局域网组网技术与设计Word文件下载.docx
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主要参考文献、资料：
（1）赵家俊，局域网组建与管理教程，清华大学出版社，2005
（2）张蒲生，局域网应用技术与实训，科学出版社，2008
（3）尹建璋，局域网组建实例教程，西安电子科技大学出版社，2007
计划进度
1、2010年10月15日——2010年10月22日选论题
2、2010年10月23日——2009年11月5日资料搜集，进行系统设计
3、2010年11月6日——2010年11月10日网络设计，网络调试
4、2010年11月11日——2010年11月25日撰写论文初稿
5、2010年12月4日——2010年12月20日修改，定稿打印
6，2010年12月21日答辩
指导教师签字：
年月日
毕业设计评定书
学号
指导教师评语：
指导教师建议成绩（60％）
答辩小组建议成绩（40％）
组长签字：
答辩委员会最后审定成绩
主任签字：
备注
摘要
局域网是计算机通信网的重要组成部分，是构成所有网络的基础，所有在因特网上实现的功能，都可以在局域网上实现，如果想要真正的掌握网络和运用网络，就必须从局域网开始。
本文主要讲述的是小型局域网组网技术，从局域网组网原理，一直到局域网的规划与性能分析。
全面的介绍了局域网基本技术、以太网技术、局域网的组成及常见结构；
并且以石家庄市某中学为例规划设计了其组网方案，详细介绍了局域网硬件和软件技术，包括：
服务器、外围设备、传输介质、通信协议（TCP/IP）和网络操作系统（WindowsNT/2000）等方面的内容。
最后，对局域网未来的发展及功能做了一个展望。
关键词：
虚拟局域网传输控制协议/网际协议服务质量视频点播网络地址转换
目录
前言1
1局域网技术基础概述1
1.1局域网的定义1
1.2局域网的基本组成1
1.3局域网的选型1
2局域网的类型2
2.1按网络的地理位置分类2
2.2按传输介质分类2
2.2.1有线网2
2.2.2光纤网2
2.2.3无线网2
2.3按网络的拓扑结构分类3
2.3.1星型网络3
2.3.2环形网络3
2.3.3总线型网络3
2.4按通信方式分类3
2.5按网络使用的目的分类3
2.6按服务方式分类3
3石家庄市某中学校园局域网设计3
3.1网络系统及业务需求分析4
3.2校园网拓扑图的规划5
3.2.1由校园示意图设计网络拓扑图5
3.2.2中心机房结构6
3.3设备选型及其应用6
3.3.1设备的选型6
3.3.2设备的功能8
3.4应用系统的简介9
3.4.1多媒体课件制作管理平台9
3.4.2网络多媒体教室9
3.4.3网络虚拟实验室10
3.4.4视频广播系统10
3.4.5视频点播系统10
3.5VLAN的划分与IP地址的分配10
3.5.1VLAN基础10
3.5.2VLAN的划分方法11
3.5.3VLAN的优越性12
3.5.4本校园VLAN配置13
3.5.5IP地址的分配13
4网络管理系统14
5结论14
参考文献15
附录A16
前言
随着计算机的发展，人们越来越意识到网络的重要性，通过网络人们拉近了彼此之间的距离。
本来分散在各处的计算机被网络紧紧的联系在了一起。
局域网作为网络的组成部分，发挥了不可忽视的作用。
我们可以用Windows操作系统把众多的计算机联系在一起，组成一个局域网，在这个局域网中，我们可以在它们之间共享程序、文档等各种资源，而不必再来回传递移动存储设备；
还可以通过网络使多台计算机共享同一硬件，如打印机、调制解调器等；
同时我们也可以通过网络使用计算机发送和接收传真，方便快捷而且经济。
1局域网技术基础概述
1.1局域网的定义
局域网是一个范围可大可小、概念可深浅的话题。
既可以是最简单的只有2台运行着WindowsXP的计算机连网（以工作组方式工作），也可以是幅员辽阔的高速ATM网和以太网混合使用、运行多种平台的大型企业。
局域网可分为小型局域网和大型局域网。
小型局域网是指占地空间小、规模小、建网经费少的计算机网络，常用于办公室、学校多媒体教室、游戏厅、网吧，甚至家庭中的两台计算机也可以组成小型局域网。
大型局域网主要用于企业Intranet信息管理系统、金融管理系统等。
1.2局域网的基本组成
要构成局域网，必须有其基本组成部件。
局域网既然是一种计算机网络，自然少不了计算机，特别是个人计算机（PC）。
几乎没有一种网络只由大型机或小型机构成。
因此，对于局域网而言，个人计算机是一种必不可少的构件。
同轴电缆、双绞线、光缆或辐射性媒体把计算机互连在一起。
还有就是任何一台独立计算机通常都标准配备的网卡，也称为网络适配器，但在构成局域网时，则是不可少的部件。
再就是将计算机与传输媒体相连的各种连接设备，如DB-15插头座、RJ-45插头座等。
1.3局域网的选型
（1）您对网络主干带宽和桌面带宽的需要，是低速的、小流量简单数据处理，还是要求多媒体、大流量的信息处理，这牵涉到选择合适的网络交换中枢设备：
是采用共享式的集线器HUB，还是选择快速的以太网Switch交换机，还是选择高速的ATM交换机，或综合采用各种设备。
（2）正确选择合适的网络操作系统，该网络操作系统必须能够满足各种功能、容量、安全可靠性及扩展性的更高要求。
（3）当牵涉数据库操作时，必须考虑您的数据库能够适应各种情况和规模。
（4）选择可靠、性能价格比十分优越的服务器平台，工作站的桌面操作系统和应用软件必须兼容性要好、要全面
（5）开放式、易扩展的网络布线。
2局域网的类型
2.1按网络的地理位置分类
局域网（LAN）：
一般限定在较小的区域内，小于10km的范围，通常采用有线的方式连接起来（校园网应属局域网）
城域网（MAN）：
规模局限在一座城市的范围内，10～100km的区域。
广域网（WAN）：
网络跨越国界、洲界，甚至全球范围。
目前局域网和广域网是网络的热点。
局域网是组成其他两种类型网络的基础，城域网一般都加入了广域网。
广域网的典型代表是Internet网。
2.2按传输介质分类
2.2.1有线网
采用同轴电缆和双绞线来连接的计算机网络。
同轴电缆网是常见的一种连网方式。
它比较经济，安装较为便利，传输率和抗干扰能力一般，传输距离较短。
双绞线网是目前最常见的连网方式。
它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离比同轴电缆要短。
2.2.2光纤网
光纤网也是有线网的一种，但由于其特殊性而单独列出，光纤网采用光导纤维作传输介质。
光纤传输距离长，传输率高，可达数千兆bps，抗干扰性强，不会受到电子监听设备的监听，是高安全性网络的理想选择。
不过由于其价格较高，且需要高水平的安装技术，所以现在尚未普及。
2.2.3无线网
采用空气作传输介质，用电磁波作为载体来传输数据，目前无线网联网费用较高，还不太普及。
但由于联网方式灵活方便，是一种很有前途的连网方式。
局域网常采用单一的传输介质，而城域网和广域网采用多种传输介质。
2.3按网络的拓扑结构分类
网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。
2.3.1星型网络
各站点通过点到点的链路与中心站相连。
特点是很容易在网络中增加新的站点，数据的安全性和优先级容易控制，易实现网络监控，但中心节点的故障会引起整个网络瘫痪。
2.3.2环形网络
各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。
环形网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点。
2.3.3总线型网络
网络中所有的站点共享一条数据通道。
总线型网络安装简单方便，需要铺设的电缆最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络。
但介质的故障会导致网络瘫痪，总线网安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网容易。
2.4按通信方式分类
（1）点对点传输网络：
数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输。
星型网、环形网采用这种传输方式。
（2）广播式传输网络：
数据在共用介质中传输。
无线网和总线型网络属于这种类型。
2.5按网络使用的目的分类
（1）共享资源网：
使用者可共享网络中的各种资源，如文件、扫描仪、绘图仪、打印机以及各种服务。
Internet网是典型的共享资源网。
（2）数据处理网：
用于处理数据的网络，例如科学计算网络、企业经营管理用网络。
（3）数据传输网：
用来收集、交换、传输数据的网络，如情报检索网络等。
目前网络使用目的都不是唯一的。
2.6按服务方式分类
客户机/服务器网络：
服务器是指专门提供服务的高性能计算机或专用设备，客户机是用户计算机。
这是客户机向服务器发出请求并获得服务的一种网络形式，多台客户机可以共享服务器提供的各种资源。
这是最常用、最重要的一种网络类型。
不仅适合于同类计算机联网，也适合于不同类型的计算机联网。
3石家庄市某中学校园局域网设计
目前，越来越多的学校开始组建自己的校园网。
如何构建适合自己的校园网、怎样才能保证网络的畅通、数据的安全以及方便的系统管理，成为所有学校都非常关注的问题。
校园网信息化建设是现代化、智能化教学的重要内容之一，也是当代教育技术发展的主导方向。
本设计根据校园结构、应用要求等实际情况出发对校园网络进行规划调入设计，从而实现对校园管理、办公、教育教学的现代化要求。
（1）用户分布情况：
重点调查多媒体教学场所，办公应用场所和实验、实习室、教学楼的用户分布情况。
掌握各场所的信息点密度。
（2）物理布局：
通过调查用户信息点的物理布局，为校园网的布线提供地理分布资料，便于合理确定校园网的主干、分支到桌面的布线方案，计算主干、支干网的流量。
图3-1校园示意图
3.1网络系统及业务需求分析
（1）VOD服务及课件服务：
交互式多媒体课堂、教学功能、管理功能、辅助功能、教学质量和学生学习效果评估、电子阅览室、教师培训。
（2）教育管理信息系统：
校内公文和各种通知的发送（即办公自动化）、教务信息管理（即信息服务、信息共享等）。
（3）考试管理系统
（4）学校图书情报系统：
图书查询和管理，通过IC卡对学校阅览室进行更有效的管理。
3.2校园网拓扑图的规划
图3-2校园简易结构图
3.2.1由校园示意图设计网络拓扑图
图3-3校园拓扑结构图
3.2.2中心机房结构
图3-4中心机房结构图
3.3设备选型及其应用
3.3.1设备的选型
设备选型主要包括交换设备、服务器、路由器、防火墙选型，为了在校园网上顺利地实现多媒体教学，对设备的选型通常应该掌握以下原则：
（1）交换设备:
采用高速网络交换设备；
选择同一公司的产品集成方案；
与已有局域网的交换设备兼容；
采用具有二、三层交换功能的系统配套网络设备；
有组播功能的灵活配置。
QuidwayS5516：
4个边缘区域共用4台QuidwayS5516
QuidwayS6506：
中心机房一台
QuidwayS2026：
B区为学生宿舍区共6栋楼，每栋楼5层，每层8个房间，每间分给一根网线，但IP地址要预留出4个（每间屋四名学生）这样的话每栋楼用2台S2026，整个宿舍楼区用12台S2026
C区办公楼共三层，每层10间办公室每间办公室分两根网线（考虑到一间办公室多名老师同时办公，同时最好预留5个IP地址）这样每层一台S2026，整个办公区共用3台S2026
D区实验楼艺术楼每栋楼各一台S2026足以够用。
E区教学楼共4栋楼，每栋楼5层，每层8间教室，一间教室分给一根网线不需要预留IP地址。
每栋楼用3台S2026，整个教学楼区用12台S2026
合计：
共需12+3+2+9=29台QuidwayS2026
（2）服务器:
（其中包含流量分析）作为校园网的关键设备，服务器应该具备速度高、存储容量大、吞吐能力强、性能可靠、扩展性强、连网和管理功能强等特点。
按照结构分为单处理机、多处理机服务器；
按照用途分为网络服务器、数据库服务器、文件打印服务器和备份服务器。
用于多媒体教学的服务器大多属于专用服务器。
从多媒体服务角度考虑，主要应对Web服务器、视频点播服务器、视频监控服务器、数据库服务器进行合理的选配。
Web服务器：
是网络运行的核心服务器，通常兼作域名服务器、ftp服务器。
访问量大，根据学院规模大小，采用适合自己规模的服务器。
通常，对于综合性大学（3000-5000信息点）应该使用企业级的服务器。
对于中型校园网（1000-3000信息点），可以采用部门级服务器和支持多CPU的顶级PC服务器。
对于小型校园网（100-1000信息点）用户，可以采用支持多CPU的顶级PC服务器。
Web服务器把图文信息组织成分布式的超文本，并用信息指针指向存有相关信息的服务器，使用户可以方便地访问这些信息。
这些信息可以是视频、音频、图像和文本文件，利用浏览器/服务器结构，还可以开发出用于师生双向交流的专题讨论组，在讨论组中可以通过Web界面传递文本、图像、声音文件。
netmeeting功能是通用win98、2000、XP操作系统中携带的双向视频会议组件，利用这一组件，双方可以通过摄像头和麦克风，实现两人之间的可视通话，它还提供了在通话同时的白板交流功能，具有典型的网络多媒体教学功能。
多媒体课件数据库服务器（数据库服务器）：
主要用于存储多媒体课件，实现网上多媒体课件的资源共享，目前，用于存储管理多媒体课件的数据库应用最多的是SQLserver和Lotus/Domino数据库。
这两种数据库要求服务器的内存要足够大，硬盘空间也要足够大，运行速度要求高，适合多用户的访问需求。
因此，大、中、小型院校，应该配备企业级、部门级或多CPU的PC服务器。
考虑到备份和发展的需要，应该留有足够的内外存扩展空间。
有条件的单位，还可以采用双机热备份和磁盘镜像，以确保数据的安全和可靠性。
视频点播服务器：
是用于网上用户点播视频节目的服务器，这种服务器要求速度快、容量大、可扩充能力强。
实践证明，目前视频点播的速度瓶颈由两个方面因素制约，一个是硬盘读写速度，普通的IDE、SCIS，乃至磁盘阵列，所能支持的并发用户最多不超过50个。
为了解决这个问题，不同的厂家利用了纹理化技术研制出不同的点播软件（可在网上下载）。
有的软件可以支持并发用户达到300个甚至更多。
由此可见，第二个瓶颈在于系统软件本身；
另外，服务器的内存容量要足够大，条件允许的情况下可以考虑插满服务器内存；
硬盘速度要快、容量要足够大最好采用磁盘阵列。
就CPU的速度来说，普通顶级PC服务器可以满足需要。
实践证明，对于点播用户不多的局域网，利用速度较快、内存较大、硬盘较大的普通PC机做视频点播服务器也是可行的。
视频监控服务器：
主要用于连接摄像头和遥控云台，通过网络连接，监控重要的教学场所、进行网上广播式的教学使用。
一般情况下，监控服务器所处场所环境较差，为了提高工作的可靠性，通常采用工控机进行视频信号采集，做视频监控服务器使用，其配置要求不高（满足监控系统软件要求即可），但要求可靠性要好，最好配备atx电源和ups电源，方便进行远程启动计算机，和维持系统正常工作。
备份路由器：
由于访问量不是很大，采用一般服务器即可，要求硬盘速度快，空间足够大。
（3）路由器的选型:
由于目前中心交换机提供了二、三层交换功能，局域网内子网间的路由通过三层交换实现。
路由器多用于广域网的连接，连接因特网，有广域网多媒体教学需求的校园网，在选择路由器的时候，应该考虑其对于多媒体传输的支持，如对于先进的服务质量（Qos）的支持。
对多服务语音/数据集成的支持。
为了最大限度地保护校园网内用户的安全，一般要求接入路由器的同时加防火墙（如基于连接的状态应用系统）。
3.3.2设备的功能
（1）中心机房A区配置1台带千兆级联模块的华为公司面向IP城域网、大型企业网及园区网推出的低成本高性能路由交换产品QuidwayS6506，提供大容量、高密度、模块化的二/三层线速转发性能，能够为城域网、园区网、数据中心提供高速链路，构建端到端以太网络，可作为城域网区域汇聚层交换机和企业的核心交换机。
它有7个插槽，背板容量≥1.6Tbps，路由表项64K可扩展256K。
支持STP/RSTP/MSTP协议，符合IEEE802.1D/802.1w/802.1S标准，支持BPDUTUNNEL。
支持CLI、Console、Telnet、Modem方式配置。
（2）中心机房使用1台三层交换机QuidwayS5516，连接各个分支的汇接交换机上。
S5516采用模块化设计，4个接口槽位，每个接口槽位可提供4个GE端口，提供多种规格千兆接口模块供选择，支持高性能SFP光接口，支持GE电口、单/多模光口模块的混合配置，并可提供堆叠接口模块，可以和系列交换机堆叠，能够提供更灵活的组网模式。
（3）采用分布式组网方案，把整个学校分成四大模块，每个模块均采用QuidwayS2026和QuidwayS5516交换机，提高了每个模块的带宽及性能，使之能充分利用资源并与中心交换机实现高速访问，同时提高了安全性和可管理性S2026交换机内部提供9.6Gbps的总线带宽，为交换机所有的端口提供二层线速交换能力，包转发率达到3.87Mpps。
24个10/100M以太网口，1个Console口。
支持符合IEEE802.1Q标准的VLAN，最多支持128个VLAN。
（4）hpProLiantDL320G2服务器是一款性价比极高的服务器，采用单路最新的P4双核处理器，适合作为前端服务器或单一功能的服务器使用，易于部署和管理。
标配Intel®
Pentium4Dual-Core2.80GHz（FC-PGA）处理器，内存可扩展到4G，512KB二级ECC高速缓存，ServerWorksGC-SL芯片组（533MHzFSB）。
（5）Quidway®
SecPath100V是华为3Com公司面向企业用户开发的新一代专业安全网关设备，可以作为企业的汇聚及接入网关设备；
支持防火墙、AAA、NAT、QoS等技术，可以确保在开放的Internet上实现安全的、满足可靠质量要求的私有网络；
支持L2TPVPN、IPSecVPN、GREVPN、华为动态VPN、SSLVPN等。
提供五个固定的10/100M自适应电口FE口（四个下行口，一个上行口）。
（6）QuidwayR3600E系列路由器采用64位的微处理器技术具有更高的处理能力和更大的接入密度，既适合于在中小型企业网中担当核心路由器，也可以在大型网络中担当汇聚层路由器。
支持VoIP特性、IP组播协议，并提供丰富的QoS特性，支持扩展模块插槽数为4，支持网络协议有PPP/FrameRelay/X.25/LAPB/HDLC/SLIP；
IP/IPX；
传输层协议：
TCP/UDP；
隧道协议：
GRE/L2TP；
应用层协议：
Telnet/FTP/Ping/TraceRt；
网管协议：
SNMP；
ISDN协议：
Q.921/Q.931；
RADIUS/IPSec/IKE/FireWall。
支持VPN、Qos，支持的网管协议SNMP。
（7）在交换式网络中，虚拟网络（VLAN）是一组由分布在不同地点上的用户组成逻辑站点的集合，通过虚拟网络技术实现全交换平面网络结构的广播域的分割。
Quidway交换机具有较强的VLAN功能，可以满足学校的各种应用需求。
3.4应用系统的简介
应用系统是实现网路多媒体教学功能的核心组成部分，通常，用于多媒体教学的应用系统由如下系统组成
3.4.1多媒体课件制作管理平台
该平台应该囊括以下几部分内容：
多媒体信息源及录入；
对视频信息源的非线性编辑；
硬件视频压缩与传输；
动画、图文的制作与编辑；
多媒体课件的制作与存储；
对以上内容的综合系统管理。
3.4.2网络多媒体教室
网络多媒体教室内，可以使教员、学员通过校园网或内部子网，实现教室内部多媒体课件的广播、点播和师生间的双向交流，多用户同时调用多媒体课件库中的电子读物和课件。
3.4.3网络虚拟实验室
网络虚拟实验室与以上具体的多媒体教室不同，学生在网络上，通过计算机中的应用系统所显示的实验环境，进行各种模拟实验系统可以自动判断学生的实验成绩，虚拟实验室的建设是通过网络虚拟实验室开发平台来进行的，它要求开发人员具有较高的专业知识和开发水平，是多媒体教学手段的较高境界。
3.4.4视频广播系统
该系统可以在internet和intranet上提供高品质的实时mpeg流技术。
实现一点广播，多点实时观看的能力，无须添加任何视频传输系统硬件，可以将录像、电视节目乃至摄像机拍摄的内容通过计算机网络传输，适应范围广泛，能够实施于异种网络环境。
任何一台联网终端可以实时观看播出的内容，它可以将录像节目、教学讲座、研讨会等节目，通过校园网实时地传输到联网终端上。
在视频广播的同时，可以进行节目录制，供以后视频点播使用。
视频广播系统与视频点播系统可以无缝地集成，提供统一的视频广播和视频点播用户界面。
软件通常支持多个实况视频流的选择观看能力，并提供非常好的基于Web浏览器的Web用户界面。
3.4.5视频点播系统
VOD（VideoOnDemand）是近几年新兴的传媒方式，该技术是计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、电视技术和数字压缩技术等多学科、多领域融合交叉的产物，它可以使您根据自己的兴趣，通过联网计算机，自由地点播异地点播节目库中视频节目和信息，使可以对视频库内容进行自由选择的交互式系统。
该技术在校园网上的应用，无疑为多媒体教学提供了一种非常便利的手段。
3.5VLAN的划分与IP地址的分配
3.5.1VLAN基础
VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）的中文名为"
虚拟局域网。
VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。
这技术主要应用于交换机中，但不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第三层以上交换机才具有此功能，这一点可以查看相应交换机的说明书即可得知。
IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。
VLAN把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不
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