刘通
《学生公寓组网》
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学生公寓组网课程设计
学生姓名:刘通 指导老师:廖年冬
摘 要 内容首先介绍了大学学生宿舍网络系统的网络拓扑结构,并对网络系
统中所采用的一些关键技术的特点进行了分析,结合实例给出了网络配置的方
法。设计学生公寓组网方案。含本课题的可行性分析,用户需求分析,基于需求
分析,进行网络规划,并利用所学的相应的网络原理去解释每一个要点。
绘制完毕后,给予必要的文字说明,简单介绍整个网络的结构和连接。最后对整
个网络中可能存在的常见故障进行分类、分析,并设计和实现应对的解决方案。
关键词 拓扑结构; 组网;网络规划;
1 引言
1.1 课程设计目的
(1)加深对计算机网络的工作原理的理解,通过编写计算机程序模拟网络通信
的某些功能,使学生理解并掌握网络通信系统的基本工作原理及工作过程。
(2)提高网络应用的能力,能对小型的网络应用系统进行分析,并能提出建网
解决方案。
1.2 课程设计主要内容
在掌握局域网的基本组建模式的基础上,在模拟环境中设计搭建一个公寓
网。在总结完毕主要的局域网网络故障的前提下,在模拟环境中模拟各种故障,
利用网络管理工具对局域网进行故障诊断、分析、并解决。
2 需求分析
l.核心交换设备要求具有强大的处理能力和良好的安全性、可靠性、可扩展
性;支持各种成熟技术,未来能平滑升级到万兆。
2.接入层网络设备需要支持基于 MAC 地址 802.1x 功能和基于端口 802.1x
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功能,以此保证账号的惟一性.同时,支持远程 Te1net 管理、mib-||及远程开关
交换机端口功能;此外还要求适应大量用户并发认证及复杂的工作环境等。
3.要求能够实现对用户名、IP 地址、MAC 地址、交换机端口、交换机 IP 的
同时绑定,以此杜绝非法用户恶意盗用合法用户的用户名、密码、IP 和 MAC 等
现象,确保计费工作。
4.解决用户私自架设代理服务器的现象。
5.支持标准 Radius 认证计费,可连接多种接入设备。一方面要求设备支持
802.1x 认证方式;另一方面又要求系统支持基于时长、流量以及包月的计费模
式,从而为网络管理提供完善、灵活、可定制的计费策略;同时还需要保证 30,
000 个以上用户并行时网络运营的稳定和管理简便。
6.网络必须具备高可靠、易管理等特征。
3 概要设计
1.搭建局域网
1) 局域网模式简介
2) 设计局域网拓扑
3) 搭建局域网
2. 局域网故障总结
3. 模拟故障,检测、解决故障
4 详细设计
1 建筑情况
(1) 共计 9 幢公寓式建筑,分别是 1,2,3,4,5,6,7,8,9 号楼,
其中 8 号,9 号楼分为 A、B、C、D、E 五段,共计 4320 间宿舍。
(2)学生宿舍每个房间设置 1 个信息点。
2 综合布线系统初步规划
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(1)针对用户需求,我们采用了千兆骨干、百兆到桌面,整个网络采用分布
式三层交换构架,具有超高的带宽和良好的可扩展、可管理性。
(2)每个学生公寓(8,9 号除外)设置一台核心交换机,每楼层设置两台
二级交换机,网络主干线从综合电教楼(0#楼)拉出,分别到达每个学生公寓的
核心交换机,每楼层的二级交换机直接和本楼的核心交换机相连,满足基本的建
网需求。
(3)对于 8,9 号楼,根据每段的实际情况而定。每段根据房间楼的不同,
交换机的台楼也不相同,具体布线方案后面会详细介绍。
(4)网络规划的总体拓扑图如下:
图 1 总体拓扑图
3 布线方案详细说明
(1)一号楼的具体布线情况如下:
本楼有六层,每层层 45 个宿舍,因此我们每层用 2 个 24 口的 10/100MB 自
适应交换机,网络中心到七号楼采用的是光纤走过了,经过光电转换器后接入一
个 10/100MB 的 24 口的自适应交换机,每层楼两个交换机分别有一根线接到总交
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换机上,因此有两个交换机有 46 个口可用,正好满足需要,其拓扑结构如下图
所示:
图 2 一号楼拓扑结构图
(2)二号楼、四号楼、七号楼、十号楼和一号楼结构大同小异,所以我们
采用相同的布线结构,这样便于统一管理,具体拓扑结构图如图 2 所示。
(3)三号楼经过改造后其中有一半的宿舍改为了会议室,其中只有二十个
左右的宿舍,因此我们每层楼只用一个 24 口的 10/100MB 自适应交换机就可以了。
其拓扑结构如下图所示:
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(4)五号楼每层最多有不到二十个宿舍.所以我们采用和三号楼一样的操作
图 3 三号楼拓扑结构
和布线结构图,拓扑结构图如图 3 所示。
(5)六号楼也是六层,并且每层是 27 个宿舍。我们采用每层一个 24 口的
10/100MB 自适应交换机,因为每个交换机有 23 个口可用,所以每层有 4 个宿舍
没有接入,六层共 24 个宿舍没入接入网线。我们再从总交换机上接入一个相同
的交换机之后来接入没有通网线的宿舍。还会有一个宿舍空出来!这个空出来的
宿舍。我们接入总交换机。需要注意的是要把每层的没有接入的宿舍留在楼的同
一头,为方便管理。其拓扑结构图如下图所示:
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图 4 六号楼拓扑结构
(6)接下来我们考虑河南科技学院最大最复杂的两个楼群:八号楼和九号
楼。这两幢楼的整体结构大致相同,我们采用同一种布线方式。因为这两个楼非
常的大所以我们为了能让同学们上网得到相对大的带宽,所以我们给八号和九号
楼分别走两个光纤,每个光纤上接一个 24 口的 10/100MB 的自适应交换机,每层
有五十个宿舍,而且一个楼分 A、B、C、D 和 E 段。所以在这个楼群中我们从两
个总交换机上向每层走一根线,每层要三个交换机我们让这三个交换机互联,而
不像以前的那些楼里的交换机之间的并联关系!这三个交换机中是两个 24 口和
一个 12 口的交换机,这样第一根光纤上的交换机可以走完 A、B 段中的全部和 C
段中的一、二、三楼。第二根光纤用相同的方法走完 D、E 的全部和 C 段的四、
五、六楼。这样做的好处既有利于扩展又可以节省资源。其拓扑结构图如下:
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图 5 八九号楼拓扑结构图
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图 6 8 号楼的 D、E 栋和 C 栋的上三层拓扑结构图如下图示
4 IP 地址分配与子网划分方案
学校目前为止拥有 IP 段为:59.69.0.0—59.69.30.255,共有 IP 地址 7680
个,共有宿舍 4320 间,在此基础上,进行 IP 地址划分,为了保证扩展性和安
全性,对每栋楼的每层划分一个子网,为节省 IP 资源,每二栋楼共用三个
IP 地址段,进行详细的子网划分.保证每个宿舍接入一个信息点,剩余 IP
资源留做扩展用途.具体的 IP 地址分配方案和子网划分方案如下:
1 号宿舍楼共有房间 270 间,至少需要 IP270 个,因此我们用两个 IP 段划
分 8 个子网,其中 6 个子网分别划分在该楼的每一层,具体划分方案如下
IP 59.69.0.0/26 子网掩码:255.255.255.192
一层可分 IP 为:59.69.0.1—59.69.0.63
/0 号子网
二层可分 IP 为:59.69.0.65—59.69.0.127
/1 号子网