小局域网的组件方法.docx
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小局域网的组件方法
毕业论文〔设计〕
论文题目：
小局域网的组建方法
学生
学号
年级
班级
专业计算机应用
指导教师
2021年6月
摘要
当今世界，各种先进的科学技术飞速开展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。
在以计算机技术为代表的信息科技的开展更是日新月异，从各个方面影响和改变着我们的生活，而其中的计算机网络技术的开展更为迅速，已经渗透到了我们生活的各个方面，人们已经离不开计算机网络，并且随着因特网的迅速普及，给我们的学习与生活条件带来更大的方便，我们与外部世界的联系将更加的严密和快速。
随着人们对于信息资源共享以及信息交流的迫切需求，促使网络技术的产生和快速开展，计算机网络的产生和使用为人类信息文明的开展带来了革命性的变化。
自1995年中国教育教研网〔CERNET〕建成后，校园网的建立已经进入到一个蓬勃开展的阶段。
校园网的建成和使用，对于提高教学和科研的质量、改善教学和科研条件、加快学校的信息化进程，开展多媒体教学与研究以及使教学多出人才、科研多出成果有着十分重要而深远的意义。
其主要包括各种局域网的技术思想、网络设计方案、网络拓扑构造、布线系统、Intranet/Internet的应用、网络平安，网络系统的维护等内容。
通过本毕业设计课题的论述，希望使读者能够了解校园网的建立过程以及所涉及到的各种网络技术，并能对今后大家在学习网络技术知识或是进展校园网的工程建立中有所借鉴。
关键词：
局域网、Internet、计算机网络、网络协议、效劳器、防火墙
1引言
1．1局域网简介
局域网是同一建筑、同一校园、方圆几公里远的地域内的专用网络。
局域网通常用来连接公司办公室或企业内部的个人计算机和工作站，以共享软、硬件资源。
美国电气和电子工程师协会〔IEEE〕局域网标准委员会员会曾提出局域网的一些具体特征：
a、局域网在通信距离有一定的限制，一般在1~2Km的地域X围内。
比方在一个办公楼内、一个学校等。
b、较高传输率的物理通信信道也是局域网的一个主要特征，在广域网中用线连接的计算机一般也只有20~40Kpbs的速率。
c、因为连接线路都比拟短，中间几乎不会爱任何干扰，所以局域网还具有始终一致的低误码率。
d、局域网一般是一个单位或部门专用的，所以管理起很方便。
另外局域网的拓扑构造比拟简单，所支持连接的计算机数量也是有限的。
组网时也就相对很容易连接。
1．2组建小型局域网的意义
在网络信息时代的今天，面向新的需求和挑战，Internet的出现，给人们的生活带来许多的乐趣，人们可以在网上承受大量的信息，可以在网上购物以及收发E-mail等。
由于家庭、小公司企业出于种种原因，需要几台PC同时连上Internet，通过局域网共享Internet。
对大多数非专业的计算机用户，网络还只是计算机的一个别名，即使对一些专业人士，网络也只是一些抽象的概念。
现在单位甚至家庭都拥有一台以上的电脑，如果能把这些电脑以很少的代价互连起来，既能起到共享资源〔文件、打印机、Modem、ISDN等〕作用，又能节约经费开支。
组建局域网要讨论三个要素，无论是公司外连网还是家庭内连网，要较好地发挥局域网的作用都要涉及三个要素：
运载根底设施、运载设施和运载信息.
2需求分析
2．1社会需求
个人家庭、一般小公司企业局域网一般为小规模的组网，节点数一般不超过30个，网络应用简单，对通信的要求也不高，因此小型局域网是最适合此类用户。
小型局域网我们选择对等网。
对等网是通过直接电缆连接。
直接电缆连接只是一种通讯手段。
每次只能让一方访问另外一方，具体地说就是只能客户机访问主机。
要使主机能访问客户机，必须重新设置直接电缆连接，使主/客位置换过来才能到达目的。
显然，这只是一种临时使用的通讯手段，并非长远之策。
对等网相对直接电缆连接就高级了一些，它不但方便连接两台以上的电脑，而且更关键的是它们之间的关系是对等的，连接后双方可以互相访问，没有主客阶级差异；然而，对等网仍然不能共享可执行程序、Internet，只有上升到客户/效劳器构造的局域网，才能共享效劳器上的可执行程序、Internet。
当然，那样的网络需要牺牲一台高性能的电脑作为网络中的效劳器让大家共享。
因此，对等网是一种投资少、见效快、高性价比的实用型小型网络系统。
2．2网络应用需求
实现企业局域网与其他各网络之间的平安、高速数据访问交换
采用Internet代理效劳，实现企业所有站点通过电脑网络高速Internet。
建立WWW效劳器，实现企业在Internet和Intranet上的信息发布，使公司内外的人员能够即使了解公司的最新信息。
建立效劳器，实现企业工作人员与上级机构、分支机构等的电子信息的传递。
构建起企业运行基于网络设计的Client/Server（客户机/效劳器）或Browser/Server（浏览器/效劳器）构造的办公自动化系统、各种信息管理系统的网络硬件平台和系统运行平台。
公司Internet应用是作为我们设计网络一期的依据，因此，我们从公司Internet应用及应用开展入手，分析目前及未来开展的公司Internet应用，并根据这些应用的自身特点，从带宽需求、传输时延、传输的可靠性、传输的平安性等因素来分析，综合考虑并总结出公司Internet应用的开展需求。
2．3网络技术需求
主干网络采用速率为1000Mbps的交换技术。
作为公司主干的支撑网络，要求平安可靠，并可实现主干网络冗余、链路容错等功能。
系统各层网络之间良好互联。
千兆交换机与主机效劳器之间良好互联。
具有良好便捷网络管理平台。
网管系统是开放式网管平台，并可以对全网进展故障管理、配置管理、性能管理、事物处理管理、流量控制管理、日志管理、多厂家产品管理、MIB管理、效率管理和图形化管理。
网络骨干设备具有较高的可靠性；核心设备支持热插拔，具有容错设计。
网络设备具有较好的扩展性，系统能够平滑升级及扩大。
2．4功能需求
资源共享功能：
网络的各个桌面用户可共享数据库、共享打印机，实现办公自动化系统中的各功能。
通信效劳功能：
最终用户通过广域网连接可以收发电子、实现Web应用、接入互联网、进展平安的广域网访问。
多媒体功能：
支持多媒体组播，具有卓越的效劳质量保证功能。
远程VPN拨入访问功能：
系统支持远程PPTP接入，外地员工可利用INTERNET远程访问公司资源
2．5网络平安需求
网络平安主要解决访问互联网及中心效劳器的平安问题，考虑以下因素：
1、 公司网与Internet网相连后具有“防火墙〞过滤功能，以防止网络黑客入侵网络系统；
2、 良好的认证体系可防止假冒合法用户的攻击；
3、 良好的备份和恢复机制，可在攻击造成损失时，帮助系统尽快地恢复数据和系统效劳；
4、 多层防御，攻击者在突破第一道防线后，应有多层防御可以延缓或阻断其到达攻击目标；
5、 通过NAT地址转换功能隐藏内部信息，这样可以使攻击者不能了解系统内的根本情况；
6、设立平安监控中心为信息系统提供平安体系管理、监控、保护及紧急情况效劳。
3局域网的设计原那么与目标
3．1设计原那么
家庭、公司需求为前提原那么
坚持以家庭、公司具体需求为小型局域网信息系统方案设计的根本和前提，同时，也要注重源于需求又高于需求的原那么，注意用专业化的技术思想来帮助家庭、公司方进展小型局域网的规划与设计，确保局域网的实用性、先进性和便于扩展性。
品质与本钱匹配原那么
选择品质最好的设备不一定是最正确方案，本钱因素也是一个不容无视的问题，只有将品质与本钱实现最正确匹配，才是一个最优秀的方案。
技术应用全面原那么
在技术应用方面，我们全面考虑其实用性、先进性、开放性、可扩大性、可靠性、平安XX性及友好性。
坚持标准原那么
一切局域网设计和布线，均要遵循国际标准。
3．2设计局域网的目标
首先，通过Internet与网络相连，与外界进展资源共享和信息共享。
然后,通过局域网实现网内的资源共享与信息交换，如文件、打印机等等。
4方案分析
4．1局域网组网材料
此方案为一般家庭用户局域网宽带共享Internet，用网通宽带。
4台PC机，一台作效劳器。
利用DHCP自动的将网络参数正确的分配给网域中的每部计算机，这样减少了客户机的设置和维护的复杂性。
网络设备
4台PC,4口HUB，四块网卡，4根RJ45网线。
操作系统
当效劳器这台PC机推荐用Windows2000操作系统或更高；其他PC操作系统任选。
协议
网络层/传输层协议，建议优先采用TCP/IP协议。
4．2局域网组网原那么
建网要遵循“依据需求、统筹规划、分步实施、成熟可靠〞的原那么。
1、局域网的组建要考虑家庭的需要与可能，首先要满足一般冲浪娱乐需。
2、组建局域网时，根据费用情况，作出相应的组网方案。
另外，对于网络通信设备选型也需要考虑以下几个方面：
1、网络厂商应有良好的背景和全面的解决方
2、网络厂商对网络各种标准有着良好的理解和支持，对标准的制定有相当的影响
3、网络厂商应对网络开展方向和技术具有前瞻性
4、选型的网络产品在国际/内具有一定先进性同时较好地满足需求
5、所有网络产品符合标准并且具有开放性，厂商对产品有长远的开展计
6、选型产品应是成熟的，在国内/国外有着广泛的实际应用，并占有一定市场份额
7、网络厂商具有完善的售后效劳体系
根据以上原那么，我们综合考虑国际主流网络设备厂商〔NortelNetworks,Cisco,3Com等〕及其旗帜设备，我们选择CiscoSystems,Inc〔思科系统〕公司的综合网络解决方案来建立网络系统。
5网络拓扑图
图5-1局域网拓扑图
6设计说明
6．1实现Internet共享
代理技术〔ProxyTechnology〕是通过代理效劳器软件来实现的。
Windows系统的ICS〔InternetConnectionSharing〕是供小型局域网共享接入Internet的一个代理效劳器软件，它具有NAT转换功能。
使用它就可以不使用第三方代理效劳器软件，因此十分方便。
在WindowsXP系统中启用ICS，将其中一台PC设置为代理效劳器，其它的几台PC通过代理效劳器共享上网。
需要注意的是，代理效劳器需要安装双网卡，外网卡连上Internet，内网卡与局域网相连
6．2网络设计
在局域网中用到的网络拓扑一般都是星型和总线型
1、总线型拓扑构型：
总线型局域网的介质访问控制方法采用的是"共享介质"方式。
它的主要特点是：
（1）所有的结点都通过相应的网卡直接连接到一条作为公共传输介质的总线上。
（2）总线通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质。
（3）所有结点都可以通过总线传输介质发送或接收数据，但一段时间内只允许一个结点利用总线发送数据。
当一个结点利用总线传输介质以"播送"方式发送数据时，其他结点可以用"收听"方式接收数据。
（4）由于总线做为公共传输介质为多个结点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上结点利用总线发送数据的情况，因此会出现"冲突"（collision），造成传输失败。
"冲突"产生的原因是由于信号在传送线路上有延迟。
（5）在"共享介质"方式的总线型局域网实现技术中，必须解决多结点访问总线的介质访问控制（MAC，MediumAccessControl）问题。
总线型拓扑的优点是：
构造简单，实现容易，易于扩展，可靠性较好。
2、星型拓扑构型
在局域网的星型拓扑讨论中，我们应该注意以下两个问题。
第一个问题是星型拓扑的定义问题。
根据星型拓扑的定义，星型拓扑中存在着中心结点，每个结点通过点-点线路与中心结点连接，任何两结点之间的通信都要通过中心结点转接。
按照这种定义，普通的共享介质方式的局域网中不存在星型拓扑。
但是以计算机交换分机CBX为中心的局域网系统可以归为星型局域网拓扑构型。
第二个问题是逻辑构造与物理构造的关系问题。
逻辑构造指局域网的结点间相互关系与介质访问控制方法，而物理构造指局域网外部连接形式。
逻辑构造属于总线型与环型的局域网，物理构造也可以被看成星型的。
最典型的是总线型的Ethernet，如果它的物理层采用10BASE-T协议时，所有的结点都通过双绞线连接到一个集线器HUB上，从外部构造看其物理构造是星型的。
只有在出现交换式局域网（SwitchedLAN）之后，才真正出现了物理构造与逻辑构造统一的星型拓扑构型。
交换式局域网的中心结点是一种局域网交换机。
经过比拟，在本次局域网的组建中，我选择了星型拓扑构造。
6．3网线做法及考前须知
局域网就是将单独的微机或终端，利用通信线路相互连接起来，遵循一定的协议，进展信息交换，实现资源共享。
其中，通信线路，即传输介质常用的有：
双绞线、同轴电缆、光纤等。
从性价比和可维护性出发，大多数局域网使用非屏蔽双绞线（UTP—UnshieldedTwistedPair）作为布线的传输介质来组网。
网线由一定距离长的双绞线与RJ45头组成。
双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起，成队扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的影响，双绞线可按其是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线〔STP〕和非屏蔽双绞线〔UTP〕。
在EIA/TIA-568A标准中，将双绞线按电气特性区分有：
三类、四类、五类线。
网络中最常用的是三类线和五类线，目前已有六类以上线。
第三类双绞线在LAN中常用作为10Mbps以太网的数据与话音传输，符合IEEE802.310Base-T的标准。
第五类双绞线目前占有最大的LAN市场，最高速率可达100Mbps，符合IEEE802.3100Base-T的标准。
做好的网线要将RJ45水晶头接入网卡或HUB等网络设备的RJ45插座内。
相应地RJ45插头座也区分为三类或五类电气特性。
RJ45水晶头由金属片和塑料构成,特别需要注意的是引脚序号,当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是1-8,这序号做网络联线时非常重要,不能搞错。
双绞线的最大传输距离为100米。
EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568A与568B。
标准568A：
橙白--1，橙--2，绿白--3，蓝--4，蓝白--5，绿--6，棕白--7，棕--8；
标准568B：
绿白--1，绿--2，橙白--3，蓝--4，蓝白--5，橙--6，棕白--7，棕--8。
在整个网络布线中应用一种布线方式，但两端都有RJ-45plug的网络联线无论是采用端接方式A，还是端接方式B，在网络中都是通用的。
双绞线的顺序与RJ45头的引脚序号--对应。
10M以太网的网线使用1，2，3，6编号的芯线传递数据，100M以太网的网线使用4，5，7，8编号的芯线传递数据。
为何现在都采用4对（8芯线）的双绞线呢？
这主要是为适应更多的使用X围，在不变换根底设施的前提下，就可满足各式各样的用户设备的接线要求。
例如,我们可同时用其中一对绞线来实现语音通讯。
100BASE-T4RJ-45对双绞线的规定如下：
1、2用于发送，3、6用于接收，4、5，7、8是双向线。
1、2线必须是双绞，3、6双绞，4、5双绞，7、8双绞。
下面介绍几种应用环境下双绞线的制作方法。
MDI表示此口是级连口，而MDI-X时表示此口是普通口。
1）PC等网络设备连接到HUB时,用的网线为直通线,双绞线的两头连线要一一对应，此时，HUB为MDI-X口，PC为MDI口。
10Mbps网线只要双绞线两端一一对应即可，不必考虑不同颜色的线的排序，而如果使用100M速率相连的话，那么必须严格按照EIA/TIA568A或568B布线标准制作。
2）在进展间HUB级连时，应把级连口控制开关放在MDI〔Uplink〕上，同时用直通线相连。
如果HUB没有专用级连口,或者无法使用级连口，必须使用MDI-X口级连，这时，我们可用穿插线来到达目的，这里的穿插线,即是在做网线时，用一端RJ-45plug的1脚接到另一端RJ-45plug的3脚；再用一端RJ-45plug的2脚接到另一端RJ-45plug的6脚。
可按如下色谱制作：
A端：
橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕；
B端：
绿白，绿，橙白，蓝，蓝白，橙，棕白，棕。
同时，我们也应该知道，级连HUB间的网线长度不应超过100米,HUB的级连不应超过4级。
因穿插线较少用到，故应做特别标记，以免日后误作直通线用，造成线路故障。
另外穿插网线也可用在两台微机直连。
最后须对线路进展通断测试,用RJ-45测线仪测试时，4个绿灯都应依次闪烁。
软件调试最常用的方法,就是用Windows95、Windows98自带的Ping命令。
如果工作站得到效劳器的响应那么说明线路正常和网络协议安装正常,而这是网络应用软件能正常工作的根底。
图6-1网线制作图
6．4系统平安体系设计
平安管理贯穿于平安防X体系的始终。
实践一再告诉人们仅有平安技术防X，而无严格的平安管理体系相配套，是难以保障网络系统平安的。
必须制订一系列平安管理制度，对平安技术和平安设施进展管理。
实现平安管理必须遵循可操作、全局性、动态性、管理与技术的有机结合、责权清楚、分权制约及平安管理的制度化等原那么。
通过形成了初步的平安管理制度，使领导和各级管理人员在网络平安的重要性方面，有了统一的认识，对网络平安的责任更加明确了。
学校领导是网络平安第一责任人，学校网络管理员是网络平安的直接责任人。
建立了以系统管理员为中心的日常平安管理流程，并根据日常的平安管理工作情况去优化网络平安体系，从而保证了整个网络平安体系的动态性和有效性。
网络中心采用2台核心路由交换机。
两台交换机之间采用链路聚合技术进展连接（带宽可扩展为2000-4000M〕,同时提供均衡负载和链路热备的功能。
网络核心的冗余设计以及核心于二级节点的聚合链路连接保证了企业应用的可靠运行。
强大的网络设备支持保证企业的数据，语音和视频的融合应用，保证关键业务的顺畅运行。
不同区域用户互相访问，该方案采用远程接入VPN效劳〔AccessVPN〕。
在企业总部配置一台VPN网关设备，而在各需要访问企业总部资源的远程用户终端〔包括分支机构、办事处或在外的移动用户〕安装VPN的客户端软件，以模拟拨号、ISDN等拨号接入方式来远程访问企业内部网或外部网。
AccessVPN能使用户随时、随地以其所需的方式访问企业资源。
该方案的平安措施采用硬件防火墙，以确保整个网络的快速稳定运行。
使用该网络设备供给商提供的配套网络管理系统，可以轻松实现整个网络的平安监控、维护。
A、防火墙部署
随着千兆网络上数据吞吐量的不断膨胀，越来越多的网络主干转移到了千兆的通信平台上。
在Internet与校园网内网之间部署一台防火墙，成为内外网之间一道结实的平安屏障。
其中WWW、MAIL、FTP、DNS对外效劳器连接在防火墙的DMZ区，与内、外网间进展隔离，内网口连接校园网内网交换机，外网口通过路由器与Internet连接。
那么，通过Internet进来的公众用户只能访问到对外公开的一些效劳〔如WWW、MAIL、FTP、DNS等〕，既保护内网资源不被外部非授权用户非法访问或破坏，也可以阻止内部用户对外部不良资源的滥用，并能够对发生在网络中的平安事件进展跟踪和审计。
在防火墙设置上我们按照以下原那么配置
来提高网络平安性：
①根据企业网平安策略和平安目标，规划设置正确的平安过滤规那么，规那么审核IP数据包的内容包括：
协议、端口、源地址、目的地址、流向等工程，严格制止来自公网对校园内部网不必要的、非法的访问。
总体上遵从“不被允许的效劳就是被制止〞的原那么。
②将防火墙配置成过滤掉以内部网络地址进入路由器的IP包，这样可以防X源地址假冒和源路由类型的攻击。
过滤掉以非法IP地址离开内部网络的IP包，防止内部网络发起的对外攻击。
③在防火墙上建立内网计算机的IP地址和MAC地址的对应表，防止IP地址被盗用。
④定期查看防火墙访问日志，及时发现攻击行为和不良上网记录。
⑤允许通过配置网卡对防火墙设置，提高防火墙管理平安性。
（2）入侵检测系统部署
入侵检测能力是衡量一个防御体系是否完整有效的重要因素，强大完整的入侵检测体系可以弥补防火墙相对静态防御的缺乏。
通过入侵检测系统部署对来自外部网和校园网内部的各种行为进展实时检测，及时发现各种可能的攻击企图，并采取相应的措施。
（3）漏洞扫描系统
采用漏洞扫描系统定期对工作站、效劳器、交换机等进展平安检查，并根据检查结果向系统管理员提供详细可靠的平安性分析报告，为提高网络平安整体水平产生重要依据。
（4）平安管理常言说：
“三分技术，七分管理〞，平安管理是保证网络平安的根底，平安技术是配合平安管理的辅助措施。
我们要建立一套企业网络平安管理模式，制定详细的平安管理制度，如办公管理制度、病毒防X制度等，并采取切实有效的措施保证制度的执行。
完毕语
一个设计方案的好坏，特别是局域网组网。
与设计人员对其电脑硬件的方方面面地掌握程度息息相关。
在本组网过程中，由于本人对网络知识的掌握有限，又是完全独立完成，可以说整个的组网过程是一边摸索一边实践出来的。
但令人快乐的是，通过这样一个边学习边应用的过程，本人完成了局域网的组网和Internet的共享工作。
本人考虑到价格及性能的因素，在写这篇论文时，也去过了许多电脑硬件商，使我的对其也有一个很大的认识，也花费了一番功夫。
但总的来说，该方案仍然存在许多缺乏之处。
如：
受开发条件和时间的限制，本方案只是反照小型局域网的步线方式，简单的操作。
理论性的东西有的还没实际化。
效劳器的设置方面没有完善。
这些都是需要完善的地方，该组网离实际还是有相当的距离，需要我进展不断地补充和完善。
通过本次毕业设计我学到了不少新的东西，也发现了大量的问题，有些在设计过程中已经解决，有些还有待今后慢慢学习。
只要学习就会有更多的问题，有更多的难点，但也会有更多的收获。
后记/致谢
大学生活已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的教师和同学们表达我由衷的谢意。
感谢我的家人对我学习的默默支持；感谢我的母校给了我在大学深造的时机，让我能继续学习和提高；感谢教师和同学们几年来的关心和鼓励。
教师们课堂上的激情洋溢，课堂下的谆谆教导；同学们在学习中的认真热情，生活上的热心主动，所有这些都让我充满了感动。
这次毕业论文设计我得到了很多教师和同学的帮助，对我的关心和支持尤为重要。
感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在此，我再一次真诚地向帮助过我的教师、同学以及同事表示感谢。
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