小型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與通信

1、 課程設(shè)計說明書 No 13小型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與通信1、課程設(shè)計的目的隨著信息時代的快速發(fā)展，計算機已經(jīng)普遍到千家萬戶，而計算機作為一種工具已經(jīng)成為人類生活不可缺少的一個組成部分，我們對計算機的了解程度也應該有所加深，并且要在才操作計算機的基礎(chǔ)上，對計算機的聯(lián)網(wǎng)，對除了終端設(shè)備以外的連通設(shè)備有所掌握，要對像路由器，交換機，中繼器，網(wǎng)橋等設(shè)備的連通有一定的了解，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機作為一種認知工具在教育領(lǐng)域中的應用越來越廣泛，從開始的計算機模擬演示到后來的多媒體輔助教學。培養(yǎng)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應用的獨立工作能力,初步掌握局域網(wǎng)的設(shè)計技術(shù)和技巧。通過對網(wǎng)絡(luò)的具體規(guī)劃和組建，掌握網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的使用及工作原理

2、；掌握IP地址的配置及數(shù)據(jù)傳輸過程和路由的選擇。具體求達到： 1.增加對計算機網(wǎng)絡(luò)軟、硬件組成的感性認識，初步學會典型局域網(wǎng)絡(luò)的操作、使用技能；2.加深理解網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)概念，尤其是對會話層、表示層、應用層等高層協(xié)議軟件的通信功能、實現(xiàn)方法，掌握網(wǎng)絡(luò)互練設(shè)備的使用及工作原理，掌握IP地址的配置；3.初步掌握局域網(wǎng)的設(shè)計技術(shù)和技巧，培養(yǎng)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應用的獨立工作能力。2、課程設(shè)計方案2.1設(shè)計思路2.1.1校園網(wǎng)設(shè)計原則： 作為一個現(xiàn)代化的學校，首先要有一個完整而周密的網(wǎng)絡(luò)連接，把校園連成一個密不可分的整體，所以我認為創(chuàng)建校園網(wǎng)首先就要使校園中的各個部門正常工作的基礎(chǔ)上提高效率。校園網(wǎng)對于一個學校的發(fā)

3、展是有著不可忽視的作用的，由于此網(wǎng)絡(luò)是應用于實際，所以在創(chuàng)建時需要考慮它的應用性、經(jīng)濟性、下面我將從如下幾個方面進行分析。 (1)綜合性原則：校園網(wǎng)的設(shè)置需要滿足各種不同模擬或數(shù)字信號的傳輸需求，將所有的語言、數(shù)據(jù)、圖象、監(jiān)控設(shè)備的布線組合在一套標準的布線系統(tǒng)上， 設(shè)備與信息出口之間需用標準的連接線通過標準的接口把它們接通。 (2)經(jīng)濟性原則：在建立校園網(wǎng)的過程中需要用有限的資金創(chuàng)建出高效的管理體制，并能長期發(fā)展和運行。 (3)實用性原則：為了適應當代快速發(fā)展的的特性，所以在建立網(wǎng)絡(luò)的時候需要符合實際，真正做到實行現(xiàn)代化管理、滿足共享資源、提高學校管理效率。 (4)先進性原則：充分利用當前計算

4、機軟硬件技術(shù)的新成果，建立一個符合國際標準、開放、高性能、易管理的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 - (5)靈活性原則：建立好的網(wǎng)絡(luò)應該做到任意兩點之間都能滿足信息的穩(wěn)定傳遞，同時在遇到問題的時候盡量把危險降到最低。 (6)可靠性原則：網(wǎng)絡(luò)建立好后應該做到遇到在外界系統(tǒng)干擾的情況下能保證長時間的穩(wěn)定、可靠的運行。 (7)合理性原則：校園網(wǎng)強弱電的布線走向要合理搭配，互不干擾，而且要外形美觀；用戶同時使用計算機的電源、電話、網(wǎng)線要方便操作、便于以后的運行維護。2.1.2設(shè)計技術(shù) 現(xiàn)如今,建筑物綜合布線系統(tǒng)是建筑技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是計算機網(wǎng)絡(luò)工程的基礎(chǔ)。布線系統(tǒng)是由許多部件組成的，主要有傳輸介質(zhì)、線路

5、管理硬件、連接器、插座、插頭、適配器、傳輸電子線路、電氣保護設(shè)施等，并由這些部件構(gòu)造各種子系統(tǒng)。而傳輸介質(zhì)通常選用雙絞線或光纖。理想的布線系統(tǒng)表現(xiàn)為：支持語音應用、數(shù)據(jù)傳輸、影像影視，而且最終能支持綜合型的應用。作為布線系統(tǒng)，一般由6個子系統(tǒng)組成，它們分別是：工作區(qū)子系統(tǒng)，水平干線子系統(tǒng)，管理間子系統(tǒng)，垂直干線子系統(tǒng)，建筑群子系統(tǒng)，設(shè)備間子系統(tǒng)。傳輸媒體是通信網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)時發(fā)送方和接收方之間的物理通路，如果沒有介質(zhì)傳送信息，就不存在通信網(wǎng)絡(luò)。雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線傳輸媒體。雙絞線既可以用于傳輸模擬信號，也可以用于傳輸數(shù)字信號，最常用語聲音的模擬傳輸。雙絞線普遍用于點對點的連接，

6、也可以用于多點的連接。局域網(wǎng)的雙絞線主要用于一個建筑物內(nèi)或幾個建筑物間的通信。在低頻傳輸時，雙絞線的抗干擾性相當于或高于同軸電纜并且價格非常便宜。同軸電纜分為基帶和寬帶兩種，基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，并使用曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達10Mbps，寬帶同軸電纜既可用于模擬信號傳輸又可用于數(shù)字信號傳輸。同軸電纜適用于點對點和多點連接。同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線強，但是價格比雙絞線貴。光纖傳送速率的效率相當快，最低傳送速率是100Mbps，一般可達1Gbps。光纜普遍用于點對點線路，并且可以在68km內(nèi)不用中繼器傳輸，所以適合于幾個建筑物之間通過點對點的鏈路連接局域網(wǎng)絡(luò)。此外，光信號不受

7、電磁干擾或噪聲影響，光波也不會相互干擾，因此光纜不存在信號衰減問題，可以在長距離內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)；光纜中的匹配性好，使人很難在光纜上竊取數(shù)據(jù)，所以安全性好。但是造價較前兩種要貴很多。綜合三種傳輸介質(zhì)的性能以及對其比較，本次課設(shè)將采用光纖。最后一個需要用到的比較重要的知識點就是網(wǎng)絡(luò)拓撲架構(gòu)，分為星狀拓撲結(jié)構(gòu)、環(huán)狀拓撲結(jié)構(gòu)、總線拓撲結(jié)構(gòu)、樹狀拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)等。本網(wǎng)采用星狀拓撲結(jié)構(gòu)，因為星狀拓撲結(jié)構(gòu)簡單，便于集中控制和管理，建網(wǎng)容易，故障容易隔離和定位，網(wǎng)絡(luò)延遲較小。2.1.3設(shè)計內(nèi)容 創(chuàng)建一個校園網(wǎng)，目的是加強校園管理，通過利用互聯(lián)網(wǎng)等高科技技術(shù)使其擁有一個良好的管理體質(zhì)，方便校方對學生進行科學

8、、人性化的管理。同時多傾聽同學的心聲，了解他們的需求，從而為學校樹立一個良好的形象。本課程設(shè)計涉及到四幢教學樓每棟樓都有其特定的功能。一號樓為48個校園網(wǎng)普通用戶，二號樓為1個包含24個多媒體用戶的電子閱覽室，三號樓為1個包含48個用戶的多媒體教室，四號樓為網(wǎng)絡(luò)中心。設(shè)計時要求每棟樓之間都能實現(xiàn)局域網(wǎng)的連接，并使用集線器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和共享。具體要求如下：使用模擬仿真軟件，構(gòu)建一個小型網(wǎng)絡(luò)。(1)終端用戶包括：1號樓有48個校園網(wǎng)用戶；2號樓有1個包含24個多媒體用戶的電子閱覽室；3號樓有1個包含48個用戶的多媒體教室(性能要求高于電子閱覽室)。4號樓是網(wǎng)絡(luò)中心。支持遠程業(yè)務(wù)洽談，可以接入互聯(lián)

9、網(wǎng)，具有廣域網(wǎng)訪問的安全機制和網(wǎng)絡(luò)管理功能。(2)各樓之間的距離為500米。2.1.4需求分析（1）根據(jù)學校的規(guī)模.進行方案設(shè)計，進行設(shè)備選型報價之類。（2）然后就是采購，需要的東西購買完全。（3）繪制出邏輯物理拓撲圖. （4）根據(jù)拓撲在實地進行考察，確定線路走向。（5）然后就是布線的工作了。布線過程中異性將標簽打好，否則的話以后維護還有就是在設(shè)備上架的時候會出現(xiàn)很大的問題。（6）再有就是設(shè)備上架之后的安裝調(diào)試。一般由提供設(shè)備的一方進行技術(shù)支持。（7）最后就是試運行，試運行之后就是驗收了。由甲方（指客戶）和乙方（項目運作方）共同進行驗收。2.2設(shè)計方案：采用Router-PT Router8作

10、為一號樓校園網(wǎng)用戶的中心向外連接一個交換機2950-24 Switch0,再以此為中心向外連接兩個交換機2950-24 Switch1和2950-24 Switch2，因為一號樓共有48個用戶，所以每臺交換機連接24臺PC機。采用Router-PT Router5作為二號樓電子閱覽室的中心向外連接一個交換機2950-24 Switch3，再以2950-24 Switch3為中心向外連接24臺PC機。采用Router-PT Router6為三號樓多媒體教室的中心向外連接一個交換機2950-24 Switch4，由于從題目要求來看，三號樓的性能應明顯好于二號樓，所以再以2950-24 Switch

11、4為中心向外連接三個交換機，分別是2950-24 Switch5、 2950-24 Switch16、2950-24 Switch8，再在此基礎(chǔ)上，每臺交換機向外連接16臺PC。采用Router-PT Router7作為四號樓的網(wǎng)絡(luò)中心，向外連接Cloud-PT Cloud0以供連接外網(wǎng)，再連接2950-24 Switch7。因為四號樓是網(wǎng)絡(luò)中心,，支持遠程教學，可以接入互聯(lián)網(wǎng)，具有廣域網(wǎng)訪問的安全機制和網(wǎng)絡(luò)管理功能，所以除了連接若干PC機之外還要連接兩個Server-PT Server0、Server-PT Server1。2.2.1設(shè)備連線表1 設(shè)備連線表 設(shè) 備 樓 號設(shè)備名稱傳輸介質(zhì)一

12、 號 樓PC Switch同軸電纜Switch Switch雙絞線Switch Router同軸電纜二 號 樓PC Switch同軸電纜Switch Router同軸電纜三 號 樓Switch Router同軸電纜Switch Switch雙絞線PC Switch同軸電纜四 號 樓Router Cloud光纖Switch Router同軸電纜PC Switch同軸電纜Switch Server同軸電纜2.2.2網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互連各種設(shè)備的物理布局，就是用什么方式把網(wǎng)絡(luò)中的計算機等設(shè)備連接起來。它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等。而此次我將采

13、用星型結(jié)構(gòu)，星型結(jié)構(gòu)是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話就屬于這種結(jié)構(gòu)。星型結(jié)構(gòu)是指各工作站以星型方式連接成網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點，其他節(jié)點通過傳輸介質(zhì)與中央節(jié)點直接相連，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心來執(zhí)行交換和控制功能，中心節(jié)點通常為集線器。星型結(jié)構(gòu)雖然較常用且結(jié)構(gòu)簡單，便于集中管理和控制，建網(wǎng)容易，故障容易隔離和定位，網(wǎng)絡(luò)延遲較小。但網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點負荷過重，如果中心節(jié)點產(chǎn)生故障，將導致全網(wǎng)失效。此時，設(shè)立備用中心節(jié)點可以提高其可靠性。圖1 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖2.2.3配置表 表2 PC以及Server機配置表PC以及Server機名稱IP AddressSubnet MaskGatewayPC01

14、92.168.12.5255.255.255.0192.168.12.1PC1192.168.12.6255.255.255.0192.168.12.1PC2192.168.52.4255.255.255.0192.168.52.3PC3192.168.52.9255.255.255.0192.168.52.3PC4192.168.10.13255.255.255.0192.168.10.1PC5192.168.10.15255.255.255.0192.168.10.1PC6192.168.31.10255.255.255.0192.168.31.8PC7192.168.10.35255.2

15、55.255.0192.168.10.1Server0192.168.31.12255.255.255.0192.168.31.8Server1192.168.31.56255.255.255.0192.168.31.8表3 路由器配置表路由器名稱接口IP AddressSubnet MaskRouter8E0192.168.12.1255.255.255.0S2192.168.32.1255.255.255.0S3192.168.45.1255.255.255.0Router5E0192.168.52.3255.255.255.0S2192.168.32.5255.255.255.0Rout

16、er6E0192.168.10.1255.255.255.0S2192.168.25.1255.255.255.0S3192.168.45.2255.255.255.0Router7E0192.168.31.8255.255.255.0S2192.168.25.4255.255.255.03、設(shè)計結(jié)果與分析3.1截圖依據(jù)拓撲圖以及對IP地址、網(wǎng)關(guān)、子網(wǎng)掩碼等設(shè)置完成后，在各路由器上的PC發(fā)送信件以檢測拓撲圖是否連通，如果發(fā)送成功，則證明此拓撲圖可用，得到運行結(jié)果圖如下： 圖2 運行結(jié)果圖 PC是拓撲圖中不可缺少的一個器件，對于它的配置包括IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)。如下圖為PC0機的配置界面，圖

17、3為配置網(wǎng)關(guān)，圖4為配置IP地址和子網(wǎng)掩碼。圖3 PC0機網(wǎng)關(guān)配置界面圖4 PC0機IP地址和子網(wǎng)掩碼配置界面 路由器最基本的功能是包交換和路由選擇，路由的配置分為靜態(tài)和動態(tài)配置兩方面。如下圖5為Router5的RIP配置界面，圖6為Router5的IP地址和子網(wǎng)掩碼的配置界面。圖5 Router5的RIP配置界面如下圖為Router5的E0端口配置界面。圖6 Router5的E0端口配置界面如下圖為Router5的配置命令顯示界面。圖7 Router5的配置命令顯示界面3.2配置命令一號樓Router8配置命令Press RETURN to get started.Router>ena

18、bleRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial2/0Router(config-if)#ip address 192.168.32.1 2

19、55.255.255.0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial3/0Router(config-if)#ip address 192.168.45.1 255.255.255.0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial2/0Route

20、r(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial3/0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#router ripRouter(config-router)#network 192.168.12.0Router(config-router)#network 192.168.32.0Router(config-router)#network 192.168.45.0Router(config-router)#Router(config-rout

21、er)#exitRouter(config)#router ripRouter(config-router)#二號樓Router5配置命令Press RETURN to get started!Router>enableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip address 192.168.52.3 255.255.255.0Router(

22、config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial2/0Router(config-if)#ip address 192.168.32.5 255.255.255.0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#router ripRouter(config-router)#network 192.168.52.0Router(config-router)#network 192.168.32.0Router(config-router)#Router(

23、config-router)#exitRouter(config)#router ripRouter(config-router)#三號樓Router6配置命令Press RETURN to get started!Router>enableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.2

24、55.0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial2/0Router(config-if)#ip address 192.168.25.1 255.255.255.0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial3/0Router(config-if)#ip address 192.168.45.2 255.255.255.0Router(config-if)#Router(config-if)#ex

25、itRouter(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial2/0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial3/0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#router ripRouter(config-router)#network 192.168.10.0Rou

26、ter(config-router)#network 192.168.25.0Router(config-router)#network 192.168.45.0Router(config-router)#Router(config-router)#exitRouter(config)#router ripRouter(config-router)# 四號樓Router7配置命令Press RETURN to get started!Router>enableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per li

27、ne. End with CNTL/Z.Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip address 192.168.31.8 255.255.255.0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial2/0Router(config-if)#ip address 192.168.25.4 255.255.255.0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial2/0Router(config-if)#Router(config-if)#exitRouter(config)#router ripRouter(config-router)#network 192.168.31.0Router(config-router)#network 192.168.25.0Router(config-router)#Router(config-