石大远程在线考试——《计算机网络课程设计》_73481547448953257v1

中国石油大学(北京)远程教育学院《计算机网络课程设计》大作业

题目：中国石头大学校园网络架构系统设计

专业：计算机科学与技术

班级： 2018年秋

学生姓名：***

学号： ******

2019年10月16日

目录

第一章综述（分数占比10%） (3)

1.1网络设计背景分析 (3)

1.2网络设计采用的方法和原则 (3)

第二章用户需求分析（分数占比30%） (5)

2.1网络功能性需求分析 (5)

2.2网络非功能性需求分析 (5)

2.2.1网络拓扑结构需求分析 (5)

2.2.2网络综合布线需求分析 (6)

第三章网络拓扑结构设计（分数占比20%） (7)

3.1网络拓扑结构 (7)

3.2网络硬件结构 (8)

3.3网络地址规划 (10)

第四章网络物理设计（分数占比20%） (12)

4.1网络传输介质的选择 (12)

4.2网络综合布线设计 (13)

第五章网络应用（分数占比15%） (14)

第六章课程设计总结与体会（分数占比5%） (16)

第一章综述（分数占比10%）

说明：这部分的目的是让同学们搞清楚所在单位（或家庭、网吧）网络设计的背景信息，以及设计的时候应该采用的原则和方法，这些教材上都有，目的是要理解这些原则和方法即可。

1.1网络设计背景分析

随着网络科技飞速的发展，对于学校、政府机构、银行公司、企业等系统而言，网络信息日益成为关键性的资源，必须精确、高速地传输于各类通讯设备、数据处理设备之间。用户普遍希望尽可能地改进通讯系统，根据需要配置完整、灵活的结构。然而传统建筑采用的布线技术致使各子系统互不兼容，无法适应技术的高速发展；管路拥挤，配线投资巨大而且重复；这个问题随着公司、企业、政府部门的成长、设备的更新、人员和办公环境的变动而日益严重：局部的变动引发全局的变动，降低个人效率，对整体工作产生不良影响。尤其随着ISDN ( 综合业务数字网)和Internet ( 国际互联网络)的应用和推广，传统布线根本无法满足要求。因此，寻求合理、优化、弹性、稳定和易扩展的布线技术，成为建设者的当务之急。它必须满足当前的需求，并有能力迎接未来的挑战。

本课程设计以中国石油大学为背景，结合学校的未来发展，重新设计校园网网络架构，利用网络的优势，来加强各级学院的管理和整个校区资源的共享。

1.2网络设计采用的方法和原则

本课程设计以网络的实用性、拓展性、可靠性、安全性为基本原则，合理利用现有的资源和环境，在保障各学院正常工作的前提下，对现有网络架构的基础上进行改进和拓展，极大的降低了设计失败而产生的风险和损失。

由于计算机网络的特殊性，网络建设需要考虑以下因素：系统的先进性、系统的稳定性、系统的可扩展性、系统的可维护性、应用系统和网络系统的配合度、与外界网络的连通性以及建设的成本等问题。

➢选择高带宽网络设计

校园网应用具体要求决定了网络必须采取高带宽网络。多媒体课件包含了大量的声音、图像和动画信息，需要高带宽网络通信能力的支持。在构建校园网时，不能由于网络传输速率不足，而影响整个网络的整体性能。所以要尽可能的采用最新的高带宽网络

技术。

➢选择可扩充的网络架构

校园网的用户数量或者服务功能是逐渐提高的，网络技术日新月异，新技术新产品不断涌现。一般情况下，校园网的建设资金用量非常大，对于小小来说，办学资金相对紧缺，所以在校园网构建方面，适合采用当时最新的网络技术，结合学校的财力，实行缝补实施，循序渐近。这就要求在网络架构上选择具有良好可扩展性能的网络互连设备，有效的利用现有的投资，并可持续发展。

➢充分共享网络资源

组建计算机网络的主要目的就是实现资源共享。资源共享包括硬件资源、软件资源。网络用户通过网络不仅可以实现文件共享、数据共享，还可以通过网络实现设备的共享，如打印机、扫描仪等。

➢网络可管理性

降低网络运营成本和维护成本是网络设计中必须考虑的一个环节。只要在网络设计时选用支持网络管理功能的网路设备，才能将来降低网络运行即维护成本打下坚实的基础。

➢网络系统和应用系统的整和

校园网构建了学校内部数据的通路，为应用系统发挥更大的作用打下了基础。网络系统和应用系统要能够很好的融合，才能发货校园网的效率和优势，构建校园网的目的并不是只为了人们浏览Internet的方便。校园网要能够为学校图书资料管理、网络考试、档案管理、学生系统等提供技术的支持和帮助。应用系统能在网络平台上与硬件平台很好的集合，才能发挥出网络的优势。

➢建设成本

考虑校园网工程在建设方面都希望成本较低，整个网络系统有较高的性价比，所以在设备选型等方面选用性价比较高的网络产品。

➢高可靠性

网络要求高可靠性、高稳定性和足够的设备冗余和备份，防止因局部故障引起整个网络系统的瘫痪，避免网络上出现单点失效的情况。所以在网络干线上要提供备份链路，在网络设备上要提供适当的冗余配置。采用各种有效的安全措施，保证网络系统和应用系统安全运行。

综合上述分析，中国石油大学校园网系统的架构为，各主要楼节点的交换机分别用光纤与网络中心的中心交换机相连，构成校园千兆以太网主干网络，各节点交换机至桌面采用超5类双绞线100Mbps交换。

第二章用户需求分析（分数占比30%）

说明：这部分的目的是，搞清楚网络设计的功能有哪些？能够做什么事？这是网络设计的首要任务，不同的需求直接影响后续的设计工作。对需求不清楚的同学可以咨询所在单位的网络管理人员，也可以咨询网吧管理人员或电信服务维修人员等，或者自己观察。

2.1网络功能性需求分析

中国石油大学校园网系统的用户为教师和学生。这些用户对网络的需求教师和学生，高速、无阻塞等访问网络。满足教师办公信息化、办公自动化、多媒体应用质量。满足学生之间的资源共享，学生与老师之间的资源共享，以及老师对学生的可管理性。

具体可分为以下几点：

（1）连接校内所有教学楼、实验楼、办公楼中的PC机；

（2）同时支持约5000用户浏览Internet；

（3）提供丰富的网络服务，实现广泛的软硬件资源。

2.2网络非功能性需求分析

网络非功能性需求为网络本身的需求，即和用户没有之间关系。对于本校园网系统需要有网络操作系统、校园网数据库系统以及客户端操作系统。

网络操作系统采用Windows 2008 Server作为网络操作系统，具有性能可靠、支持完善、升级稳定、维护方便、界面友好、配套软件多、易于学习等特.Windows 2012 Server 操作系统可以很容易的实现文件共享、打印共享以及系统中的账户管理。

校园网数据库系统使用Microsoft SQL Server2012进行设计与管理，可以方便同意的对整个数据库进行操作、修改、管理和维护。

客户端操作系统最常用的为Windows 10，由于近期微软停止了对Windows XP和Windows7的支持服务，所以客户端操作系统采用Windows 10操作系统。

2.2.1网络拓扑结构需求分析

中国石油大学校园网系统的架构为，各主要楼节点的交换机分别用光纤与网络中心的中心交换机相连，构成校园千兆以太网主干网络，各节点交换机至桌面采用超5类双