大學(xué)校園網(wǎng)的改進畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 備是局域網(wǎng)交換機，它可以在它的多個端口之間建立多個并發(fā)連接。我們以交換以太網(wǎng)（Switch Ethernet）為例說明交換局域網(wǎng)的共同特點。交換以太網(wǎng)是指以數(shù)據(jù)鏈路層的幀為數(shù)據(jù)交換單位，以以太網(wǎng)交換機為基礎(chǔ)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，它根本上解決了共享以太網(wǎng)所帶來的問題。其特點為：允許多對站點同時通信，每個站點可以獨占傳輸通道和帶寬；靈活的接口速率；具有高度的網(wǎng)絡(luò)可擴充性和延展性；易于管理，便于調(diào)整網(wǎng)絡(luò)負載的分布，有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬。 常見局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中通信線路和站點（計算機或設(shè)備）的相互連接的幾何形式。按照拓撲結(jié)構(gòu)的不同，常見的計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)有：星型拓撲結(jié)構(gòu)、總線型拓撲結(jié)構(gòu)、環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)和樹型拓撲結(jié)構(gòu)等。 星型拓撲星型拓撲結(jié)構(gòu)是因集線器或交換機連接的各連接點呈星狀分布而得名。在星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中有中央節(jié)點（集線器或交換機），其他節(jié)點（工作站、服務(wù)器）以中央節(jié)點為中心，與中央節(jié)點直接相連，如圖31所示，因此星型拓撲結(jié)構(gòu)又稱為集中式拓撲結(jié)構(gòu)或集中式網(wǎng)絡(luò)。星形拓撲的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，可擴充性強，組網(wǎng)容易。利用中央結(jié)點可方便地提供網(wǎng)絡(luò)連接和重新配置；且單個連接點的故障只影響一個設(shè)備，不會影響全網(wǎng)容易檢測和隔離故障，便于維護。星型拓撲結(jié)構(gòu)的缺點是核心交換機工作負荷重；每個站點直接與中央結(jié)點相連，需要大量電纜，因此費用較高且網(wǎng)絡(luò)布線較復(fù)雜；如果中央結(jié)點產(chǎn)生故障，則全網(wǎng)不能工作，所以對中央結(jié)點的可靠性和冗余度要求很高。綜上所述，星型拓撲結(jié)構(gòu)是一種廣泛應(yīng)用的有線局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，一般它采用廉價的雙絞線，而且非共享傳輸通道，傳輸性能好，節(jié)點數(shù)不受技術(shù)限制，擴展和維護容易，因此它又是一種經(jīng)濟實用的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。但受到單段雙絞線100米的限制，它僅應(yīng)用于小范圍（如同一層樓）的網(wǎng)絡(luò)部署。超過這個距離，則要用成本較高的光纖做為傳輸介質(zhì)，傳輸介質(zhì)發(fā)送改變，使得相應(yīng)設(shè)備也要發(fā)生更換，設(shè)備要有相應(yīng)的光纖接口才行。 總線型拓撲 總線拓撲采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，所有的站點都通過相應(yīng)的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)或總線上。任何一個站點發(fā)送的信息都可以沿著介質(zhì)傳播，而且能被所有其他的站點接收。圖32是典型的總線型拓撲結(jié)構(gòu)。由于所有的站點共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能有一個設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)?？偩€拓撲的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易；易于安裝和維護；價格低廉，用戶站點入網(wǎng)靈活。總線拓樸結(jié)構(gòu)的缺點是：傳輸介質(zhì)故障難以排除，并且由于所有結(jié)點都直接連接在總線上，因此任何一處故障都會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。值得一提的是，對于站點不多（少于10個站點）的網(wǎng)絡(luò)或各個站點相距不是很遠的網(wǎng)絡(luò)，采用總線拓撲還是比較適合的。但隨著在局域網(wǎng)上傳輸多媒體信息的增多，目前這種網(wǎng)絡(luò)正在被淘汰。 環(huán)型拓撲環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于采用同軸電纜（也可以是光纖）作為傳輸介質(zhì)的令牌網(wǎng)中，是由連接成封閉回路的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成。圖33是典型的環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)。 在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中信息流是單向的，每個收到信息包的站點都向它的下游站點轉(zhuǎn)發(fā)該信息包。信息包在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中傳輸一圈，最后由發(fā)送站點進行回收。當(dāng)信息包經(jīng)過目的站點時，目的站點根據(jù)信息包中的目標(biāo)地址判斷出自己是接收站，并把該信息復(fù)制到自己的接收緩沖區(qū)中。環(huán)路上的傳輸介質(zhì)是各個計算機公用的，一臺計算機發(fā)送信息時，必須經(jīng)過環(huán)路的全部接口。只有當(dāng)傳送信息的目標(biāo)地址與環(huán)路上某臺計算機的地址符合時，才被該計算機的環(huán)接口接收，否則信息傳至下一個計算機的環(huán)接口。在數(shù)據(jù)的發(fā)送方面，為了決定環(huán)上的哪個站點可以發(fā)送信息，在這種網(wǎng)絡(luò)中，平時在環(huán)上流動著一種叫令牌的特殊信息包，只有得到令牌的站點才可以發(fā)送信息，當(dāng)一個站發(fā)送完信息后就把令牌向下傳，以便下游的站點可以得到發(fā)送信息的機會。由于信息包在封閉環(huán)中必須沿每個結(jié)點單向傳輸，因此，環(huán)中任何一段的故障都會使各站之間的通信受阻。為了增加環(huán)形拓撲可靠性，還引入了雙環(huán)拓撲。所謂雙環(huán)拓撲就是在單環(huán)的基礎(chǔ)上在各站點之間再連接一個備用環(huán)，從而當(dāng)主環(huán)發(fā)生故障時，由備用環(huán)繼續(xù)工作。環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能夠較有效地避免沖突，其缺點是環(huán)形結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)卡等通信部件比較昂貴且管理復(fù)雜得多。在實際的應(yīng)用中，多采用環(huán)形拓撲作為寬帶高速網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。 樹型拓撲樹型拓撲結(jié)構(gòu)可以認為是由多級星型結(jié)構(gòu)組成的，這種多級星型結(jié)構(gòu)自上而下，即從核心交換機到分布層交換機，再到接入層交換機是呈三角形分布，上層的終端和交換節(jié)點少，中層的終端和集中交換節(jié)點多些，而下層的終端和集中交換節(jié)點最多。它采用分級的集中控制方式，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路，每條通信線路都是雙向傳輸數(shù)據(jù)的，如圖34所示。大中型網(wǎng)絡(luò)通常是采用樹型拓撲結(jié)構(gòu)，它的可折疊性非常適用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)主干，由于樹型網(wǎng)絡(luò)具有非常好的可擴展性，并可通過更換集線設(shè)備使網(wǎng)絡(luò)性能迅速升級，極大的保護了用戶的布線投資，因此非常適宜作為網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲。樹形拓撲結(jié)除了具有星型拓撲結(jié)構(gòu)的所有優(yōu)點外，還具有自身的優(yōu)點：擴展性能好，易于網(wǎng)絡(luò)維護。樹形拓撲的缺點是對根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作，對根的可靠性要求很高。另外，大量數(shù)據(jù)要經(jīng)過多級傳輸，系統(tǒng)的響應(yīng)時間長。 拓撲的選擇 拓撲的選擇往往和傳輸介質(zhì)的選擇以及介質(zhì)訪問控制方法的確定緊密相關(guān)。選擇拓撲時，應(yīng)該考慮的主要因素有以下幾點。經(jīng)濟性：網(wǎng)絡(luò)拓撲的選擇直接決定了網(wǎng)絡(luò)安裝和維護的費用。不管選用什么樣的傳輸介質(zhì)，都需要進行安裝。例如，安裝電線溝、安裝電線管道等。最理想的情況是建樓以前先進行安裝，并考慮今后擴建的要求。安裝費用的高低與拓撲結(jié)構(gòu)的選擇以及傳輸介質(zhì)的選擇、傳輸距離的確定有關(guān)。靈活性：靈活性以及可擴充性也是選擇網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時應(yīng)充分重視的問題。任何一個網(wǎng)絡(luò)，隨著用戶數(shù)的增加，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入和擴大，網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，特別是應(yīng)用方式和要求的改變，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常需要加以調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)整性與靈活性以及可擴充性都與網(wǎng)絡(luò)拓撲直接相關(guān)。一般說來，總線形拓撲和星形拓撲要比環(huán)形拓撲的可擴充性好得多。可靠性：網(wǎng)絡(luò)的可靠性是任何一個網(wǎng)絡(luò)的生命。網(wǎng)絡(luò)拓撲決定了網(wǎng)絡(luò)故障檢測和故障隔離的方便性?？傊?，選擇局域網(wǎng)拓撲時，需要考慮的因素很多，這些因素同時影響網(wǎng)絡(luò)的運行速度和網(wǎng)絡(luò)軟硬件接口的復(fù)雜程度等?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，最常用的是樹型拓撲結(jié)構(gòu)，小區(qū)網(wǎng)絡(luò)往往也采用這種結(jié)構(gòu)。樹型拓撲結(jié)構(gòu)是集中控制式網(wǎng)絡(luò)，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節(jié)點易于擴充，尋找路徑比較方便，易維護、易診斷，但除了葉節(jié)點及其相連的線路外，任一節(jié)點及其相連的線路故障都會使系統(tǒng)受到影響。 局域網(wǎng)接入技術(shù)LAN方式接入是利用以太網(wǎng)技術(shù)，采用光纜和雙絞線的方式對社區(qū)進行綜合布線。具體實施方案可以的是：從社區(qū)機房鋪設(shè)光纜至住戶單元樓，樓內(nèi)布線采用五類雙絞線鋪設(shè)至用戶家里，雙絞線總長度不般不超過100米，用戶家里的電腦通過五類跳線接入墻上的五類模塊就可以實現(xiàn)上網(wǎng)，社區(qū)機房的出口是通過光纜或其他介質(zhì)接入局域網(wǎng)。采用LAN方式接入可以充分利用局域網(wǎng)的資源優(yōu)勢，為居民提供10M以上的共享帶寬，這比現(xiàn)在撥號上網(wǎng)速度快很多倍，并可根據(jù)用戶的需求升級到100M以上。以太網(wǎng)技術(shù)成熟、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性和可擴充性好；便于網(wǎng)絡(luò)升級，同時可以實現(xiàn)實時監(jiān)控、智能化物業(yè)管理、大樓保安、家庭信息化（如遠程遙控家電、可視門鈴等）、遠程抄表等，可提供智能化、信息化得辦公和家居環(huán)境，滿足不同層次的人們對信息化的需求。通過分析不難發(fā)現(xiàn)，最適合現(xiàn)在智能化網(wǎng)絡(luò)接入的是具有高速、易于管理等優(yōu)點的LAN接入技術(shù)，因此，在后面的方案實例實現(xiàn)中，網(wǎng)絡(luò)接入采用的就是LAN接入技術(shù)。 局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢 未來的局域網(wǎng)將集成包括一整套服務(wù)器程序、客戶程序、防火墻、開發(fā)工具、升級工具等，給企業(yè)向局域網(wǎng)轉(zhuǎn)移提供一個全面解決方案。局域網(wǎng)將進一步加強和Email、群件的結(jié)合，將Web技術(shù)帶入Email和群件，從信息發(fā)布為主的應(yīng)用轉(zhuǎn)向信息交流與協(xié)作。局域網(wǎng)將提供一個日益牢固的安全防衛(wèi)、保障體系，局域網(wǎng)也是一個開放的信息平臺，可以隨時集成新的應(yīng)用。隨著無線局域網(wǎng)（WLAN）產(chǎn)品迅速發(fā)展并走向成熟，許多企業(yè)為了提高員工的工作效率，開始部署無線網(wǎng)絡(luò)。中學(xué)及大學(xué)在內(nèi)的許多學(xué)校也開始實施無線網(wǎng)絡(luò)，隨著家庭電腦的普及和住房裝修的高檔化，家庭無線網(wǎng)絡(luò)也成為一個潛在的市場。因此無線網(wǎng)絡(luò)將會成為許多公共場所的必備基礎(chǔ)設(shè)施。將來的局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢必將是有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)共存，無線局域網(wǎng)作為一種靈活的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，在建筑物和公共區(qū)域內(nèi)，是固定局域網(wǎng)的有效延伸和補充。本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 大學(xué)校園網(wǎng)方案設(shè)計實例第4章 大學(xué)校園方案設(shè)計實例 設(shè)計原則一個好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案應(yīng)該是一個采用網(wǎng)絡(luò)分層的設(shè)計方案，分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計需要將網(wǎng)絡(luò)分成相互分離的層，每層提供特定的功能，這些功能界定了該層在整個網(wǎng)絡(luò)中扮演的角色，通過對網(wǎng)絡(luò)各種功能進行分離，可以實現(xiàn)模塊化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，這樣有利于提高網(wǎng)絡(luò)的可擴展性和性能。典型分層設(shè)計模型可分為三層即：接入層、匯聚層、核心層。 分層網(wǎng)絡(luò)模型接入層：負責(zé)連接終端設(shè)備（如PC、打印機等），以提供對網(wǎng)絡(luò)其它部分的訪問，接入層的主要目的是提供一種將設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)并控制允許網(wǎng)絡(luò)上哪些設(shè)備可以通信的方法，接入層中可能包含路由器、交換機、集線器、網(wǎng)橋和無線接入點。匯聚層：先匯聚接入層交換機的發(fā)送的數(shù)據(jù)流，在將其傳輸?shù)胶诵膶?，最后發(fā)送到目的地，分布層使用策略控制網(wǎng)絡(luò)的通信流，并通過在接入層定義的虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network，VLAN）之間執(zhí)行路由功能來劃定廣播域。利用VLAN可將交換機上的流量分成不同的網(wǎng)段，置于相互獨立的子網(wǎng)內(nèi)。為確保可靠性，分布層交換機通常是高性能、高可用性和具有高級冗余功能的設(shè)備。核心層是網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的高速主干，核心層是分層設(shè)備之間互聯(lián)的關(guān)鍵，因此核心層保持高可用性和高冗余性非常重要。核心層可連接到Internet資源，核心層匯聚所有分布層的設(shè)備發(fā)送的流量，因此必須能夠快速轉(zhuǎn)發(fā)大量的數(shù)據(jù)。值得一提的是，在小型網(wǎng)絡(luò)中，通常采用緊縮核心模型，即匯聚層與核心層合二為一。采用分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型有許多優(yōu)點，如：網(wǎng)絡(luò)具有很好的可擴展性；方便實現(xiàn)冗余，提高網(wǎng)絡(luò)可用性；可提高網(wǎng)絡(luò)的安全性并且易于管理和維護等。 分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計重點考慮因素在進行分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，一般重點考慮兩個因素：網(wǎng)絡(luò)直徑和冗余。網(wǎng)絡(luò)直徑是設(shè)計分層網(wǎng)絡(luò)時首要考慮的問題，網(wǎng)絡(luò)直徑是指數(shù)據(jù)包到達目的地之前必須穿過的設(shè)備數(shù)量，如果存在多條路徑，通常用通過最多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量表示網(wǎng)絡(luò)直徑。將網(wǎng)絡(luò)直徑保持在較低的水平可以確保設(shè)備之間的延時也保持在較低且可預(yù)測的水平上。在分層網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)直徑總是源設(shè)備與目的設(shè)備之間的跳數(shù)，而跳數(shù)是可預(yù)測的。冗余機制是構(gòu)建高可用網(wǎng)絡(luò)必不可少的，提供冗余功能的方式有很多，比如可以在設(shè)備間建立備用連接，也可以提供備用的設(shè)備。 實現(xiàn)的功能 在研究TCP/IP協(xié)議簇的工作原理的基礎(chǔ)上，基于分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計校園網(wǎng)；實現(xiàn)DNS（Domain Name System）、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）、NAT等基本服務(wù)；內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用動態(tài)路由協(xié)議連通，并進行優(yōu)化。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)劃分多個VLAN，進行流量管理，各個樓棟等二三層的接入交換設(shè)備采用VTP技術(shù)，以便于維護VALN信息的一致，并在一定程度上可以提供網(wǎng)絡(luò)安全性；利用線路聚合技術(shù)增加網(wǎng)絡(luò)冗余，以提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和負載均衡；使用ACL(Access Control List)進行企業(yè)的流量控制；遠程主機可以通過HTTP、VPN(Virtual Private Network)接入到校園網(wǎng)，移動用戶可以通過PPPoE撥號接入訪問Internet資源；維護人員可以通過SSH對校園設(shè)備進行遠程管理維護。此外，啟用AAA認證服務(wù)，提供對需要登錄校園設(shè)備進行管理維護的人員身份的驗證。 設(shè)備選型 為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一，校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中全部采用同一家的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，即使用Cisco廠商提供的產(chǎn)品，全網(wǎng)使用同一廠商設(shè)備的好處在于可以實現(xiàn)各種不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能的相互配合和補充。分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中：校園網(wǎng)接入層交換機通常需要支持端口安全性、VLAN、快速以太網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)、PoE和鏈路聚合等功能；校園網(wǎng)分布層交換機需提供第三層支持、很高的轉(zhuǎn)發(fā)速率、千兆以太網(wǎng)/萬兆以太網(wǎng)、冗余組件、安全策略、鏈路聚合、服務(wù)質(zhì)量（QoS）等功能；核心層交換機需提供第三層支持、極高的轉(zhuǎn)發(fā)速率、千兆以太網(wǎng)/萬兆以太網(wǎng)、鏈路聚合、服務(wù)質(zhì)量（QoS）等功能。綜合考慮各層所需提供的服務(wù)、校園未來的發(fā)展、產(chǎn)品設(shè)備價格等各方面因素，選用若干Cisco Catalyst 2950 24口的交換機作為校園接入層交換機，該種交換機擁有24個10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)端口，運行的是Cisco IOS操作系統(tǒng)；選用若干Cisco Catalyst 3560交換機作為園區(qū)分布層和匯聚層交換機，該種交換機擁有24個10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)端口和2個1000Mbps以太網(wǎng)接口，運行的是Cisco IOS操作系統(tǒng)；同時選用若干Cisco 2811路由器搭建邊緣架構(gòu)，為了使校園內(nèi)部局域網(wǎng)可以訪問Internet及實現(xiàn)一些訪問控制功能，挑選邊緣架構(gòu)中某臺Cisco 2811路由器的串口用于接入互聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)然還需要線纜若干。 網(wǎng)絡(luò)拓撲規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中通信線路和站點（計算機或設(shè)備）的相互連接的幾何形式。網(wǎng)絡(luò)拓撲分為邏輯拓撲和物理拓撲，邏輯拓撲描述的是設(shè)備之間是如何通過物理拓撲進行通信。校園網(wǎng)邏輯拓撲所示。 校園網(wǎng)邏輯拓撲物理拓撲描述的是如何將設(shè)備用線纜物理地連接在一起。物理拓撲與邏輯拓撲是各自獨立的。例如：所有類別的以太網(wǎng)在設(shè)備之間通信時使用的是邏輯總線型拓撲，無論線纜的物理布局如何都是如此。物理拓撲如圖42所示。 拓撲圖 VLAN及IP地