校園網(wǎng)組建終稿

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校園網(wǎng)需求分析、組建方案、IP分派、VLAN劃分

說(shuō)明書(shū)

論文題目:校園網(wǎng)組網(wǎng)方案專(zhuān)業(yè)年級(jí)：電子信息工程2023級(jí)學(xué)號(hào)：082230051姓名：張駿平指導(dǎo)教師、職稱(chēng)：陸立崢講師

2023年5月18日

校園網(wǎng)需求分析、組建方案、IP分派、VLAN劃分

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校園網(wǎng)需求分析、組建方案、IP分派、VLAN劃分

目錄

摘要IAbstractI1引言I2校園網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)-2-

2.1校園網(wǎng)概述-2-2.2以太網(wǎng)技術(shù)-2-

2.2.1以太網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)-2-2.2.2VLAN（虛擬局域網(wǎng)）-3-2.2.3生成樹(shù)協(xié)議（STP）-4-2.3校園網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議-4-

2.3.1TCP/IP協(xié)議-4-2.3.2校園IP地址管理-4-2.3.3校園IP地址轉(zhuǎn)換技術(shù)-5-

3校園網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)-6-

3.1項(xiàng)目背景-6-3.2需求分析-6-

3.2.1學(xué)院自然狀況-6-3.2.2建設(shè)目標(biāo)-7-3.3綜合布線(xiàn)設(shè)計(jì)-7-

3.3.1工作區(qū)子系統(tǒng)-8-3.3.2水平子系統(tǒng)-8-3.3.3管理子系統(tǒng)-9-3.3.4垂直干線(xiàn)子系統(tǒng)-9-3.3.5設(shè)備子系統(tǒng)-10-3.3.6建筑群子系統(tǒng)-10-3.4校園網(wǎng)路由設(shè)計(jì)-10-3.5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-11-

3.5.1核心層-12-3.5.2集聚層-12-3.5.3接入層-13-3.6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型-14-3.7VLAN與IP地址規(guī)劃-15-

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3.7.1各層次交換機(jī)管理IP地址-15-3.7.2VLAN劃分與IP地址分派-16-

4系統(tǒng)測(cè)試-19-

4.1測(cè)試方法-19-4.1對(duì)一致VLAN內(nèi)的計(jì)算機(jī)連通性進(jìn)行測(cè)試-20-4.2對(duì)不同VLAN內(nèi)的計(jì)算機(jī)連通性進(jìn)行測(cè)試-22-4.3測(cè)試結(jié)果總結(jié)-24-終止語(yǔ)-25-

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摘要

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，能否充分利用Internet的信息資源，已經(jīng)成為衡量現(xiàn)在學(xué)校辦學(xué)實(shí)力和辦學(xué)水平的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。其中校園網(wǎng)的充分應(yīng)用是其衡量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

本設(shè)計(jì)結(jié)合學(xué)院實(shí)際狀況，基于三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的思想，進(jìn)行需求分析，并給出了一套較為完整的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。全文著重論述了校園網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)過(guò)程中可能用到的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及方案，涉及到綜合布線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型、IP地址分派及VLAN劃分等關(guān)鍵問(wèn)題，并給出具體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；校園網(wǎng)；需求分析；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

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Abstract

Alongwiththedevelopmentofthecomputernetworktechnology,canmakefulluseofInternetinformationresources,hasbecomethemeasurenowrunningschoolstrengthandthelevelofanimportantindex.Oneofthecampusnetworkapplicationthefullmeasureofanimportantindex.

Thisdesignwiththecollegeactualsituation,basedonthethreelayerofnetworkdesignideas,fordemandanalysisispresented,andasetofrelativelycompleteplanninganddesign.Fulltextfocusesonthecampusnetworkplanninganddesignprocessofmaybeusedinallkindsofnetworktechnologyandsolutions,involvestheintegratedwiring,andnetworkequipmentselection,IPaddressallocationandVLANdivision,andotherkeyissues,andgivesthespecificnetworktopologystructure.

Keywords:Thecomputernetwork;Campusnetwork;Demandanalysis;Networktechnology

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1引言

隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，知識(shí)的更新?lián)Q代在加速，如何更好的、更快、更便捷的學(xué)習(xí)和把握新知識(shí)，是現(xiàn)代教育正面臨的問(wèn)題。充分利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)提供的功能，為現(xiàn)代化教學(xué)、科研、學(xué)校管理和辦公自動(dòng)化等提供應(yīng)用性的數(shù)字平臺(tái)，無(wú)疑將大大提高學(xué)校的綜合辦學(xué)水平。因此，校園網(wǎng)的建設(shè)已成為各級(jí)各類(lèi)學(xué)校與時(shí)俱進(jìn)、開(kāi)創(chuàng)現(xiàn)代教育新模式的必然選擇。

1994年7月,中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET示范工程啟動(dòng)。同年,清華北大等頂尖大學(xué)建成了自己的校園網(wǎng),這些網(wǎng)絡(luò)是中國(guó)Internet的開(kāi)端。2000年該網(wǎng)“二期工程〞完成時(shí)，除達(dá)到連接1000所大學(xué)的目標(biāo)外，對(duì)有條件的中小學(xué)也將提供上網(wǎng)接入服務(wù)。近年來(lái)，我國(guó)各地校園網(wǎng)建設(shè)得到了蓬勃發(fā)展。根據(jù)學(xué)校具體狀況制定校園網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)，對(duì)校園網(wǎng)進(jìn)行整體規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)，是各個(gè)學(xué)校校園網(wǎng)建設(shè)者的首要任務(wù)。校園網(wǎng)的建成和使用，對(duì)于提高教學(xué)和科研的質(zhì)量、改善教學(xué)和科研條件、加快學(xué)校的信息化進(jìn)程，開(kāi)展多媒體教學(xué)與研究以及使教學(xué)多出人才、科研多出成果有著十分重要而深遠(yuǎn)的意義。

組建校園網(wǎng)，應(yīng)當(dāng)立足以下三個(gè)原則：一是需求分析，考慮學(xué)校各部門(mén)的應(yīng)用需求；二是設(shè)計(jì)的技術(shù)原則，包括設(shè)備選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；三是：軟件系統(tǒng)平臺(tái)規(guī)劃，選擇適合本校的應(yīng)用軟件。本畢業(yè)設(shè)計(jì)從這些原則出發(fā)，論述了校園網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)知識(shí)，校園網(wǎng)的硬件和軟件組成，以及如何進(jìn)行校園網(wǎng)設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建設(shè)等內(nèi)容。

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2校園網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)

2.1校園網(wǎng)概述

校園網(wǎng)[1]是指利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信介質(zhì)和組網(wǎng)技術(shù)與協(xié)議以及各種系統(tǒng)管理軟件和應(yīng)用軟件，將校園內(nèi)的計(jì)算機(jī)和各種終端設(shè)備有機(jī)地集成在一起，并應(yīng)用于教學(xué)、科研、學(xué)校管理、信息資源共享和遠(yuǎn)程教學(xué)等方面的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)。

2.2以太網(wǎng)技術(shù)

局域網(wǎng)有多重技術(shù)，然而應(yīng)用最廣泛的是以太網(wǎng)（Ethernet）技術(shù)。由于以太網(wǎng)技術(shù)可靠性高、性能優(yōu)良、易于擴(kuò)展，成為局域網(wǎng)的主流技術(shù)。以太網(wǎng)的傳輸速率從十兆、百兆、千兆一路攀升到萬(wàn)兆，足以顯示其技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)勁。以太網(wǎng)技術(shù)在校園網(wǎng)的組建中是不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。2.2.1以太網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)

以太網(wǎng)采用介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制方式是帶有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)（CSMA/CD）[1]，CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）技術(shù)和沖突避免（CSMA/CA，CarrierSenseMultipleAccess/CollisionAvoidance）技術(shù)。其中CSMA/CD技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)均處于平等地位，站點(diǎn)之間需要經(jīng)過(guò)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)獲得數(shù)據(jù)的發(fā)送權(quán)。

在以太網(wǎng)中，同一時(shí)刻只允許一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。在這種模式下，當(dāng)發(fā)送者在以太網(wǎng)上發(fā)送數(shù)據(jù)之前要先檢測(cè)，以確定以太網(wǎng)是否“閑〞，即網(wǎng)上有無(wú)數(shù)據(jù)傳輸。假使沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸，則發(fā)送信息，不再需要進(jìn)行其他認(rèn)可；假使以太網(wǎng)“忙〞，即正在傳輸數(shù)據(jù)，則發(fā)送者需要等待一段時(shí)間之后，再?lài)L試發(fā)送。這一過(guò)程稱(chēng)為“沖突檢測(cè)〞。CSMA/CD的流程如圖2-1所示[2]。

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圖2-1CSMA/CD的流程

CSMA/CD協(xié)議的基本思想是“競(jìng)爭(zhēng)—沖突—重發(fā)〞，各個(gè)節(jié)點(diǎn)為了發(fā)送各自的數(shù)據(jù)而競(jìng)爭(zhēng)總線(xiàn)信道，此方法能過(guò)有效的利用信道。但是，即使是合理競(jìng)爭(zhēng)沖突也在所難免，既當(dāng)有一個(gè)以上的就緒節(jié)點(diǎn)同時(shí)監(jiān)聽(tīng)到信道空閑時(shí)，那么它們必然都會(huì)檢測(cè)到信號(hào)的空閑而發(fā)送各自的數(shù)據(jù)幀，這樣的結(jié)果必然導(dǎo)致沖突，這時(shí)就要開(kāi)始退避算法（JAM），以進(jìn)行數(shù)據(jù)重發(fā)。

至于CSMA/CA技術(shù)是在計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)前會(huì)發(fā)出一個(gè)警示信息，說(shuō)明自己想發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣計(jì)算機(jī)就可以避免沖突，但是這也會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的性能變慢。所以CSMA/CA不如CSMA/CD流行。2.2.2VLAN（虛擬局域網(wǎng)）

VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）[2]是一種在交換式局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上從規(guī)律上劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段。雖然也是一些終端站點(diǎn)的集合，但是網(wǎng)絡(luò)上任何地方的任何設(shè)備都可以成為任何一個(gè)VLAN的成員，只有這個(gè)VLAN的成員才能聽(tīng)到由該VLAN其他成員發(fā)送的廣播通信，而聽(tīng)不到其他VLAN的通信。由VLAN的特點(diǎn)可知，一個(gè)VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中，從而有助

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于控制流量、減少設(shè)備投資、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。這是劃分VLAN的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)其繁雜程度不同，VLAN有常用幾種類(lèi)型：基于端口的VLAN、MAC層的VLAN、基于IP地址的VLAN。2.2.3生成樹(shù)協(xié)議（STP）

STP是一個(gè)2層協(xié)議，在存在冗余鏈路的交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)里，STP可以阻止規(guī)律環(huán)路的發(fā)生。

生成樹(shù)協(xié)議（spanning-tree）[3]作用是在交換網(wǎng)絡(luò)中提供冗余備份鏈路，利用SPA算法，在存在交換機(jī)環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)中生成一個(gè)沒(méi)有環(huán)路的屬性網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用該算法將交換網(wǎng)絡(luò)的冗余備份鏈路從規(guī)律上斷開(kāi)，當(dāng)主鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠自動(dòng)的切換到備份鏈路，保證數(shù)據(jù)的正常轉(zhuǎn)發(fā)。

2.3校園網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議

Internet離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使通信雙方共同遵守一致的約定和規(guī)范。校園網(wǎng)內(nèi)部計(jì)算機(jī)之間通信也離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。Internet使用TCP/IP協(xié)議，校園網(wǎng)內(nèi)部計(jì)算機(jī)也可以使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。2.3.1TCP/IP協(xié)議

TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的簡(jiǎn)寫(xiě)，譯為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議又名網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，是Internet最基本的協(xié)議、Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。TCP/IP定義了電子設(shè)備如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。通俗而言：TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯?wèn)題，一有問(wèn)題就發(fā)出信號(hào)，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺(tái)電腦規(guī)定一個(gè)地址。

2.3.2校園IP地址管理

由于校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)一般是采用局域網(wǎng)的接入方式訪(fǎng)問(wèn)Internet，校園網(wǎng)內(nèi)每臺(tái)計(jì)算機(jī)都需要配置一個(gè)IP地址，一般校園網(wǎng)用戶(hù)的數(shù)目成千上萬(wàn)，因此不可避免的存在IP地址管理的問(wèn)題。

靜態(tài)IP地址是由網(wǎng)絡(luò)管理員按IP地址統(tǒng)一分派，給每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都分派一個(gè)固定的IP地址，其優(yōu)點(diǎn)是便于管理。不足地方是由于是手工配置IP地址，配置過(guò)程可能因誤操作造成同一個(gè)IP分派給不同的主機(jī)，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中IP地址沖突，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況發(fā)生改變時(shí)，可能需要手工重新分派IP地址。

動(dòng)態(tài)IP地址是通過(guò)DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol）服務(wù)

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器自動(dòng)分派給網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)的。每次計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)所獲的IP地址、子網(wǎng)掩碼等有關(guān)數(shù)據(jù)都是沖DHCP服務(wù)器獲取，這樣就減少了配置計(jì)算機(jī)IP地址的工作量，增加了靈活性。所以這種方法適用于較大網(wǎng)絡(luò)。

在校園網(wǎng)IP地址管理中，這兩種IP地址分派方法可能都要采用，并且要協(xié)同使用，以便于關(guān)于，又不失靈活性。2.3.3校園IP地址轉(zhuǎn)換技術(shù)

IP地址資源的匱乏是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，其次校園網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)數(shù)量巨大，假使每個(gè)用戶(hù)都分派一個(gè)注冊(cè)的IP地址，可想而知，這筆開(kāi)銷(xiāo)也是不菲的，為此在校園網(wǎng)絡(luò)中，我們使用到了一項(xiàng)技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT，NetworkAddressTranslator）技術(shù)，NAT技術(shù)就是利用具有NAT功能的設(shè)備通過(guò)某種方式將保存IP地址轉(zhuǎn)換為公有IP地址。這樣即節(jié)省了開(kāi)銷(xiāo)又不會(huì)占用太多IP地址資源。

在A類(lèi)、B類(lèi)、C類(lèi)地址中有一部分保存地址，其范圍如下：A類(lèi)：（一個(gè)單獨(dú)Ａ類(lèi)網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼）；

Ｂ類(lèi)：~（16個(gè)相鄰的Ｂ類(lèi)網(wǎng)絡(luò)號(hào)）；C類(lèi)：~（256個(gè)相鄰的C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)號(hào)）。由于保存網(wǎng)絡(luò)不與外部相連，即不能附加到Internet，因此只要保證網(wǎng)內(nèi)保存IP地址的唯一性就可以任意地使用這些地址。在學(xué)校內(nèi)各計(jì)算機(jī)可以通過(guò)保存IP地址進(jìn)行通信，當(dāng)計(jì)算機(jī)要與外部Internet進(jìn)行通信時(shí)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址的轉(zhuǎn)換將保存IP地址轉(zhuǎn)化成獲得注冊(cè)的IP地址后再接入Internet。

NAT轉(zhuǎn)換可分為靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換。

靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換是指將內(nèi)部本地地址與指定合法地址進(jìn)行一對(duì)一轉(zhuǎn)換。動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換和靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換一樣，只是這種轉(zhuǎn)換是從內(nèi)部合法地址池中動(dòng)態(tài)的選擇一個(gè)未使用的地址對(duì)內(nèi)部本地地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

[4]

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3校園網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

3.1項(xiàng)目背景

某獨(dú)立學(xué)院，已經(jīng)邁開(kāi)了從傳統(tǒng)學(xué)校向現(xiàn)代化學(xué)校過(guò)渡的腳步，學(xué)院正向著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展?，F(xiàn)對(duì)學(xué)院內(nèi)部進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，建成一個(gè)集教學(xué)、科研、消遣為一體的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)。

3.2需求分析

校園網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，它不僅要滿(mǎn)足目前的需求，還要考慮到以后對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)改造的需要。在設(shè)計(jì)和建設(shè)校園網(wǎng)時(shí)，對(duì)需求的分析是一項(xiàng)重要的工作。3.2.1學(xué)院自然狀況

目前學(xué)院約有10000人的規(guī)模，學(xué)院擁有8座學(xué)生宿舍，每座宿舍樓7層，每層25間，每間設(shè)置6個(gè)節(jié)點(diǎn)；1幢教學(xué)樓，目前階段教學(xué)樓樓已有布線(xiàn)，但暫不接入校園網(wǎng)；1座綜合試驗(yàn)樓，共6層，其中2層計(jì)算機(jī)試驗(yàn)室，每層12間，每間70個(gè)節(jié)點(diǎn)，一層學(xué)院辦公室，共10間，每間6個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；一座大型圖書(shū)館，圖書(shū)館閱覽室一個(gè)，需要300個(gè)節(jié)點(diǎn)。全院計(jì)算機(jī)數(shù)量在10000臺(tái)左右。樓宇內(nèi)部綜合布線(xiàn)均采用雙絞線(xiàn)，室外布線(xiàn)都是通過(guò)光纖互聯(lián)。學(xué)院平面圖如圖3-1。

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圖3-1學(xué)院平面圖

3.2.2建設(shè)目標(biāo)

學(xué)院對(duì)校園網(wǎng)的總體目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)具有數(shù)字化、智能化、高性?xún)r(jià)比、管理便利靈活、安全度高的校園網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)具備辦公、教學(xué)、管理、通信四大功能。具體要求有：

首先，校園網(wǎng)絡(luò)必需擁有高速的Internet和CERNET接入口，同時(shí)必需提供DNS、、FTP、E-mail等多項(xiàng)Internet服務(wù)。其次，在管理上擁有靈活、安全的管理模式，對(duì)校內(nèi)計(jì)算機(jī)用戶(hù)進(jìn)行分權(quán)限、分級(jí)別管理。要求能對(duì)每個(gè)用戶(hù)的使用狀況能進(jìn)行事后審計(jì)，能夠定位到IP地址以及用戶(hù)所連接的端口和登錄的用戶(hù)名，限定帳號(hào)的使用端口。

在校內(nèi)實(shí)現(xiàn)VOD點(diǎn)播、多媒體教學(xué)等服務(wù)。實(shí)現(xiàn)OA辦公系統(tǒng)，以及網(wǎng)上教學(xué)與學(xué)習(xí)資源共享。

除此之外，整個(gè)校園網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)千兆傳輸，即千兆到樓宇，百兆到桌面。還要求網(wǎng)絡(luò)建成系統(tǒng)具有一點(diǎn)的冗余度和前瞻性，即擁有一定的可擴(kuò)展性，能夠根據(jù)需要隨時(shí)接入新的建筑物和客戶(hù)端，以適應(yīng)將來(lái)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需求。

3.3綜合布線(xiàn)設(shè)計(jì)

綜合布線(xiàn)系統(tǒng)[5]是建筑物或建筑群中的信息傳輸介質(zhì)系統(tǒng)，是建筑物內(nèi)的“信息高速路〞。由大量部件組成，主要有傳輸介質(zhì)、線(xiàn)路管理硬件、連接器、插座、傳輸電子線(xiàn)路、電器保護(hù)設(shè)施等。綜合布線(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。

圖3-2綜合布線(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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3.3.1工作區(qū)子系統(tǒng)

該系統(tǒng)目的是實(shí)現(xiàn)用戶(hù)設(shè)備與水平子系統(tǒng)之間的連接，工作區(qū)內(nèi)的信息插座數(shù)目根據(jù)每個(gè)房間的用戶(hù)數(shù)目而定。采用RJ-45端口類(lèi)型的為信息插座。圖3-3為工作區(qū)子系統(tǒng)示意圖。

3-3工作區(qū)子系統(tǒng)示意圖

3.3.2水平子系統(tǒng)

該系統(tǒng)目的是實(shí)現(xiàn)信息插座和管理子系統(tǒng)間的連接，該子系統(tǒng)由一個(gè)工作區(qū)的信息插座開(kāi)始，經(jīng)水平布置到管理區(qū)的線(xiàn)纜所組成，該線(xiàn)纜采用超五類(lèi)雙絞線(xiàn)。圖3-4為水平子系統(tǒng)示意圖。

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圖3-4水平子系統(tǒng)示意圖

3.3.3管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)由交連、互連配線(xiàn)架組成。管理點(diǎn)為連接其它子系統(tǒng)提供連接手段。交連和互連允許將通訊線(xiàn)路定位或重定位到建筑物的不同部分，以便能更簡(jiǎn)單地管理通信線(xiàn)路，使在移動(dòng)終端設(shè)備時(shí)能便利地進(jìn)行插拔?；ミB配線(xiàn)架根據(jù)不同的連接硬件分樓層配線(xiàn)架（箱）IDF和總配線(xiàn)架（箱）MDF，IDF可安裝在各樓層的干線(xiàn)接線(xiàn)間，MDF一般安裝在設(shè)備機(jī)房。3.3.4垂直干線(xiàn)子系統(tǒng)

目的是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)備、程控交換機(jī)（PBX）、控制中心與各管理子系統(tǒng)間的連接，是建筑物干線(xiàn)電纜的路由。該子系統(tǒng)尋常是兩個(gè)單元之間，特別是在位于中央點(diǎn)的公共系統(tǒng)設(shè)備處提供多個(gè)線(xiàn)路設(shè)施。系統(tǒng)由建筑物內(nèi)所有的垂直干線(xiàn)多對(duì)數(shù)電纜及相關(guān)支撐硬件組成，以提供設(shè)備間總配線(xiàn)架與干線(xiàn)接線(xiàn)間樓層配線(xiàn)架之間的干線(xiàn)路由。常用介質(zhì)是大對(duì)數(shù)雙絞線(xiàn)電纜和光纜。圖3-5為垂直子系統(tǒng)示意圖

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圖3-5垂直干線(xiàn)子系統(tǒng)

3.3.5設(shè)備子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要是由設(shè)備間中的電纜、連接器和有關(guān)的支撐硬件組成，作用是將計(jì)算機(jī)、PBX、攝像頭、監(jiān)視器等弱電設(shè)備互連起來(lái)并連接到主配線(xiàn)架上。設(shè)備包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)集線(xiàn)器（Hub）、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)（Switch）、程控交換機(jī)（PBX）、音響輸出設(shè)備、閉路電視控制裝置和報(bào)警控制中心等。3.3.6建筑群子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)將一個(gè)建筑物的電纜延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信設(shè)備和裝置上，是結(jié)構(gòu)化布線(xiàn)系統(tǒng)的一部分，支持提供樓群之間通信所需的硬件。它由電纜、光纜和入樓處的過(guò)流過(guò)壓電氣保護(hù)設(shè)備等相關(guān)硬件組成，常用介質(zhì)是光纜。

3.4校園網(wǎng)路由設(shè)計(jì)

為了確定哪一種路由協(xié)議最適合我們要設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)，首先應(yīng)當(dāng)分析一下網(wǎng)絡(luò)的組建的需求，再將網(wǎng)絡(luò)需求與路由協(xié)議的規(guī)范對(duì)照一下，從中選擇最滿(mǎn)足需求的路由協(xié)議。（1）校園網(wǎng)路由設(shè)計(jì)

校內(nèi)網(wǎng)一般采用動(dòng)態(tài)路由協(xié)議OSPF來(lái)保持校內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連通性[6]。OSPF協(xié)議的主要優(yōu)點(diǎn)：

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OSPF是真正的LOOP-FREE（無(wú)路由自環(huán)）路由協(xié)議，源自其算法本身的優(yōu)

點(diǎn)（鏈路狀態(tài)及最短路徑樹(shù)算法）；

OSPF收斂速度快：能夠在最短的時(shí)間內(nèi)將路由變化傳遞到整個(gè)自治系統(tǒng)；提出區(qū)域（area）劃分的概念，將自治系統(tǒng)劃分為不同區(qū)域后，通過(guò)區(qū)域之

間的對(duì)路由信息的摘要，大大減少了需傳遞的路由信息數(shù)量。也使得路由信息不會(huì)隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大而急劇膨脹；將協(xié)議自身的開(kāi)銷(xiāo)控制到最??；

OSPF協(xié)議是OPEN的，不必全Cisco設(shè)備來(lái)支持該協(xié)議。（2）Internet路由設(shè)計(jì)

一般采用靜態(tài)默認(rèn)路由協(xié)議訪(fǎng)問(wèn)Internet，為了實(shí)現(xiàn)路由的備份，配置到Internet的兩條默認(rèn)路由，兩條路由的優(yōu)先級(jí)可以一致，也可以不同。假使一致，則兩條線(xiàn)路采取負(fù)載分擔(dān)方式。假使不同，則是主備方式，其中優(yōu)先級(jí)高的稱(chēng)為主路由，優(yōu)先級(jí)低的為備份路由。在正常狀況下，路由器采用主路由發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，該路由自動(dòng)隱蔽，路由器會(huì)選擇余下的優(yōu)先級(jí)最高的備份路由作為數(shù)據(jù)發(fā)送的途徑，這樣就實(shí)現(xiàn)了主路由到備份路由的切換。當(dāng)主路由恢復(fù)正常時(shí)，路由器恢復(fù)相應(yīng)的路由，并重新選擇路由。由于該路由的優(yōu)先級(jí)最高，路由器選擇主路由來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)。（3）校內(nèi)網(wǎng)和Internet之間的互訪(fǎng)

校內(nèi)網(wǎng)在出口路由器中采用ACL以及NAT相結(jié)合的方式進(jìn)行的，通過(guò)ACL功能，使得滿(mǎn)足ACL中所允許的私網(wǎng)IP地址才可以通過(guò)NAT技術(shù)，將其轉(zhuǎn)化為可以訪(fǎng)問(wèn)Internet的公網(wǎng)IP地址，實(shí)現(xiàn)私網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)Internet的功能。于此同時(shí)將校內(nèi)網(wǎng)的一些服務(wù)器，如HTTP、FTP等服務(wù)器做靜態(tài)的NAT轉(zhuǎn)化，使得通過(guò)Internet也可以訪(fǎng)問(wèn)校內(nèi)主頁(yè)以及下載相關(guān)的資料，從而也實(shí)現(xiàn)校內(nèi)網(wǎng)和Internet之間的互訪(fǎng)。

3.5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上分為核心層、集聚成、接入層三層[7]；分層思想是網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，可以針對(duì)每一個(gè)層次進(jìn)行模塊化分析，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)十分有幫助。如圖3-6為分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

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圖3-6分層結(jié)構(gòu)示意圖

3.5.1核心層

核心層是校園網(wǎng)的核心主干，負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)中各集聚層節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)及高效數(shù)據(jù)傳輸、交換、轉(zhuǎn)發(fā)及路由分發(fā)。核心層設(shè)備應(yīng)具有高可靠性和冗余性，所有組件支持熱插拔；大容量，可提供幾十個(gè)到上百個(gè)千兆端口；線(xiàn)速轉(zhuǎn)發(fā)性能，完善的QoS功能和安全機(jī)制，強(qiáng)大的業(yè)務(wù)能力。核心層結(jié)構(gòu)如圖5-4所示。

圖3-7核心層結(jié)構(gòu)

3.5.2集聚層

集聚層是網(wǎng)絡(luò)接入層與核心層之間的分界層，包括校園主干網(wǎng)絡(luò)以及所有連接的路由器。集聚層除了在接入層進(jìn)行局部數(shù)據(jù)的交換、轉(zhuǎn)發(fā)以外，還能通過(guò)高速接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶诵膶?，在更大范圍能進(jìn)行數(shù)據(jù)的路由以及處理。

根據(jù)集聚層的功能，集聚層設(shè)備要考慮到要有足夠的帶寬；具有三層和多層交換特性；具有靈活多樣的業(yè)務(wù)能力；具有冗余和負(fù)載均衡能力；完善的安全機(jī)制。集聚層結(jié)構(gòu)如圖3-8.

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圖3-8集聚層結(jié)構(gòu)

3.5.3接入層

接入層設(shè)備位于網(wǎng)絡(luò)的末端，對(duì)下提供對(duì)工作站的接入，對(duì)上連到集聚層交換機(jī)。接入層設(shè)備提供各種標(biāo)準(zhǔn)接口將數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)絡(luò)中，完成基本業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的隔離和安全控制、認(rèn)證管理等功能。提供不同數(shù)量的100Mbps端口到用戶(hù)，支持VLAN、VLANTrunk、VLAN聚合、端口鏡像、QoS多播、安全特性等。接入層結(jié)構(gòu)如圖3-9。

圖3-9接入層結(jié)構(gòu)

在確定校園網(wǎng)絡(luò)的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之后，根據(jù)實(shí)際的校園信息點(diǎn)分布狀況可以設(shè)計(jì)出大約拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，圖3-10為院總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D。

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圖3-10院總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

3.6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型

（1）核心交換機(jī)[8]

選擇依據(jù)：核心層的功能主要是實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的優(yōu)化傳輸,骨干層設(shè)計(jì)任務(wù)的重點(diǎn)尋常是冗余能力、可靠性和高速的傳輸。網(wǎng)絡(luò)的控制功能最好盡量的少在骨干層上實(shí)施。這里選用1臺(tái)RG-S8610為核心交換機(jī)。