计算机网络 3.docx
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计算机网络3
小型网络设计
1.课程设计目的
通过对网络的具体规划和组建，掌握网络互连设备的使用及工作原理；掌握IP地址的配置及数据传输过程和路由的选择。
具体求达到：
（1）掌握PacketTracer5.0软件的使用方法，能够用此软件画出小型网络的拓扑图。
并进行模拟测试。
（2）加深理解网络分层结构概念尤其是对会话层、表示层、应用层等高层协议软件的通信功能、实现方法，掌握网络互连设备的使用及工作原理，掌握IP地址的配置。
（3）初步掌握局域网的设计技术和技巧培养开发网络应用的独立工作能力。
（4）增加对计算机网络软、硬件组成的感性认识初步学会典型局域网络的操作、使用技能。
2.设计方案
2.1.具体设计任务
构建小型局域网，将6个楼相互连接是每个楼的用户都能可以接入互联网，具有广域网访问的安全机制和网络管理功能。
2.2.总体设计思路
2.2.1.设计理论
随着IT技术的迅猛发展，校园网已经成为现代教育背景下的必要基本设施，成为学校提高教学水平，科研和管理水平的重要途径。
就校园网而言，其主要的应用包括：
Internet接入，远程教育，视频点播，多媒体教学，学校办公自动化，图书资料查询和科研告诉网络等，校园网络主干所承担的信息流量非常大。
其目标为把学校所有的局域网和单机用户连接起来，组成一个网络系统，为教师，学生，科研人员和管理干部提供一个先进的计算机网络环境，使学校的教学，科研和管理达到一个更高的水平和层次，增强竞争力，同时通过校园网与Internet的连接，使得广大师生，科研人员和管理干部都能分享国内，国际计算机资源，教育和科研等信息资源。
因此，在不久的未来，学校的教育方法和手段，将是构筑在教育信息化发展战略之上，通过加大信息网络教育的投入，开展网络化教学，开展教育信息服务和远程教育服务等将成为未来建设的具体内容。
要进行校园网总体设计，首先，进行对象研究和需求调查，弄清学校的性质、任务和改革发展的特点，对学校的信息化环境进行准确的描述，明确系统建设的需求和条件；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校Intranet服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；第三，确定网络拓朴结构和功能，根据应用需求、建设目标和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；第四，确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配
置等方面的标准和要求；第五，规划安排校园网建设的实施步骤。
校园计算机组网系统的实施，应以以下原则作为指导思想：
（1）先进性：
先进的设计思想、网络结构、开发工具，采用市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品；
（2）实用性：
建网时应考虑利用和保护现有的资源、充分发挥设备效益；
（3）开放性：
系统设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组建和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级及与外界信息的沟通；
（4）灵活性：
采用积木式模块组合和结构化设计，使系统配置灵活，满足学校逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可增长性；
（5）可靠性：
具有容错功能，管理、维护方便。
对网络的设计、选型、安装、调试等各环节进行统一规划和分析，确保系统运行可靠，经济性，投资合理，有良好的性能价格比。
2.2.2.设计思路
一个完整的校园网建设在实施过程中可以分成两个环节：
网络集成方案设计和信息系统集成。
其中信息系统集成是目的，网络集成是手段。
网络集成方案主要包括两个方面：
结构化布线与设备选择、网络技术及设备选型。
它的设计思想有两个，一个是网络方案采用模块化的设计，各个模块完成各自的功能。
在实施的过程中，可以根据需要将相应的模块添加到网络中，也可以不使用某些模块，在需要时候再添加。
同时，模块化设计容易维护，某个模块出现故障，不会影响到整个网络的安全。
另一个设计思想是采用层次体系，整个网络通过主干网连接起来，各个子网通过接口与主干网连接，实现各自的功能，在子网内部及与主干网进行数据通信。
2.3.设计方案
2.3.1.网络系统拓扑结构图
图1网络拓扑图
2.3.2.结构化布线
综合布线系统是建筑物或建筑群内的传输网络，它既能使话音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此连接，也能使这些设备与外部通信网络相互连接，包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连线点，与工作区的话音或数据终端之间的所有电缆，以及相关联的布线部件。
一个良好的综合布线系统对其服务的设备有一定的独立性，并能互连许多不同的通信设备如数据终端、模拟式或数字式电话、PC和主机以及公共系统装置。
一般布线系统，垂直（主干）子系统，水平子系统，工作区子系统。
校园网为园区网，楼群间子系统采用光缆连接，可提供千兆位的带宽，有充分的扩展余地。
统有六个子系统组成：
建筑群间子系统，设备间子系统，管理区子系垂直子系统则位于高层建筑物的竖井内，可采用多模光缆或大对数双绞线。
把管理区子系统并入设备间子系统，集中管理。
对于多幢楼宇，可采用多设备间的方法。
分为中心设备间和楼栋设备间部分，中心设备间是整个局域网的控制中心，内设有对外（Internet）对内通信的各种网络设备（交换机、路由器、视频服务器等），中心交换机通过光缆（地下直埋）与楼栋设备间的交换设备相连，以保证数据的高速传输。
在此设备间放置布线的线架和网络设备，端接楼内来自在各层的主干线缆，并端接连接网络中心的光纤。
楼内布线包括水平布线和主干布线。
水平系统采用超五类双绞线，新的楼宇采用暗装墙内的方式，旧的楼宇采用PVC线槽明装的方式。
2.3.3.设计方法
（1）楼层具体设计规划
1号楼共4层，每层13间，让其每层的最后一个房间作为管理间子系统，每层的管理间上下连接形成了垂直干线子系统，在一楼的位置构成设备间。
2，3号楼由于只具有一间电子阅览室或多媒体教室，所以可以通过走棚线或地线将设备连接起来，交换设备可单独或与多台PC一同放置。
（2）主干网络技术的选择
在PC与交换设备之间建议采用3/5/5+双绞线以获得最佳传输性能；楼与楼之间由于要受到距离限制（500M），所以此处应采用多模光纤（具体型号：
1000Base-SX）,传输距离在525-550M之间；多媒体教室性能高于电子阅览室，故二号楼选取性能低于CISCOswitch-PT交换机（24口）的CISCO2950T-24交换机，以此来满足用户和机器的需求。
（3）配置命令
一号楼路由器配置：
RRouter>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceFastEthernet0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.11.11255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceFastEthernet1/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.20.12255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial3/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.21.56255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#routerrip
Router（config-router）#network192.168.11.0
Router（config-router）#network192.168.20.0
Router（config-router）#network192.168.21.0
Router（config-router）#
表1一号楼路由表
二号楼路由器配置：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceFastEthernet0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.11.1255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.13.1255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial3/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.23.3255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#routerrip
Router（config-router）#network192.168.11.0
Router（config-router）#network192.168.13.0
Router（config-router）#network192.168.23.0
Router（config-router）#
表2二号楼路由表
三号楼路由器配置：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceSerial0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.13.11255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceFastEthernet1/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.19.12255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.14.13255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#routerrip
Router（config-router）#network192.168.14.0
Router（config-router）#network192.168.13.0
Router（config-router）#network192.168.19.0
Router（config-router）#
表3三号楼路由表
四号楼漏油器配置：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceSerial0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.14.11255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.15.12255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial3/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.25.13255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#routerrip
Router（config-router）#network192.168.14.0
Router（config-router）#network192.168.15.0
Router（config-router）#network192.168.25.0
Router（config-router）#
表4四号楼路由表
五号楼路由器配置：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceSerial0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.15.11255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.16.12255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial3/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.26.16255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#routerrip
Router（config-router）#network192.168.15.0
Router（config-router）#network192.168.16.0
Router（config-router）#network192.168.26.0
Router（config-router）#
表5五号楼路由表
六号楼路由器配置：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceSerial0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.16.23255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.17.11255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#interfaceSerial3/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.27.12255.255.255.0
Router（config-if）#
Router（config-if）#exit
Router（config）#routerrip
Router（config-router）#network192.168.16.0
Router（config-router）#network192.168.17.0
Router（config-router）#network192.168.27.0
Router（config-router）#
表6六号楼路由表
3.网络技术选型
3.1.以太网
以太网指的是由Xerox公司创建并由Xerox,Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范。
以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测技术）技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。
以太网与IEEE802.3系列标准相类似。
它不是一种具体的网络，是一种技术规范。
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。
以太网在互联设备之间以10—100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆10BaseT以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。
直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。
3.1.1以太网的拓扑结构
（1）总线型拓扑结构：
所需的电缆较少、价格便宜、管理成本高，不易隔离故障点、采用共享的访问机制，易造成网络拥塞。
早期以太网多使用总线型的拓扑结构，采用同轴缆作为传输介质，连接简单，通常在小规模的网络中不需要专用的网络设备，但由于它存在的固有缺陷，已经逐渐被以集线器和交换机为核心的星型网络所代替。
优点:
电缆长度短、结构简单、造价低、易于布线，组成串行连接的小型局域网非常容易，适用于计算机数量较少、布置较集中的单位，如小型办公网络、游戏网络。
缺点:
不能集中控制;故障检测需在网上的各个结点间进行，一个连接节点故障有可能导致全网不能通信;在扩展总线的干线长度时，需重新配置中继器、剪裁电缆、调整
终端器等;对计算机数量较多、位置相对分散、传输信息量较大的网络建议不使用总线结构。
（2）星型拓扑结构：
管理方便、容易扩展、需要专用的网络设备作为网络的核心节点、需要更多的网线、对核心设的可靠性要求高。
采用专用的网络设备（如集线器或交换机）作为核心节点，通过双绞线将局域网中的各台主机连接到核心节点上，这就形成了星型结构。
星型网络虽然需要的线缆比总线型多，但布线和连接器比总线型的要便宜。
此外，星型拓扑可以通过级联的方式很方便的将网络扩展到很大的规模，因此得到了广泛的应用，被绝大部分的以太网所采用。
优点:
是利用中央结点可方便地提供服务和重新配置网络;单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维护。
缺点:
是每个站点直接与中央结点相连，需要大量电缆，因此费用较高;如果中央结点产生故障，则全网不能工作，对中央结点的可靠性要求很高。
3.1.3以太网的传输介质
以太网可以采用多种连接介质，包括同轴缆、双绞线和光纤等。
其中双绞线多用于从主机到集线器或交换机的连接，而光纤则主要用于交换机间的级联和交换机到路由器间的点到点链路上。
（1）快速以太网：
快速以太网（FastEthernet）在保持帧格式、MAC（介质存取控制）机制和MTU（最大传送单元）质量的前提下，其速率比10Base－T的以太网增加了10倍。
二者之间的相似性使得10Base－T以太网现有的应用程序和网络管理工具能够在快速以太网上使用。
（2）千兆以太网：
千兆位以太网是一种新型高速局域网，它可以提供1Gbps的通信带宽，采用和传统10M、100M以太网同样的CSMA/CD协议、帧格式和帧长，因此可以实现在原有低速以太网基础上平滑、连续性的网络升级。
只用于PointtoPoint，连接介质以光纤为主，最大传输距离已达到70km，可用于MAN的建设。
由于千兆以太网采用了与传统以太网、快速以太网完全兼容的技术规范，因此千兆以太网除了继承传统以太局域网的优点外，还具有升级平滑、实施容易、性价比高和易管理等优点。
千兆以太网技术适用于大中规模（几百至上千台电脑的网络）的园区网主干，从而实现千兆主干、百兆交换（或共享）到桌面的主流网络应用模式。
4.设计结果与分析
组建局域网时，首先要考虑网络分布的地理范围，范围的大小决定网络结构和布线，当范围较小时，使用一条电缆线就可将几台工作站连接起来形成一个小型网络，而当网络的地理分布较宽广时，就要考虑是否要分段管理，并相应地配置每一网段和各网段之间所需的传输介质和连接设备。
全连接的网状拓扑结构的主要优点就是网络的可靠性高，当主干网上的一条链路发生故障时，网络信息可以自动路由到另一个冗余链路上传输。
用户接入端采用星型拓扑结构相对于其他拓扑结构来说具有如下优点：
（1）网络结构简单，明了，易于管理，维护。
（2）易实现结构化组网。
（3）星型结构易扩充，易升级。
（4）特别适合于交换机，集线器等设备的连接。
（5）容易通过增加主干设备端口连接数，实现扩展主干线的带宽。
（6）星型结构的设备技术成熟，种类多，选择余地大。
5.心得体会
计算机网络工程要遵循计算机网络建设的原则，依据计算机网络设计的通用方法，进行网络设计并付诸工程实施的全部工作。
了解与掌握计算机网络工程的工作原则，工作过程与工作方法不仅对从事计算机网络设计与工程实施技术人员具有非常重要的作用，对于从事计算机网络管理与维护的技术人员也有重要的参考价值。
在对该小型校园内局域网组网与管理的过程中，我了解到了计算机网络设计的一般任务，明确计算机网络设计与建设的基本原则，掌握计算机网络网络需求分析的目标，任务与方法以及层次化的计算机网络设计方法，并且掌握了管理计算机网络的基本技能以及网络互连，网络安全等网络高级技能，在交换机和路由器的配置方面，首先组网连线是最基本的，其次在配置路由器的时候，弄清楚网络结构和层次是很重要的，只要认识清楚了才可以有条理的进行配置。
这套校园小型网络设计肯定在很多方面都有所不足，如果要组建校园网还需要对各个地方进行改进，才能节省校园网络的成本，才能最大限度发挥出校园网的性能。
通过这次课程设计，我学会了撰写规范的计算机网络方案书，也使自己的能力得到了锻炼。
同时，在计算机网络的课程设计中遇到的一些问题，通过看书找到了相关的知识点，你不了上课时遗漏的重点知识。
6参考文献
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