计算机网络课程设计报告

1、 淮 海 工 学 院 计 算 机 工 程 学 院课程设计报告设计名称： 计算机网络课程设计 姓 名： 学 号： 专业班级： 软件082 系 （院）： 计算机工程学院 设计时间： 2011.01.042011.01.07 设计地点： 网络技术室 指导教师评语：成绩： 签名： 年 月 日 第 16 页，共 16 页1课程设计目的计算机网络课程设计是计算机及相关专业的实践环节之一，是学习完计算机网络技术课程后行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对osi七层模型、tcp/ip模型的各层功能和设计思想的理解，掌握组建计算机网络的基本技术，特别是网络规划、路由器的基本配置，设计和ip地址的分配,提高学生

2、的应用能力和动手实践能力。2课程设计任务与要求：设计内容与任务以淮海工学院本部校园为背景，设计一个校园网方案。淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。现假设：办公区中各楼宇名及需要信点为：教务处（25），党政办公楼（26），图书馆（60），教学区中，除计算机系大楼需要120个信息点外，其余各系部大楼及教学楼（包括讲堂楼、机械楼、土木楼、海洋学院楼、大学生活动中心楼、教学主楼等）各需设置信息点的个数为40，生活区中每个建筑物里每个门洞设置1个信息点。假设使用预留的internet地址，试根据本部校园网的应用需求和管理需求、各建筑物的地理分布、信息点分布，设计出本部的校园网方案。方案中应

3、明确学院网管中心的位置，确定拓扑方案，完成设备选型，注明各种设备、设施和软件的生产商、名称、型号、配置与价格，并分别给出其价格的出处（如网站等），基本确定方案的预算。设计要求（1）通过资料查阅和学习，了解园区网络规划、设计的一般方法。（2）参考和研究一些公司和高校/企业园区网的规划和建设方案，结合计算机网络课程中所学知识，积极完成设计任务。（3）认真完成需求分析，并根据需求分析完成园区网络的总体方案设计，确定网络逻辑拓扑结构和所采用的网络技术、主要设备的性能指标，进而完成设备的选型和经费预算。（4）动手够架一个具体的lan，要求实现web服务器、ftp服务器的安装，并能实现web信息发布。（5

4、）认真按时完成课程设计报告，课程设计报告内容包括：课程设计目的、设计任务与要求、设计说明书、设计成果和设计心得五个部分，具体要求见设计报告模板。3课程设计说明书3.1需求分析1、用户的应用需求：校园网络建设的目的主要就是实现全校范围内信息化的信息管理系统，建成具有高性能，高安全的校园网络。网络系统以实现基础的因特网公共服务、校园教务系统、多媒体教学系统为主，常用功能有教务管理、学籍管理、办公管理、www服务、电子邮件、文件服务、远程登录。2、通信需求：通过e-mail及网上bbs以及其它网络功能满足全院师生的通信与信息交换的要求，提供文件数据共享、电子邮箱服务等。有时候多媒体视听课以及vod（

5、vidio on demand）需要较大的带宽和响应时间。3、信息点和用户需求： 结构化布线系统共有531个信息点，信息点分布见图和表。大楼楼层信息点信息点合计办公区教务处25111党政办公楼26图书馆60教学区计算机系大楼120400讲堂楼40机械楼40土木楼40海洋学院楼40大学生活动中心楼40教学主楼40文通楼40生活区每个建筑物里每个门洞设置一个信息点204、性能需求：首先，设计的网络有较高的可靠性，即该网络是高可靠性，网络的局部问题不能影响大网络的运行。其次，该网络具有可扩展性，即骨干节点设备的性能具有向上扩展的能力，以备将来更高带宽和应用的需要。网络系统必须有足够的扩展性，使得将来

6、增加信息点时，只需很少变动。再次，该网络具有实用性、可维护性和可操作性，整个网络的功能应完全立足于学校管理和教学的需求，保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确，如校园网络能支持学校的日常教学需要、办公和管理需求。支持学生网络和多媒体学习，能进行办公自动化、图书管理、档案管理、学生信息管理、教学管理、财务管理等。最后，该网络还应满足先进性的要求，采用先进的技术、方法、设备，使系统既成熟可靠又能反映当今应用水平，并具发展潜力。5、安全与管理需求：安全对于一个合格的网络来说是最重要的,所以该网络应能确定用户对数据存储、传输的安全性要求，如保密性、完整性和可用性的要求，以及管理和维护方面的要求

7、，如是否要实现虚拟局域网功能，是实现集中式还是分布式管理等。安全与管理需求的分析为网络系统的安全和管理方案的确定提供了重要依据。网络安全体系结构主要考虑安全对象和安全机制，安全对象主要有网络安全、系统安全、数据库安全、信息安全、设备安全、信息介质安全和计算机病毒防治等。6、现有网络分析：目前学校的校园网还不错,能满足用户的基本需求,但是还可以做一些适当的修改和扩充,确定将来这些网络和站点是否继续发挥原来的作用，还是另行调整等。建立一个功能完善的校园局域网是非常必要的，因为无论对学校还是学生都很重要，一个功能完善的校园网对学校的教学和管理越来越显得重要。以后随着校园网络功能的增多，现有网络要具有

8、可扩展性，用于以后新增的功能，以此来应付以后出现的问题和需要实现的一些功能。3.2网络系统的方案设计1、确定网络的规模和应用范围：考虑到地理位置和服务点等因素，将网络中心设在计算机楼，以计算机楼为中心，用光纤连接到其它建筑物，构成淮海工学院校园网光纤主干。通过 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。网络结构分成三层：核心层、汇聚层、接入层。2、确定网络的应用模式：一般情况下,在校园网中，各个部门都是分开的，所以集中式不适合，采用分布式。在办公区、生活区和教学区三部分中，按照每区中包含的二级单位个数设置相应子网数。由于校园网主要是为学校学生和教师及工

9、作人员提供服务，所以应该采取服务浏览器/服务器的模式，采用图形化的交互界面，能够方便的为用户提供各项服务。3、确定网络节点的设置与拓扑结构：网络采用层次化的设计，即采用三层的结构设计：核心层、汇聚层和接入层。核心层主要为相互通信的节点提供高速优化的带宽传输，为提高核心层的传输速率，通常不在该层实施基于策略的包操作，也极少在该层布置主机，但常常为核心层提供必要的链路备份。汇聚层是中间层，介于在核心层和接入层之间，通过提供基于策略的连接管理，实现接入层对核心层的可控制的访问。汇聚层还可提供vlan间路由、地址或路由汇聚功能，支持安全策略和广播/组播的定义。接入层也称访问层，主要功能为用户或工作组访

10、问网络提供接入，在该层存在大量的局域网，设置和划分虚拟局域网，并可运用访问控制列表等技术来控制用户的数据传输。核心层 高速传输与交换汇聚层 基于策略的连接接入层 本地与远程工作组用户网络的拓扑结构采用星形拓扑结构：4、确定网络环境和网络互连方案：校园网应用的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、图象和动画等信息，需要高带宽的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的不足，而影响整个网络的整体性能，使传输速率成为网络传输的瓶颈。所以校园网尽可能地采用最新的高带宽网络技术。5、确定安全与管理措施：备份要求：校园网作为一个比较大的局域网络，访问的数量较大，

11、所以因遭恶意攻击、硬件故障、软件故障、病毒木马破坏或内部人员粗心丢失信息及其它未预料到的情况（比如自然灾害等）而导致数据丢失或破坏，需要尽快恢复，减少损失，必须对重要数据备份，即要有冗余存储信息的介质。访问控制：对于不同的访问用户，应按照不同级别有相应的访问权限。对非法访问应能识别并且拒绝访问。具体实现方法可以对各资源建立访问控制列表，对于不同权限级别的用户（可以根据id的不同）有不同的处理，这样可以方便且安全的对访问进行控制。防病毒措施：网络给我们带来方便的同时，也在一定程度上方便了病毒的传播，若没有杀毒软件的实时保护，很容易感染病毒。校园网涉及到整个学校的网络安全，必须有防病毒措施。要购买

12、可靠性较高的杀毒软件（如卡巴斯基、金山毒霸、瑞星、江民等），并要及时在线更新病毒库，做到最佳防病毒状态。容错方案：整个校园网网络要有较好的容错机制，在出现错误的时候及时纠错。防火墙：为了更好的保证校园网网络的安全，应在校园网与外部internet之间设置软硬件防火墙，比如：软件防火墙：国产的天网防火墙、美国费尔防火墙等；硬件防火墙：在校园网与因特网链接处采用硬件防火墙，防范外部的攻击，以增强对整个校园网的保护。 网络管理措施：网络管理主要从地理位置和购买的网络管理设备和协议来考虑。首先，设置网络中心：考虑到网络管理中心应该在各个子网的中心，以降低成本，所以设置在图书馆。其次，需要考虑购买相应的

13、网络管理设备和软件，优化网络管理工作；市场上可供选择的设备主要有思科、华为、戴尔等。网络管理软件要支持通用的网管协议，如snmp（简单网络管理协议）、rmon、rmon2，并提供节点故障预测与报警、流量分析、权限管理、计时计费、远程控制与远程管理、远程登陆等功能。软件上可以使用的有：国产的“路岗三代”、美萍“网络管理大师”和美国赛门铁克公司的pcanywhere 10.0等。6、计算机系统设计：服务器：服务器就是在网络中为网络管理和网络应用提供各种服务，并运行服务程序的计算机。在一个校园网中，一方面要为用户提供传统的internet服务，另一方面又要为用户提供各种资源服务和各种管理服务。因此，

14、在一个校园网的中一般应配置多个服务器，主要有以下几种：文件传输服务器、邮件服务器、web服务器、dns域名解析服务器。对于服务器，可以采用双服务器模式，以减轻主服务器的负担，即负载均衡；同时，作为后备服务器可在主服务器瘫痪时担负网络通信重任。工作站、中断等设备要选择可靠度较高的厂家生产的产品。7、软件与协议设计：网络的运行离不开软件和协议，现在的校园网一般都采用tcp/ip协议，它可以保证校园网与chinanet和internet的一致，还可支持ipx，decnet等其它协议。真正实现于国际互联网的无缝连接。操作系统：根据目前的应用状况，校园网中使用最普遍的操作系统有windows xp系统、

15、vista系统,也有unix、linux系统。本校园网服务器操作系统用windows xp系统。数据库系统：oracle数据库标准版比较适合校园网使用，oracle能够提供领先的数据库性能、可靠性和安全性。oracle数据库可以在单一服务器和集群服务器（最多4个处理器）上使用。此校园网用oracle数据库。管理系统：snmp（简单网络管理协议），开发平台：主要有jdk1.5,jsp,tomcat 8、结构化布线设计：对网络传输电缆进行规范的结构化的布线。校园网是比较正规的网络，所以传输介质的铺设要按国家或国际化的标准，所以我们采用现在的综合布线系统 pds（premisses distribu

16、tion system ）作为布线的标准.布线系统的对象是建筑物或楼宇内外的传输网络,以使子网内部和外部的设备都能够进行互连。参照国家标准 gb/t 50311-2000 ,综合布线系统可划分为六个子系统,它们是：l 工作区子系统：工作区子系统又称为服务区子系统（coreragearea）,它是通过rj45从信息插槽连接到各设备（终端或工作站）.l 水平干线子系统：水平干线子系统又称为水平子系统（horizontal）.水平干线子系统是整个布线系统的一部分,它是从rj45插座开始到管理间子系统的配线架.l 管理间子系统：管理间子系统（administration）由交连、互连和i/o组成.管理

17、间为连接其他子系统提供手段,它是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备,其主要设备是配线架、hub、交换机和机柜.l 垂直干线子系统：垂直干线子系统也称骨干（riser backbone）系统,它是整个建筑物综合布线系统的一部分.它提供建筑物的干线电缆,负责管理间子系统到设备间子系统的连接,一般为使用光纤、大对数线、非屏蔽双绞线.l 设备间子系统：设备间子系统也称设备（equipment）子系统.它把各种公共设备的多种不同设备互连起来,其中包括邮电部门的光缆、同轴电缆、程控交换机等.l 建筑群子系统：建筑群子系统也称为校园（campus backbone）子系统或楼宇管理子系统,它是将一个建

18、筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置,通常是由光缆和相应的设备组成.3.3设备采购硬件方面：主干网用千兆光纤，各楼中均用双绞线为每幢楼设置信息点，生活区中每个建筑物里每个门洞设置1个信息。各楼中交换机与桌面之间采用超5类双绞线100mbps交换。设置web服务器、ftp服务器、e-mail服务器和代理服务器各一个。通过在各网站查阅分析各设备的性能/价格的上述比较，现拟定如下设备采购表：设备名称型号生产厂商数量单价及来源总价描述思科 ws-c3750e-48pd-e思科2台140000元/台28万元主交换机，负责访问层交换机、服务器的接入思科 ws-c3560-24ts-s思科5个90

19、00元/台4.5万元负责与主交换机和楼层交换机互连思科 ws-c3560-24ts-s思科13个4500元/台6万元作为直接负责用户的接入交换机juniper j2320 juniper1个1.2万元/台1.2万元负责接入internet服务器ibm system x3650 m3(7945i01)ibm4个2万元/台8万元用于ftp、web、e-mail、代理服务器12芯室外多模光缆(62.5/125)安普800米45元3.6万元主干网连接8芯多模室外铠装光缆立孚2000米28元5.6万元普通交换机连接超五类双绞线安普1万米300元/箱1万元用户和普通交换机连接千兆光纤收发器oponeopo

20、ne20个400元/台8000元用于收发光信号硬件设备价格总和约为： 587，000 元(￥) 表3.3-2 硬件设备采购表软件方面：(1) 用户操作系统：windows server 2003是微软公司在20032004年间发布的新一代网络和服务器操作系统。该操作系统延续微软的经典视窗界面，同时作为网络操作系统或服务器操作系统，力求高性能、高可靠性和高安全性是其必备要素，尤其是日趋复杂的企业应用和internet应用，对其提出了更高的要求。 (2) web服务系统：internet information services（iis，互联网信息服务），是由微软公司提供的基于运行microsof

21、t windows的互联网基本服务。6.0是其版本号。iis6.0内置于windows server 2003、windows vista home premium、windows xp professional x64 editions的操作系统版本中。 (3) ftp服务软件：serv-u，是一种被广泛运用的ftp服务器端软件，支持3x/9x/me/nt/2k等全windows系列。可以设定多个ftp服务器、限定登录用户的权限、登录主目录及空间大小等，功能非常完备。 它具有非常完备的安全特性，支持ssl ftp传输，支持在多个serv-u和ftp客户端通过ssl加密连接保护您的数据安全等。

22、(4) e-mail服务系统：exchange 2003所包含的众多新增和改进特性，这些特性让exchange 2003成为了具有高度生产力和面向移动访问的理想消息和协作服务器平台。(5) 代理服务软件：ccproxy于2000年6月问世，是国内最流行的下载量最大的的国产代理服务器软件。主要用于局域网内共享宽带上网，adsl共享上网、专线代理共享、isdn代理共享、卫星代理共享、蓝牙代理共享和二级代理等共享代理上网。(6) 工作站其它应用软件：文字处理、数据表格、图形处理、浏览器、电子邮件等都有许多大家熟悉并经常使用的软件。3.4子网设计方案(一)ip地址合理规划的意义规范、科学、统一的地址规

23、划对于网络建设和网络业务的发展具有战略性的指导作用。应该说，网络地址的规划应当是提供网络服务之前首先就要充分考虑的问题。地址规划应是在充分考虑拟建网络规模、开展业务内容、提供服务级别和将来的发展方向等问题 的基础上，对整个网络体系结构做出的最高层次的抽象设计。对网络地址合理规划，实际 上就是对网络体系进行在既有和可以采纳的技术条件下的进一步优化，减少因为不确定因 素造成的设备和人力投入，消除或降低网络的建设维护成本。 (二)地址规划应遵循的原则 在对地址进行规划分配的问题上，应当充分遵循以下四个原则。 a.统一性原则：地址分配需要统一规划、统一协调、统一管理。这要求我们在网络设 计之初就要从全

24、局的角度考虑问题，进一步熟悉掌握网络结构和业务内容，同时要对网络 的建设和业务的发展具备一定的前瞻性考虑。 b.层次性原则：有层次的规划可以极大的降低管理的复杂程度，提高网管效率。清晰 的地址分配结构是网络运行发展的基本要求和保障，而良好的层次性能够为网络提供更好 的可维护性和可扩展性。 c.连续性原则：连续地址规划能够实现地址的最优使用。当然这里的连续是有层次的 科学的连续，连续并不等同于单一的从节省地址资源出发考虑问题。 d.唯一性原则：地址的唯一性是地址规划的最基本要求，但在地址规划当中仍然值得 注意。ip地址规划如下：地点信息点网络号ip地址子网掩码教务处25210.28.0/2421

25、25党政办公楼26210.28.1/2426图书馆60210.28.2/2460计算机楼120210.28.3/24120讲堂楼40210.28.4/2440机械楼40210.28.5/2440土木楼40210.28.6/2440海洋楼40210.28.7/24

26、40大活楼40210.28.8/2440教学主楼40210.28.9/2440文通学楼40210.28.10/2440学生宿舍19210.28.11/2419家属楼30210.28.12/24303.5、调试工作组网络，确定计算机与其他主机互连网络调试过程就是测试网络设备、网络系统以及网络对应的支持进行检测，以展开和证明网络系统是否满足

27、用户性能、安全性、易用性、可管理性等方面需求的测试。可以通过调试软件完成对网络的调试、测试工作，如：网络调试工具网络调试助手(cm精装版)，此工具是在实际工程应用中，根据实际的普遍的需求而开发的网络调试工具。界面精致美观，实用性也强。支持udp,tcp协议、单播/广播、集成tcp服务器和客户端，支持ascii/hex发送,发送和接收的数据可以在16进制和ascii码之间进行任意转换，可以自动发送校验位，支持多种校验格式。支持间隔发送，循环发送，批处理发送，输入数据可以从外部文件导入。网络测试工具toolkit套件中包括：ping、finger、whois、echo plus、tracerout

28、e、throughput test、name server lookup、time、quote of theday、ping scan、port scan、router table、e-mail verify、active connections 等基本的网络测试命令。3.6、配置web服务器发布web网站web服务器是校园网中非常重要的一个服务器，通过web服务器可以发布web网站，随着教育经济时代的到来，对生源、师资的竞争会越来越来激烈，学校应该将自己的最新研究成果及有关信息发布到网络上，适时实现对网络资源的更新。iis（internet information service）是wind

29、ows 2000系统提供的web服务器程序，可提供以下服务：（1）www服务：将windows 2000计算机配置为web服务器，在互联网上发布自己的web站点。（2）ftp服务：建立ftp站点，为用户提供文件上传与下载的服务。（3）nntp服务：支持新闻组传输协议。（4）smtp服务：为用户提供发送邮件的功能。3.6.1 安装 iis步骤1 单击开始，指向设置，单击控制面板，然后启动添加/删除程序应用程序。步骤2 选择添加/删除 windows 组件，然后按照如图提示安装、删除或添加 iis 组件。图3.6-1 安装iis组件3.6.2.建立web站点并发布内容步骤1 为 web 站点创建主

30、页，单击开始，单击控制面板/管理工具/internet服务器管理器，打开服务应用程序。右击单击“默认web站点”，选择“属性”即可设置并发布站点。图3.6-2 设置web属性步骤2 添加新的主页默认文件名为“百度一下，你就知道.html”。图3.6-3 添加需要发布的网页步骤3 网站绑定ip地址。步骤4 在浏览器中输入54/即可访问网站了。（网络中的其他计算机亦可访问）图3.6-4 web发布效果图3.7、创建ftp服务器，实现文件的上传与下载步骤1 安装iis后打开internet信息服务管理器，右击“默认的ftp站点”, 选择“属性”即可设置ftp。ftp站

31、点目录位置是 e:text，图3.7-1 设置ftp属性步骤2为实现文件上传和下载功能，如下图所示选择“读取”、“写入”功能。图3.7-2绑定和设置ssl图3.7-3设置权限步骤3 访问ftp:/54/，实现上传和下载文件功能。图3.7-4 进入ftp 4课程设计成果本次课程设计完成了以淮海工学院本部校园为背景，将淮海工学院的本部分为办公区、教学区和生活区三部分。使用预留的internet地址实现子网的划分组建，设计出本部的校园网具体方案。本人通过资料查阅和学习，了解园区网络规划、设计的一般方法。参考和研究一些公司和高校/企业园区网的规划和建设方案，结合计算机网络课程中所学知识，了解设计校园网的基本知识。然后进行需求分析，并根据需求分析完成园区网络的总体方案设计，确定网络逻辑拓扑结构和所采用的网络技术、主要设备的性能指标，进而完