200台主机的网吧的规划设计

湖南工业大学
课程设计
资料袋
计算机与通信学院（系、部）2013 ~ 2014 学年第 1 学期
课程名称网络工程与系统集成课程设计指导教师饶居华职称讲师
学生姓名专业班级学号
题目拥有200个机位的网吧的规划设计
成绩起止日期2013年12月21 日～2013 年12 月25日
目录清单
湖南工业大学
课程设计任务书
2013 —2014 学年第1 学期
计算机与通信学院（系、部）网络工程专业1101 班级课程名称：网络工程与系统集成课程设计
设计题目：中小型网络的规划和设计
完成期限：自2013 年12 月21 日至2013 年12 月25 日共 1 周
进度安排
起止日期工作内容
2013.12.21实训准备、确定分组、选题、制定实训计划
2013.12.22上午调查研究，规划背景问题描述，计算机网络规划需求分析2013.12.22下午网络设计
2013.12.23 网络实现
2013.12.24 书写课程设计说明书
2013.12.25 课程设计检查
主要参考资料
1.石炎生，郭观七主编. 计算机网络工程实用教程（第2版）.电子工业出版
社. 2011.03
2.吴学毅.编计算机网络规划与设计. 机械工业出版社2009.04
3.课程设计指导书
指导教师（签字）：2013年12月18 日
系（教研室）主任（签字）：2013年12 月19 日
设计说明书
拥有200个机位的网吧的规划设计
起止日期：2013 年12 月21日至2013 年12 月25 日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师(签字)
计算机与通信学院
2013年12 月20日
摘要
从20世纪90年代初迅速发展起来的Internet，已经飞速改变了人们的生活方式和工作计算机网络已深入到我们的学习，生活，工作的各个方面。

人们都被其丰富无穷的网络资源深深地吸引。

对于任何人来说计算机技术都是必须要掌握的一门技术，但是许多人没有能力或条件购置上网所需的微机与线路，比如学生，流动人口以及一些收入比较低的人。

为了满足浙西人群的上网需求，网吧应运而生，就我国百姓目前的收入情况分析，投资网吧是一大商机。

本次课程设计是规划设计一个拥有个机位的网吧，在设计过程中保证以下原则：先进性，可扩充性，可靠性，经济性，实用性等特性。

设计内容包括结构选型（拓扑结构），Internet接入，硬件选择，传输速度，用户接口（客户机，操作系统，应用软件，协议），管理能力（技术，安全），投资费用（软件，硬件，安装，布线，培训，维护等），成本回收等。

局域网设置，服务器配置，安装监控，设备损坏及维护，服务管理人员，未成年人上网，安全设计，管理设计，工程预算，交换机要求等内容的的考虑。

目录
摘要 (1)
一．课程设计的目的与意义 (4)
1、能力目标 (4)
2、知识目标 (5)
3、素质目标 (5)
4、其他目标 (5)
二．需求分析 (7)
1、逻辑设计 (8)
2. Internet接入 (9)
三．方案设计 (11)
1. 网络拓扑图与IP的规划 (11)
2. 网络配置 (12)
2. 硬件选择 (17)
3. 传输介质 (19)
4. 综合布线 (19)
5. 网吧管理软件 (20)
6. 成本预算 (20)
7.方案的优势 (20)
五．心得体会 (20)
参考文献 (22)
一．课程设计的目的与意义
《网络工程与系统集成课程设计》课程是计算机网络工程专业的一门专业实践课，其主要内容是规划和设计一个中小型网络，课程设计所涉及的工作过程主要包
括网络工程招标文件的写作、网络工程标书的写作、网络方案的设计、网络方案的
推广、网络方案的实现。

通过本课程设计，使学生全面了解和掌握网络工程规划和
设计的方法，了解计算机网络工程规划与设计的一般过程，具体包括在自顶向下的
网络设计方法中需求分析、逻辑设计、物理设计、优化测试及文档编写，从而可以
完成一些类似于校园网或者中小型企业的网络的规划和设计，形成一个详细的设计
方案。

要求根据对中小型网络分析，设计与构建的基本技术，基本原理，并且最后
形成一个详细的网络规划与设计的文档。

从而提高学生网络工程的应用能力，使学
生可以提高学生分析问题和解决问题的能力和团队协作的能力。

课程的目标设计主
要是下面几个方面：
1、能力目标
（1）能理解并熟悉常见中小型企业的网络系统集成方案；
（2）能独立完成中小型网络设计前需求分析方案的设计，并正确分析需求分析结
果；
（3）能根据需求分析结构，独立完成中小型网络的设计方案；
（4）能根据中小型网络设计方案，独立完成方案的组网与实施；
（5）能根据项目需求，依据国家相关规定，协助完成网络标书的写作；
2、知识目标
（1）掌握网络规划需求分析的方法与技巧；
（2）掌握逻辑网络设计的方法；
（3）掌握物理网络设计的方法；
（4）理解网络标书的格式及书写方法；
（5）知道网络招标的流程；
（6）掌握常见网络系统集成实施中的关键技术。

3、素质目标
(1)培养良好的逻辑表达和沟通能力。

(2)培养良好的文案能力；
(3)培养团队协作意识；
4、其他目标
(1)成本与利润的意识；
(2)网络安全防范的意识；
(3)网络冗余及可靠性保障的意识；
(2)独立分析和解决问题的能力
二．需求分析
对网络进行规划设计时，一般从以下几个方面进行。

1、需求分析
选择一家中小规模的网络，首先要选择一家中小规模的网络，通过实地调查等形式了解企业的组织结构、网络建设的背景，明确网络需求和网络性能的评价标准。

具体地，包括网络建设的目的与原则、投资规模、现有网络的问题与不足等；网络系统中所包含的信息点的数量、分布及信息流量、应用程序的类型及对QoS的要求、是否需要提供广域网接入和网络安全上的考虑因素等。

（1）用户需求
目前办公网络主要功能实现办公网络内部资源共享。

办公网络可共享的资源的主要有硬盘、光驱、应用程序、驱动程序以及重要的数据等。

对于办公网络的安全主要涉及的是内部网络共享资源的安全，保护这些重要数据信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。

（2）技术目标
统一性、完整性、经济实用性、可靠性与有效性、扩展性与先进性、安全性。

安全性：保证办公网络具有信息安全的功能，主要包括：设备的安全性、应用级的安全性、网络级的安全性、数据级的安全性。

由于办公网络用户离不开与外界进行交流，在享受Internet的服务的同时，防范网络病毒、木马等系统和数据的破坏，防止黑客入侵造成数据丢失或泄密等。

统一性：规划设计办公网络，应统一进行规划，统一设计，分步实施，以方便办公网络的后期管理。

完整性：保证整个办公网络的系统功能、数据安全、网络管理等方面应有充分的保证。

经济实用性：每个公司在组建自己内外计算机网络的时候，都需要考虑如何最有效的利用网络资源，使有限的硬件设施获得最优的可用带宽，保证建成的网络安全和规范，并且易于维护、扩展和高效使用。

因此,在设计中要采用先进的、成熟的、实用性强的
技术和性价比高网络产品，不盲目的追求设备的高档、技术的超前，以免造成不必要的资金浪费，从而使系统具有较强的实用性。

可靠性与有效性：规划设计时必须从系统结构、设计方案、设备选型、厂商的技术服务与维修响应能力、设备备件供应能力等多方面考虑，尽可能减少故障发生的可能性，缩小影响面。

同时还须考虑与现有办公设备和事务处理的整合。

扩展性与先进性：进行网络规划设计时应具有较好的扩展性，以降低系统扩展的投入成本，并能充分满足信息技术高速发展的需要。

能适应近3-5年内的业务增长和突发性事件的需要，确保各级系统的可扩充性和先进性，并注意设备的冗余设计以及网络的负载均衡。

（3）网络应用
Web、FTP、E-Mail、VOD。

二．方案设计
1、逻辑设计
（1）整体结构设计
根据需求分析，以层次化的网络设计方法，选择合适的网络技术，设计一个性能价格比相对优化的网络解决方案，该网络要实现各种资源的兼容性，网络整体安全性、先进性、可靠性，后续网络的可扩展性、易管理性、高有效带宽等。

主要包括:组网技术的选择，子网的划分与隔离，共享资源的配置，应用服务器的设置，IP地址规划等，综合布线系统的规划(工作区子系统，水平子系统，主干子系统，设备间子系统，建筑群子系统，管理子系统，需要考虑机房的安全、布局等等) 。

2. Internet接入
目前,针对网吧的接入方式有三种,一种是DDN专线,另外一种是光纤接入,还有一种就是类似家庭宽带的ADSL接入。

随着电信运营商对网络的改造,目前光纤接入已经成为一种主流的接入方式,DDN专线接入是北京网吧的一大特色。

从稳定性相比,光纤接入的速度是最稳定的,DDN专线其次,ADSL接入方式的的稳定性最差,而且容易受天气变化的影响。

三种网络接入方式的资费,与稳定性是成正比的。

网吧接入什么类型的网络需要根据当地的网络运营商，建议可以选择的话就选电信网，其比较稳定。

但网络的基本贷款要求如下：就网吧目前提供的多项网络服务来说,网络游戏、视频聊天、在线电影被称为最耗费带宽的三种业务,为此我们计算带宽大小的时候,要想保证网络传输质量,首要把带宽消耗大户考虑在内。

一般来说,要想让在线电影和在线视频保持流畅,我们可以计算出带宽消耗的极限值。

以单台机器来说,视频聊天需要占有50Kbps的带宽,在线电影需要占用200Kbps的带宽,网页一般仅仅需要占用20Kbps左右的带宽,而且是瞬间占有,网络游戏需要占用7Kbps左右的带宽,这样,一台机器的极限带宽是377Kbps。

一家拥有两百台机器的网吧,接入带宽为754Kbps,也就是75Mbps,加上线路的损失,申请一条100Mb的宽带是绰绰有余的。

三．方案设计
1. 网络拓扑图与IP的规划
(1)网络拓扑图
基本规划：
太空区：这属于一个比较高级的区域，相应的配置与环境要求比较高，这类需求的顾客较少，所以电脑的台数应该较少，6台；
普通区：这是一个适合于普通需求的用户，位于大厅中，价格比较便宜，所以相应的客户比较多，所以电脑的台数比较多112台；
卡座：卡座的环境想对与普通区好，价格比普通区贵，所以电脑的台数比普通区少，58台；
包厢：包厢的环境相对于卡座的环境更好一点，所以电脑的台数比卡座少，24台；
（2）IP地址规划与分配：
网吧的IP地址实行内网与外网分开，外网申请一个共有的IP地址即可，如：218.75.180.137，子网掩码为：255.255.255.0内网与外网之间通信，通过网络地址转换技术实现。

由于有充足的私有地址供内部网络主机分配，所以不划分子网。

(3)Vlan设计及其IP地址分配：
按照需求分析可将网吧划分为6个vlan,通过vlan 60管理整个Vlan,服务器划分在一个Vlan中，其他Vlan按分区分配，valn 的IP地址分配按照C类地址网段分配。

网吧的Vlan设计及其IP地址的分配如下所示：
2. 网络配置
（1）网络配置图：
（2）各网络设备的配置：
交换机S1的配置：
Switch>enable
Switch(config)#hostname S1
S1(config)#vlan 10
S1(config-vlan)#exit
S1(config)#interface range fastEthernet 0/1-2 S1(config-if-range)#switchport access vlan 10 S1(config)#exit
S1(config)#interface fastEthernet 0/2
S1(config-if)#switchport mode trunk
交换机S2的配置：
Switch>enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#hostname S2
S2(config)#vlan 20
S2(config-vlan)#exit
S2(config)#interface range fastEthernet 0/1-2 S2(config-if-range)#switchport access vlan 20 S2(config)#exit
S2(config)#interface fastEthernet 0/2
S2(config-if)#switchport mode trunk
交换机S3的配置;
Switch>enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#hostname S3
S3(config)#vlan 30
S3(config-vlan)#exit
S3(config)#interface range fastEthernet 0/1-2
S3(config-if-range)#switchport access vlan 30
S3(config)#exit
S3(config)#interface fastEthernet 0/2
S3(config-if)#switchport mode trunk
交换机S4的配置：
Switch>enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#hostname S4
S4(config)#vlan 40
S4(config-vlan)#exit
S4(config)#interface range fastEthernet 0/1-2
S4(config-if-range)#switchport access vlan 40
S4(config)#exit
S4(config)#interface fastEthernet 0/2
S4(config-if)#switchport mode trunk
核心交换机的配置：
Switch>enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#hostname S5
S5(config)#vlan 50
S5(config-vlan)#exit
S5(config)#interface range fastEthernet 0/1-9
S5(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
S5(config-if-range)#switchport mode trunk
S5(config-if-range)#exit
S5(config)#vlan 60
S5(config-vlan)#exit
S5(config)#int vlan 60
S5(config-if)#ip address 192.168.60.1 255.255.255.0 S5(config-if)#exit
S5(config)#vlan 10
S5(config-vlan)#exit
S5(config)#int vlan 10
S5(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 S5(config-if)#exit
S5(config)#vlan 20
S5(config-vlan)#exit
S5(config)#int vlan 20
S5(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 S5(config-if)#exit
S5(config)#vlan 30
S5(config-vlan)#exit
S5(config)#int vlan 30
S5(config-if)#ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 S5(config-if)#exit
S5(config)#vlan 40
S5(config-vlan)#exit
S5(config)#int vlan 40
S5(config-if)#ip address 192.168.40.1 255.255.255.0 S5(config-if)#exit
S5(config)#vlan 50
S5(config-vlan)#exit
S5(config)#int vlan 50
S5(config-if)#ip address 192.168.50.1 255.255.255.0 OSPF的配置：
S5(config)#router ospf 10
S5(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0
S5(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0
S5(config-router)#network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0
S5(config-router)#network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0
S5(config-router)#network 192.168.50.0 0.0.0.255 area 0
S5(config-router)#network 192.168.60.0 0.0.0.255 area 0
S5(config-router)#end
路由器：
Router>enable
Router#configure terminal
R1(config)#interface serial 0/0/0
R1(config-if)#clock rate 64000
R1(config-if)#ip address 218.75.180.137 255.255.255.0
R1(config-if)#no shutdown
R1(config)#exit
R1(config)#interface fastEthernet 0/0
R1(config-if)#ip address 192.168.60.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shutdown
OSPF的配置：
R1(config)#router ospf 10
R1(config-router)network 192.168.60.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)network 218.75.180.0 0.0.0.255 area 0
网络地址的转换：
R1(config)#ip nat pool np 218.75.180.137 218.75.180.137 netmask 255.255.255.0
R1(config)#access-list 1 permit 192.168.10.0 0.0.0.255
R1(config)#access-list 1 permit 192.168.60.0 0.0.0.255
R1(config)#access-list 1 permit 192.168.50.0 0.0.0.255
R1(config)#access-list 1 permit 192.168.40.0 0.0.0.255
R1(config)#access-list 1 permit 192.168.30.0 0.0.0.255
R1(config)#access-list 1 permit 192.168.20.0 0.0.0.255
R1(config)#interface fastEthernet 0/0
R1(config-if)#ip nat inside
R1(config-if)#exit
R1(config)#interface serial 0/0/0
R1(config-if)#ip nat outside
2. 硬件选择
堆叠交换机:如图所是要要用到堆叠交换机的有卡座，与普通区。

其中卡座家还击的数量为三台交换机，普通区为5台交换机。

（1）主机配置：
CPU：Intel 奔腾双核 E6500K 散装345*200=69000 RMB
风扇：普通即可毕竟65W的双核U发热还是很低的 1155平台普通风扇15*200=3000 RMB 主板：精英B75H2-M3,主芯片组：Intel B75 399*200=79800 RMB
内存：金士顿4GB DDR3 1600MHz 250*200=50000 RMB
硬盘：WD500G AAKX蓝盘 325*200=65000 RMB
显卡：影驰GTS450虎将D5 599*200=119800 RMB
电源：影驰黑金BG-550额定功率：550W，峰值：650W 399*200=79800 RMB
机箱：简易无光驱口，45*200=9000 RMB
鼠标：普通区：雷柏M110鼠标，25*112=2800 RMB 卡座，包厢：雷柏N1020鼠标，（58+24）*31=2542 RMB太空区：罗技经典K100键盘经济适用 49*6=294 RMB
键盘：罗技经典K100键盘 49*200=9800 RMB
显示器：普通区：AOC e950S 19寸,599*112=67088 RMB。

卡座：AOC I2269VW 21.5寸819*58=47502 RMB，包厢：AOC I2369V 959*24=23016 RMB，太空区：AOC LV242HMM 24英寸，1399*6=8394 RMB
摄像头：普通区：双巧星网吧专供，40*112=4480 RMB；卡座,包厢：环宇飞扬3616,57*(58=+24)=4674 RMB；太空区：蓝色妖姬C10银环王，61*6=366 RMB
耳机：普通区：声丽DT-418参数报价：28*194=5432 RMB 太空区：欧凡OV-USB80 30*6=180 RMB
系统：windows xp
总计：651966 RMB
（2）游戏更新服务器：
主板华擎 G41M-S330元/RMB
CPU INTEL Q8200 四核930元/RMB
内存金士顿iyperx 2G DDR1066 *2240元/条/RMB
硬盘 SATA2+ST 1.5T *3 810元/块/RMB
显卡板载
网卡Inter-P1000*2150元/块/RMB
火箭 1740 SATA2 RAID5750元/块/RMB
机箱金河田817B 300元/RMB
电源航嘉600 500W540元/RMB
服务器总价 6375 RMB
（3）本地电影服务器：
惠普：京东价3859.00
视屏服务器不需要高频的CPU,需要具有高稳定性，存储子系统。

CPU：intel Core i5-3470 3.2 6M 4C 77W GT1 CPU 频率 3.2G 缓存 6M
内存：DD让 1600MHZ nECC 4G
硬盘：1T,7200 RPM STRA
软件系统：windows 7 32位/64位
(4) 网管服务器
型号：联想ThinkServer TS230 S2130 2/500 报价：3350 RMB
CPU:奔腾双核,运行速度较快;CPU频率：3.2GHZ;标配硬盘容量：500GB便于管理整个网吧的数据。

(5) 核心交换机：
型号：CISCO WS-C3560X-24T-S
拥有24个10/100/1000以太网端口，支持VLAN总数1005，包转发率：65.5MppsMAC 地址表：4K 报价：1.28万
(6)二层交换机：锐捷网络睿易RG-S1824GT-ES
端口描述：22个10/100/1000Mbps自适应以太网RJ45端口，2个光电复用Combo 端口（光口为1000BASE-X SFP端口，Combo端口为光模式优先）报价1350 RMB
在包厢与卡座分别设置一台交换机共2700RMB，在卡座设置3台堆叠交换机共4050 RMB，普通区设置5台堆叠交换机6750RMB。

共计：13500 RMB
（7）路由器
型号：D-Link DI-7400 报价：3850 RMB
因为其内置防火墙，可以省去防火墙，处理器为Intel IXP 533MHz，端口传输速率为10/100/1000Mbps，可支持的用户记得数量为300台，符合要求，且品牌比较知名，有保障。

3. 传输介质
采用光纤接入，网吧有千兆单模光纤接入，在网吧内部使用百兆多膜光纤。

4. 综合布线
布线是连接网络接入层、核心层和网络节点的重要环节。

在布线的时候，要注意以下几点：一是在布线时，每条线一定要做好相应的编号，
方便日后的维护；二是每层之间最好保留两条至三条的备用线，防止我们网线损坏时做备用；三是制作网线的时候，一定要按照标准的接线方法，以获得最高的传输速度。

5. 网吧管理软件
采用万象网吧管理系统：对系统进行实时监控，会员管理收费管理和一些账务统计，节约了大量管理成本。

由于“万象幻境”软件需要ODBC数据库的支持，因此在安装它之前先安装Microsoft的Office 2000或Office 97软件。

“万象幻境”网吧管理程序具有很好的中文安装界面，然后要一步步按照提示进行即可。

6. 成本预算
本方案设备花费总价为：695700 RMB，再加上光纤与网络牵入费以及一些其他的费用大约为72万。

7.方案的优势
（1）本方案设计通过申请一个内网私有的IP地址在一定的程度上可以防止外来干扰，有利于网络内部的安全。

（2）本方案采用”千兆干线，百兆交换到桌面”的设计思路，各骨干线路均为1000M 光纤。

（3）所采用的骨干产品都支持802.1Q标准VLAN和IGMP组播协议，全部支持网管到桌面。

网络建成后，能很好地满足网吧的各项业务应用需求，达到了预期目的。

(4) 本方案的主机皆为袭击配置的，集合了大部分优良的配件=，在一定的程度上可以有效的延长主机使用寿命与节约成本。

五．心得体会
本次课程设计选了网吧的网络规划，本来以为网络规划根本就没什么，但当着手设计时就感觉很吃力，没有基本的思路，不过通过自己查找相关书籍，将大概的网络拓扑图画出来了，随后就是网络设备的选用了。

由于考虑到网吧的特殊性，主机采用自己配置的，这样可以节约一部分成本以及延长主机的寿命。

本次规划主要划分了4个区域：卡座，普通区，太空区以及包厢。

其主要的区别在于显示器的大小，与鼠标，键盘的类型，耳机的类型以及环境。

在规划过程中的难点在与不知道怎样选用相应的网络设备，
以及怎样控制合理的预算，此次规划中主要考虑的是设备的传输速率以及端口的类型，硬盘的大小。

通过此次课程设计加深了自己的网络规划的理解，培养了整体的思想，为自己以后进行网络规划奠定了基础。

同时了解了做一个网络规划的基本步骤，熟悉了网络地址转的相关命令。

在网络规划中应注意细节部分，在控制预算时将路由器与防火墙用一个带有防火墙的路由器代替，在很大的程度上节约了成本。

同时，本次方案的设计也有许多的不足，其中最大的是：没有设置对各区域进行网速控制的配置，如果全部均衡分配的话，在很大的程度上浪费了网络带宽。

我觉得在网关服务器上安装控制网速的软件应该基本可以达到相应的效果。

参考文献
[1]Todd Lammle，《CCNA学习指南》（中文第六版）。

电子工业出版社
[2]Diane Teare，《CCNP学习指南》（组建可扩展的Cisco互联网络）。

人民邮电出版社
[3]李永俊，《网络设备互连实验指南》科学出版社
[4]褚建立，《路由/无线项目》电子工业出版社
[5]刘永华，《Windows Server 2003实验技术》科学出版社
[6]雷震甲，《网络工程师教程》（第三版）清华大学出版社
[7]何文，《计算机网络安全技术教程》北京邮电大学出版社
[8]马宜兴，《趋势科技网络安全与病毒防范》上海交通大学出版社
[9]刘秋声，《计算机组装与维护》中国人民大学出版社。