供每信息点 10M 带宽，光纤连入科 研交换机。实验楼每层 50 个信息点，可在每层设立 4 台 16 端口的二层交换机采 用菊链式堆叠，共有 5 台菊链式堆叠二层交换机连入科研交换机，带宽 100M。 科研交换机 48 端口，以待扩充用其上联带宽 100M， 图书馆三层交换机/接入层设计 图书馆共有 900 个信息点 ，每层 100 个信息点。由于图书馆用于计算机查询、检索、 再线阅读等，设有一台服务器。并且图书馆要求带宽较大，每层 3 个 48 端口和 一台 8 端口的二层交换机，采用菊链式堆叠上联带宽 100M，图书馆三层交换机 下联口 9 个，上联带宽理论需（100*9）/20=45M，但为将来的可扩充，设需 100M
服务器4 剧馆换 办公楼二层交换机设计 办公楼共有5层,每层有50个信息点,为实现办公自动化系统,包括财务、 资产、宿舍管理、档案管理等。可在每层设立两个环行网,以满足内部各科室的 文件的高速传输和快速共享打印机等服务,每层两个子网接入二层交换机,每个 二层交换机取16端口型,多余端口考虑扩充,图列见下: 分布层 接入层 25台主机: 共有10个墙口接入分布层1 25台主机 共有10小端口接入分布层2
办公楼二层交换机设计 办公楼共有 5 层，每层有 50 个信息点，为实现办公自动化系统，包括财务、 资产、宿舍管理、档案管理等。可在每层设立两个环行网，以满足内部各科室的 文件的高速传输和快速共享打印机等服务，每层两个子网接入二层交换机，每个 二层交换机取 16 端口型，多余端口考虑扩充，图列见下：