校園網整體設計計算機應用技術專業畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 在網絡中心提供不間斷電源；在遵循經濟實用、成熟先進和安全可靠的設計原則下，最大限度地考慮采用符合發展趨勢的新技術；網絡設備必須采用成熟先進的技術，所采用的標準要求統一，支持目前業界最新的網絡協議，網絡的標準必須符合國際/國家標準，并且擁有廣泛的支持廠商；網絡設備要求具有高可靠性、高穩定性和高可用性；網絡設備要求提供足夠的帶寬，以適應校園網上信息結構多樣化，要求支持虛擬網和第三層交換，形成公布式三層交換網；網絡設備要求具有擴展性和可升級性，能夠適應用戶數量的擴展，能夠保證未來網絡升級時的平穩銜接，保證網絡通信介質、網絡基本設計核心的向后兼容性；要求網絡易于管理，支持網絡的拓撲視圖、網段與端口口的監控；網絡流量及錯誤統計，具備計費管理、故障定位、診斷、修復和自動隔離等功能；要求網絡具有高的安全性。在要求網絡具有開放性的同時，要求保證其安全性。在廣域網選擇上考慮學院的實際需求和成本，我們將通過端口聚合接入Inter網。在校園網絡中，對于校園網的安全保障十分重要：校園網的信息點分布很廣，與企業網比較，校園網用戶的流動性大，信息點存在隨意接入使用的問題。學生及外來身份的用戶，在校園網中找到任何一個信息點，就可以進入到校園網，可以肆意干擾破壞校園網絡平臺及應用系統的正常運行。另外校園網的網絡安全，還需要考慮與外網及內網不同應用系統之間的安全訪問控制。為了發生安全事件后，能夠有效、快捷地處理事故，故采用上網審計手段是十分有必要的。：總線型拓撲是采用單根傳輸作為共用的傳輸介質,將網絡中所有的計算機通過相應的硬件接口和電纜直接連接到這根共享的總線上。總線型拓撲結構的特點如下：優點：（1）所需電纜數量較少。（2）結構簡單，無源工作有較高可靠性。（3）易于擴充。缺點：（1）總線傳輸距離有限，通信范圍受到限制。（2）故障診斷和隔離比較困難。（3）分布式協議不能保證信息的及時傳送，不具有實時功能，站點必須有介質訪問控制功能，從而增加了站點的硬件和軟件開銷。 總線型拓撲結構適用于計算機數目相對較少的局域網絡，通常這種局域網絡的傳輸速率在100Mbps，網絡連接選用同軸電纜。總線型拓撲結構曾流行了一段時間，典型的總線型局域網有以太網！：星型拓撲結構的網絡屬于集中控制型網絡，整個網絡由中心節點執行集中式通行控制管理，各節點間的通信都要通過中心節點。每一個要發送數據的節點都將要發送到數據發送中心節點，再由中心節點負責將數據送到目地節點。因此，中心節點相當復雜，而各個節點的通信處理負擔都很小，只需要滿足鏈路的簡單通信要求。星型網中任何兩個節點要進行通信都必須經過中央節點控制。因此，中央節點的主要功能有三項：當要求通信的站點發出通信請求后，控制器要檢查中央轉接站是否有空閑的通路，被叫設備是否空閑，從而決定是否能建立雙方的物理連接。在兩臺設備通信過程中要維持這一通路。當通信完成或者不成功要求拆線時，中央轉接站應能拆除上述通道。由于中央節點要與多機連接，線路較多，為便于集中連線，采用一種成為集線器（HUB）或交換設備的硬件作為中央節點。一般網絡環境都被設計成星型拓樸結構。星型網是廣泛而又首選使用的網絡拓樸設計之一。優點：（1）控制簡單。任何一站點只和中央節點相連接，因而介質訪問控制方法簡單，致使訪問協議也十分簡單。易于網絡監控和管理。（2）故障診斷和隔離容易。中央節點對連接線路可以逐一隔離進行故障檢測和定位，單個連接點的故障只影響一個設備，不會影響全網。（3）方便服務。中央節點可以方便地對各個站點提供服務和網絡重新配置。缺點：（1）需要耗費大量的電纜，安裝、維護的工作量也驟增。（2）中央節點負擔重，形成“瓶頸”，一旦發生故障，則全網受影響。（3）各站點的分布處理能力較低。總的來說星型拓撲結構相對簡單，便于管理，建網容易，局域網普遍采用的一種拓撲結構。采用星型拓撲結構的局域網，一般使用雙絞線或光纖作為傳輸介質，符合綜合布線標準，能夠滿足多種寬帶需求。： 環型拓撲結構是使用公共電纜組成一個封閉的環,各節點直接連到環上,信息沿著環按一定方向從一個節點傳送到另一個節點。環接口一般由發送器、接收器、控制器、線控制器和線接收器組成。在環型拓撲結構中，有一個控制發送數據權力的“令牌”，它在后邊按一定的方向單向環繞傳送，每經過一個節點都要被接收，判斷一次，是發給該節點的則接收，否則的話就將數據送回到環中繼續往下傳。 環型結構中各節點通過環路接口連在一條首尾相連的閉合環型通信線路中，環路中各節點地位相同，環路上任何節點均可請求發送信息，請求一旦被批準，便可以向環路發送信息。環型網中的數據按照設計主要是單向也可以雙向傳輸(雙向環)。由于環線公用，一個節點發出的信息必須穿越環中所有的環路接口，信息流的目的地址與環上某節點地址相符時，信息被該節點的環路接口所接收，并繼續流向下一環路接口，一直流回到發送該信息的環路接口為止。 優點：（1）電纜長度短，只需要將各節點逐次相連。（2）可使用光纖。光纖的傳輸速率很高，十分適合于環形拓撲的單方面傳輸。（3）所有站點都能公平訪問網絡的其他部分，網絡性能穩定。 缺點：（1）節點故障會引起全網故障，是因為數據傳輸需要通過環上的每一個節點，如某一節點故障，則引起全網故障。（2）節點的加入和撤出過程復雜。（3）介質訪問控制協議采用令牌傳遞的方式，在負載很輕時信道利用率相對較低。環型拓撲結構是三種基本拓撲結構中最少見的一種。環型拓撲分類：這類拓撲包括了環拓撲和雙環拓撲。 ： 樹型結構是總線型結構的擴展，它是在總線網上加上分支形成的，其傳輸介質可有多條分支，但不形成閉合回路。也可以把它看成是星型結構的疊加。又稱為分級的集中式結構。樹型拓撲以其獨特的特點而與眾不同，具有層次結構，是一種分層網，網絡的最高層是中央處理機，最低層是終端，其他各層可以是多路轉換器、集線器或部門用計算機。其結構可以對稱，聯系固定，具有一定容錯能力，一般一個分支和節點的故障不影響另一分支節點的工作，任何一個節點送出的信息都由根接收后重新發送到所有的節點，可以傳遍整個傳輸介質，也是廣播式網絡。著名的因特網(Internet)也是大多采用樹型結構。樹型網的優點：(1) 結構比較簡單，成本低。(2) 網絡中任意兩個節點之間不產生回路，每個鏈路都支持雙向傳輸。(3) 網絡中節點擴充方便靈活，尋找鏈路路徑比較方便。 樹型網的缺點： (1) 除葉節點及其相連的鏈路外，任何一個工作站或鏈路產生故障都會影響整個網絡系統的正常運行。 (2) 對根的依賴性太大，如果根發生故障，則全網不能正常工作。因此這種結構的可靠性問題和星型結構相似。： 在網狀拓撲結構中，網絡的每臺設備之間均有點到點的鏈路連接，這種連接不經濟，只有每個站點都要頻繁發送信息時才使用這種方法。它的安裝也復雜，但系統可靠性高，容錯能力強。有時也稱為分布式結構。網狀拓撲的優點：(1)網絡可靠性高，一般通信子網中任意兩個節點交換機之間，存在著兩條或兩條以上的通信路徑，這樣，當一條路徑發生故障時，還可以通過另一條路徑把信息送至節點交換機。(2)網絡可組建成各種形狀，采用多種通信信道，多種傳輸速率。 (3)網內節點共享資源容易。(4)可改善線路的信息流量分配。 (5)可選擇最佳路徑，傳輸延遲小。網狀拓撲的缺點：(1)控制復雜，軟件復雜。 (2)線路費用高，不易擴充。網狀拓撲結構一般用于Internet骨干網上，使用路由算法來計算發送數據的最佳路徑。在網絡拓撲結構方面，選用星型的拓撲結構，它是以一臺中心處理機為主而構成的網絡，其它入網機器僅與該中心處理機之間有直接的物理鏈路，中心處理機采用分時或輪詢的方法為入網機器服務，所有的數據必須經過中心處理機。由于所有節點的往外傳輸都必須經過中央節點來處理，因此，對中央節點的要求比較高。優點是網絡結構簡單，易于維護，便于管理（集中式）；每臺入網機均需物理線路與處理機互連，線路利用率低；處理機負載重（需處理所有的服務），因為任何兩臺入網機之間交換信息，都必須經過中心處理機；入網主機故障不影響整個網絡的正常工作。對該網絡支持的設備生產廠商有較好的技術支持。將校園網整體劃分為核心層、匯聚層、接入層三個邏輯層次。各建筑物之間采用光纖進行互連，樓內采用超5類非屏蔽雙絞線布線，在同一幢樓的匯聚層和接入層交換機之間也采用超5類非屏蔽雙絞線進行連接。全網設一個核心層節點，位于第一實驗樓網絡中心。校內所有主干線路均匯聚于此節點，同時網絡中心骨干節點也是學院廣域網的唯一出口。匯聚層又根據實際情況分為一級匯聚節點和二級匯聚節點，一級匯聚直接和核心層連接，二級匯聚節點則只和一級匯聚節點相連。結合需求分析結果，全網設置4個一級匯聚節點，分別分布在學生宿舍3棟區，教學行政辦公區匯聚點，圖書館匯聚點，學生宿舍9棟匯聚點。二級匯聚節點分別位于樹木園5棟、苗圃園7棟。接入層網絡交換設備位于各個建筑物的弱點設備間，提供多組24口的RJ45端口，端口帶寬為10/100Mbps，接入層的各個交換設備之間采用級聯方式，與匯聚層連接通過聚合千兆口相連。全網的主干鏈路包括網絡中心到每一級匯聚節點間的線路，根據以上分析設計結果。 圖21 學院拓撲圖 校園網IP地址規劃 圖22 IP地址表 交換式園區網技術： VTP（VLAN Trunking Protocol）：是VLAN中繼協議，也被稱為虛擬局域網干道協議。它是思科私有協議。作用是十幾臺交換機在企業網中，配置VLAN工作量大，可以使用VTP協議，把一臺交換機配置成VTP Server, 其余交換機配置成VTP Client,這樣他們可以自動學習到server 上的VLAN 信息。 它是一個OSI參考模型第二層的通信協議，主要用于管理在同一個域的網絡范圍內VLANs的建立、刪除和重命名。在一臺VTP Server 上配置一個新的VLAN時，該VLAN的配置信息將自動傳播到本域內的其他所有交換機。這些交換機會自動地接收這些配置信息，使其VLA