宿舍网络设计方案.docx

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宿舍网络设计方案

福建信息职业技术学院

实务（论文）

论文题目：

宿舍网络设计

系别：

软件系　　　　

　　　　　专业：

网络技术　　　

　　　　　班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

创新楼404宿舍网络设计方案

1、项目背景

1.1工程项目名称与概况

✧工程名称：

xxx职业技术学院创新楼宿舍网络工程。

✧建设地点：

✧工程概况：

xxx职业技术学院创新楼宿舍网络的建设是为了满足学生宿舍的教学和管理的需要而进行的，为学生连接因特网和教学、管理向网络化过渡提供坚实的基础。

✧要求工期：

2010年12月29日至2010年12月31日。

1.2宿舍物理布局

工程项目设计主要涉及到创新楼404宿舍内部的网络结构敷设，其整体为一个套间结构；内部由1个大厅、东、西各1个卧室以及1个洗手间组成；其中，东、西卧室每间8个学生床位，里面没有配置电脑放置空间。

平面图见图1-1创新楼404宿舍。

1.3接入设备

工程项目中，创新楼宿舍目前共有台式电脑3台，笔记本电脑7台；其中台式电脑只能使用有线网卡接入，笔记本电脑需要有线网卡及无线网卡两种接入模式。

2、关键技术分析

2.1网络通信协议

为了对操作平台和应用软件有最好的支持，得到最优的性能价格比，以及和Internet实现连接，我们选择了以TCP/IP为中心的、开放的、标准的网络通信协议。

宿舍结构如下图：

图1-1创新楼404宿舍

2.1.1高层网络协议

TCP/IP协议

TCP/IP组成：

TCP/IP由四个层次组成：

网络接口层、网间网层、传输层、应用层。

TCP/IP原理：

TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

这4层分别为：

应用层：

应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。

传输层：

在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层：

负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。

网络接口层：

对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、SerialLine等）来传送数据。

TCP/IP功能：

IP协议（InternetProtocol）又称互联网协议，是支持网间互连的数据报协议，它与TCP协议（传输控制协议）一起构成了TCP/IP协议族的核心。

它提供网间连接的完善功能，包括IP数据报规定互连网络范围内的IP地址格式。

Internet上，为了实现连接到互联网上的结点之间的通信，必须为每个结点（入网的计算机）分配一个地址，并且应当保证这个地址是全网唯一的，这便是IP地址。

2.1.2低层传输协议

IEEE802.3和IEEE802.11标准

IEEE802.3是载波侦听多路访问局域网的标准。

它描述物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。

早期的IEEE802.3描述的物理媒体类型包括：

10Base2、10Base5、10BaseF、10BaseT和10Broad36等；快速以太网的物理媒体类型包括：

100BaseT、100BaseT4和100BaseX等。

IEEE802.3I:

原始IEEE802.3规范的物理更改，它要求通过双绞线网络介质，使用以太网类型的信令。

标准设定信令速度为10兆比特每秒，使用一个通过双绞线电缆传输的基带信令图，该双绞线电缆采用星形或延伸的星形拓扑。

IEEE802.3u:

（100Base-T）是100兆比特每秒以太网的标准。

100Base-T技术中可采用3类传输介质，即100Base-T4、100Base-TX和100Base-FX，它采用4B/5B编码方式。

IEEE802.3z:

IEEE802.3z千兆以太网标准在1998年6月通过，它规定的三种收发信机包括三种介质：

1000BASE-LX应用于已安装的单模光纤基础上，1000BASE-SX应用于已安装的多模光纤基础上，1000BASE-CX应用于已安装的在设备室内连接的平衡屏蔽铜缆基础上。

IEEE802.3/LLC大都在AppleTalkPhase2、NetBIOS和一些IPX（NetWare）的实现中普通应用。

IEEE802.3帧格式（1997）在1995-1996年间，IEEE802.3x任务组为支持全双工操作对已有标准作了补充。

其中一部分工作就是开发了流量控制算法。

帧格式方面的最大变化是：

MAC控制协议使用DIX以太网风格的类型域来唯一区分MAC控制帧与其他协议的帧。

这是IEEE802委员会第一次使用这种帧格式。

只要该任务组把MAC控制协议对类型域的使用合法化，他们就能把任何IEEE802.3帧对类型域的使用合法化。

IEEE802.3x在1997年成为IEEE通过的协议。

这使原来“以太网使用类型域而IEEE802.3使用长度域”的差别消失。

IEEE802.3经过IEEE802.3x标准的补充，支持这个域作为类型域和长度域两种解释。

两者都是“IEEE802.3格式”，类型域和长度域的不同解释正如本节前部所述。

作为类型域用法标准化的一部分，IEEE承担了为类型域设定惟一值的则任（Xerox从1980年已开始对类型域赋值）。

千兆以太网使用了这种混合的帧格式。

以太网帧：

该帧包含6个域：

前导码（preamble）包含8个字节（octet）；目的地址（DA）包含6个字节；源地址（SA）包含6个字节；类型域包含2个字节；数据域包含46-1500字节；帧效验序列（FCS）包含4个字节。

IEEE802.11标准是第一代无线局域网标准之一。

该标准定义了物理层和媒体访问控制（MAC）协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。

定义了两种无线网络的拓扑结构，一种为基础设施网络，另一种是特殊网络。

802.11物理层的无线媒体（WM）决定了它与现有的有线局域网的MAC不同，它具有独特的媒体访问控制机制，以CSMA/CA的方式共享无线媒体。

802.11--初期的规格采直接序列展频（扩频）技术（DirectSequenceSpreadSpectrum,DSSS）或跳频展频（扩频）技术（FrequencyHoppingSpreadSpectrum,FHSS），制定了在RF射频频段2.4GHz上的运用，并且提供了1Mbps、2Mbps和许多基础讯号传输方式与服务的传输速率规格。

802.11a--802.11的衍生版，于5.8GHz频段提供了最高54Mbps的速率规格，并运用orthogonalfrequencydivisionmultiplexingencodingscheme以取代802.11的FHSS或DSSS。

802.11b（即所谓的高速无线网路或Wi-Fi标准），1999年再度发表IEEE802.11b高速无线网路标准，在2.4GHz频段上运用DSSS技术，且由于这个衍生标准的产生，将原来无线网路的传输速度提升至11Mbps并可与以太网路（Ethernet）相媲。

IEEE802.11g在2003年7月被通过。

其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s（跟802.11a相同）。

802.11g的设备向下与802.11b兼容。

其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE802.11g的标准上另行开发新标准，并将理论传输速度提升至108Mbit/s或125Mbit/s。

IEEE802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能（WEP，WiredEquivalentPrivacy）而制定的修正案，于2004年7月完成。

其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP（CTRwithCBC-MACProtocol），以及向前兼容RC4的加密协议TKIP（TemporalKeyIntegrityProtocol）。

IEEE802.11n，是2004年1月时IEEE宣布组成一个新的单位来发展的新的802.11标准，在市面上零售的相关产品版本为草拟版本2.0。

传输速度理论值为300Mbit/s，因此需要在物理层产生更高速度的传输率，此项新标准应该要比802.11b快上50倍，而比802.11g快上10倍左右。

802.11n也将会比目前的无线网络传送到更远的距离．在802.11n有两个提议在互相竞争：

WWiSE（World-WideSpectrumEfficiency）以Broadcom为首的一些厂商支持。

TGnSync由Intel与Philips所支持。

802.11n增加了对于MIMO的标准，使用多个发射和接收天线来允许更高的数据传输率，并使用Alamouticodingcodingschemes来增加传输范围。

IEEE802.11k阐述了无线局域网中频谱测量所能提供的服务，并以协议方式规定了测量的类型及接收发送的格式。

此协议制定了几种有测量价值的频谱资源信息，并建立了一种请求／报告机制，使测量的需求和结果在不同终端之间进行通信。

协议制定小组的工作目标是要使终端设备能够通过对测量信息的量读做出相应的传输调整，为此，协议制定小组定义了测量类型。

这些测量报告使在IEEE802.11规范下的无线网络终端可以收集临近AP的信息（信标报告）和临近终端链路性质信息（帧报告，隐藏终端报告和终端统计报告）。

测量终端还可以提供信道干扰水平（噪声柱状报告）和信道使用情况（信道负荷报告和媒介感知柱状图）。

2.2网络规划

子网划分概念

Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。

A类网络有126个，每个A类网络可能有16777214台主机，它们处于同一广播域。

而在同一广播域中有这么多结点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。

可以把基于类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于类的网络地址的主机部分创建的。

划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

RFC950定义了子网掩码的使用，子网掩码是一个32位的2进制数，其对应网络地址的所有位都置为1，对应于主机地址的所有位都置为0。

由此可知，A类网络的默认子网掩码是255.0.0.0，B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，C类网络的默认子网掩码255.255.255.0。

子网掩码常用点分十进制表示，我们还可以用网络前缀法表示子网掩码，即“/<网络地址位数>”。

138.96.0.0/16表示B类网络138.96.0.0的子网掩码为255.255.0.0。

2.3DNS

DNS是域名系统（DomainNameSystem）的缩写，它是由解析器和域名服务器组成的。

域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。

其中域名必须对应一个IP地址，而IP地址不一定有域名。

域名系统采用类似目录树的等级结构。

域名服务器为客户机/服务器模式中的服务器方，它主要有两种形式：

主服务器和转发服务器。

将域名映射为IP地址的过程就称为“域名解析”。

在Internet上域名与IP地址之间是一对一（或者多对一）的，域名虽然便于人们记忆