《网络工程设计》设计报告

《网络工程设计》
—课程设计报告
课题名称：校园网络建设工程项目方案
学校：哈尔滨工业大学华德应用技术学院班级：0891132
学号：1089113209
姓名：
指导教师：
成绩评定：
日期：2013年3月27日
目录
第1章概述................................................................................................................................ - 1 -
1.1 引言.............................................................................................................................. - 1 -
1.2 学校背景...................................................................................................................... - 2 -第2章校园网络系统设计...................................................................................................... - 3 -
2.1 设计概述...................................................................................................................... - 3 -
2.1.1网络建设原则................................................................................................... - 3 -
2.1.2网络设计目标................................................................................................... - 4 -
2.2 子网设计...................................................................................................................... - 4 -
2.4拓扑设计....................................................................................................................... - 5 -
2.5交换设备选型............................................................................................................... - 6 -
2.6防火墙选型................................................................................................................... - 6 -第3章结构化布线.................................................................................................................. - 8 -
3.1结构化布线概要........................................................................................................... - 8 -
3.1.1结构化布线标准介绍....................................................................................... - 8 -
3.1.2结构化布线等级............................................................................................... - 8 -
3.2系统设计....................................................................................................................... - 8 -
3.2.1设计要求........................................................................................................... - 8 -
3.2.2工作区子系统................................................................................................... - 9 -
3.2.3水平配线子系统............................................................................................... - 9 -
3.2.4垂直干线子系统............................................................................................... - 9 -
3.2.5管理子系统....................................................................................................... - 9 -
3.2.6设备间子系统................................................................................................... - 9 -
3.2.7建筑群子系统................................................................................................. - 10 -第4章技术及服务.................................................................................................................. - 11 -
4.1构建网络系统采用的技术......................................................................................... - 11 -
4.1.1以太网（Ethernet）..................................................................................... - 11 -
4.1.2 快速以太网（Fast Ethernet）.................................................................. - 11 -
4.1.3光纤式分布数据接口（FDDI）..................................................................... - 11 -
4.1.4异步传输模式（ATM）................................................................................... - 12 -
4.2系统提供的服务......................................................................................................... - 12 -第5章网络设备材料清单及报价........................................................................................ - 14 -参考文献.................................................................................................................................... - 15 -附录 ........................................................................................................................................... - 16 -附录1.1扩展性考虑........................................................................................................ - 16 -附录1.2防雷考虑............................................................................................................ - 16 -
哈尔滨工业大学华德应用技术学院
《网络工程设计》项目任务书
指导教师（签字）：
第1章概述
1.1 引言
当今世界，各种先进的科学技术飞速发展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。

在以计算机技术为代表的信息科技的发展更是日新月异，从各个方面影响和改变着我们的生活，而其中的计算机网络技术的发展更为迅速，已经渗透到了我们生活的各个方面，人们已经离不开计算机网络，并且随着因特网的迅速普及，给我们的学习与生活条件带来更大的方便，我们与外部世界的联系将更加的紧密和快速。

Internet，即国际互联网，是现在网络应用的主流，从它最初在美国诞生至今已经经历了三十多年。

这个以TCP/IP协议为主体的国际互联网络已经成为覆盖全世界一百五十多个国家和地区的大型数据通信网络。

最初的Internet是由科研网络形成的，主要是由一些大学和研究所等科研教育单位连接而成，逐渐发展到今天的规模。

而进入九十年代后，由于各种商业信息进入了Internet，使得Internet得到了极大地发展，其拥有的主机数，连接的网络数以及覆盖面一直呈指数形式上升。

现在Internet上可以提供或者获得各种各样的服务，比如通过电子邮件进行合同的起草和签订，或利用Internet直接挑选商品和购物。

Internet是一个资源的网络，其中拥有的信息资源几乎覆盖所有的领域。

Internet面向人类的社会，世界上数以亿计的人们利用它进行通信和信息共享，通过发送和接收电子邮件，或和其他人的计算机建立连接、参加各种讨论组并免费使用各种信息资源实现信息共享。

Internet也是一个服务的网络。

在Internet上，许多单位、公司和组织提供了各种各样的服务。

比如WWW（World Wide Web全球信息网）服务、信息查询服务等，向网络上的其他用户展示自己各方面的情况，并帮助这些用户找到需要的信息。

将来的网络在Internet基础上进一步发展，其功能、速度、适用范围等必将全面超过现有的Internet。

随着人们对于信息资源共享以及信息交流的迫切需求，促使网络技术的产生和快速发展，而各高校及其中小学都在筹备建设校园网，希望通过校园网的建设，
改善办学条件，提高教学、科研和管理水平。

校园网的建设对于学校来说是一项大的工程，必须精心设计、精心施工，做到经济适用，技术先进、开放性能良好、投资强度合理、与国内外网络互联、能长期、稳定运行的高性能的校园网络。

1.2 学校背景
平津大学是一所极具现代意识，以现代教学为特色的民办学校。

为了更好地使用电脑这一现代化的高科技产物，使其在教学、管理等方面发挥应有的作用，学校计划在校内建立校园网并与Internet相连。

根据学校的要求，我们按照“统一规划、分布实施、讲究实效、安全可靠”的原则，进行平津大学校园网综合系统设计，以满足校园内计算机系统的需要。

第2章校园网络系统设计
2.1 设计概述
为全校教师、科研人员、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境，并将计算机引入教学科研、管理和学习等各个领域。

熟悉现代化的工作环境和掌握先进的教学、科研、管理和学习手段，有利于培养面向世界，面向示来的高层次人才。

2.1.1网络建设原则
1.系统安全性与保密性
随着计算机技术的发展，尤其是网络和网络间互联的规模的扩大，信息和网络的安全性日益受到重视。

面临十分严肃的安全性挑战。

在网络设计时，将从内部访问控制和外部防火墙两方面保证培尔学院校园网网络系统的安全。

系统还将按照国家相关的规定进行相应的系统保密性建设。

2.易管理与维护
本学院校园网网络系统的节点数目大，分布范围广，通信介质多种多样，采用的网络技术也较先进，尤其引入交换式网络和虚拟网之后，网络的管理任务加重了，如何有效地管理好网络关系,是否充分有效地利用网络的系统资源等问题就摆在我们面前。

用图形化的管理界面和简洁的操作方式，可以提供强大的网络管理功能，使网络日常的维护和操作变得直观、简便和高效。

3.易扩充性
随着教学科研的快速发展，培尔学院校园网网络系统面临的任务将愈来愈艰巨，愈来愈复杂。

为了适应这个变化和日新月异的计算机技术的发展，我们网络十分注重扩充性。

无论是网络硬件还是系统软件，都可以方便的扩充和升级。

2.1.2网络设计目标
校园网络的建设的目标是在校园内实现多媒体教学、教务管理、通信、双向视频点播（VOD）等信息共享功能，能实现办公的自动化、无纸化。

能通过与Internet的互联，为全校师生提供国际互联网上的各种服务。

教师可以制作多媒体课件以及在网上保存和查询教学资源，能对学生进行多媒体教学和通过网络对学生进行指导与考查等。

学生也可以通过在网上浏览和查询网上学习资源，从而可以更好地进行学习，校园网能为学校的信息化建设打下基础。

学校有教学楼、行政楼、实训楼、图书馆、寝室楼需要进行网络设计。

技术：交换式快速以太网、千兆位以太网及ATM技术标准的制定和完善，为园区高速主干提供多种技术选择；针对校园网系统各自不同的需要，量体裁衣，真正适合自身应用技术才是最好的。

骨干路由：由于新的应用涌现，多媒体技术的普及，巨大的信息流量不仅仅限于本地工作组网络，而大量穿梭于网络的骨干。

此外，为数众多的部门划分的虚拟网络在一定程度上隔离了网络风暴、保护了部门内部信息，却使得虚拟网络间的路由对骨干交换设备的IP包转发、背板容量提出了很高的要求。

对IP转发能力、背板容量的要求将使硬件投资快速增加。

虚拟网络技术：由于学校的行政设置、建筑物的集中布线方式以及一些应用和安全的考虑，基于第三层交换的虚拟网络的划分是必须的。

此外，用户需要的不仅仅是简单的划分，更多的是如何有效、简便、动态地管理、修改和配置。

多媒体的需要：随着新技术的出现及硬件成本的降低，在网络上传送视频、音频等多媒体信息越来越成为用户的需要，这要求网络设计中充分考虑多媒体信息传送的要求。

因此目前设计的网络应留有足够的带宽、先进的优先级设定方案。

2.2 子网设计
(1)教学子网：校园网建网的目的之一是利用计算机网络实现多媒体教学。

在教学过程中，大量传送的是文本、图像和部分视频等数据，对速度要求较高，所以设计时推荐所有教学用端口全部采用交换式100M以太网口；
(2)办公子网：办公子网主要面向学校的各级领导以及各职能部门只有网络数据传输快，才能更好地提高办公效率。

同时，办公计算机应该能够达到支持视频传送的要求。

鉴于办公子网将支持视频功能，设计推荐采用交换式100Ｍ端口；
(3)图书馆子网：图书馆从应用来说是一个相对独立的系统，因此设计时在图书馆设图书馆网络分中心，配置了一台DES-6000中心交换机、海量存储器、所需的服务器以及若干查询终端。

这个系统主要用于教师及学生对图书及目录的查找以及图书管理。

图书馆的服务器和交换机通过1000Ｍ交换口连入校园网，图书管理员办公计算机和各个查询终端采用100Ｍ交换端口；
(4)宿舍区：宿舍区子网即在学生宿舍内部联网，学生可以直接浏览学校发布的信息及查阅一些电子文档，也可以在宿舍接收老师的远程教学，由于宿舍区覆盖范围较广，故在宿舍区设一个网络分中心，以减少至网络中心的光纤数量。

在宿舍区网络分中心内配置一台DES-6000中心交换机，并通过光纤与网络中心直接相连。

2.3拓扑设计
图2-1 校园系统拓扑图
2.4交换设备选型
2.5防火墙选型
防火墙其实是一个分析器，是一个分离器，同时也是一个限制器，它有效地监控了内部网间或Internet之间的任何活动，保证了局域网内部的安全。

金盾JDFW-300+
金盾抗DDOS防火墙针对目前广泛存在的DOS, DDOS等攻击而设计，为网站、信息平台基于Internet的服务等提供完善的保护使其免受别有用心之人的攻击破坏。

基于各个平台底层的核心模块，提供高效率的防护手段。

优秀的系统核心，使得本产品可抵御大规模的攻击经测试，百兆网络条件，本产品在平均
90MBPS的DOS，DDOS攻击流量下仍可保证100%的连接成功率，千兆网络条件，本产品可抗300-500MBPS攻击流量。

1. 高效率的核心攻击检测&防护模块
2. 完善的攻击防护手段
3. 强大的连接跟踪机制
4. 独创的端口防护体制
5. 广泛的平台适应性
6. 简单的安装与设置
7. 易于配置的攻击检测&防护参数
8. 规则设置及日志记录
第3章结构化布线
3.1结构化布线概要
3.1.1结构化布线标准介绍
设计依据和遵循标准：
中国民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）
智能建筑设计标准（EBD-03-95）
工业企业通信设计规范（CECS09-89）
建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（CECS72:97）
IBDN开放法式布线系统设计总则
国际建筑通用布线标准（ISO1801）
3.1.2结构化布线等级
本网络系统采用增强型综合布线系统，它不仅具有增强功能，而且还可提供发展余地。

它支持话音和数据应用，并可按需要利用端子板进行管理。

增强型综合布线系统具有以下特点：
每个工作区有两个信息插座，不仅机动灵活，而且功能齐全；
任何一个信息插座都可提供话音和高速数据应用；
可统一色标，按需要可利用端子板进行管理；
是一种能为多个数据设备创造部门环境服务的经济有效的综合布线方案；
采用气体放电管式过压保护和能够自恢复的过流保护。

3.2系统设计
3.2.1设计要求
表3.-1 学校总信息点说明表
3.2.2工作区子系统
由终端设备连线和信息插座组成，信息插座设在教室、实验室、办公室、学生宿舍等场所，全部选用超5类信息模块。

3.2.3水平配线子系统
将干线子系统线路延伸到用户工作区，校园内的水平配线子系统均采用超５类8芯非屏蔽双绞线。

3.2.4垂直干线子系统
校园内的垂直干线子系统均采用多模光纤连接，并在每个管理子系统预留超5类8芯非屏蔽双绞线作为垂直主干路由的备份。

3.2.5管理子系统
分布在各建筑物的弱电竖井配线间内，管理各层的水平布线，连接相应的网络设备。

各配线间内均设有19″标准机柜，并要求相关专业采取通风设施，避免电磁干扰，保护设备正常运行。

3.2.6设备间子系统
采用快接式配线架连接主机及网络设备。

设备间子系统设在图书馆的网络中心和学生宿舍区的网络分中心内。

3.2.7建筑群子系统
网络中心与宿舍区网络分中心之间由于距离较远，考虑到千兆网多模光纤传输距离仅为550ｍ，采用12芯单模光纤连接。

由网络中心和分中心至各建筑物，考虑近期学校使用、设备投资、距离超长等各种因素，采用多模光纤和单模光纤混合的方式连接，并在每个建筑物内预留了单模光纤，以备将来整个网络系统的发展。

第4章技术及服务
4.1构建网络系统采用的技术
4.1.1以太网（Ethernet）
以太网是应用最为广泛的网络技术，它基于CSMA/CD （冲突检测媒体访问/载波侦听）机制，采用共享介质的方式实现计算机之间的通讯，带宽为10Mbps 。

CSMA/CD 技术采用总线控制技术及退避算法。

当一个站点要发送时，首先需监听总线以决定介质上是否存在其它站的发送信号。

如果介质是空闲的，则可以发送，如果介质是繁忙的，则隔一次间隔后重发，即采用某种退避算法。

4.1.2 快速以太网（Fast Ethernet）
快速以太网技术仍然是以太网，也是总线或星型结构的网络，快速以太网仍支持共享模式，在共享模式下仍采用的是广播模式（CSMA/CD 竞争方式访问，IEEE 802.3 ），所以在共享模式下的快速以太网继承了传统共享以太网的所有特点，但是带宽增大了10 倍。

快速以太网的应用主要是基于它的交换模式。

因此快速以太网是一种在局域网技术中性能价格比非常好的网络技术，在支持多媒体技术的应用上可以提供很好的网络质量和服务。

4.1.3光纤式分布数据接口（FDDI）
FDDI是高性能的高速宽带LAN技术，其标准为ANSI ×3T9.5/ISO9384 。

FDDI 物理结构是二个平行的、相对作反向传输的双环结构网，它采用定时的令牌传送协议。

因此，它可以被看作是一个令牌环网协议的高速版本。

FDDI 有两种接入方式：双端口连接站（DAS ），单端口连接站（SAS ）。

FDDI 有几个通过带宽分配来实现的优先机制，一个是同步带宽分配（SBA ）机制，它可以让管理员将一定量的带宽分配给一些确定的工作站，让它们有更多的捕获令牌机会。

第二个是异步服务（AS ），它占用未通过SBA 分配的带宽并将这部分带宽等分给环上的工作站。

4.1.4异步传输模式（ATM）
ATM作为一种全新的交换技术，有其明显的优越性。

ATM 是将分组交换与电路交换优点相结合的网络技术，采用定长的53 字节的小的帧格式，其中48 个字节为信息的有效负荷，另有5 个字节为信元头部。

对于有效负荷在中间节点不作检验，信息的校验在通信的末端设备中进行，以保证高的传输速率和低的时延。

4.2系统提供的服务
网上教务管理
1）学生学籍管理
2）学生成绩管理
3）课务管理：主要完成对课程的自动编排和学生Web选课管理。

●信息服务
构建全校Intranet校园信息服务系统，实现校园信息的网上发布、全校的电子邮件系统、网上资源的信息共享。

使教师和学生可以在校园网上进行交流。

●Web通用查询系统
校长、教师、学生、学生家长通过Web浏览器根据不同的授权对全校的管理信息（校务信息、教务信息等）进行查询
●多媒体阅览室
可将大量学习资料、教学参考以多媒体光盘的形式放在校园网上，供全校师生享用。

通过这种方式实现的阅览室功能，将大大节省广大师生的时间，使得师生在家里也能阅览到光盘中的信息，真正做到了信息共享。

●图书馆管理
资料输入。

图书借阅。

查询、检索。

图书馆工作内部管理。

为了实现这些应用，自然需要选择稳定、可靠、处理能力强大的服务器。

我们建议选择HP的服务器。

由于没有确定具体的应用系统，我们无法根据实际需要选择具体的型号和配置。

第5章网络设备材料清单及报价表5-1 网络系统报价表
表5-3 表线槽管路报价
参考文献
[1]《网络工程规划与设计》——陈向阳清华大学出版社
[2]《现代网络技术教程》——张公忠电子工业出版
[3]《网络设计教程》——陈名清华大学出版社
[4]《网络工程设计与安装》——杨威电子工业出版社
[5]《计算机网络实用教程》——王利清华大学出版社
[6]《交换机及其应用技术》——黎连业清华大学出版社
[7]《网络组建、管理与安全》——张林人民邮电出版社
[8]《高级计算机网络》——史忠植电子工业出版社
[9]《网络处理器原理与技术》——张宏科北京邮电大学出版社
[10]《Internet原理与实用技术》——闵华清武汉工业大学出版社
附录
附录1.1扩展性考虑
1、首先是网络设备扩展方面：
每个核心、汇聚设备都应该考虑端口的可扩展性，本方案对每个设备都有预留端口，以适应将来网络可能发生的变化；
2、其次是网络接入的可扩展性：
路由器支持VPN并且考虑到校区会更大地扩展，我们选择支持VPN的路由器；
3、IP地址的预留：
本方案在每间教室都有剩余的IP地址，以适应将来主机增多的需求，还有公有IP地址段的预留（扩展校区使用）。

附录1.2防雷考虑
实施防雷工程主要就是要保证机房设备安全运行，保证计算机网络的传输质量，在各点进行不同等级的防雷保护。

根据办公楼的实际情况，提出以下防雷措施：
1) 对信息中心机房进行全方位的防雷接地保护；
2) 对监控机房等进行全方位的防雷接地保护；
3) 对室外摄像头进行电源、视频、控制线路进行全面保护；
4) 对其它区域进行普通电源保护。