通化市政大楼网络规划解决方案

　　21世纪是一个充满挑战性的时代，科学技术日新月异，特别是计算机网络已经成为人们广泛使用的工具，通过计算机网络，人们可以进行共享程序、数据和信息资源以及网络用户的通信和合作。随着市政客户业务的逐步发展，市政部门办公自动化、网络化、电子化已是大势所趋。电子商务的发展，是市政可以利用INTERNET，方便而低廉的开展业务，在保证网络安全的前提下，访问INTERNET，开展网上业务是现代市政发展的必然趋势。组建通化市政局域网实现宽带接入是提高市政的信息化水平及信息发布能力的首要前提。

　　局域网又称局部区域网（local area network），缩写为LAN。一般我们把通过通信线路较小地理区域范围内的各种数据通信设备连接在一起的、有网络操作系统支持的通信网络称为通化市政局域网，它是目前应用最广泛的一类网络。

　　政局域网的特征如下：

　　（1）网络所覆盖的地理范围比较小。通常不超过几十公里，甚至只在一幢建筑或一个房间内。

　　（2）信息的传递速率比较高，其范围自1Mbps到10Mbps，近来已达到100Mbps。而广域网运行时的传输率一般为2400bps、9600bps或者38.4Kbps、56.64 Kbps专用线路也只能达到1.544Mbps。

　　（3）传输质量好，误码率低。

　　（4）有规则的拓扑结构。

　　要构成LAN，必须有其基本组成部件。LAN是由计算机互联在一起构成的网络。因次计算机是构成通化市政局域网的必不可少构件。

　　计算机相互联在一起，相互之间就有传输媒体，这种媒体可以是双绞线、同轴电缆、光缆或辐射性媒体。

　　第三个构件是网卡，也称为网络适配器。

　　第四个构件是计算机与传输媒体相连的各种连接设备。

　　用上述构件便可组成一个基本的通化市政局域网的硬件平台。

　　网络中的计算机等设备要实现互联，就需以一定的结构方式进行连接，这种连接方式就叫做“拓扑结构”，通俗地讲这些网络设备如何连接在一起的。目前常见的网络拓扑结构主要的以下四大类：

　　（1）星型结构

　　（2）环型结构

　　（3）总线型结构

　　（4）星型和总线型结合的复合型结构

　　星型结构是目前在通化市政局域网中应用得最为普遍的一种，我们选择星型网络作为××市政通化市政局域网的网络拓扑结构。

　　在市政网络中几乎都采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet(以太网)网络专用，它是因特网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备（如集线器或者交换机）连接在一起，各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的最多的传输介质是双绞线，如常见的五类线、超五类双绞线等。

　　这种拓扑结构网络的基本特点主要有以下几点：

　　（1）容易实现：它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线，这种传输介质相对来说比较便宜，这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太通化市政局域网中；

　　（2）节点扩展、移动方便：节点扩展只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可，而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可，而不会像环型网络那样“牵其一而动全局”；

　　（3）维护容易：一个节点出现故障不会影响其它节点的连接，可任意拆走故障节点；

　　（4）采用广播信息传送方式：任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到，这在网络方面存在一定的隐患，但这在通化市政局域网中使用影响不大；

　　（5）网络传输数据快：这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以太网接入速度可以看出。

　　我是一名XX，目前主要从事通信工程施工、电话安装、网络规划设计建设以及通信设备、计算机维护等方面的工作，毕业设计选题与我从事的工作关系非常密切，经常为客户进行通化市政局域网规划设计以及设备施工维护等相关工作。

　　随着近几年经济的迅猛发展，原来的规模，管理模式等都不适应现代发展的需求，特别是近几年网络办公的推出，大大提高了XX，事业单位的办公效率。在这样的背景下，领导层决定在市政建立内部通化市政局域网，同时通过服务器连接外部internet网。通化市政大楼占有一幢大厦，共有八个部门，八个部门的办公地点居中在1，2，3层。每个部门不会超过255台工作站，分别是XX室、综合办公室、技术科、用电科、XX部，此外有一个局长办公室，一个科长办公室。其中一楼是用电科，微机有36台左右；二楼分为综合办公室，技术科等，每个部门8-10台微机；市政将组建一通化市政局域网，内部能实现资源的共享，同时为了市政各部门之间的保密性，在网络的低端保持不通性，外部能连通INTERNET网，将自己的主页挂到互联网上。

　　各个组织机构在建筑物中布局如下：

　　采用目前比较先进及成熟的技术、较为先进的服务器及网络布线产品，将当前的环境建成易于管理的、高可用性、高安全性的网络系统。我们组建通化市政局域网的目标是：

　　（1）实用性

　　系统设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级及外界信息的沟通。

　　（2）发展性

　　网络规划设计要满足用户发展在配置上的预留，还要满足因技术发展需要而实现低成本扩展和升级的需要。

　　（3）可靠性

　　能满足够地环境、气候条件，抗干扰能力强。对网络的设计、造型、安装、调试等各环节进行统一规划和分析，确保系统运行可靠。

　　（4）安全性

　　采取各种有效的安全措施，建立完善的安全管理体系，防止数据受侵击和破坏，有可靠的防病毒措施。

　　（5）可管理性

　　设计网络时充分考虑网络日后的管理和维护工作，并且用易于操作和维护的网络操作系统，大大减轻网络运营时的管理和维护负担，最大程度地降低网络运行成本和维护。

　　（6）经济性

　　投资合理，有良好的性能价格比。力争用最少的钱办更多的事，以获得更大的效益。

　　★建立市政内部通化市政局域网，充分利用市政现有的硬件资源。比如打印机，扫描仪，节约市政开支。

　　★提高市政员工的工作效率。由于联成通化市政局域网，市政内部的资源都可以共享，避免了不必要的重复工作。实现高速上网、网络无纸传真、文件共享互传和联网打印、无纸办公。

　　★可以简化电脑的维护管理，节约维护成本。

　　★可以规划建设自己的内部市政网，提高办公自动化水平和市政内部应用电子商务的能力，逐步进入业务级网络应用阶段。

　　★有利于市政内部整体信息管理系统的建立和完善，逐渐进入管理级和运营。

　　★高速上网，可实现所有电脑同时高速上网。

　　★网络无纸传真，不需要传真机，不需要浪费纸张打印，在网络上的任何一台电脑，可以发送传真。并且可以无纸接收传真，即环保，还节省纸张。发送和接受的传真自动电脑存档，方便管理。而且传真效果更清晰，速度更快。

　　★文件共享互传和联网打印，省去大量文件互相拷贝的麻烦，能随时随地的方便打印，实现多台电脑联网，文件传递又快又安全，多人共用一台打印机。

　　★无纸办公。通过安装内部邮件系统，承担市政内部所有邮件、新闻、公用文件夹、数据共享的管理工作。内部任务的派发和交流轻松安全实现，真正实现无纸办公。

　　常规通化市政局域网技术主要有以太网（Ethernet）、今牌环(Token Ring)、今牌总线(Token Bus)。

　　以太网，是目前应用最广泛的通化市政局域网，它的核心思想是利用共享的公共传输媒体，按照一定的帧结构，采用带碰撞检测的载波侦听多址访问（CDMA/CD）方法来进行媒体访问控制。它可以分为10Mbps的传统以太网、100Mbps的快速以太网、1000Mbps的吉以太网。它的特点是：组建较为容易，各设备之间的兼容性较好，

　　经过综合考虑，在这个通化市政局域网的设计中决定采用安装容易、经济实用、性能不错的以太网。

　

　　通过对××市政的需求分析并结合该市政实际情况，首先我们确定××市政的通化市政局域网类型为以太网，每一楼层用楼层交换机连接各个信息节点，由于该通化市政局域网和外网互连，我们选用一台路由器和用一个三层交换机来实现，为了网络安全，我们还选用一台小型防火墙，具体网络拓扑图(3-1)如上图所示：

　　为了防止广播风暴和保证网络安全，需要将网络分段。在这里，主要利用VLAN技术来实现对内部子网的物理隔离。通过在交换机上划分VLAN可以将整个网络划分为几个不同的广播域，实现内部一个网段与另一个网段的物理隔离。这样，就能防止影响一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络，在某些情况下，它的一些通化市政局域网的某个网段比另一个网段更受信任，或者某个网段比另一个更敏感。通过将信任网段与不信任网段划分在不同的LAN段内，就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。

　　目前的VLAN技术主要有三种：基于交换机端口的VLAN、基于节点MAC地址的VLAN和基于应用协议的VLAN。基于端口的VLAN虽然稍欠灵活，但却比较成熟，在实际应用中效果显著，广受欢迎。基于MAC地址的VLAN为移动计算提供了可能性，但同时也潜藏着遭受MAC欺诈攻击的隐患。而基于协议的VLAN，理论上非常理想，但实际应用却尚不成熟。

　　××市政主要使用网络的有销售部、财务部、人事部和技术支撑部等部门，分属3个楼层，一楼是用电科，投诉服务部和工作人员，主要是提供电脑展示平台和普通市政及客户信息等，终端电脑资源可以分享，这样把一楼所有终端放在一个网段中，综合办公室，技术科，副总经理室，这3个部门数据为了安全性，是不能随意通过任何终端来访问共享的，而这三个部门之间数据是可以分享的，比如，副总经理需要共享技术科数据，共享综合办公室部门销售数据等，所以把二楼终端放在一个网段中，三楼是经理室和财务数据，我们可以把三楼终端分在另一网段中。三楼数据是最高级别数据，不能随意共享。只有总经理和相应财务决策者才有权限。

　　为了市政相应部分网络资源的安全性需要，我们将市政网络划分为三个VLAN,VLAN号为2、3、4，三个楼层分别对应一个VLAN,然后在交换机上将VLAN和交换机端口号对应起来，这样便有效的将各个楼层隔离起来，有效的保证了各个部门的网络资源安全。

　　VLAN的划分：一楼VLAN10，二楼VLAN20，三楼VLAN30，各部门之间还可以相互通讯。

　　IP地址用于在网络上标识唯一一台机器。根据RFC791的定义，IP地址由32位二进制数组成(四个字节)，表示为用圆点分成每组3位的12位十进制数字(xxx.xxx.xxx.xxx)每个3位数代表8位二进制数(一个字节)。由于1个字节所能表示的最大数为255，因此IP地址中每个字节可含有0～255之间的值。但0和255有特殊含义，255代表广播地址：IP地址中0用于指定网络地址号(若0在地址末端)或结点地址(若0在地址开始)。例如，192.168.32.0指网络192.168.32.0，而0.0.0.62指网络上结点地址为62的计算机。

　　根据IP地址中表示网络地址字节数的不同将IP地址划分为三类，A类，B类，C类。A类用于超大型网络(百万结点)，B类用于中等规模的网络(上千结点)，C类用于小网络(最多254个结点)。A类地址用第一个字节代表网络地址，后三个字代表结点地址。B类地址用前两个字节代表网络地址，后两个字节表示结点地址。C类地址则用前三个字节表示网络地址，第四个字节表示结点地址。

　　子网掩码用于找出IP地址中网络及结点地址部分。子网掩码长32位，其中1表示网络部分，0表示结点地址部分。A类，B类，C类网络的子网掩码分别为：255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0,如一个结点IP地址为192.168.202.195，子网掩码255.255.255.0，表示其网络地址为192.168.202，结点地址为195。

　　××市政的PC不超过256台，结合前面网段和VLAN的划分，我们选择C类的私有地址192.168.0.0～192.168.255.255这段地址。一楼是用电科，投诉服务部和工作人员，微机有62台。二楼分为综合办公室，技术科，副总经理室，每个部门3-4台微机，三楼是总经理办公室及财务室，只有6-8台微机。

　　为了让市政每个信息点都能共享上网，我们选用了三层交换功能的交换机，利用它的地址转换功能（NAT）来满足需求。

　　NAT设置可以分为静态地址转换、动态地址转换和复用动态地址转换三种。静态地址转换将内部本地地址与内部合法地址进行一对一的转换，且需要指定和哪个合法地址进行转换。如果内部网络有E-mail服务器或FTP服务器等可以为外部用户提供共享服务，这些服务器的IP地址必须采用静态地址转换，以便使外部用户可以使用这些服务。动态地址转换也是将本地地址与内部合法地址进行一对一的转换，但是是从内部合法地址池中动态地选择一个未使用的地址对内部本地地址进行转换的。复用动态地址转换首先是一种动态地址转换，但是它可以允许多个内部本地地址共用一个外部合法地址。对于那些只申请到少量IP地址但却经常同时有多于合法地址个数的用户上外部网络的情况，这种转换极为有用。

　　××市政向电信市政申请四个公网IP地址，为211.136.16.140至211.136.16.143，其中211.136.16.140要固定分配给HTTP服务器使用，因此市政内部需共享剩下的3个公网地址上网，我们采用在路由器上设置动态NAT池来实现共享上网。例如市政一台微机192.168.1.25：4000想要访问www.sina.com.cn网站，4000是该微机的端口号，它的请求到达市政路由器内部端口地址192.168.0.1，路由器随机把该地址转换为一个公网地址如211.136.16.142：9000，然后以该地址向sina发出申请，sina收到请求后回答，将回答数据流发送给地址211.136.16.142：9000，路由器收到该数据信息后就查找与与该地址相关联的内网地址，发现为192.168.1.25：4000后，就将sina发送的数据流传给该微机，这样便实现了内网上公网的功能。

　　根据××市政通化市政局域网的规划，安全性主要从两个方面进行考虑，一个是通化市政局域网内部资源的访问权限的安全性，这个已经通过VLAN划分解决。下面重点探讨整个通化市政局域网和internet网络连接的安全性问题。

　　计算机网络的安全主要从保密性、安全协议的设计和接入控制等内容。

　　采用密码机制控制访问中登录口令、对接入网的权限加控制。

　　对于网络的安全管理从以下几方面着手：通化市政局域网与Internet之间安装防火墙；比如选择Cisco Secure PIX防火墙。在通化市政局域网内要随时更新和升级杀毒软件。通化市政局域网使用最新的江民杀毒软件，在网内每个工作站都要安装江民杀毒软件，并启动实时监控；要求用户登陆工作站是输入密码，并对用户的权限进行限制。

　　网络中病毒的出现和“黑客”的入侵，使网络的安全经受了新的考验。随着我们对计算机的依赖越来越重，黑客们通过暴露或破坏个人数据和隐私信息而伤害我们的趋势也相应地不断增长。现在的黑客工具越来越老道、自动化程度越来越高，发现他们越来越困难。另外，宽带连接使我们的PC更加脆弱，经常连接在线的计算机通常使用静态IP或很少改动的IP地址（网络上使用IP地址搜索工具就可以找到你），这些都给可能为攻击者提供充裕的时间来探索系统的弱点和漏洞。不过，只要使用防火墙软件，你就可以阻止普通黑客从你的办公计算机中窃取信息或资料。

　　根据以上规划的逻辑拓扑图，我们采取了以下通化市政局域网布线设计。

　　采用星型网络拓扑结构进行通化市政局域网的布线。采取中心交换机—楼层交换机—工作站的星型网络结构，交换机与交换机之间用光纤连接，交换机与工作战之间用超五类双绞线。

　　从中心交换机机处布放3条线（光纤）出来，接至各楼层交换机，用双绞线从楼层交换机处引至（双绞线）每个工作间，在每个办公间设放一个网络接口模块。

　　选型主依据设备的流量、存储量、处理器功能、价格、性能进行定型。

　　网卡

　　经过考虑，服务器上采用服务专用网卡：3Com 1000M服务网卡，它是3Com市政最新上市的新款服务网卡，是专为提供关键服务器应用所需的高性能、高可靠性和可管理性而设计的。

　　利用3Com千兆位以太网服务器网卡，客户可以在各种带宽密集型应用中极大提高网络性能，而不必牺牲网络的可靠性或改变原有基础设施。这些应用包括Internet、电子商务、Web托管和视频流，等等。

　　3Com市政的千兆位以太网网卡使用与快速以太网相同的线缆基础设施可极大地改善服务器响应时间和Internet连接。

　　客户机上采用普通的TP-Link网卡就可以。该网卡采用8139芯片，依从IEEE802.3，IEEE802.3u全/半双工自协商功能，自适应10/100Mbps传输速率；兼容性好；支持32们PCI总线；提供RJ-45接口；方便，即插即用。

　　交换机

　　交换机与集线器的区别：用集线器组成的网络称为共享式网络，而用交换组成的网络称为交换式网络。同时，集线器只能在半双工方式下工作，而交换机同时半双工和全双工操作。共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽，每个用户的实际可用带宽随网络用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时，多个用户都可能同时“争用”一个信道，而一个信道在某一时刻只允许一个用户占用，所以大量的用户经常处于监测等待状态，致使信号传输时产生抖动、停滞或失真，严重影响了网络的性能；而交换式网络，同一时刻可实现多个数据通道，系统的总带宽可以达到端口带宽的N倍（N为端口数），大大提高了系统的整体带宽，解决了困扰数据通信的带宽问题。在工作站较多的情况下，会因集线器的处理速度远远低于通信线路的传输速率，从而造成瓶颈问题，所以，在有条件的情况下尽量选用交换机。

　　对于中心交换机采用3Com Switch 7700(3C16850)智能交换机。背面均有两个可扩展槽，用户可以根据自己的需要，灵活选择各种千兆接口模块、百兆光纤模块或堆叠模块，以提供堆叠扩展和高带宽网络接口。其独特的跨单元链路聚合技术可使一个堆叠系统同时使用多达4条千兆上连线路，有效的提高网络上带宽，强大的分布式信息处理交换能力、主动式拥塞控制机制，即使在最严重的网络负载情况下也可以通过避免数据包丢失来防止拥塞引起的网络失败。

　　对于楼交换机采用3Com市政的3COM交换机3C17204智能交换机，支持多个VLAN、端对端的RMON和容错，因而能满足关键网络的要求。3Com市政最先把千兆位以太网的优点——升级简单和更低的成本与可靠的系统功能结合在一起。3Com市政的千兆位以太网解决方案利用3Com市政的TranscendWare智能软件，解决了用户当前面临的三大挑战：扩大网络的性能；引进和监督全局策略；以及支持下一代应用。

　　路由器

　　路由器是一个第三层的网络互联设备，即路由是发生在网络层（第三层），路由器不仅分析链路层的信息，而且以网络层包头的信息为主，并作为转发的依据。路由器的基本功能就是把接收到的数据进行分析后，进行路由，转发到另一个接口所在网络的路由器上去。如果路由器和目的主机在同一个网络上，就直接发送给目的主机。

　　采用CISCO 2911/K9路由器,CISCO 2911/K9配置了强大的RISC处理器，能够支持当今不断发展的网络中所需的高级服务质量保证（Qos）、安全的网络集特性。通过将多个独立设备的功能集成到一个单元之中，CISCO 2911/K9系列降低了管理远程网络的复杂性。CISCO 2911/K9系列与CISCO2811、1841系列共享模块化接口。为了Internet/Intranet接入、多业务语音/数据集成、模拟和数字拨号访问服务、VPN接入、VLAN以及路由带宽管理等应用提供经济有效的解决方案。CISCO 2911/K9提供了结合CSU/DSU、复用器、调制解调器、语音/数据网关/ISDN NT1、防火墙、VPN、加密和压缩设备的集成化网络。其最主要的特性是具有了一个带有VLAN支持的自适应10/100Mbps以太网端口。

　　服务器的选配

　　在选配了交换机、网卡、商用机之后，该选购服务器了。服备器是网络中存储关键数据和提供各种服务的计算机，具有非常重要的地位，因此不能掉以轻心。服务器作为网络的核心组成部件之一，其选择原则与网络的总体设计原则相同，即可靠性、先进性、易用性和经济性。作为服务器，与其它网络组成部分相比，因为它关系到有重要价值的数据的安全性问题和整个网络的可靠性问题，因此服务器的可靠性是最重要的选择原则。

　　服务器的性能指标包括以下诸多方面：CPU的类型、频率和数量；主板的外部频率和系统带宽；内存的类型和容量；硬盘的类型、速度和容量；电源的功率和数量；系统的可扩展性等。

　　综合考虑国内外著名IBM，COMPAQ，HP，联想等服务器生产商的产品品性、服务水平、价格等因素，按照网络对各种服务器的要求，决定选用HP市政的HP DL320G6 1U系列产品。该系列服务器的优点是不仅具有业界领先的优异特性和超高性能，还有HP公认有极高的稳定性和良好的投诉服务。

　　HP DL320G6 1U机架式服务器型服务器具有精心设计的流畅的5U外形，其性能和可伸缩性完全满足数据中心不断增长的苛刻需求。这款设计紧凑的服务器集全部可用部件于一身。超凡的可扩展性和可伸缩性保护投资，其中最多可标配一个四核Intel®至强®E5606处理器(2.13GHz/8MB/80W/DDR3-1333),集成8MB Intel智能缓存；标配2GB(1x2GB)PC3-10600E UB ECC内存,最大可扩充至24GB；集成1块NC326i双端口千兆以太网卡；共2个I/O插槽，1个PCI-Express x4全高全长插槽,1个PCI-Express x16全高全长插槽;HP嵌入式六端口SATA控制器，支持RAID0/1/10；标配不带硬盘；最多支持4个热插拔3.5"SAS/SATA硬盘；标配iLO2远程管理端口；7个USB 2.0端口;460W通用电源；可选DVD-ROM,DVD+RW驱动器,1U机架式；三年现场保修，7×24全天候响应，4小时到场。

　　本文首先介绍了计算机网络的概念，即用通讯设备和线路将处在不同地方和空间位置、操作相对独立的多个计算机连接起来，配置一定的系统和应用软件，在原本独立的计算机之间实现软、硬件资源共享和信息传递。接下来介绍了通化市政局域网的组建的一些基本理论，对组建××市政网络的设备选择作了一些介绍，对网络施工以及服务器的配置作了一些浅显的介绍，介绍××市政网络的IP地址规划及分配。在整个论文写作过程中，我遇到了很多的困难，一度不知道该怎么下手，通过查阅大量的资料，顺利完成了论文的写作，学到了很多知识，为以后我进一步的学习打下了良好的基础。

　　本文从选题到最终完稿始终都是在导师的悉心指导下完成的。三年多来无论在学习、生活或是工作上，班级老师和导师都给予了我大力的帮助和指导，使我能够顺利地完成专科阶段的学习和研究工作。导师严谨的治学态度、开阔的视野、富于创新的求知精神使学生终生受益。而谦虚谨慎、严于律己、宽于待人的高尚品德也是学生学习的楷模。三年多来在导师的言传身教下，我学到了很多做人的道理，一笔无法从书本上获得的宝贵财富，在此表示由衷的感谢!

　　感谢父母多年来对我的养育和无私的支持，感谢家人一直以来在学业和生活上的关心，感谢我所有的亲人和朋友们，他们的支持是我最大的前进动力。

　　[1]陆刚.《计算机网络操作系统》.北京：电子科技大学出版社，2015.1

　　[2]原荣.《光纤通讯》.北京：电子工业出版社，2010.5

　　[3]徐志宇、蒲迎春.《HSDPA技术原理与网络规划实践》.人民邮电出版社，2012.3

　　[4]施游、张友生.《网络规划设计全程指导》.北京：清华大学出版社，2011.5

　　[5]胡庆、张德民.《光纤通讯系统与网络》.北京：电子工业出版社，2010.8

　　[6]李大友、王同胜、冯绕凯编著.《网络与通信》.北京：机械工业出版社，2010.1

　　[7]胡道远主编.《计算机网络工程指南》.北京：电子工业出版社，2013.2

　　[8]施游、胡刊源.《网络工程师考试试题分类精解(第三版)》.北京：电子工业出版社，2014.4

　　[9]晓辉、魏强编著.《轻松做网管》.北京：海洋出版社，2011.4

　　[10]XCisco Systems Inc.WWW.CISCO.COM.技术支持.2011