【文章內(nèi)容簡介】 信息、可達鄰居信息等）廣播到整個自治系統(tǒng)中，需要建立多個鄰接（Adjacent）關系，會導致任何一臺路由器的路由變化都會多次傳遞，這既是沒有必要的，也浪費了寶貴的帶寬資源。為解決這一問題，OSPF 定義了“指定路由器DR”（Designated Router），所有路由器都只將路由信息發(fā)送給DR，由DR 將該網(wǎng)絡的鏈路狀態(tài)廣播出去，這樣就可大大減少多址訪問網(wǎng)絡上各路由器之間鄰居關系的數(shù)量。OSPF 支持IP 子網(wǎng)和外部路由信息的標記接收；它支持基于接口的報文驗證以保證路由計算的安全性；并使用IP 組播方式發(fā)送和接收報文。 無線局域網(wǎng)1. 無線局域網(wǎng)定義：無線局域網(wǎng)(Wireless Local－Area Network，WLAN)是指以無線信道作傳輸媒介的計算機局域網(wǎng)絡，是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術相結合的產(chǎn)物，它以無線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能，能夠使用戶真正實現(xiàn)隨時、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡接入。2. 需求分析WLAN業(yè)務在國際上越來越廣泛應用，隨著這一使用熱潮的興起，中國也同樣在發(fā)起“網(wǎng)絡無處不在”的活動，采用WLAN技術加以配合，提供更加靈活的高速因特網(wǎng)接入服務。在機場、會議室、展覽中心、酒吧、咖啡館、茶館等熱點地區(qū)，Internet接入需求不同于傳統(tǒng)辦公場所采用有線方式，人們不會為電纜的束縛而固守于固定的位置。市場需要一種能夠提供給用戶較高的接入帶寬、用戶又可以在一定的范圍內(nèi)自由移動，并且造價比較低廉，簡言之，就是一種廉價的高質量可移動的寬帶接入業(yè)務。WLAN無線寬帶接入業(yè)務正是迎合了市場的這種需求。隨著WLAN技術的成熟，WLAN能夠使得運營商或者其他服務提供者能夠提供可靠的、穩(wěn)定的、寬帶的、無線的Internet接入業(yè)務。在學校等人員密集、移動性較強且網(wǎng)絡需求較多的地區(qū)，單純利用有線網(wǎng)盡心覆蓋將使得布線和接口難以實現(xiàn)，無法提供滿意的服務。而采用WLAN覆蓋，則是一種經(jīng)濟而便捷的方式。在諸如以上熱點地區(qū)，現(xiàn)實中的網(wǎng)絡覆蓋較多地采用了WLAN方式，兩年前的北京奧運會就大量采用了無線網(wǎng)絡覆蓋的相關解決方案；而隨著3G的發(fā)展，目前許多城市的采用3G+WLAN的方式覆蓋無線網(wǎng)絡，成為一大發(fā)展趨勢。從物理意義上來說，校園網(wǎng)就是一種局域網(wǎng)。校園網(wǎng)是各類型網(wǎng)絡中一大分支，有著非常廣泛的應用及代表性。作為新技術的發(fā)祥地，學校、尤其是高等院校，和網(wǎng)絡的關系是密不可分的。作為“高新技術孵化器”的高校，是知識、人才的高地，資源十分豐富，比其他行業(yè)更渴求網(wǎng)絡新技術、網(wǎng)絡新應用，希望能有一個高性能、穩(wěn)定、可靠的校園網(wǎng)來促進自身在研究、學術上的進步。 因此，提高校園網(wǎng)的使用效率是校園網(wǎng)建設的重要考核指標之一。 校園網(wǎng)目的1. 校園網(wǎng)為學生學習活動服務，促使學生學習最優(yōu)化。2. 校園網(wǎng)為教師的教育教學和科研活動服務，促使教師教育教學最優(yōu)化。3. 校園網(wǎng)為學校教育教學管理服務，促使學校管理最優(yōu)化。 校園網(wǎng)建設的原則1. 先進性，先進的設計思想、網(wǎng)絡結構、開發(fā)工具，采用市場覆蓋率高、標準化和技術成熟的軟硬件產(chǎn)品；2. 實用性，建網(wǎng)時應考慮利用和保護現(xiàn)有的資源、充分發(fā)揮設備效益；3. 靈活性，采用積木式模塊組合和結構化設計，使系統(tǒng)配置靈活，滿足學校逐步到位的建網(wǎng)原則，使網(wǎng)絡具有強大的可擴展性；4. 可靠性，具有容錯功能，管理、維護方便。對網(wǎng)絡的設計、選型、安裝、調試等各環(huán)節(jié)進行統(tǒng)一規(guī)劃和分析，確保系統(tǒng)運行可靠，經(jīng)濟性，投資合理，有良好的性能價格比。5. 校園網(wǎng)是建構在多媒體技術和現(xiàn)代網(wǎng)絡技術之上的為教學、科研、管理服務并與因特網(wǎng)連接的校園內(nèi)局域網(wǎng)絡環(huán)境，是一種教育科研網(wǎng)絡。計算機網(wǎng)絡畢竟是個新生事物，在各方面還不盡人所知，不顧自身需求和經(jīng)濟實力而一擲千金的事例層出不窮。究其原因，多數(shù)為對校園網(wǎng)工程的具體事項了解不夠，作為一項龐大的系統(tǒng)工程，校園網(wǎng)工程事關學校的發(fā)展大計，必須慎重考慮。 校園網(wǎng)的建設思路 校園網(wǎng)的建設是一項非常復雜的系統(tǒng)工程，校園作為一個特殊的網(wǎng)絡應用環(huán)境，它的建設與使用都有其自身的特點。在選擇局域網(wǎng)的網(wǎng)絡技術時要體現(xiàn)開放式、分布式、安全可靠，維護簡單的原則。校園網(wǎng)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應用等其它的技術來建設。使得校園網(wǎng)能滿足現(xiàn)代教學對信息處理的要求，使計算機的應用能對教學管理現(xiàn)代化起重要的促進作用，能實現(xiàn)信息查尋、教務管理，并與外部網(wǎng)絡系統(tǒng)進行交流等多種需要。 一個完整的校園網(wǎng)建設在實施過程中可以分成兩個環(huán)節(jié)：網(wǎng)絡集成方案設計和信息系統(tǒng)集成。其中信息系統(tǒng)集成是目的，網(wǎng)絡集成是手段。網(wǎng)絡集成方案主要包括兩個方面：結構化布線與設備選擇、網(wǎng)絡技術及設備選型。它的設計思想有兩個，一個是網(wǎng)絡方案采用模塊化的設計，各個模塊完成各自的功能。在實施的過程中，可以根據(jù)需要將相應的模塊添加到網(wǎng)絡中，也可以不使用某些模塊，在需要時候再添加。同時，模塊化設計容易維護，某個模塊出現(xiàn)故障，不會影響到整個網(wǎng)絡的安全。 另一個設計思想是采用層次體系，整個網(wǎng)絡通過主干網(wǎng)連接起來，各個子網(wǎng)通過接口與主干網(wǎng)連接，實現(xiàn)各自的功能，在子網(wǎng)內(nèi)部及與主干網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。 校園網(wǎng)實現(xiàn)的功能1. 信息交流功能互聯(lián)網(wǎng)信息服務讓學校了解世界，讓世界了解學校。校內(nèi)信息服務，信息的接收者就是信息的發(fā)布者。2. 學生學習功能網(wǎng)絡使學生的學習方式發(fā)生了很大變化，他們利用網(wǎng)絡自主學習，提高自己的學習能力。他們需要上網(wǎng)查了資料，將完成的作業(yè)利用電子郵件發(fā)送給了老師。鼓勵學生們建立自己的網(wǎng)頁，包括英語角、名站鑒賞、硬件長廊、游戲論壇、電腦文化等欄目。3. 圖書館功能，以圖書館為信息源圖書館可以開設面向教師開放的電子備課室和光盤閱覽室，開設面向學生開放的電子閱覽室。采購、分類編目、流通、查詢、期刊等環(huán)節(jié)全面實行計算機自動化管理，可以在校園網(wǎng)提供網(wǎng)上在線書目檢索服務，讀者可以在網(wǎng)上實現(xiàn)檢索圖書、瀏覽全文、查閱借閱情況、辦理預約及續(xù)借手續(xù)等。進而實現(xiàn)圖書管理的電腦化“和資料查詢的網(wǎng)絡化”。 校園網(wǎng)絡架構設計校園網(wǎng)的拓補結構基本上是混合型的，它是由星型、總線型等典型拓補結構組成，在現(xiàn)代網(wǎng)絡結構化布線工程中多采用星型結構，主要用于同一樓層，由各個房間的計算機間用集線器或者交換機連接產(chǎn)生的，它具有施工簡單，擴展性高，成本低和可管理性好等優(yōu)點；而校園網(wǎng)在分層布線主要采用樹型結構；每個房間的計算機連接到本層的集線器或交換機，然后每層的集線器或交換機在連接到本樓出口的交換機或路由器，各個樓的交換機或路由器再連接到校園網(wǎng)的通信網(wǎng)中，由此構成了校園網(wǎng)的拓補結構。當然這其中還有對網(wǎng)絡整體結構的設計，如vlan的劃分，各不同區(qū)域的細劃分都需要根據(jù)學校情況來定。校園網(wǎng)絡中心以及各分校區(qū)均通過2M E1光纖或ADSL接入Internet。對于我們畫定的區(qū)域如圖書館、宿舍等，都可以通過100M交換口連入校園網(wǎng)，而各個終端可以采用10/100M共享式端口。目前的校園網(wǎng)大多數(shù)是純?nèi)龑拥慕粨Q網(wǎng)絡。由于交換機都具有三層功能，匯聚層一般已經(jīng)可以與接入層歸納為一個層次。各樓層和各樓之間的交換設備都直接上連到核心設備上。 結構化布線 綜合布線系統(tǒng)設計除符合國際標準以外還要符合《中國建筑電器規(guī)范》、《工業(yè)企業(yè)通信設計規(guī)范》、《中國工程建設標準化協(xié)會標準》、《綜合布線用電纜、光纖技術要求》、《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》等國內(nèi)標準。綜合布線系統(tǒng)是建筑物或建筑群內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡，它既能使話音和數(shù)據(jù)通信設備、交換設備和其他信息管理系統(tǒng)彼此連接，也能使這些設備與外部通信網(wǎng)絡相互連接，包括建筑物到外部網(wǎng)絡或電話局線路上的連線點，與工作區(qū)的話音或數(shù)據(jù)終端之間的所有電纜，以及相關聯(lián)的布線部件。一個良好的綜合布線系統(tǒng)對其服務的設備有一定的獨立性，并能互連許多不同的通信設備如數(shù)據(jù)終端、模擬式或數(shù)字式電話、PC和主機以及公共系統(tǒng)裝置。一般布線系統(tǒng)有六個子系統(tǒng)組成：建筑群間子系統(tǒng)，設備間子系統(tǒng)，管理區(qū)子系統(tǒng)，垂直（主干）子系統(tǒng)，水平子系統(tǒng)，工作區(qū)子系統(tǒng)。 校園網(wǎng)為園區(qū)網(wǎng)，樓群間子系統(tǒng)采用光纜連接，可提供千兆位的帶寬，有充分的擴展余地。垂直子系統(tǒng)則位于高層建筑物的豎井內(nèi)，可采用多模光纜或大對數(shù)雙絞線。把管理區(qū)子系統(tǒng)并入設備間子系統(tǒng)，集中管理。 對于多幢樓宇，可采用多設備間的方法。分為中心設備間和樓棟設備間部分，中心設備間是整個局域網(wǎng)的控制中心，內(nèi)設有對外（Internet）對內(nèi)通信的各種網(wǎng)絡設備（交換機、路由器、視頻服務器等），中心交換機通過光纜（地下直埋）與樓棟設備間的交換設備相連，以保證數(shù)據(jù)的高速傳輸。在此設備間放置布線的線架和網(wǎng)絡設備，端接樓內(nèi)來自在各層的主干線纜，并端接連接網(wǎng)絡中心的光纖。 樓內(nèi)布線包括水平布線和主干布線。水平系統(tǒng)采用超五類雙絞線，新的樓宇采用暗裝墻內(nèi)的方式，舊的樓宇采用PVC線槽明裝的方式。第二部分 工程背景 初步設想我們組的課設選題題目是搭建一個校園網(wǎng)，初步設想是搭建一個無線的校園網(wǎng)絡，覆蓋主樓前的廣場、教學樓、實驗室等地方并且提供相應的網(wǎng)絡服務。但由于網(wǎng)絡搭建技術不夠成熟，設備有限等原因，更改為搭建一個有線校園網(wǎng)和無線混合網(wǎng)絡。圖1 初步構建拓撲圖我們假設的工程背景為：一個學校要給老師和學生提供相應的網(wǎng)絡服務。并且在一些公共區(qū)域，比如教學樓、實驗室、廣場等位置為老師和學生提供無線上網(wǎng)服務。并且在校園網(wǎng)上為學生提供FTP，郵件服務及流媒體服務。方便老師和學生進行學習方面的交流，分享學習資料，老師為學生布置作業(yè)，學生上傳作業(yè)，增加學生的課余時間娛樂方式等?；緲嫾苋鐖D1。左側框為學生的宿舍、老師辦公室、實驗室，提供有線上網(wǎng)的基本結構圖，右側為提供公共區(qū)域無線服務的基本結構圖。由于無線上網(wǎng)的速度無法提供優(yōu)質的網(wǎng)絡服務，所以我們決定把服務集中在宿舍的網(wǎng)絡中，無線網(wǎng)絡只為同學們提供基本的互聯(lián)網(wǎng)接入服務。在網(wǎng)絡搭建的過程中我們還要對有線網(wǎng)絡部分進行VLAN的劃分，從而減小廣播風暴的影響，保證實驗室，辦公室的網(wǎng)絡的安全性。并且在整個網(wǎng)絡中實現(xiàn)IP的自動分配等基本功能。 改進方案在進行課程設計的構成中，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的設備無法滿足我們初期的設想，所以我們對最初的網(wǎng)絡設計進行了一些相應的調整。調整后的設計方案如圖2。由于最頂層路由器使用的使用的是H3C的MSR2030提供了兩個高速的以太網(wǎng)口，所以不能滿足接口的需求，因此我們在最頂層路由下掛了一個二層交換機，其作用就是用來分出更多的接口，滿足連接的需要。又由于我們只有兩臺MSR2030這種兩個高速以太網(wǎng)口的路由器和一臺三層交換機，因此我們將一臺MSR2030作為最高處的路由器，另外一臺作為有線網(wǎng)絡的上層路由，而有線網(wǎng)絡的上層路由有兩個通過串口連接的R2501E來替代，從路由下了直接接上AP來完成我們的網(wǎng)絡構建。在技術水平和設備有限的前提下盡量優(yōu)化了我們的網(wǎng)絡結構。第三部分 網(wǎng)絡設計如圖2為我們設計的網(wǎng)絡拓撲圖。網(wǎng)絡包括校園網(wǎng)和廣域網(wǎng)的模擬部分。校園局域網(wǎng)以三層交換機S1為交換核心，下設二層交換機若干，如圖中所示的S2和S3進行模擬，形成匯聚層。匯聚層交換機用作模擬校園中各個樓宇的網(wǎng)絡節(jié)點，在同一個樓宇，如教學樓、實驗樓、學生宿舍樓中依據(jù)需求劃分VLAN，隔離網(wǎng)絡風暴，提升網(wǎng)絡安全性和效率，同時方便構建不同辦公室或者實驗室的通暢網(wǎng)絡通信環(huán)境。圖2 總工程拓撲圖在實現(xiàn)了網(wǎng)絡互通的情況下，我們進行了IP地址的劃分，如圖標注，IP地址利用DHCP進行自動分配。考慮到IP分配和管理的全局性，我們沒有把DHCP服務構建在三層交換機S1上，而是構建在路由R1上，利用三層交換機S1作為中繼，實現(xiàn)對不同VLAN的IP地址的自動分配。此外，我們在路由器R1上配置NAT，用以解決可能出現(xiàn)的IP地址不足的問題，對校園網(wǎng)的內(nèi)部網(wǎng)絡進行了隱藏和保護，一定程度上避免來自網(wǎng)絡外部的攻擊。構建了完整可靠的網(wǎng)絡之后，依據(jù)校園網(wǎng)的功能和服務需求，我們搭建了FTP服務器，用于提供基礎的網(wǎng)絡服務?？紤]網(wǎng)絡實驗的重心不在于在已經(jīng)搭建好的網(wǎng)絡上實現(xiàn)何種服務，而是如何構建安全、合理、可靠的校園網(wǎng)本身，我們把更多的時間用在了組網(wǎng)上，僅搭建了FTP服務作為示范和模擬。為了盡可能利用實驗室提供的設備和條件，學習和實踐更多的組網(wǎng)，更加深入了解最重要網(wǎng)絡設備路由器的工作原理，我們利用路由器RA、RB、RC實驗搭建了模擬的廣域網(wǎng)局部。進行了靜態(tài)路由實驗，之后配置了RIP協(xié)議。由于學校出于網(wǎng)絡安全的目的，限制將路由器等設備私自接入北郵校園網(wǎng)，我們利用筆記本無線網(wǎng)作為中繼代理，進行了Internet接入實驗。第四部分 組網(wǎng)實踐 VLAN劃分三層交換機S1的VLAN配置：s1sys[s1]vlan 10[s1vlan10]port Ethernet1/0/2[s1vlan10]interface vlan 10[s1Vlaninterface10]ip address [s1Vlaninterface10]quit[s1]vlan 20[s1vlan20]port Ethernet1/0/3[s1vlan20]interface vlan 20[s1Vlaninterface20]ip address [s1Vlaninterface20]quit二層交換機S2的VLAN配置：s2sys[s2]vlan 10[s2vlan10]port Ethernet0/1 to Ethernet0/9[s2vlan10]quit[s2]vlan 20[s2vlan20]port Ethernet0/11 to Ethernet0/18[s2vlan20]quit[s2]interface Ethernet0/10[s2Ethernet0/10]port linktype trunk[s2Ethernet0/10]quit二層交換機S3的VLAN配置：s3sys[s3]vlan 10[s3vlan10]port Ethernet0/1 to Ethernet0/5[s3vlan10]qui