大学校园网的IP地址规划

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1、大学校园网的IP地址规划大学校园网的IP地址规划学生姓名：XXX 指导老师：XXX摘要为了利用计算机网络建设现代校园和现代教育，校园网的概念就应运而生了，校园网是一个典型的计算机局域网。 为满足当前学校校园网的实际功能 需求，我根据校园网的组建原理、技术特点及大学校区的具体需求设计了一个校 园网，设计的主要内容包括：校园网需求分析、IP地址的分类结构，IP地址编 址，IP地址分配。关键词 校园网；IP地址分配；IP地址规划1引言在网络信息时代的今天，面向新的需求和挑战，为了学校的科研、教学、管 理技术水平，为研究开发和培养高层次人才建立现代化平台，Intranet/lnternet 技术的高速

2、多媒体校园网已经越来越普及。整个高速多媒体校园网建设的原则是经济高效、领先实惠，既要领先一步， 具有发展余地，又要比较实惠。校园网是集计算机技术、网络技术、多媒体技术 于一体的系统，能够最大限度地调动学生对教学内容的参与性以及积极性。校园网的建设主要是建立以校园网络为基础的行政、 教学及师生之间交互式 管理系统，逐步建立学校信息管理网络，实现办公自动化；为开展网上远程教学、 多媒体交互式立体教学模式的探索提供高速、稳定的支持平台；逐步建立计算机 辅助教学、计算机辅助考试等系统，为实现多媒体课件制作网络化，教师备课电 子化、多媒体化打好基础；保证网络系统的开放性、可持续发展性，便于以后集 成视频

3、会议、视频点播等高层次教学。1.1本文主要内容目前互联网使用的是In ternet协议第4版本即IPv4。IPv4协议规定，每个 互联网上的主机和路由器都有一个 32位的IP地址，它包括网络号和主机号，这 一编码组合是唯一的。把IP地址分成两部分的优点是使路由器中的路由表不会 太大。路由器不必为每个目的主机维持一个路由选择表项，而为每个网络维护一 个路由选择表项，当进行路由时，只检查目的地址的网络部分。IPv4 地址结构分为 A B和C三类。A类地址可用作126个网络，每个网络 可容纳1600万个主机节点。B类地址可用作16000个网络，每个网络可容纳65000 个主机节点。C类地址可用作2百

4、万左右的网络，每个网络可容纳 254个主机节 点。为何当前的IP地址不足，ROAD、组研究后认为主要原因是IPv4 B类地址 空间耗尽和地址分配的非分级结构导致平面的路由空间。当1981年9月TCP/IP协议开始发布时，当时互联网上大约只有1000台主 机，并且几乎所有的主机都是基于时分系统的大型机，为单个用户设计的计算机 几乎不存在。因此在当时IPv4所拥有的40亿个地址简直就是天文数字，在分配 IP地址时也就没必要太保守，从而导致早期的地址分配方案不尽合理，浪费比 较严重。例如，申请到一个 B类地址的用户单位，理论上可以用约 65000个IP 地址，但实际上接入的没有这么多主机。这也就意味

5、着相当一部分IP地址被闲置，并且不能被再分配。另外由于历史的原因，美国一些大学和公司占用了大量 的IP地址，例如MIT、IBM和AT&T分别占用了 1600多万，1700多万和1900多 万个IP地址，而分配给象中国这么大国家所用的地址量还不如美国一个大学。 由此导致一方面大量的IP地址被浪费，另一方面在互联网快速发展的国家如欧 洲、日本和中国得不到足够的IP地址。最后导致互联网地址耗尽和路由表爆炸。 到目前为止，A类和B类地址已经用完，只有C类地址还有余量。为了缓解地址危机的发生，相应地产生了两种新的技术无类型网络区域路由 技术CIDR和网络地址翻译技术NAT现结合校园网的具体情况，完成需求

6、分析； 掌握IP地址的编址技术；掌握IP地址的获取、分配方法；合理使用私有地址和 公用地址。第#页共11页大学校园网的IP地址规划设计原理在需求分析的基础上进行IP规划、划分子网，设计子网地址、掩码和网关， 为每个子网中的计算机指定IP地址；在网络规划中，IP地址方案的设计至关重 要，好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好 的基础。IP地址的合理是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键。校区IP地址的分配应该尽可能地利用申请到的地址空间，充分考虑到地址空间的合理使 用，保证实现最佳的网络内地址分配及业务流量的均匀分布。具体地来说IP地址的合理规划有如下的意义：1、

7、减少对各种资源(内存、CPU的处理能力以及网络带宽等)的需求一一 ip地址的合理规划有利于网络中路由的汇聚，因而可以使得路由器中的路由表 数目以及链路状态数据库等占用的内存减少， 同时更新所占用的网络带宽也降低 了；2、有利于IP地址空间的合理使用；3、优化业务流量的分布；4、有利于故障诊断。IP地址空间的分配与合理使用与网络拓扑结构、网络组织及路由政策有非 常密切的关系，将对校区网的可用性、可靠性与有效性产生显著影响，应充分考 虑本地网对IP地址的需求，以满足未来业务发展对 IP地址的需求。3设计内容3.1需求分析随着信息时代的到来，校园网已经成为现代教育背景下的必要基础设施，成 为学校提高

8、水平的重要途径。校园网络的主干所承担的信息流量很大， 校园网络 的建设的目标是在校园内实现多媒体教学、教务管理、通信、双向视频点播(VOD )等信息共享功能，能实现办公的自动化、无纸化。能通过与In ternet的 互联，为全校师生提供国际互联网上的各种服务。 教师可以制作多媒体课件以及 在网上保存和查询教学资源，能对学生进行多媒体教学和通过网络对学生进行指 导与考查等。学生也可以通过在网上浏览和查询网上学习资源， 从而可以更好地 进行学习，校园网能为学校的信息化建设打下基础。根据本校园实际情况主要应用需求分析如下：用户的应用需求：所有用户可以方便地浏览和查询局域网和互联网上的学习 资源，通过

9、 WWW服务器、电子邮件服务器、文件服务器、远程登录等实现远 程学习，此外为教务处提供教务管理、学籍管理、办公管理等。通信需求：通过E-mail及网上BBS以及其它网络功能满足全院师生的通信 与信息交换的要求，提供文件数据共享、电子邮箱服务等。信息点和用户需求：按照要求本校园网内信息点总数为N个，其中教学区为（XX个），生活区为（XX个），电子邮件服务器、文件服务 服务器等为内部单位服务，WWW服务器、远程登录等实现远程学习，从外部网 站获得资源。性能需求：此校园网络支持学校的日常办公和管理，包括：办公自动化、图 书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管理、物资管理等。支持网络多 媒体学习

10、的信息传输要求。安全与管理需求：学生基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传 输的安全性的性能较高，如图书管理、档案管理、学生管理、教学管理、财务管 理、物资管理等可以通过分布式、 集中式相集合的方法进行管理。网络安全对于 网络系统来说是十分重要的，它直接关系到网络的正常使用。由于校园网与外部 网进行互联特别是和In ternet的互联，In ternet是一个开放式网络系统，它的安全 性是很差的。因此安全问题更加重要。应该采用一定的技术来控制网络的安全性， 从内部和外部同时对网络资源的访问进行控制。当前主要的网络安全技术有，用户身份验证，VLAN划分，防火墙等技术。网络系统还就具备高度

11、的数据安全性 和保密性。实用与经济性：校园网的特点决定了网络系统必需要有实用与经济性。 实用 性使得网络便于管理、维护，以减少网络使用人员运用网络的难度， 从而降低人 为操作引起的网络故障，并使更多的人掌握网络的使用。应根据学校的实际情况， 由于学校的建设资金有限，所以一般都要求网络具有较高的性价比， 所以在建设 校园网时一定要使用性价比高的网络技术和网络设备，以节约建设资金。校园规模属于一般的中小型局域网。如图所示为该大学的物理位置图，简化 可分为7个区，分别是网络中心大楼、学生宿舍区、教师公寓区、行政区、办公 区、图书馆、教学区，学校建筑楼如图3-1所示。图3-1学校建筑图学校每栋大楼的具

12、体情况见下表图3-2：网络大楼学生宿舍区办公区行政区图书馆教学区教师公寓区楼层数8653665每一层的房间数201218101710幢数1411122图3-2每栋大楼具体情况表3.2 IP地址规划设计方案321 IP地址分类IP地址分为公有IP地址和私有IP地址。公有地址（Public address也可称 为公网地址）由 In ternet NIC （ In ternet Network In formation Cen ter 因特网信息中 心）负责。这些IP地址分配给注册并向In ternet NIC提出申请的组织机构。通过 它直接访问因特网，它是广域网范畴内的。私有地址（Private

13、 address也可称为 专网地址）属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，它是局域网范畴内的， 出了所在局域网是无法访问因特网的。留用的内部私有地址目前主要有以下几类：A 类：10.0.0.0-10.255.255.255B 类：172.16.0.0-172.31.255.255C 类：192.168.0.0-192.168.255.255A类地址:范围从0-127, 0是保留的并且表示所有IP地址，而127也是保留 的地址，并且是用于测试环回用的。因此A类地址的范围其实是从1-126之间。女口： 10.0.0.1,第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号 码。转换为2进制来说，

14、一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地 址组成，网络地址的最高位必须是“ 0” 地址范围从0.0.0.1到126.0.0.0。可用 的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机（2的24次方的主机数目）。以子网掩码来进行区别：255.0.0.0.B类地址：范围从128-191,如172.168.1.1,第一和第二段号码为网络号码， 剩下的2段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说，一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“ 10” 地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255可用的B类网络有16382个，每个网 络能容

15、纳6万多个主机。以子网掩码来进行区别：255.255.0.0C类地址：范围从192-223,女口 192.168.1.1,第一，第二，第三段号码为网络号码，剩下的最后一段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说，一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“ 110” 范围从192.0.0.0到223.255.255.255 C类网络可达209万余个， 每个网络能容纳254个主机。以子网掩码来进行区别：255.255.255.0D类地址：范围从224-239, D类IP地址第一个字节以“1110开始，它是 一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播 (Multicast)中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的 一组计算机。E类地址：范围从240-254,以“11110开始，为将来使用保留。全零(“0.0.0.0”) 地址对应于当前主机。全“ 1”的IP地址(“255.255.255.25S)是当前子网的广 播地址。在日常网络环境中，基本是都在使用 B,C两大类地址，而A,D,E这3类地 址都不大可能被使用到。子网掩码的简单叙述：子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部 分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地