计算机网络课程设计报告

一、项目背景

在二十一世纪的现代信息社会中，教育信息量的不断增多，使各级各类学校、家庭和教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息服务的要求越来越强烈。几乎在全球的绝大多数学校都组建了网络环境，因为原始的教学方式已经不能完全满足我们学习和生活的需求。为了提高教育和学习的质量，所有师生对网络办公和学习的需求是迫在眉睫，所有人都希望在校园里的都能上网络。校园网也已成为现在教育背景下必要的基础设施，它既是学校教学水平高低的标志，也是学校提高水平的重要途径，更是学生个人能否成功进入职业界和融入社会及文化环境的决定性因素。

虽然计算机网络的使用无处不在。然而随着学校的规模不断扩大，各学院的学生数量也急剧增加，对网络的需求也相应提高，如何铺设网络，是急需解决的问题；此外，校园网要能实现基本的教务管理，如师生的交流，信息的通知和发布，办公的自动化和无纸化等，满足校园扩展需要，确保高吞吐量、安全性，主干网必须要能承受巨大的信息流量。

由此可见，设计一个合理可行的校园网络是很有需要的。

二、需求分析

2.1 概括

校园网络的主干所承担的信息流量很大，校园网络的建设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。

2.2 校园实际情况主要应用需求分析

⑴用户的应用需求

所有用户可以方便地浏览和查询局域网和互联网上的学习资源，通过WWW 服务、电子邮件服务、文件传输服务、远程登录等多种Internet服务实现远程学

习。教师需要校园网提供Internet/Intranet、远程教学、多媒体教学应用等系统，提供一条可靠、健壮的“信息高速公路”。

⑵信息点和用户需求

昆明理工大学呈贡校区网络的地理范围:办公楼2幢；实验楼1幢；教学楼2幢；教师和学生宿舍楼8幢。一幢教学楼：20个教室，每个教室连一台计算机；两个实验室，每个实验室连50台计算机；一幢办公楼：10个办公室(或教研室)，每个办公室连5台计算机。

表2-1中列出了每幢楼的信息点个数

表2-1 建筑物信息点个数

⑶性能需求

此校园网络支持学校的日常办公和管理，包括：办公自动化、图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等，支持网络多媒体学习的信息传输要求。

⑷安全与管理需求

学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高，如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等可

以通过分布式、集中式相结合的方法进行管理。由于校园网与外部网进行互联，Internet是一个开放式网络系统，安全性很差。应该采取一定的技术来控制网络的安全性，从内部和外部同时对网络资源的访问进行控制。当前主要的网络安全技术主要有：用户身份验证、VLAN划分、防火墙等技术。网络系统具备高度的数据安全性和保密性。

三、建设目标

校园网必须具备教学、管理和通讯三大功能。教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行教学和科研工作；学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；通过网上学习学会信息处理能力。学校的管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享。

在总体需求确定的基础上，提出的系统集成需求如下：

·采用千兆以太网技术

千兆以太网技术已经成熟，千兆主干、百兆交换到桌面已经成为校园网技术的主流，因此采用1000M以太网光纤作为校园网的主干，100M交换到各教研组、科室、学生机房的计算机。

·采用光纤和双绞线布线

千兆以太网使用光纤和双绞线作为传输介质。我校校园网的200多个信息点基本分布在教学楼和实验楼两栋楼和宿舍楼还有办公楼，布线系统采用结构化布线方式，符合ISO/IEC 11801标准。

四、网络规划

4.1 网络分层设计

校园网是一个复杂的系统，为了便于实施和管理，减少网络中各部分的相关性，在设计时应将其按功能划分成若干层次，每个层次完成相对独立的功能，各个层次之间通过接口协同完成整个校园网的功能需求。

在昆明理工大学呈贡校区的校园网设计中采用了经典的三层层次模型。如图4-1所示：

图4-1 三层层次模型

本方案采用千兆以太网解决方案，考虑到地理位置和服务点等因素，将网络中心设在主楼，以主楼为中心，通过光纤把整个校园连接到网络中心的CS1型核心交换机上，构成校园网光纤主干。核心交换机通过Cisco3640路由器和DDN专线将整个校园网连入教育科研网CERNET，即连入国际互联网，同时接入电信网。网络结构分为三层：核心层、汇聚层、接入层。

考虑到传输高速率和扩展的需求，校园网整体采用光纤传输。网络主干采用六芯多模光纤。网络中心到主建筑物节点采用六芯多模光纤连接，在全双工条件下传输距离可达两公里。光纤布线采用星形拓扑结构，这样当过渡到ATM 时，不需要重新布线可使整个网络保持原有的拓扑结构。

本校园网网络系统的设计采用层次化的设计模型，即核心层、汇聚层（分布层）、接入层（访问层）。

各主要楼节点的交换机分别用1000Base-SX型的多模光纤与网络中心的核心交换机相连，构成校园网千兆位以太网的主干网络，各节点交换机至桌面采用3/5型双绞线或超五类双绞线100Mbps连接。

4.2 拓扑设计

常见的拓扑结构包括星型结构、树状结构、总线型结构、环型结构、网状结构，其中树状结构是由多个层次的星型结构连接而成。由于选用了千兆以太网作主干网，所以主干网应采用星型结构。同时由于整个校园网采用了“核心层／会聚层／接入层”的三层模型，主干网包括了核心层和会聚层，而从主干网向下到接入层是第二个层次的星型。所以整个校园网应设计为树型结构。结合昆明理工