计算机网络规划与设计课程设计说明书

(黑体2号)

一、课程的性质、目的和任务 (黑体小三)

《网络规划与设计》课程是计算机网络工程专业的一门专业实践课，其主要内容是规划和设计一个中小型网络，课程设计所涉及的工作过程主要包括网络工程招标文件的写作、网络工程标书的写作、网络方案的设计、网络方案的推广、网络方案的实现。通过本课程设计，使学生全面了解和掌握网络工程规划和设计的方法，了解计算机网络工程规划与设计的一般过程，具体包括在自顶向下的网络设计方法中需求分析、逻辑设计、物理设计、优化测试及文档编写，从而可以完成一些类似于校园网或者中小型企业的网络的规划和设计，形成一个详细的设计方案。要求根据对中小型网络分析，设计与构建的基本技术，基本原理，并且最后形成一个详细的网络规划与设计的文档。从而提高学生网络工程的应用能力，使学生可以提高学生分析问题和解决问题的能力和团队协作的能力。

1．课程目标设计

1、能力目标

（1）能理解并熟悉常见中小型企业的网络系统集成方案；

（2）能独立完成中小型网络设计前需求分析方案的设计，并正确分析需求分析结果；

（3）能根据需求分析结构，独立完成中小型网络的设计方案； （4）能根据中小型网络设计方案，独立完成方案的组网与实施； （5）能根据项目需求，依据国家相关规定，协助完成网络标书的写作； 2、知识目标

（1）掌握网络规划需求分析的方法与技巧； （2）掌握逻辑网络设计的方法； （3）掌握物理网络设计的方法； （4）理解网络标书的格式及书写方法； （5）知道网络招标的流程；

（6）掌握常见网络系统集成实施中的关键技术。

3、素质目标

(1)培养良好的逻辑表达和沟通能力。 (2)培养良好的文案能力； (3)培养团队协作意识； 4.其他目标

(1)成本与利润的意识； (2)网络安全防范的意识；

(3)网络冗余及可靠性保障的意识； (2)独立分析和解决问题的能力

二、网络规划与设计的主要方法和过程

对网络进行规划设计时，一般从以下几个方面进行。 1、 需求分析

选择一家中小规模的网络， 首先要选择一家中小规模的网络，通过实地调查等形式了解企业的组织结构、网络建设的背景，明确网络需求和网络性能的评价标准。具体地，包括网络建设的目的与原则、投资规模、现有网络的问题与不足等；网络系统中所包含的信息点的数量、分布及信息流量、应用程序的类型及对QoS的要求、是否需要提供广域网接入和网络安全上的考虑因素等。

（1）用户需求

目前办公网络主要功能实现办公网络内部资源共享。办公网络可共享的资源的主要有硬盘、光驱、应用程序、驱动程序以及重要的数据等。对于办公网络的安全主要涉及的是内部网络共享资源的安全，保护这些重要数据信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。

（2）技术目标

统一性、完整性、经济实用性、可靠性与有效性、扩展性与先进性、安全性。

安全性：保证办公网络具有信息安全的功能，主要包括：设备的安全性、应用级的安全性、网络级的安全性、数据级的安全性。由于办公网络用户离不开与外界进行交流，在享受Internet的服务的同时，防范网络病毒、木马等系统和数据的破坏，防止黑客入侵造成数据丢失或泄密等。

统一性：规划设计办公网络，应统一进行规划，统一设计，分步实施，

以方便办公网络的后期管理。

完整性：保证整个办公网络的系统功能、数据安全、网络管理等方面应有充分的保证。

经济实用性：每个公司在组建自己内外计算机网络的时候，都需要考虑如何最有效的利用网络资源，使有限的硬件设施获得最优的可用带宽，保证建成的网络安全和规范，并且易于维护、扩展和高效使用。因此,在设计中要采用先进的、成熟的、实用性强的技术和性价比高网络产品，不盲目的追求设备的高档、技术的超前，以免造成不必要的资金浪费，从而使系统具有较强的实用性。

可靠性与有效性：规划设计时必须从系统结构、设计方案、设备选型、厂商的技术服务与维修响应能力、设备备件供应能力等多方面考虑，尽可能减少故障发生的可能性，缩小影响面。同时还须考虑与现有办公设备和事务处理的整合。

扩展性与先进性：进行网络规划设计时应具有较好的扩展性，以降低系统扩展的投入成本，并能充分满足信息技术高速发展的需要。能适应近3-5年内的业务增长和突发性事件的需要，确保各级系统的可扩充性和先进性，并注意设备的冗余设计以及网络的负载均衡。 （3）网络应用

Web、FTP、E-Mail、VOD。 2、逻辑设计 （1）整体结构设计

根据需求分析，以层次化的网络设计方法，选择合适的网络技术，设计一个性能价格比相对优化的网络解决方案，该网络要实现各种资源的兼容性，网络整体安全性、先进性、可靠性，后续网络的可扩展性、易管理性、高有效带宽等。主要包括:

组网技术的选择，子网的划分与隔离，共享资源的配置，应用服务器的设置，IP地址规划等，综合布线系统的规划(工作区子系统，水平子系统，主干子系统，设备间子系统，建筑群子系统，管理子系统，需要考虑机房的安全、布局等等) 。

（2）局部网络结构设计 3、物理设计

主要是：布线、交换机与路由器配置 （1）网络中心的设计 （2）每栋楼设计 4.网络设计方案的编写

以通用的网络方案编制规范撰写一个相应的书面文档，在该文档中要包括需求分析(网络建设的目标与原则)、主干技术的选择、工程总体设计(拓朴结构、功能设计、硬件与软件选择、结构化布线等)、网络管理与安全、投资预算和设备清单。 5、测试

（1）确定测试范围（对哪个网段测试） （2）确定测试内容（连通性、性能、故障） 三、设计（或上机）内容和基本要求

编号 网 络 分 掌握需求调查的目标、方电子表格等统计工具网络需求调查 法和技巧 的使用 现场调查，实表的方式绘出调查量化结地讲解 果，指出敏感点。 能力训练 拟实现的能力目标 项目名称 相关支撑知识及目标 段及步骤 （可展示） 写出需求调查报告，用图训练方式手结果 析 及 规 根据需求调查量化结构，知道网络各种常见技调查结果分析 分析网络技术需求 术的功能 能正确反应需求得写出网络招标 知道招投标规范和要承接上一模写出需求分析报告 块，现场分析 承接上一模招标文件一整套 块，模拟招标 承接上一项划 招标书，知道招标的步骤 求 逻辑网络拓扑能设计符合需求的网络设计 各种拓扑结构的优缺逻辑网络拓扑图及其说明 拓扑图，能画出拓扑图 点，拓扑图的绘制工具 目， 理实结合 承接上一模IP地址的相关知识 逻辑网络地址规划说明书 块，理实结合 逻辑网络地址能设计符合需求的网络规划 网 网络可靠性设络 计 设 计 网络安全性设址规划方案基础上进行计 安全性优化 将逻辑网络设计方案具物理网络设计 体实现到真实环境 网络实在路由交换设在现有实验室设备上将交换路由设备的配置 现 备上实现 方案实现 种方法 可靠性优化 能在现有拓扑结构及地保障网络安全性的各址规划方案基础上进行种方法 地址规划方案 能在现有拓扑结构及地保障网络可靠性的各承接上一模可靠性设计说明书 块，理实结合 承接上一模安全性设计说明书 块，理实结合 综合布线、了解各种主承接上一模物理网络设计说明书 流设备得功能及技术 块，理实结合 理实一体，实 际操作

四、参考设计题目（也可以自己选题）

1.规划设计一个拥有200个机位的网吧。要求从以下几个方面进行设计:

1).需求分析(目的,特点,策略). 2).网络规划设计 ①结构选型(拓朴结构) . ②Internet接入. ③硬件选择(型号,配置).

④软件选择(系统软件,管理软件,应用软件). ⑤传输介质. 3).可行性论证.

①传输速度.

②用户接口(客户机,操作系统,应用软件,协议). ③管理能力(技术, 安全)

④投资费用(软件,硬件,安装,布线,培训,维护等). ⑤成本回收等.

2.某中学校园网规划方案的设计 设计要求如下： (1) 建立办公自动化系统

办公楼共有40个信息点。要求通过校园网连至INTERNET，达到100M到桌面，并对财务科，人事科等科室进行单独子网管理。 (2) 建立考试监控系统,共有教学楼3座，120个信息点。

①综合教学楼一个，60个信息点。其中有10个实验室，每个实验室配置1台PC和1个投影仪（此处无须上网）；20个教室，其中一个教室2个摄像机。

②普通教学楼1：40个信息点，共20个教室，其中一个教室2个摄像机。

③普通教学楼2：20个信息点，共10个教室，其中一个教室2个摄像机。

(3) 建立综合多媒体教室

信教中心：共120个信息点。有两个多媒体教室，每个教室60台PC。要求可网管，通过校园网上连至INTERNET，达到100M到桌面。

(4) 为了满足教职工的需要，提高教职工教学条件和水平，大力发展网上教学，优秀科目科件制作等。将教职工宿舍区的PC通过校园网上连至INTERNET，达到10M到桌面，以后可扩展到100M 。

(5) 学校校园网建设所需PC和投影仪由校方自行选择和安装。学生宿舍由于高中阶段学习生活的特殊性，不进行任何布置。 3.企业网(园区网)设计

每一个企业网(园区网)都有自己的特殊性，包括企业网(园区网)的环境和功能需求，这就要求必须针对这些特殊性进行专门的规划与设计。

1). 规划和设计企业网(园区网)的主要步骤:

首先，在规划和设计企业网(园区网)前必须进行详细的需求调研，搞清楚用户现有的网络状况以及建网目标。限于网络方面的专业技术水平，用户往往无法清楚地对需求进行描述，这就需要设计人员揣摩用户的意图，通过各种方式了解用户的需求。

有了需求以后，下一步就是对系统进行分析，对企业网(园区网)中的主要技术进行选型，根据先进性和实用性相结合，经济性和可扩展性相结合，按可靠性、安全性、可管理性、可维护性的原则进行设计。具体包括主干网技术选型、主干网拓扑结构、Internet接入方式、广域网互连方式、一些组网关键技术等。

接着是进行详细的设计。首先是设备的选型，设备选型必须在满足功能的前提下，遵循相关的设计原则；然后是VLAN的规划、IP的规划、路由的规划；接着是进行可靠性、安全性的具体规划以及网络的管理规划等。 最后，需要进行综合布线系统设计和机房设计。 2). 企业网(园区网)在规划过程中应遵循的原则。

①标准化及规范化：采用开放的标准网络通信协议，选择符合工业标准的网络设备、通信介质、网络布线连接件及其相关器件器材。工程实施遵照国家电信工程实施标准进行。

②先进性与成熟性：按照生命周期的原则，系统设计的基本思想，符合技术发展的基本潮流，使布线系统在其整个生命周期内保持一定的先进性。选择合理的网络拓扑结构，网络工程中所用的设备、器材、材料以及软件平台应选择与网络技术发展潮流相吻合的、先进的、有技术保证的、得到广大用户认可的厂家产品。

③安全性与可靠性：为了保证整个网络系统安全、可靠地运行，首先必须在总体设计中从整体考虑系统的安全性和可靠性。在网络设计阶段以及在工程实施各个阶段都必须考虑到所有影响系统安全、可靠性的各种因素。工程实施完成后，必须按照标准进行严格的测试。 4.高校校园网的网络规划与设计.

高校校园网络的规划设计有多种解决方案，依学校的类型规模和性质的不同，以使网络的设计方案有所不同，体现在技术、应用上更是不同。学校教师的教学、科研工作和学生的学习生活对一个高速的、资源丰富的和应用多方面的校园网络的需求是迫切的、必需的，也是网络规划与设计者的目标。

设计与规划高校校园网要求:

(1)设计的校园网方案的设计应符合近、中和长期发展规划

依据学校规模大小，结合学校教学科研的内容及其发展的需要，制定一个在未来十年中的近期、中期及长期的建设规划，以保持网络建设的延续性，并保护先前的投资(含各种硬件、软件及信息资源)，能融入不断涌现的新技术和新应用。 (2)合理利用I P地址资源

IP(Internet protocol互联网协议)地址是在Internet上的站点及相关设备的地址，它是由Internet指定数字委员会(IAAA)确定的，确保了它在世界上的唯一性。在IPv4技术应用于互联网的今天，IP地址资源到2010年将近枯竭，在Ipv6技术应用之前，我们要合理使用IP地址资源。当申请到一个建网的IP地址之后，必须合理地划分子网，每个子网中的IP地址要合理使用，既要满足当今的需要，也要预留将来网络扩展时所需，以便有足够的各类服务器连入Internet。

(3)注重需求分析

校园网络的规划设计是一个系统建立和优化的过程，建设网络的根本目的是在Internet上进行资源共享与通信。要充分发挥投资网络的效益，需求分析成了网络规划设计中的重要内容，它提供了网络设计应到达的目标，并有助于设计者更好地理解网络应该具有的性能；结合学校的办学规模、管理需求和师生对教学科研的需要，确立一个性能较高的网络计算平台.

同时，经过系统的需求分析，网络的设计者还能更好地作出决策，评价现有的网络，提供移植的功能及给所有校内师生更为合适的资源。 (4)合理选择组网技术

目前，可用于校园LAN（局域网）的技术有Ethernet（以太网）、Fast Ethernet（快速以太网）、 Gigabit Ethernet（千兆位以太网）、Token-Ring（令牌环网）、FDDI（光纤分布式数据接口）和ATM（异步传输模式）。从网络应用、维

护、安全和扩展方面而言，Fast Ethernet和ATM在实际应用中得到了广泛的采用。同时，Gigabit Ethernet技术已成为大型Fast Ethernet的升级目标。ATM是一种快速分组交换技术，它在WAN（广域网）上体现的强大功能和在LAN上的成功应用，均以事实说明了它的技术的先进性。在ATM中，不同速率的各种数据，如语音、图像、视频都被分成标准的53字节的信元，以光纤作为传输通道，避免了以太网中的“广播风暴”，提升了网络的整体性能。 (5)校园网络的设计模式

一个良好的设计方案除体现出网络的优越性能之外，还体现在应用的实用性、网络的安全性、易于管理性和未来的可扩展性。因此，设计时要考虑以下问题：

① 要适应未来网络的扩展和拓扑结构的变化。 ② 要能为特定的师生用户或用户组提供访问路径。 ③ 要保证网络能不间断地运行。

④ 当网络扩大和应用增加时，变化的网络结构要能应付相应的带宽要求。 ⑤ 使用频率较高的应用能够支持网上大多数的师生用户。 ⑥ 能合理地分配用户对网内、网外的信息流量。 ⑦ 能支持较多的网络协议，扩大网络的应用范围。 ⑧ 支持IP的单点传送和多点广播数据流。

要达到以上这些设计要求，分层的设计功能及星型、树型和交叉型的拓扑结构应给予足够的重视. (6)网络硬件的选择

除网络上的工作站使用普通的PC机外，主机的选择应使用专业的高性能服务器。连接介质的选择分两部分，第一部分为各交换机（switch）之间（楼与楼之间，楼层之间）及网络出口干线选择光纤，第二部分为从访问层的交换机到用户的PC桌面选择超五类双绞线。如今，交换机的价格已是很低了，应尽可能选择交换机而不用集线器。网络连接的关键设备是路由器（Router），无论是Internet接入，异地网络连接还是大型网络广播域的划分，都离不开路由器。数据存储设备，除可选择大容量硬盘外，还可选磁带机、磁盘阵列、光盘阵列，

这些外存设备，均可用于储存海量网络数据，如图书资料，多媒体素材及课件学生学籍和成绩管理等。 (7)ISP的选择

选择ISP（Internet Service Provider ，Internet服务提供商）对不同类型的校园网络至关重要。经过近十年的发展，目前在我国形成了以CSTNET（中科院的科学技术网）、CERNET（国家教育部的教育与科研网）、ChinaNet（中国电信网）和ChinaGBN(中国金桥网)为主的四大网络体系，伴随着IT与通信技术的不断发展和社会的广泛需求，近年来ChinaUNICOM(中国联通)、CRC(铁通)、CNC(中国网通)、JiTong(吉通)的接入服务也快速地增长。由于中国的互联网服务商以各自网络体系的发展为主，不同种类的大网之间缺乏协调机制，作为校园网络，无论师生有哪些需求，都离不开以教学、科研为主的信息资源，90%的教育资源都集中在CERNet上，故校园网络在选择ISP时，就要重点考虑CERNet。 (8)网络操作系统的选择

网络操作系统(Net Operation System)的选择关系到网络的应用、安全和管理。目前常用的网络操作系统有：Unix、Linux、Netware、Windows 2000 Server/Advanced Server /Datacenter Serve。 综合以上这些网络操作系统的特点与对网络应用的支持，选择一个或几个适合于校园网内各子网服务器的操作系统，以适合各类应用、安全控制和管理。

5、中小企业双出口网络的设计与实现

【案例背景】

某中型企业现有的网络具有近3000 各节点，随着企业经营规模的不断扩大，网络应用的增多，原有的网络已经越来越不适应新形式的发展。为加强企业信息建设水平，企业希望改造企业内部原来的企业网络，新改造的网络遵循“安全性、可管理性、稳定性”。首先需要保障企业网络的网络出口稳定可靠性，其次病毒侵入与非法攻击是目前企业网络最大的安全隐患，新网络要具有防止网络蠕虫病毒扩散、DDoS 攻击和恶意的IP 扫描现象出现。此外在内部网络带宽资源利用率上，网络的可管理性上都应比目前有很大的改进。某中型企业要求新的企业内部网络建设，需严格遵循“安全性；可管理性；稳定性”的原则， 具体如下：

(1)为了保证网络出口稳定可靠性：企业向ISP 申请了两条Internet 线路，需要这两条线路做负载均衡和冗余备份。

(2)为了保证网络安全可靠性：企业要求核心设备支持防DDoS 攻击、防恶意的IP 扫描。病毒侵入与非法攻击是企业网络很大的安全隐患。不发作则已，一发作就是大问题，因此，企业要求内部网络能实现在核心层、接入层防止网络蠕虫病毒扩散。要求核心和接入网络设备能支持VLAN 的划分，降低网络内广播数据包的传播，提高带宽资源利用率，防止广播风暴的产生。

(3)管理性：网络设备需能够支持灵活多样的管理方式，可以减轻管理、维护的难度。

6、大型（单核心）网络的设计与实现

【案例背景】为了加快某集团的信息化建设，新的集团企业网将建设一个以集团办公自动化、电子商务、业务综合管理、多媒体视频会议、远程通讯、信息发布及查询为核心，实现内、外沟通的现代化计算机网络系统。该网络系统是日后支持办公自动化、供应链管理以及各应用系统运行的基础设施，为了确保这些关键应用系统的正常运行、安全和发展，系统必须具备如下的特性：

(1)采用先进的网络通信技术完成集团企业网的建设，实现各分公司的信息化； (2)在整个企业集团内实现所有部门的办公自动化，提高工作效率和管理服务水平；

(3) 在整个企业集团内实现资源共享、产品信息共享、实时新闻发布； (4)在整个企业集团内实现财务电算化；

(5)在整个企业集团内实现集中式的供应链管理系统和客户服务关系管理系统

7、双核心网络

【案例背景】

某高校随着学校教学和学生网上应用的增长，校园网以光纤连接了全校近70 栋楼宇，覆盖了90%的教学办公场所和75%的学生宿舍。共布有2 万多个网络端口，其中约1.2 万多个布线端口连通了网络设备，共接入计算机6 千多台，有固定注册用户约6000 人。原有网络设备已经无法满足新环境下的网络应用，因此该校决定重新规划建设校园网。 五、设计地点及时间安排：

地点:E3-A512

时间:2011年上学期第17周 六、学生分组安排

根据需要学生以组为单位进行课程设计（一般每组不得超过4人）。 七、 课程设计说明书的编写规范

1． 写出不少于4000字的课程设计说明书。

2.课程设计说明书应包括首页、摘要、关键字、前言、正文、结束语、参考文献等几个部分。其中参考文献按参考文献表上的著作按论文中引用顺序排列，期刊论文按如下格式著录：

[序号]、作者、文章题目、期刊名（外文可缩写）、年份、卷号、期数、页码。

著作按如下格式著录：

[序号]、著作者、书名、出版地、出版社、出版日期顺次列出。 如：1 江北. 场论. 北京： 科学技术出版社， 2000年2月

2．课程设计首页格式按统一标准制定格式（已给各班班长）,论文题目应能概括整个论文最重要的内容，简明、恰当，一般不超过25个字。 3．文章摘要或设计总说明书及其关键词

摘要又称内容提要，它应以浓缩的形式概括研究课题的内容、方法和观点，以及取得的成果和结论，应能反映整个内容的精华，突出论文的创造性成果和新见解。摘要以300－500字为宜；撰写摘要时应注意以下几点： (1)用精炼、概括的语言来表达，每项内容不宜展开论证或说明；(2)要客观陈述，不宜加主观评价； 4．正文部分一般有如下几个方面的内容： 1. 需求分析 2. 方案设计 3. 方案的实施 4. 附录或参考资料 八、考核办法：

本课程设计要求学生查询有关Internet接入技术、常用局域网技术，在本

课程的设计过程中，要求学生撰写一份课程设计报告 (4000字以上)， 课程设计主题必须是与课程设计内容相关的学习内容，并由指导教师确定或审定。

本课程设计实践性、应用性强，突出能力考核，采用形成性评价、总结性评价和综合性评价相结合的方式进行评价，对学生课程知识目标和能力目标达到情况进行的综合测试。结合学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，总结报告以及学习态度综合考评。成绩分优、良、中、及格和不及格五等。课程设计单独计算学业成绩（设计成绩不及格要求重修），设计完成后学生按规定提交课程设计报告书，课程设计要求学生独立完成，若发现课程设计内容雷同者均判为不及格。