计算机网络课程设计.docx
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计算机网络课程设计
小型网络设计
1、课程设计的目的
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、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、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
2、课程设计的主要内容
设计内容：
使用模拟仿真软件，构建一个小型网络。
网络规模要求如下：
（1）终端用户包括：
1号楼有48个校园网普通用户；2号楼有1个包含24个多媒体用户的电子阅览室；3号楼有1个包含48个用户的多媒体教室（性能要求高于电子阅览室）。
4号楼是网络中心；5号楼有30个校园普通用户；6号楼有20个多媒体用户的电子阅览室。
支持远程教学，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）各楼之间的距离为500米。
3、主要技术关键的分析、解决、方案比较
3.1.楼宇内的连接选择
用户对信息点的分布和带宽的需求
按校方的要求，本次实施的局域网信息点共有170个。
其中一号楼48普通用户，二号楼24个多媒体用户，三号楼48个多媒体用户，四号楼为网络中心；5号楼有30个校园普通用户；6号楼有20个多媒体用户。
各楼之间以多模光缆连接，构成学校的园区局域网。
根据学校安排，信息点的具体分布是：
一号楼二号楼三号楼五号楼六号楼合计
4824483020170
为适应学校将来对各种网络应用的需求，另外随着技术和工艺的进步，考虑到目前各类布线材料在价格方面比较接近，因此拟对所有信息点都按超五类UTP标准布线，每个信息点可实现不低于100Mb的带宽，这样不仅可支持一般的学校信息管理应用对网络传输带宽的要求，而且完全支持MPEG-2等格式的多媒体信息传输。
3.2楼宇间的连接链路
几种常用传输介质的比较：
楼宇间的连接线缆暴露在室外，常年受到日晒雨林的影响和雷电的干扰，就目前常用的双绞线、细同轴电缆和粗同轴电缆和光缆等几种有线传输介质来看，从抗干扰，抗腐蚀，高带宽及允许传输距离等几方面看，以室外铠装光缆作传输介质最为适宜。
下面就这几种常用的传输介质作些分析比较：
（1）双绞线
目前室内布线常用的双绞线都是指无屏蔽的双绞铜线（UTP），其传输速率同距离密切相关，虽然在100以内五类无屏蔽双绞线可以传输125MHz（100Mbps），但它不适合作连接楼与楼之间的主干电缆，其原因有：
没有屏蔽层的铜线在室外很容易感应雷电而产生干扰，甚至损坏设备。
UTP因受室外恶劣环景的影响，容易老化，寿命短。
按照PDS布线规则，UTP线缆不容许超过100米（尤其是100Mb的快速以太网），因而也不适合作室外主干电缆。
至于屏蔽双绞铜线（STP），从理论上说，抗干扰和传输距离都比UTP好，但它要求有较高的接地性能，从工艺上一般很难保证，即便做到了，其投资也十分可观，否则会弄巧成拙。
这也是STP未能广泛流行的主要原因。
（2）同轴电缆
传统的同轴电缆主要有粗同轴电缆和细同轴电缆。
粗同轴电缆比起细同轴电缆具有较高的抗拉强度，机械性能好和有效传输距离更远（前者最大距离是500米，后者为185米）的特点，但施工难度大，而且由于应用越来越少，市面上货源难觅，其成本已超过光缆。
初、细缆两者的传输速率都是10Mbps，且只能作为共享介质使用。
不过，由于细缆施工方便，价钱便宜，在共享网段的工作站数目不多的请况下（十来个站点以内），在室内使用是可以考虑的。
但可靠性和可维护性都稍差。
随着网络技术的发展，这两种传输介质都已趋淘汰。
（3）光缆
光缆具有高带宽（一般可达数百MBit乃至数十Gbit级），传输距离远，抗干扰能力强、安全性好等显著特点。
其相关产品的价格也逐年大幅度下降。
目前是业界作网络主干的理想传输介质。
对于某学校园区网，涉及到3座建筑物的楼间局域网互联。
由于网络中心设在办公楼，按照星型的网络拓扑结构，在考虑目前主要以客户机/服务器（C/S）或浏览器/服务器（B/S）集中式应用模式的特点，所以其它二座楼都应当分别连接到办公楼的网络中心。
就目前大多数校园网的应用情况而言，校园网上承载的传输信息中，多媒体信息的传输量将会越来越大，如多媒体教学，电子阅览、视屏点播等应用。
因此，无论从目前或者将来的发展观点看，主干网传输介质必须具有承载千兆速率的能力。
另外，作为户外传输介质，还需具备较好的抗干扰、可靠性、抗老化和高寿命等特点。
然而具备上述这些特点的传输介质目前只有光缆可满足要求。
光缆按模式可分为多模和单模两种。
它们都可以承载千兆的传输速率，唯有在距离问题上，二者差异较大，前者的最大传输距离只有275米（62.5/125μm）至550米（50/125μm），由于其光收发器件半导体器件（LED），所以价格相对较便宜；而单模光纤因采用的是激光器件作光收发器，因此，传输距离可达数十公里，而价格也要高出前者几倍。
对于本方案，由于楼宇间的最远光缆距离也不会超过200米，所以为节省投资宜采用62.5/125μm的多模光缆。
3.室外主干链路部分设计
拓扑方案：
根据学校的需求，需要将3座建筑物的室内信息点互连成学校的园区局域网。
从便于管理和维护，有利于提高所有信息点访问中心服务器的速率，并结合地理位置统筹考虑，较好的拓扑方案是：
以办公楼的网络机房为中心，按星型结构方式辐射到其它2座楼。
楼宇间互连的介质选择：
正如前面分析所述，对于目前园区网的室外主干传输介质，光缆已成为唯一有效的选择。
它不仅具有很好的带宽及其扩展性，而且在抗干扰性，可靠性、稳定性和使用寿命等多方面都十分优越。
不足的只是施工难度稍大，成本较高。
对于前者，只要设计时考虑周全，施工时一次到位，考虑足够的前瞻性，有充分的扩展性，就能很好地解决这个问题。
为此，拟打算从办公楼网络中心到其它2座建筑楼的室外主干链路全都采用多模6芯光缆（教学楼信息点较多，可考虑2条千兆上连链路，或者按LAG方式捆绑成一个2千兆的主干链路，一旦任意一条链路发生故障，另一条链路会自动按一个千兆速率的链路正常运行。
还有两芯作备用）。
这样可实现高速、冗余、可靠、稳定的优质主干链路。
在光缆的连接方面，目前存在至少三方法：
熔接，磨接和冷压接。
磨接法在多模光缆中虽有一定的应用市场，但经验证明，一致性差，往往因人而异，普遍衰减较大。
熔接容易保证性能，特别是在单模光缆更是如此。
冷压接是一种新的工艺需要特殊的设备，性能也不如熔接好。
我们一般采用熔接的光缆连接方法。
3.4客户机的带宽分析
客户端的带宽一般有共享10Mb，交换的10Mb和交换的10/100Mb等几种。
前者虽然成本低，但网络性能较差，难以满足应用要求。
目前市场上供应的网卡大多是10/100Mb自适应的。
对于教学楼和办公楼的客户端应用可能大多是学校管理，但不乏有速度不高的手术和CT图象等多媒体信息传输。
况且，现在市场上１０Ｍｂ网卡同１００Ｍｂ网卡的价格已相差无几，因此，拟将这两座楼的所有客户端按１０／１００Ｍｂ自适应交换到桌面的方式配置（前提是所有楼间连接全部采用多模光缆）。
3.5综合布线
结构化布线系统是建筑物或建筑群内的传输网络，它既能使数据通信设备、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线路上的连线点，与工作区的数据终端之间的所有电缆，以及相关联的布线部件。
一个良好的结构化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、PC和主机以及公共系统装置。
一般布线系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。
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。
4.主机、路由器及交换机的配置
模拟网络如图1所示：
图1总体拓扑结构
4.1对网络配置：
1.所用的物理配置
一号楼：
路由器ROUTER-PT（GENERIC）1台
交换机SWITCH-PT（GENERIC）1台
集线器HUB若干
PC机48台
三类五类双绞线若干
二号楼：
路由器ROUTER-PT（GENERIC）1台
交换机SWITCH-PT（GENERIC）1台
集线器HUB若干
PC机24台
三类五类双绞线若干
三号楼：
路由器ROUTER-PT（GENERIC）1台
交换机SWITCH-PT（GENERIC）1台
集线器HUB若干
PC机48台
三类五类双绞线若干
四号楼：
路由器ROUTER-PT（GENERIC）1台
DNS服务器1台
PC机1台
三类五类双绞线若干
控制线若干
五号楼：
路由器ROUTER-PT（GENERIC）1台
交换机SWITCH-PT（GENERIC）1台
PC机30台
三类五类双绞线若干
六号楼：
路由器ROUTER-PT（GENERIC）1台
交换机SWITCH-PT（GENERIC）1台
PC机20台
三类五类双绞线若干
4.2配置交换机路由器
如图2：
路由器拓扑结构
图2路由器拓扑结构
配置边界路由器IP地址：
根据划分子网的范围配置一号楼FA0/0，S2/0口IP地址，如图3
图3一号楼路由器FA0/0口配置
4.3配置DNS，WEB服务器
将DNS服务器的DNS选项中的各项填满，WEB服务器配置与DNS服务器配置相同
如下图4、5、6：
配置DNS服务器IP地址网关等选项。
图4DNS服务器地址
图5WEB服务器地址
图6DNS，WEB服务器配置
4.4主机IP地址配置
PC机地址配置：
点击PC机，在桌面选项卡中选择IP配置，配置对应PC机的IP地址，子网掩码，默认网关，DNS服务器地址。
4.5测试不同子网间是否能通信，各个主机是否能访问WEB服务器
192.168.18.2与192.168.18.66不为同一个子网，为一号楼与二号楼。
使用PING命令，可以PING通。
说明可以通信
如图7：
图7测试一号楼二号楼之间通信
192.168.18.2与192.168.18.130不为同一个子网，为一号楼与三号楼。
使用PING命令，可以PING通。
说明可以通信
如图8：
图8一号楼三号楼之间通信
192.168.18.66与192.168.18.130不为同一个子网，为二号楼与三号楼。
使用PING命令，可以PING通。
说明可以通信
如图9：
图9二号楼三号楼之间通信
用PC机访问WEB浏览器
输入baidu点击转到，出现网页，说明可以访问WEB服务器，可以与外界广域网通信。
如图10：
图10访问WEB浏览器与
4.6路由器表设置
一号楼路由表如下表：
表1一号楼路由表
二号楼路由表如下表：
表2二号楼路由表
三号楼路由表如下表：
表3三号楼路由表
四号楼路由表如下表：
表4四号楼路由表
五号楼路由表如下表：
表5五号楼路由表
六号楼路由表如下表：
表6六号楼路由表
5.心得体会
通过这次的课程设计，我学到了很多知识。
一学期在课上学到了很多专业知识，却不能时常运用到实践中去。
此次得课程设计为我们提供了一个实践的机会，把理论和实践相结合，提高自己的动手实践能了，巩固所学知识，为日后的学习工作打下坚实的基础。
网络是计算机专业课中重要的一门课程，在日程生活中，有很大的帮助。
通过此次的这几天课程设计，使我明白一个道理，只要努力，就会有收获。
一学期的网络课程已经结束了，平时在课上学到了很多理论知识，当然也有上机课，把随时在课上所学的知识转换为实践，运用到动手能力中。
这次课程设计充分利用了课上所学的知识，综合起来，把理论和实践相结合。
只有空空的理论知识是没有用的，要运用到实践中去，才能加深对所学的理论知识的理解。
在课程设计中，遇到了很多困难，例如VLAN的配置，路由器静态路由的配置等方面，通过老师的帮助然后再自己的努力解决问题，是一件非常快乐的事情。
同时也反映出自己的对所学的知识点掌握不是牢固，还存在很多盲点。
6.参考文献
[1]刘涛.浅谈计算机网络技术基础课程的教学[J]辽宁大学出版社.2006.6
[2]刘国斌计算机网络工程典型案例分析[M].北京:
清华大学出版社.2004.7:
45-278
[3]赵东明.计算机网络技术课程教学改革[J]东北大学出版社.2007.6
[4]贾冬梅、周昕.数据通信与网络技术[J]清华大学出版社.2004.1
附录：
代码如下：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceFastEthernet0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.18.1255.255.255.192
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.1.2255.255.255.0
配置四号楼fa0/1,fa0/0,fa0/4,fa0/5,s2,s3口IP地址
代码如下：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.1.1255.255.255.0
Router（config-if）#noshutdown
Router（config）#interfaceFastEthernet4/0
Router（config-if）#noipaddress
Router（config-if）#ipaddress192.168.2.1255.255.255.0
Router（config-if）#noshutdown
Router（config）#interfaceFastEthernet5/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.3.1255.255.255.0
Router（config-if）#noshutdown
Router（config）#interfaceSerial3/0
Router（config-if）#ipaddress192.16.2.1255.255.255.0
Router（config-if）#clockrate64000
Router（config）#interfaceFastEthernet0/0
Router（config-if）#noshutdown
%LINK-5-CHANGED:
InterfaceFastEthernet0/0,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN:
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/0,changedstatetoup
Router（config-if）#ipaddress172.16.1.1255.255.255.0
Router（config）#interfaceFastEthernet1/0
Router（config-if）#noshutdown
%LINK-5-CHANGED:
InterfaceFastEthernet1/0,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN:
LineprotocolonInterfaceFastEthernet1/0,changedstatetoup
Router（config-if）#ipaddress192.168.18.193255.255.255.192
配置三号楼,fa0/0,fa0/4口IP地址
代码如下：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceFastEthernet4/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.3.2255.255.255.0
Router（config-if）#noshutdown
Router（config）#interfaceFastEthernet0/0
Router（config-if）#noshutdown
%LINK-5-CHANGED:
InterfaceFastEthernet0/0,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN:
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/0,changedstatetoup
Router（config-if）#ipaddress192.168.18.129255.255.255.192
配置二号楼,fa0/0,fa0/4口IP地址
代码如下：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceFastEthernet4/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.1.2255.255.255.0
Router（config-if）#noshutdown
Router（config）#interfaceFastEthernet0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.18.66255.255.255.192
配置广域网,fa0/0,S2/0口IP地址
代码如下：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress172.16.1.2255.255.0.0
Router（config-if）#ipaddress172.16.1.2255.255.255.0
Router（config-if）#noshutdown
Router（config）#interfaceSerial2/0
Router（config-if）#ipaddress172.16.2.2255.255.255.0
配置路由器间静态路由
一号楼静态路由配置：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#iproute192.168.18.64255.255.255.192192.168.1.1
Router（config）#iproute192.168.18.128255.255.255.192192.168.1.1
Router（config）#iproute202.96.64.0255.255.255.0192.168.1.1
Router（config）#iproute172.16.1.0255.255.255.0192.168.1.1
二号楼静态路由配置
Router（config）#iproute192.168.18.0255.255.255.192192.168.2.1
Router（config）#iproute192.168.18.128255.255.255.0192.168.2.1
Router（config）#iproute202.96.64.0255.255.255.192192.168.2.1
Router（config）#iproute172.16.1.0255.255.255.0192.168.2.1
三号楼静态路由配置
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#iproute192.168.18.64255.255.255.192192.168.3.1
Router（config）#iproute192.168.18.0255.255.255.192192.168.3.1
Router（config）#iproute202.96.64.0255.255.255.0192.168.3.1
Router（config）#iproute172.16.1.0255.255.255.0192.168.3.1
四号楼静态路由配置
Router（config）#iproute192.168.18.128255.255.255.192192.168.3.2
Router（config）#iproute202.96.64.0255.255.255.0172.16.2.2
Router（config）#iproute192.168.18.0255.255.255.192192.168.1.2
Router（config）#iproute192.168.18.64255.255.255.192192.168.2.2
五号楼静态路由配置：
Router>enable
Router#configureterminal
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
Router（config）#iproute192.168.18.64255.255.255.192192.168.
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