万里学院校园网设计方案:高校校园网设计方案

　　摘要：在Internet飞速发展的今天，互联网越来越普及，并成为人们快速获取、发布和传递信息的重要渠道。校园网是利用现代网络技术、多媒体技术及INTERNET技术等建立起来的学校内部管理和通信应用网络。信息化校园就是以校园网和必要的信息服务设备为载体，有丰富的共享软件和方便的工具支持，并含有相当数量的教育信息资源，集教、学、管、娱乐为一体的新型环境。本设计重点阐述了校园计算机网络系统的设计和实现方法，包括系统设计原则、网络技术选择、综合布线系统、网络拓扑结构及设备选型，本设计可以实现各个模块的基本功能，满足校园内部各部门的需求，最终设计成一个简洁、花费少、效果好的实用型校园网。
　　关键词:校园网络；计算机网络；网络方案
　　中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)17-4093-09
　　1概述
　　万里学院是一所新建的学院，无任何网络设施，校内建有学生公寓、教师宿舍、电教楼、行政大楼等建筑。现在要为该学院搭建第一期网络工程，目的是为学院搭建一个基础网络。
　　1.1学院概况
　　学生公寓：4座，每栋6层，每层6间宿舍，总共144间宿舍。
　　教师宿舍：3座，每栋6层，每层4间宿舍，总共72间。
　　电教楼：1座，有3层，每层4间，二楼201是网络中心。除网络中心外每间课室有40台电脑，总共有11间多媒体教室，440台电脑。
　　行政大楼：1座，有4层，每层4间，总共有16间。
　　1.2需求
　　该校由于是第一期工程，主要是建设基础网络，其需要的主要功能有：
　　1）学生宿舍和教学楼以及教师宿舍使用VLAN分开；
　　2）有自己校内的FTP服务器；
　　3）有自己校对外的WEB服务器；
　　4）学内有IP自动分配功能；
　　5）校内可以访问外网。
　　1.3学校已经具备
　　该学校已经申请了一个公网IP：210.21.122.170,并申请了学校网站的域名，其为.cn电教楼的201室是网络中心，用于放核心层、汇聚层、服务器等等的网络设备。
　　2方案实现
　　2.1综合布线
　　针对校园网络的具体性能要求及建网的经费支出，我们使用基于交换技术的干网和二级局域网络方案。
　　2.1.1网络拓扑结构
　　万里学院的网络结构为分层星型结构,网络分为三级：
　　第一级是网络中心，为中心节点。网络中心选址在学校地域的中心建筑(电教楼),布置了校园网的核心设备，如交换机、服务器(WWW服务器、FTP服务器等)，并预留了将来与本部以后的扩展空间。
　　第二级是建筑群的主干结点，为二级节点。校园网按地域设置了几条干线光缆，从网络中心辐射到几个主要建筑群（学生公寓、教师宿舍、行政大楼、），并在二级主干节点处端接。在主干网节点上安装的交换机位于网络中心，它与各楼层的集线器相连。学校校园网主干带宽全部为1000Mbps。
　　第三级是建筑物楼内的CISCO 2950，为三级节点。三级节点主要是指直接与服务器和工作站连接的局域网设备，即服务器和配线架的配线间。位于每栋楼的机柜里。
　　2.1.2楼层结构化布线的设计与实施
　　万里学院的网络布线工程涉及9栋楼宇。它们是男女宿舍4栋楼、教工宿舍3栋楼、电教楼、行政大楼。
　　网络中心与楼宇连接介质使用五类非屏蔽双绞线。
　　
　　2.1.3设计要求
　　1)网络的物理布线采用星型结构，便于提高可靠性和传输效率。主干段相互独立，便于网络维护和扩充建立一套基本的网络信息传输平台。
　　2)建立以交换式快速以太网为基础的骨干通信网络平台，中心主干通信速率为1000Mbps，到桌面为交换100Mbps，以保证多媒体信息的传输要求。
　　3)光纤主干采用单模光缆，有利于千兆网及今后更高速率的网络应用。而且通过跳线的不同跳接，组网方式也十分灵活。可以实现：点对点。在两台计算机之间建立起高速通道。传输速率为几十个Mbps至几百个Mbps，距离可达2km（多模）至5km（单模）。
　　4)结构化布线的所有设备（配线架、双绞线等）均采用5类标准。性价比高，施工方便，且可以达到1000Mbps的数据传输速率。
　　2.1.4网络拓扑图
　　
　　核心层用一台Cisco Catalyst 3560交换器实现地址转换、vlan间路由等等的路由功能；汇聚层用5台Cisco Catalyst 3560交换器；接入层用Cisco Catalyst 2950交换机，根据各楼层的需求安排数量。
　　网络布线共建立243个使用接入用户点，具体如下表：
　　
　　2.1.5布线的质量与测试
　　1)布线时依据方案确定的线路，对于承重墙或难以实施的地方，与学校领导及时沟通，确定线路走向和安排。
　　2)在穿线工序时，做到穿线后，由监工确定是否符合标准后，再盖槽或者天花板，保证质量达到设计要求。
　　2.1.6万里学院结构化布线系统工程物品清单
　　
　　全工程设备总价格合计：829,937元
　　2.2网络技术介绍
　　2.2.1 VLAN及IP划分规划
　　
　　2.2.2 VLAN
　　万里学院使用的是基于端口的VLAN端口的方式划分VLAN。
　　2.2.3 VLAN间路由
　　VLAN由于能够使网络结构变得灵活、方便和安全而被广泛采用，但是不同的VLAN之间是无法通讯的，这就是VLAN的应用带来的问题。解决这个问题是在网络中使用VLAN间路由。使用Trunk封装将已划分的VLAN的交换机与路由器相连，通过路由功能将不同的VLAN从逻辑上划分为不同的IP子网。这样当某个VLAN的设备需要访问其他VLAN的设备时，路由功能可以将数据包转发到目的VLAN，从而实现VLAN间的通信。
　　2.2.4 NAT
　　万里学院使用的NAT类型是静态NAT。
　　2.2.5 DHCP服务
　　学校内部分机器采用DHCP服务器进行IP配置。
　　3网络设备配置
　　3.1核心层（CXC）3560交换机配置
　　3.1.1配置时间
　　Switch#config t
　　Switch(config)# clock set :mm:ss
　　3.1.2设置主机和密码
　　Switch#config t
　　Switch(config)#hostname CXC设置服务器名字
　　CXC(config)#enable password cisco设置进入密码
　　CXC(config)#enable secret cisco
　　CXC(config)#line con 0
　　CXC(config-line)#password cisco
　　CXC(config-line)#login
　　CXC(config-line)#line vty 0 15
　　CXC(config-line)#login保存配置
　　CXC(config-line)#password cisco
　　CXC(config-line)#login
　　CXC(config-line)#exit
　　3.1.3 VLAN(虚拟局域网)
　　CXC(config)#vtp mode server设置VTP的模式为SERVER模式
　　Device mode already VTP SERVER.
　　CXC(config)#vtp domain cisco创建VTP域,只有位于同一个域的交换机才能共享VLAN信息
　　Changing VTP domain name from NULL to cisco
　　CXC#vlan database
　　CXC(vlan)#vlan 2 name HZDL创建VLAN
　　VLAN 2 added:
　　Name: HZDL
　　CXC(vlan)#vlan 3 name DJL
　　VLAN 3 added:
　　Name: DJL
　　CXC(vlan)#vlan 4 name XSSS1
　　VLAN 4 added:
　　Name: XSSS1
　　CXC(vlan)#vlan 5 name XSSS2
　　VLAN 5 added:
　　Name: XSSS2
　　CXC(vlan)#VLAN 6 NAME XSSS3
　　VLAN 6 added:
　　Name: XSSS3
　　CXC(vlan)#VLAN 7 NAME XSSS4
　　VLAN 7 added:
　　Name: XSSS4
　　CXC(vlan)#VLAN 8 NAME JSSS1
　　VLAN 8 added:
　　Name: JSSS1
　　CXC(vlan)#VLAN 9 NAME JSSS2
　　VLAN 9 added:
　　Name: JSSS2
　　CXC(vlan)#VLAN 10 NAME JSSS3
　　VLAN 10 added:
　　Name: JSSS3
　　CXC(vlan)#VLAN 11 NAME WLZX
　　VLAN 11 added:
　　Name: WLZX
　　CXC(vlan)# exit
　　3.1.4中继模式
　　进入端口：
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/1
　　选择需要走的端口：
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 2
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/2
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　将端口划分到所属的VLAN：
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 3
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/3
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 4
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/4
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 5
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/5
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 6
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/6
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 7
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/8
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 9
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/9
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 10
　　CXC(config)# interface FastEthernet0/10
　　CXC(config-if)#switchport mode trunk
　　CXC(config-if)#switchport access vlan 11
　　3.1.5 VLAN间路由
　　在交换机上实现VLAN间路由：
　　CXC(config)#int vlan 2
　　在接口下创建子接口,为每一个VLAN设置一个网关地址：
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.2.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.2.0
　　并且封装中继协议：
　　CXC(config-if)#encap dot1q 2
　　CXC(config-if)#int vlan 3
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.3.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.3.0
　　CXC(config-if)#encap dot1q 3
　　CXC(config-if)#int vlan 4
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.4.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.4.0
　　CXC(config-if)#encap dot1q 4
　　CXC(config-if)#int vlan 5
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.5.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.5.0
　　CXC(config-if)#encap dot1q 5
　　CXC(config-if)#int vlan 6
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.6.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.6.0
　　CXC(config-if)#encap dot1q 6
　　CXC(config-if)#int vlan 7
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.7.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.7.0
　　CXC(config-if)#encap dot1q 7
　　CXC(config-if)#int vlan 8
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.8.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.8.0
　　CXC(config-if)#encap dot1q 8
　　CXC(config-if)#int vlan 9
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.9.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.9.0
　　CXC(config-if)#int vlan 10
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.10.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.10.0
　　CXC(config-if)#encap dot1q 10
　　CXC(config-if)#int vlan 11
　　CXC(config-if)#ip address 192.168.11.0 255.255.255.0
　　Bad mask /24 for address 192.168.11.0
　　CXC(config-if)#encap dot1q 11
　　开启路由协议：
　　CXC(config)# ip routing
　　3.1.6 NAT
　　访问控制列表：
　　CXC(config)#access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.0.255
　　把内网的私有IP转为公共的G0/1出口的公共IP：
　　CXC(config)#int f0/1
　　CXC(config)#ip nat inside source list 1 interface G0/1 overload
　　把私有IP转化成公共IP出口：
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/2
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/3
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/4
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/5
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/6
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/7
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/8
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/9
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/10
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config)#int f0/11
　　CXC(config-if)#ip nat inside
　　CXC(config-if)#int G0/1
　　把外面的公共IP转化为内网IP的入口：
　　CXC(config-if)#ip nat outside
　　CXC(config-if)#int G0/1
　　CXC(config-if)#ip add 210.21.122.170 255.255.255.0
　　CXC(config-if)#on shu
　　3.1.7默认路由
　　CXC(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 G0/1
　　3.1.8 DHCP和DNS
　　配置地址池：
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan2
　　CXC(config)#network 192.168.2.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.2.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan3
　　CXC(config)#network 192.168.3.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.3.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan4
　　CXC(config)#network 192.168.4.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.4.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan5
　　CXC(config)#network 192.168.5.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.5.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan6
　　CXC(config)#network 192.168.6.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.6.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan7
　　CXC(config)#network 192.168.7.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.7.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan8
　　CXC(config)#network 192.168.8.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.8.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan9
　　CXC(config)#network 192.168.9.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.9.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan10
　　CXC(config)#network 192.168.10.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.10.1
　　CXC(config)#ip dhcp pool vlan11
　　CXC(config)#network 192.168.11.0
　　CXC(config)#set dns 202.96.128.86 202.96.128.166
　　CXC(config)#default route 192.168.11.1
　　排除默认网关地址、和一些服务器的地址：
　　CXC(config)#ip dhcp excluded address 192.168.2.1 192.168.3.1 192.168.4.1 192.168.5.1 192.168.6.1 192.168.7.1 192.168.8.1 192.168.9.1 192.168.10.1 192.168.11.1 192.168.11.100 192.168.11.200
　　3.2行政大楼（HZDL）（3560交换机配置）
　　Switch(config)#hostname HZDL
　　3.2.1.设置交换机为客户模式
　　HZDL(config)#vtp mode client
　　3.2.2创建VTP的域
　　这个要和SERVER以及其它交换机一致,不一致
　　则不能从SERVER上学习到VLAN信息
　　HZDL(config)#vtp domain cisco
　　3.2.3设置中继链路,中继链路就是你连接其它交换机或者是路由器的链路：
　　HZDL(config)#interface FastEthernet0/1
　　HZDL(config-if)# switchport mode trunk
　　3.2.4划分端口到VLAN当中
　　HZDL(config)# interface FastEthernet0/1
　　HZDL(config-if)#switchport access vlan2
　　3.2.5楼层CISCO2950
　　行政大楼（HZDL）
　　Switch(config)#hostname HZDL
　　HZDL(config)#vtp mode client
　　HZDL(config)#vtp domain cisco
　　HZDL(config)#interface FastEthernet0/1
　　HZDL(config-if)# switchport mode trunk
　　HZDL(config)# interface FastEthernet0/1
　　HZDL(config-if)#switchport access vlan2
　　3.3电教楼（DJL）
　　Switch(config)#hostname DJL
　　HZDL(config)#vtp mode client
　　HZDL(config)#vtp domain cisco
　　HZDL(config)#interface FastEthernet0/1
　　HZDL(config-if)# switchport mode trunk
　　HZDL(config)# interface FastEthernet0/1
　　HZDL(config-if)#switchport access vlan3
　　楼层的CISCO2950基本相同省略
　　3.4学生宿舍（XSSS）
　　Switch(config)#hostname XSSS
　　XSSS(config)#vtp mode client
　　XSSS(config)#vtp domain cisco
　　XSSS(config)#interface FastEthernet0/1
　　XSSS(config-if)# switchport mode trunk
　　XSSS(config)# interface FastEthernet0/1
　　XSSS(config-if)#switchport access vlan4
　　楼层的CISCO2950基本相同省略
　　3.5教师宿舍（JSSS）
　　Switch(config)#hostname JSSS
　　JSSS(config)#vtp mode client
　　JSSS(config)#vtp domain cisco
　　JSSS(config)#interface FastEthernet0/1
　　JSSS(config-if)# switchport mode trunk
　　JSSS(config)# interface FastEthernet0/1
　　JSSS(config-if)#switchport access vlan8
　　楼层的CISCO2950基本相同省略
　　3.6网络中心（WLZX）
　　Switch(config)#hostname WLZX
　　WLZX(config)#vtp mode client
　　WLZX(config)#vtp domain cisco
　　WLZX(config)#interface FastEthernet0/1
　　WLZX(config-if)# switchport mode trunk
　　WLZX(config)# interface FastEthernet0/1
　　WLZX(config-if)#switchport access vlan11
　　3.7配置FTP和WEB的端口
　　WLZX(config)int f0/10
　　WLZX(config-gb)#ip add 192.168.11.100 255.255.255.0
　　WLZX(config-gb)#no shut
　　WLZX(config)int f0/11
　　WLZX(config-gb)#ip add 192.168.11.200 255.255.255.0
　　WLZX(config-gb)#no shut
　　3.8网络服务器配置
　　3.8.1 web服务器
　　1）在IBM System x3400(7974I11)的机器上安装上REDHAT AS5系统，在安装的过程中选上apache服务器。
　　2）启动REDHAT AS5,在shell里输入”setup”，然后在启动项哪里把apache这项选上.
　　3)创建Web站点主目录及首页主文件
　　# mkdir /var/www/web
　　# vi /var/www/web/index.html（测试）
　　Welcome to WanLi School Web Server!
　　4)配置Apache
　　# vi /etc/httpd/conf/httpd.conf
　　修改httpd.conf
　　ServerRoot“/etc/httpd”
　　Listen 80
　　ServerName .cn:80
　　DocumentRoot“/var/www/web”
　　DirectoryIndex index.html
　　NameVirtualHost 210.21.122.170
　　＜VirtualHost 210.21.122.170＞
　　ServerAdmin webmaster@wanli.edu.cn
　　DocumentRoot /var/www/web
　　ServerName .cn
　　ErrorLog logs/.cn-error_log
　　CustomLog logs/.cn-access_log common
　　＜VirtualHost＞
　　5)启动Apache
　　# service httpd start
　　6)测试Web站点
　　# lynx .cn
　　3.8.2 FTP服务器
　　1)在IBM System x3400(7974I11)的机器上安装上REDHAT AS5系统，在安装的过程中选上FTP服务器。
　　2)启动REDHAT AS5,在shell里输入”setup”，然后在启动项哪里把FTP这项选上。
　　启动FTP：
　　# service ftpd start
　　3)建立FTP上传目录并设置其权限
　　#mkdir /var/ftp/upload
　　#chmod 777 /var/ftp/upload
　　4工程完成所需时间
　　1个月。
　　5总结
　　万里学院方案采用当今业界较为先进的千兆以态园区网方案，使该校有一个稳定网络，而且彻底解决了因大数据流量而带来的带宽瓶颈，改网络除了可以在一段长时间内满足各种新应用，还为以后的升级打下了良好的基础，可顺利扩展到下一代网络
　　参考文献：
　　[1]吴建平,李星,李学弄.网络设备和企业网构建[M].万博天地网络技术股份有限公司.
　　[2]（美）福罗赞.TCP/IP协议族[M].3版.谢希仁,等,译.北京:清华大学出版社, 2009.
　　[3]刘晓辉,李利军.局域网组网大全[M].北京:人民邮电出版社,2007.