【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 IP 地址沖突，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)情況發(fā)生改變時(shí)，可能需要手工重新分配 IP 地址。 動(dòng)態(tài) IP 地址是通過(guò) DHCP（ Dynamic Host Configuration Protocol）服務(wù)福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 器自動(dòng)分配給網(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 地址分配方法可能都要采用，并且要配合使用，以便于關(guān)于，又不失靈活性。 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)的用戶數(shù)量巨大，如果每個(gè)用戶都分配一個(gè)注冊(cè)的 IP 地址，可想而知，這筆開(kāi)銷也是不菲的，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， Network Address Translator）技術(shù)， NAT 技術(shù)就是利用具有 NAT 功能的設(shè)備通過(guò)某種方式將保留IP 地址轉(zhuǎn)換為公有 IP 地址。這樣即節(jié)省了開(kāi)銷 又不會(huì)占用太多 IP 地址資源。 在 A 類、 B 類、 C 類地址中有一部分保留地址，其范圍如下 [4]： A 類： （一個(gè)單獨(dú)Ａ類網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼）； Ｂ類： ~（ 16 個(gè)相鄰的Ｂ類網(wǎng)絡(luò)號(hào)）； C 類： ~（ 256 個(gè)相鄰的 C 類網(wǎng)絡(luò)號(hào)）。 由于保留網(wǎng)絡(luò)不與外部相連，即不能附加到 Inter，因此只要保證網(wǎng)內(nèi)保留 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)保留 IP 地址進(jìn)行通信，當(dāng)計(jì)算機(jī)要與外部 Inter 進(jìn)行通信 時(shí)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址的轉(zhuǎn)換將保留 IP 地址轉(zhuǎn)化成獲得注冊(cè)的 IP 地址后再接入 Inter。 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。 福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 3 校園網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì) 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、娛樂(lè)為一體的現(xiàn)代 網(wǎng)絡(luò)。 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。 學(xué)院自然情況 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，但暫不接入校園網(wǎng)； 1 座綜合實(shí)驗(yàn)樓，共 6 層，其中 2 層計(jì)算機(jī)實(shí)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)；一座大型圖書館，圖書館閱覽室一個(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)部綜合布線均采用雙絞線，室外布線都是通過(guò)光纖互聯(lián)。學(xué)院平面圖如圖31。 福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 圖 31 學(xué)院平面圖 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、高性價(jià)比、管理方便靈活、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)必須擁有高速的 Inter 和 CERNET 接入口，同時(shí)必須提供DNS、 WWW、 FTP、 Email 等多項(xiàng) Inter 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)用戶進(jìn)行分權(quán)限、分級(jí)別管理。要求能對(duì)每個(gè)用戶的使用情況能進(jìn)行事后審計(jì)，能夠定位到 IP 地址以及用戶所連接的端口和登錄的用戶名，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端，以適應(yīng)將來(lái)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需求。 綜合布線設(shè)計(jì) 綜合布線系統(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”。由許多部件組成，主要有傳輸介質(zhì)、線路管理硬件、連接器、插座、傳輸電子線路、電器保護(hù)設(shè)施等。綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 32 所示。 圖 32 綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 工作區(qū)子系統(tǒng) 該系統(tǒng)目的是實(shí)現(xiàn)用戶設(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)房間的用戶數(shù)目而定。采用 RJ45 端口類型的為信息插座。圖 33為工作區(qū)子系統(tǒng)示意圖。 33 工作區(qū)子系統(tǒng)示意圖 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)的線纜所組成，該線纜采用超五類雙絞線。圖 34 為水平子系統(tǒng)示意圖。 福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 圖 34 水平子系統(tǒng)示意圖 管理子系統(tǒng) 該 子系統(tǒng)由交連、互連配線架組成。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路定位或重定位到建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信線路，使在移動(dòng)終端設(shè)備時(shí)能方便地進(jìn)行插拔?；ミB配線架根據(jù)不同的連接硬件分樓層配線架（箱） IDF 和總配線架（箱） MDF， IDF 可安裝在各樓層的干線接線間， MDF 一般安裝在設(shè)備機(jī)房 。 垂直干線子系統(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，是建筑物干線電纜的路由。該子系統(tǒng)通常是兩個(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)線路設(shè)施。系統(tǒng)由建筑物內(nèi)所有的垂直干線多對(duì)數(shù)電纜及相關(guān)支撐硬件組成，以提供 設(shè)備間 總配線架與干線接線間樓層配線架之間的干線路由。常用介質(zhì)是大對(duì)數(shù)雙絞線電纜和光纜。 圖 35 為垂直子系統(tǒng)示意圖 福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 圖 35 垂直干線子系統(tǒng) 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)并連接到主配線架上。設(shè)備包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)集線器（ 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。 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。 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)該分析一下網(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)： 福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 ? 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） Inter 路由設(shè)計(jì) 一般采用靜態(tài)默認(rèn)路由協(xié)議訪問(wèn) Inter，為了實(shí)現(xiàn)路由的備份，配置到Inter 的兩條默認(rèn)路由，兩條路由的優(yōu)先級(jí)可以相同，也可以不同。如果相同，則兩條線路采取負(fù)載分擔(dān)方式。如果不同，則是主備方式，其中優(yōu)先級(jí)高的稱為主路由，優(yōu)先級(jí)低的為備份路由。在正常情況下，路由器采用主路由發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，該路由自動(dòng)隱藏，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，