【正文】 網(wǎng)絡工程網(wǎng)絡工程課程設計任務書 課程設計的目的通過設計一個完整的校園網(wǎng)絡，使學生掌握網(wǎng)絡分析、網(wǎng)絡設計、網(wǎng)絡施工、網(wǎng)絡測試方面的基本工程分析技能，學會網(wǎng)絡工程方案書或工程標書的書寫規(guī)范，培養(yǎng)學生綜合運用計算機網(wǎng)絡技術、組網(wǎng)技術、網(wǎng)絡綜合布線技術、網(wǎng)絡管理技術、網(wǎng)絡安全技術等方面的知識解決企業(yè)網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的構建的基本能力。 課程設計任務項目概述：你所就讀的中學要實施信息化，需要建設校園網(wǎng)絡系統(tǒng)，網(wǎng)絡要能提供功能有：1) Internet接入，學校各職能部門接入（教務處、政教處、后勤處、各教研室、計算機實驗室等的接入）,教師宿舍接入，學生宿舍的接入。教師宿舍和學生宿舍實施收費。2) Internet服務，學校建立web服務器，提供對外信息發(fā)布和學校基本情況的介紹等。3) 辦公系統(tǒng)：學校的財務、教務、教學、圖書閱覽等辦公系統(tǒng)，提供遠程辦公接入。4) 網(wǎng)絡服務：提供校內(nèi)外、地址解析服務，地址分配服務，安全保護服務，網(wǎng)絡管理與運維服務等。項目任務：1) 完成項目的需求分析，包括：功能需求、性能需求、服務管理需求、安全需求等。2) 完成系統(tǒng)的的設計，包括：網(wǎng)絡系統(tǒng)的邏輯、網(wǎng)絡系統(tǒng)的物理設計、網(wǎng)絡應用系統(tǒng)設計，網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全設計、網(wǎng)絡綜合布線施工設計、系統(tǒng)測試方案設計等。項目設計要求：1) 必須有完整的現(xiàn)場施工平面圖，綜合布線圖，綜合布線各種主要材料的詳細需求及預算過程，詳細的綜合布線施工要求和測試方案，以及參考標準等。2) 必須有完整的網(wǎng)絡拓撲圖，網(wǎng)絡拓撲圖標明設備功能、型號、IP地址，并說明分析各部分的功能和作用，有詳細的 IP地址規(guī)劃方案，出口IP網(wǎng)絡地址前3位用當?shù)剜]編地址，網(wǎng)絡通信設備的選型、接口、模塊、參考價格和每一設備詳細的配置命令文件。3) 必須有安全設計與規(guī)劃，網(wǎng)絡安全架構、系統(tǒng)安全配置、安全策略應充分考慮信息系統(tǒng)的信息的機密性、可用性、完整性，詳細說明安全策略；安全設備應當有詳細的配置命令文件。4) 應用服務系統(tǒng)設計必須有軟件和硬件設備的詳細配置（類型、型號、配置、版本），及選型分析，必須考慮容錯、備份。5) 必須有完整的網(wǎng)絡服務設計，包括網(wǎng)絡運行服務(DNS,DHCP)，網(wǎng)絡配置管理、計費管理、認證管理等；包括網(wǎng)絡操作系統(tǒng)軟件的選擇、網(wǎng)絡管理軟件的選擇、網(wǎng)絡接入方式選擇等。0第一章 需求分析 學校背景 貴州省大方縣第一中學，是個有著80多年歷史的學校，創(chuàng)辦于1925年4月。校址曾二度搬遷。 1925年在大方縣城南門清寺院，初為大定私立初級中學；1936年校址遷到大方縣萬松書院。1942年開始招收高中學生。全校教師已有國家級骨干教師一人，申報畢節(jié)地區(qū)骨干教師29人，獲得北京師范大學研究生院研究生學歷文憑的7人。38名教師通過學習取得了貴州師大，貴州省教院，成都體院本科文憑，7名教師取得北京師范大學碩士研究生同等學歷證書。由于重視學生的素質培養(yǎng),該校被授予全國教學先進單位、全國面向未來閱讀工程示范學校、國家青少年體育俱樂部、國際教育先進單位、省文明學校、省中學校長培訓調(diào)研基地等稱號。校園網(wǎng)是為學校師生提供教學、科研和綜合信息服務的寬帶多媒體網(wǎng)絡。首先，是使用了局域網(wǎng)技術以及各種多媒體應用技術，并結合Internet應用等其他技術來建設的。校園網(wǎng)應為學校教學、科研提供先進的信息化教學環(huán)境。這就要求：校園網(wǎng)是一個寬帶 、具有交互功能和專業(yè)性很強的局域網(wǎng)絡。多媒體教學軟件開發(fā)平臺、多媒體演示教室、教師備課系統(tǒng)、電子閱覽室以及教學、考試資料庫等，都可以在該網(wǎng)絡上運行。校園網(wǎng)應具有教務、行政和總務管理功能。建設一個以辦公自動化，建設一個以辦公自動化，計算機輔助教學、現(xiàn)代計算機校園文化為核心，以現(xiàn)代網(wǎng)絡技術為依托，技術先進、擴展性強、能覆蓋全校主要樓宇的校園主干網(wǎng)絡，將學校的各種PC機、工作站、終端設備局域網(wǎng)連接起來，并與有關廣域網(wǎng)相連，在網(wǎng)上宣傳自己和獲取Internet網(wǎng)上的教育資源，形成結構合理、內(nèi)外溝通的校園計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，在此基礎上建立能滿足教學、科研和管理工作需要的軟硬件環(huán)境，開發(fā)各類信息庫和應用系統(tǒng)，為學校各類人員提供充分的網(wǎng)絡信息服務。系統(tǒng)總體設計將本著總體規(guī)劃、分布實施的原則，充分體現(xiàn)系統(tǒng)的技術先進性、高度的安全可靠性，同時具有良好的開放性、可擴展性，應本著為學校著想的原則，合理使用建設資金，使系統(tǒng)經(jīng)濟可行。從具體上要求實現(xiàn)以下目標：在網(wǎng)絡化的基礎上實現(xiàn)學校辦公和管理的自動化和科學化；開展計算機輔助教學的研究，全面提高教師業(yè)務素質和業(yè)務水平，提高教學質量和辦學效益。校園網(wǎng)內(nèi)部實現(xiàn)資源共享。如教務信息共享、教師成果共享、教學資料共享、圖書資料共享等。校園內(nèi)信息傳遞暢通無阻，能準確、可靠地傳輸學校的教育教學信息；努力創(chuàng)造與上級教育部門、社會、家庭之間通訊接口，實現(xiàn)社會教育、學校教育、家庭教育的有機整合。完成與Internet的常規(guī)接軌，使教師、學生能利用因特網(wǎng)的信息優(yōu)勢為教育教學提供良好幫助；為教師校外辦公、學生遠程學習、教師與學生家長之間通訊提供通訊手段。 建設原則校園網(wǎng)建設是一項綜合性非常強的系統(tǒng)工程，在校園網(wǎng)的建設工作中必須處理好使用與發(fā)展、建設和管理、使用與培訓等關系，從而使校園網(wǎng)的建設工作健康穩(wěn)定地發(fā)展。首先，校園網(wǎng)的建設是一個為學校教育教學活動長期服務的工作，因此在校園網(wǎng)的規(guī)劃建設過程中，必須從學校的長遠發(fā)展規(guī)劃出發(fā)，以服務于教育為基本點，結合學校當前教育教學的實際需要，做出科學的規(guī)劃部署。校園網(wǎng)的建設應該以滿足當前教育教學活動的需要為出發(fā)點，做到經(jīng)濟實用，同時也要充分考慮到學校今后的發(fā)展，在規(guī)劃設計時要為以后的擴容發(fā)展留有余地，并選用目前比較成熟、先進的技術與產(chǎn)品。在校園網(wǎng)的規(guī)劃建設中，一般應遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、整體設計、分步實施”的原則。其次在校園網(wǎng)的建設中要必須堅持硬件建設與組織管理協(xié)調(diào)發(fā)展的原則，在重視硬件建設的同時，加強網(wǎng)絡的組織管理水平，不斷開發(fā)網(wǎng)絡功能，從而充分發(fā)揮校園網(wǎng)絡的功效，提高校園網(wǎng)對學校教育的服務水平。在校園網(wǎng)的管理上還應該認清對象、明確目標，選用合適的各類應用軟件，來組織建設各類資料庫，優(yōu)化網(wǎng)絡資源，為科學管理、學校交流、共享信息創(chuàng)建通暢的渠道。同時在校園網(wǎng)絡管理中還必須嚴格遵守國家有關法律、法規(guī)，保障網(wǎng)絡使用的安全可靠。校園網(wǎng)絡建設主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1) 實用性原則 設計應能滿足學校目前對網(wǎng)絡的應用要求，充分實現(xiàn)學校內(nèi)管理、教學和教研的自動化的要求，設計的性能能盡快得到充分發(fā)揮，并且便于掌握； 2) 可靠性原則由于系統(tǒng)及網(wǎng)絡結構較為復雜，同時在部分子系統(tǒng)中存在較高的技術性，因此必須保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠和安全運行，具有很高的MTBF（平均無故障工作時間）和極低的MTBR（平均故障率），提高容錯設計，支持故障檢測和恢復，可管理性強； 3) 安全性原則 應能在高可靠性的前提下，抵擋來自內(nèi)部和外部的攻擊；采用安全措施有效、可信，能夠在多層次上、以多種方式實現(xiàn)安全的控制； 4) 開放性原則 為保證原有系統(tǒng)的繼承性和將要建立系統(tǒng)的利益，充分考慮與現(xiàn)有系統(tǒng)的銜接及系統(tǒng)將來發(fā)展的需要，因此系統(tǒng)應采用符合當前最新國際標準的軟硬件標準、開放的技術、開放的結構、開放的系統(tǒng)組件及用戶接口，使清鎮(zhèn)市第一中學能在今后的發(fā)展過程中能平滑地向更高、更新的產(chǎn)品和技術過渡； 5) 統(tǒng)一性原則 在系統(tǒng)的設計過程中，堅持“三個統(tǒng)一”，即統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一標準，統(tǒng)一出口。 統(tǒng)一規(guī)劃：即系統(tǒng)的設計依據(jù)學校的長期發(fā)展目標并結合時代發(fā)展的需要進行綜合考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃； 統(tǒng)一標準：采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡協(xié)議和接口等技術標準，引用統(tǒng)一的國家、行業(yè)的信息分類與代碼標準（如課件分類、檔案分類等）、學校管理制度、學校評審標準、功能規(guī)范、文檔規(guī)范等； 統(tǒng)一出口：設計統(tǒng)一的信息對外出口，各類信息由專門部門控制和負責，保證學校內(nèi)部的數(shù)據(jù)安全。 6) 均衡性原則應能充分考慮網(wǎng)絡各個環(huán)節(jié)的負載平衡，不因為某一個環(huán)節(jié)而影響網(wǎng)絡整體的性能，均衡的網(wǎng)絡設計要考慮的環(huán)節(jié)包括桌面帶寬、主干邊緣交換機帶寬、主干交換機帶寬、服務器計算能力、服務器輸入、輸出帶寬、廣域網(wǎng)出入口帶寬等。 7) 擴展性和靈活性原則在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，即能滿足當前學校對網(wǎng)絡的應用需求，又可以在將來需要擴展的時候，能方便的擴展，保護目前的所有投資；設計的配置可以靈活變通，以便于適應客戶的其他要求。 8) 節(jié)省性原則在充分滿足以上要求的前提下，盡可能地節(jié)約投資，花好每一分錢，為客戶提供性價比最高的解決方案和工程建設。 功能需求(1) 提供先進的信息化教學環(huán)境首先，校園網(wǎng)的建設必須考慮到為學校教學、教育科研提供優(yōu)質的網(wǎng)絡化教學環(huán)境。因此，校園網(wǎng)應當是寬帶、具有交互功能和專業(yè)性較強的計算機局域網(wǎng)絡。校園網(wǎng)除了需要有必備的硬件設備和操作系統(tǒng)平臺外，應當提供多媒體教學資源、教師備課系統(tǒng)、電子圖書閱覽檢索、多媒體教學軟件開發(fā)平臺、校園網(wǎng)站和教學資源網(wǎng)站建設等。(2) 具有教務、行政、總務管理功能利用校園網(wǎng)可以進行課程管理、學習成績與學籍管理、圖書資料管理等教學教務管理，也可以進行檔案管理、處教管理等行政事務、總務后勤管理等。(3) 滿足對內(nèi)對外的通信要求校園網(wǎng)的通信功能包括提供Internet服務、遠程教育服務、電子論壇等。在校內(nèi)，校園網(wǎng)除了為師生提供教育資源服務外，也應為師生校園生活、學習交流等方面創(chuàng)造必要的技術環(huán)境，營造具有學校特色的、健康的、安全的校園網(wǎng)絡文化環(huán)境。 性能需求基本功能需求為如下四點：(1) Internet接入，學校各職能部門接入（教務處、政教處、后勤處、各教研室、計算機實驗室等的接入）。(2) Internet服務，學校建立web服務器，提供對外信息發(fā)布和學校基本情況的介紹等。(3) 辦公系統(tǒng)：學校的財務、教務、教學、圖書閱覽等辦公系統(tǒng)，提供遠程辦公接入。(4) 網(wǎng)絡服務：提供校內(nèi)外、地址解析服務，地址分配服務，安全保護服務，網(wǎng)絡管理與運維服務等。 服務管理需求 網(wǎng)絡管理能夠支持SNMP（簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議），這樣方便計算機管理人員通過網(wǎng)管軟件隨時監(jiān)視網(wǎng)絡的運行狀況，一旦出現(xiàn)故障，可以自動的報告出出錯位置和出錯原因，管理人員可以迅速的發(fā)現(xiàn)故障并及時維護，同時，SNMPv2的版本的協(xié)議還支持很多更高級的網(wǎng)絡安全管理功能。 應用需求經(jīng)分析，本校園網(wǎng)的應用需求如下：1. 通過建立以計算機為核心，連接校園網(wǎng)各樓宇的校園主干網(wǎng)絡。要求主干寬帶達到1000Mbps。2. 校園網(wǎng)內(nèi)不同用戶的需求，劃分相應的子網(wǎng)，以方便網(wǎng)絡管理、提高網(wǎng)絡性能。各子網(wǎng)的寬帶最低達到100Mbps。3. 整個校園網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)資源共享，為教學、查詢、管理提供服務。4. 建立基于網(wǎng)絡的教育管理以及辦公自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)行政、教學、教務、科研、后勤、財務等網(wǎng)絡化管理。5. 建立網(wǎng)絡教學系統(tǒng)，提供教師電子備課、課件制作、多媒體演示、學生多媒體交互式學習、網(wǎng)絡考試、自動教學評估等功能。6. 建立電子圖書室，提供電子閱覽功能。7. 建立安全、高速的Internet連接，實現(xiàn)內(nèi)外互通。8. 提供常用的Internet應用，包括學校網(wǎng)站、郵件系統(tǒng)、文件傳輸、等。9. 為校園網(wǎng)制定一定的安全措施，防止黑客入侵和破壞，保證校園網(wǎng)安全。10. 為校園網(wǎng)提供簡單有效的網(wǎng)絡管理措施，實現(xiàn)對整個校園網(wǎng)的管理和控制。11. 為校園網(wǎng)提供相應的容錯功能，防止在校園網(wǎng)出現(xiàn)單點故障時導致整個校園網(wǎng)絡癱瘓。 安全需求任何一個網(wǎng)絡的安全都是很重要的，對此，我們制定了以下的安全策略。216。 保證以下網(wǎng)絡的基本安全需求l 網(wǎng)絡正常運行，在網(wǎng)絡受到攻擊的情況下，能夠保證網(wǎng)絡系統(tǒng)正常運行。l 防止網(wǎng)絡管理以及網(wǎng)絡策略的信息被他人竊取。l 具備先進的入侵檢測及跟蹤體系。l 提供靈活而高效的內(nèi)外通信服務。216。 應用系統(tǒng)的安全需求 應用系統(tǒng)是網(wǎng)絡的核心，對于應用系統(tǒng)應該有最高的網(wǎng)絡安全措施，應用系統(tǒng)的安全體系包括：n 訪問控制n 檢測安全漏洞n 攻擊監(jiān)控n 加密通信(如財務部門)n 認證n 備份和恢復n 多層防御n 隱藏內(nèi)部信息n 建立安全監(jiān)控中心一些特殊部門 如財務部，校領導辦公室是此次網(wǎng)絡設計安全環(huán)節(jié)的重要點。組網(wǎng)技術分為：以太網(wǎng)組網(wǎng)技術和ATM局域網(wǎng)組網(wǎng)技術 以太網(wǎng)組網(wǎng)技術以太網(wǎng)組網(wǎng)技術非常靈活和簡便，可使用多種物理介質，以不同拓撲結構組網(wǎng)，是目前國內(nèi)外應用最為廣泛的一種網(wǎng)絡，已成為網(wǎng)絡技術的主流。以太網(wǎng)按其傳輸速率又分成10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s。細纜以太網(wǎng)10 BASE2 10 ，它是一種典型的總線型結構。采用細纜為傳輸介質，通過T型接頭與網(wǎng)卡上的BNC接口相連的總線型網(wǎng)絡。（1）傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡技術早期局域網(wǎng)技術的關鍵是如何解決連接在同一總線上的多個網(wǎng)絡節(jié)點有秩序的共享一個信道的問題，而以太網(wǎng)絡正是利用載波監(jiān)聽多路訪問/碰撞檢測(CSMA/CD)技術成功地提高了局域網(wǎng)絡共享信道的傳輸利用率，從而得以發(fā)展和流行的。特別是近幾年交換式以太網(wǎng)和100M快速以太網(wǎng)產(chǎn)生和應用，使以太網(wǎng)絡成為當今局域網(wǎng)應用較為廣泛的主流技術之一。然而，以太網(wǎng)絡在發(fā)展早期所提出的共享帶寬、信道爭用機制限制了網(wǎng)絡后來的發(fā)展，即使是近幾年發(fā)展起來的鏈路層交換技術（即交換式以太網(wǎng)技術）和提高收發(fā)時鐘頻率（即快速以太網(wǎng)技術）也不能從根本上解決這一問題，具體表現(xiàn)在：216。 不提供服務質量保證(Quality of Service)以太網(wǎng)提供的是一種所謂無連接的網(wǎng)絡服務，網(wǎng)絡本身對所傳輸?shù)男畔鼰o法進行諸如交付時間、包間延遲、占用帶寬等等關于服務質量的控制。這種傳送方式就象郵局遞送信件一樣，信息包一旦交給傳輸介質，無論是發(fā)送端還是接收端都無法再對中間的傳輸過程進行任何有效控制，這就是所謂沒有服務質量保證（QoS）。而且以太網(wǎng)的包（幀）長度本身是不確定的，這就導致網(wǎng)絡設備對每一個幀的處理和轉發(fā)延遲處于隨機、不可控狀態(tài)。這兩個因素的存在，使得以太網(wǎng)的幀在傳輸時的延遲和延