局域網(wǎng)組建課設(shè)

1、小型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與通信校園局域網(wǎng)組建1、課程設(shè)計(jì)的目的通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的具體規(guī)劃和組建，掌握網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的使用及工作原理；掌握IP地址的配置及數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程和路由的選擇。具體求達(dá)到：1、增加對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟、硬件組成的感性認(rèn)識(shí)，初步學(xué)會(huì)典型局域網(wǎng)絡(luò)的組建操作、使用技能；2、加深理解網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)概念尤其是對(duì)會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層等高層協(xié)議軟件的通信功能、實(shí)現(xiàn)方法，掌握網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的使用及工作原理，掌握IP地址的配置；3、初步掌握局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)技術(shù)和技巧培養(yǎng)開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的獨(dú)立工作能力。2.設(shè)計(jì)方案論證2.1 概要設(shè)計(jì)1.使用模擬仿真軟件，構(gòu)建一個(gè)小型校園網(wǎng)絡(luò)。要求使用路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選

2、擇網(wǎng)絡(luò)類型。2.分配和配置IP地址，要求配置內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址。3.對(duì)交換機(jī)、路由器等進(jìn)行配置。4.通過(guò)使用模擬仿真軟件，模擬局域網(wǎng)間的數(shù)據(jù)通信過(guò)程。2.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)具體實(shí)施方案1.終端用戶包括：1號(hào)樓有48個(gè)校園網(wǎng)普通用戶；2號(hào)樓有1個(gè)包含24個(gè)多媒體用戶的電子閱覽室；3號(hào)樓有1個(gè)包含48個(gè)用戶的多媒體教室(性能要求高于電子閱覽室)。4號(hào)樓是網(wǎng)絡(luò)中心。支持遠(yuǎn)程教學(xué)，可以接入互聯(lián)網(wǎng)，具有廣域網(wǎng)訪問(wèn)的安全機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)管理功能。2.各樓之間的距離為500米。各樓設(shè)備及型號(hào)選擇下表為路由、交換機(jī)、PC機(jī)的設(shè)備選擇情況路由器：Router-2620×m，交換機(jī)：Switch-2950-24，PC機(jī)：

3、PC-PT，SERVER-PT，LAPTOP-PT。云：Cloud-PT。1號(hào)樓Switch-PC同軸電纜Switch-Router同軸電纜Switch-Switch直通雙絞線Router-Router光纖2號(hào)樓Switch-PC同軸電纜Switch-Router同軸電纜Switch-Switch直通雙絞線3號(hào)樓Switch-PC同軸電纜Switch-Router同軸電纜Switch-Switch直通雙絞線4號(hào)樓Switch-PC同軸電纜Switch-Router同軸電纜Switch-Server同軸電纜Router-Router光纖Router-Cloud光纖主要器件的介紹1.路由器是互聯(lián)網(wǎng)

4、絡(luò)的樞紐、"交通警察"。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的主力軍。 路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備。路由器通過(guò)路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇（routing），這也是路由器名稱的由來(lái)（router，轉(zhuǎn)發(fā)者）。 路由器通常用于節(jié)點(diǎn)眾多的大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，它處于ISO/OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。與交換機(jī)和網(wǎng)橋相比，在實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)的互聯(lián)方面，路由器、特別是高端路由器 有著明顯的優(yōu)勢(shì)。路由器高度的智能化，對(duì)各種路由協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)接口的廣泛支持，還有其獨(dú)具的安全性和訪問(wèn)控制等功能和特點(diǎn)是網(wǎng)橋

5、和交換機(jī)等其他互 聯(lián)設(shè)備所不具備的。路由器的中低端產(chǎn)品可以用于連接骨干網(wǎng)設(shè)備和小規(guī)模端點(diǎn)的接入，高端產(chǎn)品可以用于骨干網(wǎng)之間的互聯(lián)以及骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的連接。特別是對(duì)于骨干網(wǎng)的互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通，不但技術(shù)復(fù)雜，涉及通信協(xié)議、路由協(xié)議和眾多接口，信息傳輸速度要求高，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性的要求也比其他場(chǎng)合 高得多。因此采用高端路由器作為互聯(lián)設(shè)備，有著其他互聯(lián)設(shè)備不可比擬的優(yōu)勢(shì)。 路由器的作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來(lái)。 2.交換機(jī)是一種用于

6、電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。最常見(jiàn)的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。其他常見(jiàn)的還有電話語(yǔ)音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等。交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)的統(tǒng)稱。廣義的交換機(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換概念的提出改進(jìn)了共享工作模式。我們以前介紹過(guò)的HUB集線器就是一種共享設(shè)備，HUB本身不能識(shí)別目的地址，當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機(jī)給B主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)包在以HUB為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式傳輸?shù)?，由每一臺(tái)終端通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭的地址

7、信息來(lái)確定是否接收。在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在那個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過(guò)對(duì)照MAC地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，避免共享沖突。交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部

8、的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī)，那么該交換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會(huì)超出10Mbps。總之，交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過(guò)在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。確定合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是

9、指用傳輸媒體互連各種設(shè)備的物理布局，就是用什么方式把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接起來(lái)。拓?fù)鋱D給出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和相互間的連接，它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、樹(shù)型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等。本網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常為以下兩種方式的綜合：星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：是指所有節(jié)點(diǎn)通過(guò)傳輸介質(zhì)與中心節(jié)點(diǎn)相連接，全網(wǎng)由中心節(jié)點(diǎn)執(zhí)行交易和控制功能。其特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于集中控制和管理，建網(wǎng)容易。樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：將節(jié)點(diǎn)按層次連接，是一種具有頂點(diǎn)的分層或分級(jí)結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)為：由頂點(diǎn)執(zhí)行全網(wǎng)的控制功能，控制簡(jiǎn)單，易擴(kuò)展，故障隔離容易。當(dāng)計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)較多或可靠性要求高時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用星型或樹(shù)型連接；對(duì)于少

10、數(shù)幾臺(tái)距離較遠(yuǎn)或可靠性要求不高，共享任務(wù)不繁重，可考慮用一根電纜進(jìn)行總線型連接。 OSI參考模型IEEE 802.3在制定時(shí)突出的一個(gè)基本思想是將系統(tǒng)進(jìn)行邏輯劃分，并研究如何將連接在一起。我們知道，ISO組織將網(wǎng)絡(luò)按其功能劃分為7個(gè)功能層，每層都完成一特定功能。路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層主要支持網(wǎng)絡(luò)連接的實(shí)現(xiàn),為傳輸層提供整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)端到端的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?完成尋址。從傳輸層來(lái)的報(bào)文在此轉(zhuǎn)換為分組進(jìn)行傳送，然后在收信節(jié)點(diǎn)在裝配成報(bào)文轉(zhuǎn)給傳輸層，并保證分組按正確順序傳遞。網(wǎng)絡(luò)層提供路徑選擇與中繼，對(duì)通信子網(wǎng)的流量進(jìn)行控制，防止因信息量過(guò)大造成通信子網(wǎng)的性能下降，甚至造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈

11、路層，鏈路層主要功能是保證上層數(shù)據(jù)幀在信道上無(wú)差錯(cuò)的傳輸；實(shí)現(xiàn)鏈路管理。鏈路層為了保證通信雙方有效、可靠、正確的工作，把比特流劃分成幀，并規(guī)定識(shí)別幀的開(kāi)始與結(jié)束標(biāo)志，以便于檢測(cè)傳輸差錯(cuò)及增加傳輸控制功能，并提供數(shù)據(jù)的流量控制。鏈路層由通信實(shí)體中實(shí)現(xiàn)鏈路層協(xié)議的硬件、軟件，調(diào)制解調(diào)器或其他的數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸電路與設(shè)備等構(gòu)成。2.3運(yùn)用packet tracer 5.0仿真本設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是根據(jù)學(xué)校園區(qū)局域網(wǎng)建設(shè)需求，以滿足目前校園網(wǎng)大多數(shù)應(yīng)用為目標(biāo)，在現(xiàn)有獨(dú)立信息教室的基礎(chǔ)上，將對(duì)學(xué)校1號(hào)樓、2號(hào)樓、3號(hào)樓和4號(hào)樓等幾座主要建筑物構(gòu)建校園網(wǎng)絡(luò)。所設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)經(jīng)發(fā)送數(shù)據(jù)包后成功，說(shuō)明設(shè)計(jì)基本合理。但是，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中仍需注意以下幾點(diǎn)：1.若發(fā)送數(shù)據(jù)包后不成功，則需重新檢查拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是否地址設(shè)錯(cuò)，然后再重新發(fā)送。2.在連接設(shè)備時(shí)，接口處若顯現(xiàn)出紅點(diǎn)，則這時(shí)檢查下路由器是否開(kāi)通，然后再檢查相關(guān)代碼設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。程序運(yùn)行結(jié)果如圖所示相關(guān)的IP配置PC機(jī)GatewayIP AddressSub MaskLaptop 0Laptop 1PC0PC1PC2PC3PC4PC5