网络工程课程设计报告
课题名称： 500个节点网吧设计 需求分析
总体需求：
大型网吧网络系统建设的主要目标是建设成为主干跑千兆，百兆交换到桌面；同时在大型网吧的范围内建立一个以网络技术、计算机技术与现代信息技术为支撑的娱乐、管理平台，将现行以游戏网为主的活动发展到多功能娱乐这个平台上来，籍以大幅度提高网吧竞争和盈利能力，建设成一流的高档网吧，为吸引高端消费群打下强有力的基础。
按照这一目标，大型网吧网络系统的主要目标和任务是：
1、符合当前和长远的信息传输要求；在大型网吧管辖范围内，采用标准网络协议，结合应用需求，建立大型网吧内联网，并通过中国电信宽带网与Internet相连；目标是建设成为主干跑千兆，百兆交换到桌面；同时在网吧的范围内建立一个以网络技术、计算机技术与现代信息技术为支撑的娱乐、管理平台
2、布线系统设计遵从国际（ISO/CEI11801）标准；以单位主网络机房为中心，按星形结构方式辐射到其他各楼。局域网核心和各个建筑物以光纤连接，采用快速以太网技术；
3、建筑物内以双绞线到桌面，以100M交换，为游戏、文件传输、视频应用等服务提供充足的桌面带宽；布线系统的信息出口采用国际标准的RJ45插座；
4、使用三层交换机，采用VLAN技术，控制广播风暴，同时使用户方便的在网络中移动。在大型网吧内联网上建立支持娱乐活动的服务器群（包括WWW、FTP、DNS、流媒体服务器、十六频道有线电视转播服务器组及SF和各种游戏战网服务器等），具有信息共享、传递迅速、使用方便、高效率等特点的处理系统；
5、高速度、高稳定、低时延、能承受大流量冲击
6、系统应有高可靠性、安全性、可维护性和可扩充性，要具有良好的用户界面
7、高性价比---实用性和经济性
由于网吧一次性资金投入大，设备折旧快，目前外部经营环境差。另一方面，网吧应用环境比较恶劣，顾客应用水平较参差不齐，因此，在网络的建设过程中，系统建设应始终贯彻面向应用，注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。
8、可扩展性和易维护性
为了适应系统变化的要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资，实现系统的扩展和维护。把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性结合起来，保护以往投资。
9、视市场环境允许，向中、小型网吧及网络固定客户提供服务器群资源有偿共享服务，在小范围内尝试为小私营企业主提供一体化网站解决方案（空间、域名、网站、数据库及更新等）；
在本方案的设计过程中，始终以大型网吧建网的实际需求为主要参考，在较充分地了解大型网吧应用需求的基础上，根据网络建设中的相关技术路线和建设方针，最终完成了下面的方案设计。
（1）、建设安全、可靠的用户系统；
（2）、建立千兆主线，百兆交换到桌面的网络连接； （3）、建立网吧内的500信息点的网络综合布线； （4）、各个信息点以100M交换到桌面；
（5）、建设后的网络，以后可以顺利升级到1000M。
（6）、给用户提供网页浏览、收发邮件、QQ聊天、网络游戏、网络教育、网上电影、网上其它各类服务
（7）、配置游戏服务器、电影服务器、VOD点播服务器
2、
一、概要设计
1.网吧总体规划
将网吧分为几个区：游戏区，影视区，豪华包间，普通区。
2.设计标准: IEEE802.3 10－BASE－T IEEE802.3u Ethernet(100BASE-T) EIA/TIA568 EIA/TIA569EIA/TIA TSB36/40工业标准及国际商务建筑布线标准 ISO/IEC IS 11801 ISO/IECJTC1/SC25/WG3 ANSI FDDI/TPDDI 100Mbps
IP地址的选择：
由于C类的IP地址决定了一个网络段中只能容纳253台机器，对于253台以上机 器，使用B类的IP地址，而不使用C类的IP地址做多个网关来实现网络的互联。我们的网络汇聚层设备虽然具备VLAN功能，网络中心可通过划分VLAN，MAC地址绑定来控制不同类别用户的访问权限和浏览站点，网络设备支持IGMP组播与802.1P优先级协议，可以应用VOD、多媒体娱乐等
3、网吧设计原则
综合布线同传统的布线相比较，有着许多优越性，是传统布线所无法比及的。其特点主要表现为它的兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性。而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。
兼容性：综合布线的首要特点是它的兼容性。所谓兼容性是指它自身是完全独立的而与应用系统相对无关，可以适用于多种应用系统。综合布线将语音、数据与监控设备的信号线经过统一规划和设计，采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等，把这些不同信号综合到一套标准的布线中。由此可见，这个布线比传统布线大为简化，节省大量的物资、时间和空间。 开放性：该系统采用开放式体系结构，符合多种国际上现行的标准，它几乎对所有著名厂商的产品都是开放的，并支持所有通信协议。
灵活性：该系统采用标准的传输线缆和相关连接硬件，模快化设计，所有通道都是通用的，而且每条通道可支持终端、以太网工作站及令牌网工作站。所有设备的开通及更改均不需改变布线线路，组网也可灵活多变。
可靠性：该系统采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息传输通道，所有线缆和相关连接件均通过ISO认证，每条通道都要采用专用仪器测试链路阻抗及衰减率，以保证其电气性能。应用系统全部采用点到点端接，任何一条链路故障均不影响其它链路的运行，从而保证了整个系统的可靠运行。
先进性：该系统采用光纤和双绞线混合布线方式，极为合理地构成一套完整的布线。所有布线均采用世界上最新通信标准，链路均按8芯双绞线配置。5类双绞线的数据最大传输率可达到155Mbps，对于特殊用户的需求可把光纤引到桌面。干线语音部分采用电缆，数据部分采用光缆，为同时传输多路实时多媒体信息提供足够的裕量。
经济性：虽然综合布线初期投资比较高，但由于综合布线将原来相互独立、互不兼容的若干种布线集中成为一套完整的布线体系，统一设计，统一施工，统一管理。这样可省去大量的重复劳动和设备占用，使布线周期大大缩短。另外，综合布线系统使用简单、方便，维护费用低，可以满足三维多媒体的传输和用户对ISDN、ATM的需求。可见综合布线系统具有很高的性能价格比。
4、拓扑图
二、综合布线
综合布线系统的设计原则：
1、用户至上原则
用户至上原则就是根据用户需求的服务功能进行设计，以满足用户需求为目标，大限度满足用户提出的功能需求，并针对业务特点，确保使用行。
2、先进性原则
先进性原则是指在满足用户需求的前提下，考虑下信息社会迅猛发展的趋势，在技术上要适度超前，使设计方案能保证将网吧建成先进的、现代化的网吧。
3、灵活性原则
灵活性原则是指考虑网吧内所设计的信息的集成和共享，保证整个系统的先进性和合理性，实现分散式控制，集中统一管理。总体结构具有可拓展性和兼容性；
4、标准化原则
标准化原则指的是综合布线系统的设计应依照国家、通信行业的标准。
5、经济化原则
经济性原则值得是在实现先进性和可靠行的前提下，达到功能和经济的优化设计，可适应大部分用户需求并具有高性能价格比。
布线是连接网络接入层、汇聚层、交换层和网络节点的重要环节。在布线时，使用专门的通道，而且不要与电源线，空调线等具有辐射的线路混合布线。 网络设备的放置，最好放在节点的中央位置，这样做，不是为了节约综合布线的成本，而是为了提高网络的整体性能，提高网络传输质量。由于双绞线的传输距离是100米，在95米才能获得最佳的网络传输质量。在做网络布线时，要设计一个设备间，放置网络设备。 接入层与汇聚层之间的双绞线，可以选择超五类屏蔽双绞线，以使网络性能得到最大的提升。汇聚层与交换层之间的双绞线，由于是网络数据传输量最大的一个层次，同样采用超五类屏蔽双绞线。交换层与网络节点之间，我们就可以采用普通的超五类非屏蔽双绞线。 在布线的时候，要注意以下几点：
1、在布线时，每条线一定要做好相应的编号，方便日后的维护；
2、每层之间最好保留两条至三条的备用线，防止我们网线损坏时做备用；
3、制作网线的时候，一定要按照标准的接线方法，以获得最高的传输速度。
网络层次设计：
五百台以上的网吧，可以采取接入层、汇聚层、交换层三个网络层次的设计。接入层，对于五百台的机器来说，选择一个合理的接入设备，是最关键的，而且我们要根据接入设备选择合适的带宽。我们可以简单计算一下网络带宽来决定网络接入设备的总带宽，每台机器最大的网络流量7-8KB字节计算，五百台机器是4000KB字节左右，加上30％的网络损耗，网络总带宽应该为5200KB字节，我们的光纤初步可以选择为100MB的接入。这样看来，我们的网络接入层可以选择为百兆设备。
接入带宽计算出来了，我们就选择网络接入设备，是用硬件路由器，还是用软路由。对于网吧来说，我个人感觉还是用软路由。硬件路由器，国内的生产厂商的技术不是太成熟，国外的产品，主要是针对于ISP接入商或对网络功能要求较高的用户而设计，并不适用于我们的网吧。硬件路由器与软路由的一个最大的区别就是硬件路由器的功能多而强大。
在软路由方面，我们可以用以下选择，Smoothwall、Icpop、Route Os、Linux等软件，比较看来，兄弟制作的软路由，功能还是比较强大，而且速度不次于专业的电信级路由器。
汇聚层设计：
汇聚层是整个局域网的核心部分，由于网吧内部的数据交换量特别大，因此，我们在选择汇聚层设备的时候，一定要选择一款合适的汇聚层网络设备。五百台机器的网吧，可以选择千兆的三层交换设备，支持VLAN功能，虽然我们不需要划分VLAN，如果我们的网络设计不能达到我们的要求，划分VLAN是我们的必选之路；三层交换的背板带宽不能低于16G，而且要支持MAC地址学习功能，MAC地址表不能小于32KB；汇聚层网络设备最好支持网络管理功能，方便我们的管理和维护；汇聚层网络设备的端口数量，最好要比我们设备的网络端口数量多出一些，方便以后我们的网络升级和改造。
虽然我们的接入层选择的是百兆网络设备，由于我们网吧中，相当大一部分数据流量，不必经过接入层，因此我们在选择接入层的网络设备时，没有必要与汇聚层网络设备同步。
交换层设计：
交换层是整个网络中的中间层，连接着汇聚层和网络节点，是决定我们整体网络传输质量的很重要的一个环节。随着百兆网络设备的普及，我们交换层的网络设备，肯定首选百兆。交换层设备选择时，需要满足下列要求：支持百兆传输带宽，背板传输不能低于6G，支持MAC地址学习功能，MAC地址表不能小于8KB。
三、设备选型
由于网吧的条件千差万别，对方案的要求也五花八门，这就要求网络设备提供商能够具有强的网络产品和解决方案定制能力；此外，网吧经费有限，因此也不会有很多财力用于网络建设，这就要求网络产品还必须具有极高的性价比优势。在对各网络设备 性能和价格考察比较之后， 大型网吧的网络决定采用：三层中心交换机（加X个千兆模块）+堆叠交换机（加1个千兆模块）作为接入层的网络结构，满足了大型网吧网络对性能、应用、成本等方面的要求。
网吧的网络采用：二层中心交换机（加X个千兆模块）+堆叠交换机（加1个千兆模块）作为接入层的网络结构，满足了网吧网络对性能、应用、成本等方面的要求。
1、网络中心设备
中心机房的网络设备选用模块化三层交换机，根据需要灵活地选择不同的扩展模块,实现各种配置组合，在将来进行网络升级时，可通过扩展模块,便于保护现有的网络结构及投资。现根据现有网络的需要，主干交换机配1个路由模块具有三层交换功能，配5个的千兆光纤模块,配1个10/100M自适应的RJ-45口模块，为了管理方便再配1个管理模块；服务器可选用3—4台Dell PowerEdge R410服务器组成服务器群；路由器可选用CISCO 3825作为与Internet的网关和拨入服务器。配备1台用于网络管理的工作站装上网管软件，即可进行网络的配置与管理。
2、二级交换设备
选用千兆堆叠交换机组，由可堆叠交换主机和可堆叠交换从机组成无阻塞星型拓扑堆叠结构，可提供上百个10/100M自适应RJ-45口（网吧这种大流量网络要求以100口左右为一虚拟子网比较稳定）。堆叠方式可提供高Gbps的背板带宽。
3、网络节点设备的选择：
网卡和水晶头属于网络中的网络节点设备。选择网卡的时候，百兆网卡是我们的最低选择。在选择网卡的时候，一定要选择一款质量过关的网卡，水晶头在我们设计网络时，往往是不被重视的一块，质量差的水晶头，经常会使网线与水晶头接触不良，大大降低我们的网络传输速度。
四、设备配置
设备的选型是网络设计当中非常关键的部分，严格的选型可以达到最佳的效果，即系统相对独立，升级简便，组网方式灵活，以保护现有投资和未来的发展。所以为了满足网吧目前的需求，立足长远发展，网络设备的选型除了依据提出的需求外，还需遵循上面的设计原则。
此次建设的网吧网络有三个层次节点： 1）核心节点； 2）接入节点；
这三类节点，对设备的选择有不同的考虑。 交换机：
CISCO WS-C2960-48TT-L（核心）
交换机类：快速以太网交换机 应用层级：二层 传输速率：10Mbps/100Mbps/1000Mbp 端口数量：24 背板带宽：16Gbps VLAN支持：支持 网管功能：Cisco IOS CLI,Web浏览 包转发率：6.5Mpps CISCO SLM224G2（接入）
交换机类：智能交换机 应用层级：二层 接口介质：10/100Base-TX/T、10/10 传输速率：10Mbps/100Mbps/1000Mbp 端口数量：26 背板带宽：8.8Gbps VLAN支持：支持 包转发率：6.55Mpps 在本方案中，目前在Csico公司中，用于企业局域网的交换机系列性价比较高就是CISCO WS-C2960-48TT-L。这一方案中的网络结构，核心层采用CISCO WS-C2960-48TT-L核心交换机，根据不同网络规模和应用需求，其他不同硬件和性能配置选择；接入层则可选用CISCO SLM224G2。 路由器：思科RVS4000
产品类型:企业网吧路由 传输速率:10/100/1000Mbps 端口结构:非模块化广域网接口:1个局域网接口:4个
五、服务器选型
服务器：戴尔PowerEdge R410(Xeon E5606/4GB/300GB/RAID1) 所属：戴尔 R410系列 产品类别：机架式
CPU型号：Xeon E5606 2.13GHz 标配CPU：1颗
内存容量：4GB ECC DDR3 标配硬盘：300GB 网络控制：双端口千兆网卡 产品结构：1U
