矿产开发工作小组局域网的组网方案设计.docx
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矿产开发工作小组局域网的组网方案设计
摘要
随着办公自动化的需要,办公室使用的计算机数目越来越多;而且一些办公设备如打印机、传真机和扫描仪等,在日常办公中应用的频率越来越高。
为了提高办公设备的利用率,节省开支,最好的解决办法就是组建一个办公室局域网,共享这些资源。
在确定好组建网络的方案并购买所需要的网络设备后,需要继续做的工作就是网络的连接,包括把网卡安装到计算机上,制作网线和连接网络。
网络的物理连接实现后,就要考虑网络软件的选择。
服务器可以使用Windows2000Server操作系统。
为了达到限定用户私有空间大小的目的,可以通过磁盘配额来实现。
Imail是一个高性能的,基于标准的SMTP/POP3/IMAP4/LDAP的邮件服务器。
它的用户界面简单直观、非常易于管理。
主要特色包括:
多域名支持,远程管理,Web邮件,可创建邮递清单(mailingLists),反垃圾邮件支持等。
办公局域网建成后,还可以启用Message功能,进行网络对话框或发送消息,也可以建立局域网聊天室。
局域网接入Internet的方式有多种,对于大、中型局域网来说,通常使用交换机、路由器或专线连接Internet;对于小型局域网、家庭用户来说,通常使用ADSL、ISDN或拨号连接Internet。
关键词:
局域网ISDNADSL
目录
1绪论1
1.1局域网1
1.2设计目的2
1.3设计内容2
2网络规划3
2.1.地理布局3
2.2需求分析3
2.3可行性分析4
3网络设计5
3.1网络组网方案的设计5
3.2网络拓扑结构的选择7
3.3网络组网设备的选择9
3.4网络操作系统的选择10
3.5网络协议的选择12
4网络实施13
4.1网络布线13
4.2组网设备的连接方法及安装步骤13
4.3网络软件安装14
4.5网络协议的添加15
4.6子网的划分方法及IP地址的设置16
5网络的测试维护及网络的安全管理17
总结19
局域网设计成本清单21
参考文献22
1绪论
1.1局域网
计算机网络在初期是计算机与通信相结合的产物,它的出现和发展使计算机应用发生了质的变化。
在经历了以大型主机为核心的集中式运算和以个人电脑为基本单元的分布式处理后,计算机的处理模式已发展成现在的网络计算,其应用范围已远远超出了科学计算,成为无所不在的工具。
计算机网络的发展既受到计算机科学技术和通信科学技术的支撑,又受到运用计算机网络的那些领域技术的支持。
如今,计算机网络从体系结构到实用技术已逐步走向系统化、科学化和工程化。
在计算机时代早期,众所周知的巨型机时代,计算机世界被称为分时系统的大系统所统治。
在七十年代,大的分时系统被更小的微机系统所取代。
远程终端计算机系统是在分时计算机系统基础上,通过Modem(调制解调器)和PSTN(公用电话网)把计算机资源向地理上分布的许多远程终端用户提供共享资源服务的。
远程终端用户似乎已经感觉到使用计算机网络"的味道了。
在远程终端计算机系统基础上,人们开始研究把计算机与计算机通过PSTN等已有的通信系统互联起来。
1969年12月,Internet的前身--美国的ARPA网投入运行,它标志着我们常称的计算机网络的兴起。
八十年代初,随着PC个人微机应用的推广,PC联网的需求也随之增大,各种基于PC互联的微机局域网纷纷出台。
计算机网络系统是非常复杂的系统,计算机之间相互通信涉及到许多复杂的技术问题,为实现计算机网络通信,计算机网络采用的是分层解决网络技术问题的方法。
但是,由于存在不同的分层网络系统体系结构,它们的产品之间很难实现互联。
为此,国际标准化组织ISO在1984年正式颁布了"开放系统互连基本参考模型"OSI国际标准,使计算机网络体系结构实现了标准化。
进入九十年代,计算机技术、通信技术以及建立在计算机和网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。
局域网是计算机与计算机相互连接具有独立通信和数据传输的网络,并分布在较小地理范围内的计算机网络,建立局域网可带来的巨大收益;共享光驱、打印机、MODEM、系统资源、数据库资源;实现办公自动化和无纸化办公;并可以实现局域网和外部互联网的连接;实现远程办公。
局域网通常建立在计算机较集中的政府部门、学校、研究所、大中小型企业、家庭、服务型单位等。
1.2设计目的
计算机网络课程设计是计算机科学与技术专业实践环节之一,是学习完《计算机网络》课程后进行的一次全面的综合练习。
其目的在于加深对OSI七层模型、TCP/IP模型的各层功能和设计思想的理解,掌握组建计算机网络的基本技术,特别是网络规划、设计和IP地址的分配,提高学生的应用能力。
伴随着计算机操作系统的不断推陈出新,各种硬件设备的更新换代。
网络技术的日新月异,局域网的组建在人们的日常生活中越来越重要。
无论是单位还是家庭,当拥有多台计算机时就可以将它们连接起来,组成一个局域网,实现组员共享和集中管理。
随着经济和计算机网络技术的发展,计算机网络已经深入到人们的生活中各个角落。
所以,学习和练习组建局域网是我们这个学科的必须技能,借此课设机会学习局域网的组网理论,自己实践,尝试组建一定背景环境条件下的局域网。
1.3设计内容
本次课程设计的主要任务是:
根据用户单位的需求及环境条件、经济状况、人员素质等具体情况,结合当前网络技术的发展以及软、硬件设备条件,在进行相应需求分析和市场调研的基础上,按照计算机网络组网设计的一般方法,进行相应环境下计算机网络组网方案设计联系。
2网络规划
2.1.地理布局
此工作小组办公场地为一层约500平米的写字楼。
位于15楼。
有8间办公室,其余面积是中厅。
2.2需求分析
小型局域网通常规模较小,结构相对简单,对性能的要求则因应用的不同而差别较大。
许多小企业网络技术人员较少,因而对网络的依赖性很高,要求网络尽可能简单、可靠、易用,降低网络的使用和维护成本、提高产品的性能价格比就显得尤为重要。
基于以上特点,应遵循下列设计原则:
1)把握好技术先进性与应用简易性之间的平衡。
2)具有良好的升级扩展能力。
3)具有较高的可靠性和安全性。
4)产品功能与实际应用需求相匹配。
80%的小企业用户通常只用到局域网20%的功能。
精简功能设计的产品不但可以在满足大多数需求的情况下有效降低成本,而且还能够提高系统的稳定性和易维护性。
5)尽可能选择成熟、标准化的技术和产品。
恰当运用以太网的不同标准和功能,以太网技术能够在双绞线、多模光纤、单模光纤等介质上传输数据,可以非常简单地升级到百兆、千兆的速率,而且具有很高的稳定性和可管理性。
以太网提供了多种标准和功能。
比如10Mbps、100Mbps、1000Mbps不同速率的标准,双绞线、光纤等不同介质的标准,以及网络管理、流量控制、VLAN、优先级、链路聚合等功能。
6)每个部门之间不能相互访问但可以访问服务器组和打印机
2.3可行性分析
1)容易实现:
它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线,这种传输介质相对来说比较便宜,如目前正品五类双绞线每米也仅1.5元左右,而同轴电缆最便宜的也要2.00元左右一米,光缆那更不用说了。
这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局域网中。
2)节点扩展、移动方便:
节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可,而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可,而不会像环型网络那样“牵其一而动全局”。
3)便于维护:
采用星型结构,网络故障将先以层为单位被定位在不同的交换层面上,随后在被定位的层面上很快就可以找出发生故障的交换机或节点,这种方法把复杂的维护问题简单化。
4)采用广播信息传送方式:
任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到,这在网络方面存在一定的隐患,但这在局域网中使用影响不大。
5)网络传输数据快:
这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以太网接入速度可以看出。
3网络设计
3.1网络组网方案的设计
网络系统的建设应遵循高可靠性、技术先进、开放性、成熟标准、易于扩展、可维护性好等原则,并充分考虑性能价格比和今后技术的发展。
要求系统兼容性好,易于平滑连接,避免网络瓶颈。
当前达到或超过100Mbps的高速网络技术主要有:
快速以太网、FDDI、千兆以太网、ATM交换网。
FDDI是几年前十分流行的高速网络技术,虽然技术十分成熟,但网络管理复杂且成本较高,现已被逐渐淘汰。
ATM是比较先进的网络技术,它采用信元交换方式,以很高的速率在任意两点间建立直接的虚拟通信链路,有较强的传输质量控制能力,特别适合于多媒体信息的传输。
但在实际使用事因端口价格过高,难以大规模采用。
以太网是种成熟的、质优价廉的网络技术,其标准已制定完备。
经过多年发展,形成了完善的10Mbps、100Mbps和千兆以太网技术,同时还由共享式的网络发展成为交换式的以太网,具备与FDDI、ATM网络融合的多种方法与规范。
快速以太网实际上是10M以太网的100M版本,所以它的运行速度要比10M以太网快。
在用户已经很熟悉传统以太网的情况下,快速以太网相对其他高速网络技术更容易被掌握和接受,它可以应用在共享式和主干环境下,提供高带宽网络连接,提供优质的服务质量(QOS)。
千兆以太网是相当成功的10M以太网和100M快速以太网连接标准的扩展。
IEEE已批准千兆以太网工程IEEE802.3z,并遵循CSMA/CD协议,用户可以保护原有的投资并可以平滑升级原有网络。
1000BASE-T技术是目前以太网技术中最前沿的技术。
对于复杂的应用,尤其是视频应用,单纯的高宽带是不够的,还必须提供相应的策略服务。
Gb以太不但能为用户提供Gb级的带宽,而且为复杂的应用提供策略服务。
局域网设计应该遵循一定的原则,要坚持开放性、先进性、标准性,以及经费的合理性;局域网系统应充分利用已实现的和将要实现的各种现代化先进设备,来实现校园技术 数据及管理信息的存储、传输、处理和综合利用,实现网内的任何一个节点能及时、充分地分享相关信息。
为此,系统采用如下设计思想:
综合考虑现况及发展的需要,依照局域网总体提出的系统建设目标,系统规模和总体规则具体要求,建立网络。
设计物理网络时,从全局考虑,从将来整个工作小组计算机网的实际应用出发,对整个网络系统做出通盘筹划,规划出最合适的方案。
同时保证网络的结构和主要设备具有一定的升级和扩容的能力。
局域网网络结构设计主要是进行网络的物理设计和逻辑设计,在完成结构设计后才能对网络设备进行选型。
网络结构设计对于整个网络系统来说是十分重要的,它设计的成功与否都直接影响网络的使用功能的实现以及网络是否能满足网络的需求。
计算机网络系统是局域网系统的核心,因此在设计中必须遵循以下原则:
软硬件的可行性。
系统软硬件配置必须考虑各种约束条件,主要是性能需求、当前技术水平和改造资金多少,兼顾现实性和技术领先性。
系统开放原则。
系统应具有良好的开放性,或称职兼容性和扩展性,以适应技术的不断发展和不增强的应用需求,因此,应尽量采用工业标准或事实上的工业标准技术。
在系统设计时,要考虑系统的生命周期,一般要按超前3~5年考虑。
整体最优原则。
在进行系统设计和配置时,常遇到很多矛盾,需根据有限合理性原则,进行综合考虑和评价,折中选择。
应考虑的因素有:
先进性、可靠性、安全性、经济性。
开放性、先进性原则。
系统的传输速率至少目前要够用,最好要有一定的余量,以适应应用的不断增长困采用公认的行业标准,以增强适应性,避免淘汰。
要留有足够的扩展扩充的余地,以便对系统进行扩充和改进。
网络可先择Microsoft的产品,以Web为中心,以Intranet技术为基础,采用TCP/IP和HTTP为传输协议,客户通过浏览器访问Web及Web相连的数据库。
3.2网络拓扑结构的选择
网络拓扑是指由网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接,它的结构主要有星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。
目前一般网络环境都被设计成星型拓扑结构。
星型拓扑是目前广泛而又首选使用的网络拓扑设计之一。
总线型拓扑结构中所有的电脑用介质将整个网络从头串到尾。
这是所有的网络拓扑结构中最简单的一种。
环型拓扑结构,就是指所有站点被绕成一圈的电缆所连接起来,整个结构看起来象是一个圆圈。
当前在各种网络系统的建设中使用最多的是星型拓扑结构,虽然星型拓扑结构的网络在布线和网络设备的花费多一些,不过目前各种硬件设备已经非常便宜了,这种花费是可以承受的。
因而它的优点也是十分突出的,主要是当网络中某个节点出现故障时不会影响整个网络的运行,这使得网络从总体上可以提供高度的可靠性和沉佘性,这个性能十分适合校园网这种应用环境,也是校园网的建设中必须要求做到的。
星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。
网络有中央节点,其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连,这种结构以中央节点为中心,因此又称为集中式网络。
星型拓扑结构便于集中控制,因为用户之间的通信必须经过中心站。
由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。
用户设备因为故障而停机时也不会影响其它通信。
同时星型拓扑结构的网络延迟时间较小,传输误差较低。
但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪。
对此中心系统通常采用处理,以提高系统的可靠性。
在星型拓扑结构中,网络中的各节点通过点到点的方式连接到一个中央节点(又称中央转接站,一般是集线器或交换机)上,由该中央节点向目的节点传送信息。
中央节点执行集中式通信控制策略,因此中央节点相当复杂,负担比各节点重得多。
在星型网中任何两个节点要进行通信都必须经过中央节点控制。
现有的数据处理和声音通信的信息网大多采用星型网,目前流行的专用小交换机PBX(PrivateBranchExchange),即电话交换机就是星型拓扑结构的典型实例。
它在一个单位内为综合语音和数据工作站交换信息提供信道,还可以提供语音信箱和电话会议等业务,是局域网的一个重要分支。
在星型网中任何两个节点要进行通信都必须经过中央节点控制。
因此,中央节点的主要功能有三项:
当要求通信的站点发出通信请求后,控制器要检查中央转接站是否有空闲的通路,被叫设备是否空闲,从而决定是否能建立双方的物理连接;在两台设备通信过程中要维持这一通路;当通信完成或者不成功要求拆线时,中央转接站应能拆除上述通道。
由于中央节点要与多机连接,线路较多,为便于集中连线,目前多采用交换设备(交换机)的硬件作为中央节点。
集中式这种结构便于集中控制,因为通信必须经过中心站。
由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。
设备因为故障而停机时也不会影响其它的通信。
同时它的网络延迟时间较小,传输误差较低。
但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪。
所以在此次设计中选择星型拓扑。
3.3网络组网设备的选择
假设现在有一个办公室,共有10台计算机,另有打印机、传真机、扫描仪各1台。
并给出5000-10000元添加一些必要的设备,组建一个小型办公局域网,该网络应具有如下功能。
能够给每个员工分配一定数量的私有空间,用于备份数据。
能够给所有员工分配不限数量的公用空间,用于备份数据。
能够安装不同操作系统的打印机驱动程序。
配置的邮件服务器,能够实现局域网内部互发邮件,将远程邮件下载到本地,公用邮件可以转发给员工,可以向外部发送邮件,可以让外部直接发邮件。
能够实现局域网中资源共享。
100baseTX星型网络结构使用超5类双绞线作为传输介质,并使用100Mbps或10/100Mbps集线路器或交换机作为通讯设备。
目前,交换机的价格也比较低,如16口交换机的价格在1200元左右,因此,可以使用交换机组建办公局域网,这样不仅可以提高传输速率,而且便于以后矿充和升级网络。
由于当前计算机还没任何网络器材,所以在组网的时候必须配置网卡、网线(超5类双绞线),交换机等设备,如表:
所需要的网络硬件设备
名称
数量
单价(元)
合计(元)
说明
网卡
10
50
500
10/100M
网线
100(m)
1.2
120
10条,第条10m
RJ-45接头
20
1.5
30
交换机
1
1200
1200
16口10/100M
合计
1850
除了这些基本的需要外,用于充当服务器的计算机还必须对内存、硬盘容量等硬件进行一些必要的升级或更新,使其能够更好地服务所有用户。
例如,服务器需要为每个员工提供一定的私有空间以及公用空间,因此必须要有超大容量的硬盘,假如每个用户需要10G的私有空间,那么就需要配置至少100G容量的硬盘。
服务器需要扩充和更新的硬件设备,如表:
服务器需要扩充或更新的硬件设备
名称
数量
单价(元)
合计(元)
说明
硬盘
2
880
1760
80GB
内存
2
500
1000
256MB
刻录机
1
550
550
32X(BenQ)
UPS
1
1000
1000
1000VA
合计
4310
如果所有的用户能够通过服务器高速连接Internet,则可以到电信部门申请ADSL,其费用为1300元。
此外,用于安装和调试网络还需要人工费500元。
总之,构建该网络需要约7960元。
3.4网络操作系统的选择
根据用户对操作系统的要求:
操作系统要求选择最新版本,所选操作系统需要提供方便的更新与升级方法,服务器操作系统需要能够提供目录服务功能,服务器及客户机操作系统都需要支持TCP/IP协议,所选操作系统应能够方便的实现用户和权限的管理,秘选操作系统应能够运行大多数应用软件,例如办公软件、图像处理软件、CAD财等,我们选择Linux,它具有极高的稳定性、先天的安全性、软件安装的便利性、多任务、多使用者、免费或少许费用、有强大的网络功能、在相关软件的支持下,可实现WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服务。
建立WWW服务器,实现Internet上浏览和查询;建立FTP服务器,结合实际和需要逐步建立远程FTP服务;建立Web服务器把图文信息组织成分布式的超文本,并用信息指针指向存有相关信息的服务器,使用户可以方便地访问这些信息。
当网上用户增多时,网络访问很频繁,通信量很大,随机性强。
作为通讯枢纽,需要配备高性能的服务器设备,主要的需求是高性能的CPU、SMP体系结构、高速I/O通道和网络通道。
建立域名服务器DNS,各地名字服务器管理下属主机和子域,并由高一级名字服务器监管,但每个域至少需要配备一台以上的名字服务器。
DNS数据量不大,但访问频繁。
建立数据库服务器能有高效的处理速度、较大的内存和磁盘空间、快速的I/O系统和网络界面,较高的可靠性,完善的系统备份功能和较好的可扩充性能。
服务器操作系统:
由于美国Microsoft公司推出的网络操作系统Windows NT具有与有着广泛应用基础的WINDOWS98\2000个人计算机操作系统相似的操作方法,易学易用,已拥有了越来越多的用户群。
大量的软硬件生产商为Windows NT开发了许许多多的软硬件产品,也使得Windows NT有着比较广阔的发展前景。
在目前情况下建议采用Microsoft Windows 2000以上版本。
3.5网络协议的选择
在各种局域网技术中,以太网以其造价低、技术成熟、产品丰富、可靠性高、可扩展性好、传输介质丰富和易于管理等有点而成为建设局域网的主流技术。
以太网使用CSMA/CD协议,它是一种基于冲突检测机制的网络协议。
4网络实施
4.1网络布线
网络布线,在需要扩容时,高密度配线架通过降低每次安装中要求的无源配线架的数量,可以更有效地利用空间在建筑物内部布线通常有三种方式:
走墙壁、走屋顶、走地板,走线有两种选择:
明线和暗线。
当布线房间或走道比较狭窄且层高较低时,宜选择明线,用PVC线槽走墙壁。
采用明线费用较低,采用暗线不仅昂贵,而且需要架顶,架地面或打夹层,不过比较美观。
若房间的高度允许,可以选择架顶或架地板,架地板更贵一些不过便于维护,若房间的宽度允许可以通过墙壁走暗线,给墙壁打夹层可以给墙壁装饰得很漂亮,也易于维护。
在楼层过道三种方式都可以,但站点较集中的房间建议采用架地板的方式,会使安装和维护都更方便。
4.2组网设备的连接方法及安装步骤
在确定好组建网络的方案并购买所需的网络设备后,需要继续做的工作就是网络的连接,包括把网卡安装到计算机上,制作网线和连接网络。
1.安装网卡的操作步骤如下:
1)首先关闭主机电源,拔下电源插头,打开机箱,根据网卡底部的金属长度为网卡寻找一个合适的插槽(ISA卡底部的金属略长于PCI卡的金属)。
2)取下机箱挡板上的防尘片,露出条形口。
3)将卡对准插槽,使有输出接口的金属接口挡板面向机箱后侧,适当用力平稳地将卡向下压入槽中。
4)将卡的金属挡板用螺丝固定于条形窗口。
这个小螺丝不但固定了卡,而且有效地防止短路和接触不良,还连通了网卡与计算机主板之间的公共地线。
2.制作双绞线
在进行网络连接时,同轴电缆和双绞线才能与网卡连接,只有具有与接口相对应的接头。
同轴电缆使用BNC接头,双绞线使用RJ-45接头。
本例中使用的是双绞线。
制作双绞线的操作步骤如下:
1)裁切网线:
在确定计算机位置、量好网络设备之间的距离后裁切。
2)接水晶头:
将线头剥开1.5~2cm,里面有4对8股包含绝缘皮的铜线,它们的颜色各不相同。
按照白绿、绿、白橙、橙、白蓝、蓝、白棕、棕的顺序排好,裁齐,插入水晶头中,然后用夹线钳夹紧即可。
3)注意:
每一根网线都要遵循以上的规范,否则会造成网络不通。
4)编号:
对制作的双绞线进行编号,可以在网络出现问题时,很方便地对其进行维修。
3.连接网络
当把网卡安装到计算机上,且制作好网线后,还需要把制作好的网线连接到网卡上或交换机上。
其操作方法很简单,只要将双绞线的RJ-45接头直接插入网卡或交换机的接口即可。
4.3网络软件安装
1) 工作站其它应用软件:
文字处理、数据表格、图形处理、浏览器、电子邮件等都是经常使的软件。
2) 数据库软件:
建议采用SQL SERVER 2000以上版本。
3) 电子邮件系统:
可采用Microsoft公司的Exchange Server,为简便使用也可采用一些共享软件如Sharemail、Imail等,这些软件都是基于标准SMTP/POP3/IMAP4/LDAP协议的邮件服务器软件,用户界面简单直观,非常易于管理。
4) 网页维护制作软件:
Microsoft公司的FrontPage 2000、Macromedia 公司的Dreamweaver、Flash都是很好选择。
5) 多媒体课件制作软件:
Macromedia 公司的Authorware、 Director,洪图多媒体著作工作等都有着非常友好的界面,使用方便,拥有着大量的用户,推荐使用。
网接入Internet是指用户局域网使用路由器,通过数据通信网与ISP相连接,再通过ISP的连接通道接入Internet。
选择哪种数据通信网络与租用多大的带宽,通常取决于用户的信息流量与能够承担的费用等多种因素。
4.5网络协议的添加
TCP/IP设置:
要使用连接共享计算机访问Internet,请按照下述步骤确保将网络适配器的TCP/IP设置正确。
1)在“控制面板”中,双击“网络”图标。
2)在“网络组件”列表中,单击与您的网络适配器有关联的TCP/IP,然后单击“属性”。
3)选中“自动获取IP地址”复选框。
4)单击
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