计算机网络课程设计.docx
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计算机网络课程设计.docx
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计算机网络课程设计
目录
1需求分析1
1.1设计的背景1
1.2关于局域网1
1.3设计的目的和意义2
1.4功能需求分析3
2详细设计3
2.1设备选择3
2.2网络拓扑结构4
2.3IP地址分配8
3问题、总结9
参考文献9
1需求分析
1.1设计的背景
当今世界,随着各种先进的科学技术飞速发展,我们的时代发生了深远的变化。
特别是以计算机等为代表的信息科技热潮的到来,在很大程度上极大的改善了我们平时的生活方式。
随着信息科技发展的日新月异,计算机网络也迅速发展,几乎渗透了我们生活的各个方面,人们已经越来越离不开网络。
很多家庭、宿舍、办公室等都有了计算机,很多都有多台计算机,因此组建一个小的局域网成为了必不可缺少的一部分。
在当今大学校园,计算机已经相当普及,尤其是笔记本电脑,如我们计算机网络专业几乎已经是人手一台笔记本电脑。
有了电脑之后就牵扯到上网的问题,现如今我们可以有多钟方式连接到互联网,如无线网络、无线网卡等等。
但最普遍的上网方式还是通过宽带连网。
而宿舍作为同学们日常起居生活的地方,是最佳的上网地点。
如果通过在宿舍楼内建立局域网,不仅可以解决共享一条宽带接入的问题,还可以共享同学的资源,如学习资料、电影、软件等,避免了自己下载的麻烦,使网络交流和资源共享能同时解决,可谓一举两得。
所以在宿舍楼内组建局域网有着很好的可行性并且会非常受欢迎。
我们还应该注意到,现在各种技术的发展很快,硬件和软件上都有很多改进。
现在的交换机、路由器等价格相对越来越低,性能越来越好,这就给我们组建网络提供了方便。
伴随硬件发展,软件也在不断更新换代,这些在物质基础上推进了局域网的发展。
还要提到的一点是无线局域网的出现,更进一步方便了我们平时组网!
1.2关于局域网
局域网是在一个局部的地理范围内,将各种计算机。
外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。
它可以通过数据通信网或专用数据电路,与远方的局域网、数据库或处理中心相连接,构成一个大范围的信息处理系统。
简称LAN,是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。
“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等,一般是方圆几千米以内。
局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。
局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。
局域网特点就是把分布在不同地点的多台电脑连接,按照网络协议相互通信,以共享软件、硬件和数据资源为目标的网络系统。
提供丰富的信息和资源是局域网的生命力。
局域网络具有距离短、延时少、相对成本低和传输速率高等优点;它的低层协议较简单,控制选择等问题大大简化,因而又具有组网简单、易于实现的特点。
组建局域网中所要用到的网络设备主要包括网卡、集线器、交换机、路由器、传输介质(小型局域网中主要为双绞线)等。
1.3设计的目的和意义
根据我们现在学生使用网络的实际情况,设计学生可行的局域网方案。
基于对网络的分析规划和学生使用网络的实际情况,并利用所学的相应的网络原理设计。
学生宿舍的网络和一般的网络相比,除了要考虑一般网络的可靠性、稳定性和安全性之外,还要考虑到预留空间和空间的保护、方便使用等,以满足同学们应用过程中的需求和信息量的增长变化,方便同学们根据实际情况及时使用。
在充分考虑学生校园网络的多应用和易管理的同时,还要遵守几点需求。
首先要保证一定的带宽。
现在我们学生上网的流量一般都很大,特别是我们学习、玩游戏等,都需要一定的速度保障。
另外我们也应注意到,学生上网的时间段基本是固定的,在一定的时间内要保证一定的数据流量,保证我们的正常使用。
其次网络业务服务质量保障。
学生在校园上网,有各种各样的应用数据流,当网络流量处于高峰期时,很可能会影响某些关键业务数据流量的响应时间。
尤其是当同学们都为了同一种目的查询或使用同一种数据时。
因此,宿舍的上网在此要有一点的保障。
再次要控制信息接入点。
校园内的网络很复杂,同时接入点也很多,这就要有一定的管理机制。
与一般的局域网不同,校园内的网络要使同学们很方便的接入网络,而且网速要有一定的保障,同时也要保证网络内资料的有效利用,因此,控制信息接入点很必要。
处理对访问带宽的限制,还必须提供基于用户的接入认证、授权使用和入网计费。
还要保证网络的可扩展性。
现在网络的更新换代很快,而且很多新的设备出现,要考虑到很多设备的兼容性,加上网络拓扑结构的多样化,要满足同学们的使用情况。
而且当网络规模不能满足同学们的正常使用后,要以最小的代价满足新的需求。
最后还要有安全性规划。
网络给我们带来了方便的同时,也要考虑到网络的安全问题。
首先校园局域网网络相对比较复杂,存在一定的安全漏洞。
而且又是还要考虑到宿舍内网络的共享,因此在设计的时候要注意一下网络的安全规划。
1.4功能需求分析
大学生对局域网的应用主要集中在共享上网、共享学习资料和其他数据资料、联机游戏等方面,而对Internet联网,则主要集中于查找资料、浏览网页、聊天、在线视频、网游、下载等,所以对网速的要求较高。
而我校校园网为千兆网技术的,因此采用1000M以太网光纤作为校园网的主干,100M交换到各宿舍楼,再接入各宿舍。
以我自己居住的45号宿舍楼为例,宿舍楼一共六层,每层24个房间,每个房间大多为八人间,所以每层最多有192个同学,按能够上网的最大数安排的话,每层要安排192个IP,所以在此选择使用的IP地址为C类地址。
2详细设计
2.1设备选择
2.1.1交换机
随着网络化的不断发展,信息传输速率不断提高,为了适应将来高速信息化,我们为本栋楼设计的网络支持100Mb/s网速。
选用能够满足IEEE802.3u非屏蔽双绞线上的100BASE-T快速以太网的交换机。
根据宿舍楼的实际情况:
楼层、楼栋、宿舍个数多的情况,必然网络的节点数目会相对较多,所以在选择交换机时要使交换机的接口相对多,我们选择使用交换机组来满足我们的需求。
2.1.2路由器
路由器能连接不同类型的网络,我们常见的集线器和交换机一般都是用于连接以太网的,但是如果将两种网络类型连接起来,比如以太网与ATM网,集线器和交换机就派不上用场了。
路由器能够连接不同类型的局域网和广域网,如以太网、ATM网、FDDI网、令牌环网等。
路由器具有判断网络地址和选择路径的功能,它能理解数据中的IP地址,如果它接收到一个数据包,就检查其中的IP地址,如果目标地址是本地网络的就不理会,如果是其他网络的,就将数据包转发出本地网络。
其实一种多端口设备,能在多网络互连环境中建立灵活的连接,可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。
在选择路由器要了解其容量和处理数据包、能否被集群等性能问题,还有其是否能提供增值功能。
2.1.3网卡
由于大家的电脑大多是笔记本,也大多配备网卡,所以不用选择。
2.1.4光电转换器
光电转换器是一种类似于基带MODEM(数字调制解调器)的设备,和基带MODEM不同的是接入的是光纤专线,是光信号。
千兆光纤收发器(又名光电转换器)是一种快速以太网,其数据传输速率达1Gbps,仍采用CSMA/CD的访问控制机制并与现有的以太网兼容,在布线系统的支持下,可以使原来的快速以太网平滑升级并能充分保护用户原来的投资。
目前,千兆网技术已成为新建网络和改造的首选技术,由此对综合布线系统的性能要求也提高。
2.1.5传输介质:
同轴电缆、双绞线
同轴电缆其实一种频带宽、低误码率、性价比较高的传输介质,具有良好的电器特性,是和传输高频信号。
用于通往楼栋里的主干线的传输介质。
但是由于其价格太高、还有其弯曲性和延展性不是很好,在绕过墙体时不能在铺设网络是全部用同轴电缆,所以我们决定选用与双绞线相结合使用。
双绞线我们选择5类UTP双绞线,满足数据传输速率(100Mb/s)。
2.2网络拓扑结构
2.2.1宿舍主干网连接
在主干网中,网络由外接以太网进入,经过光电转换器,通过防火墙,进入路由器,在这里由于路由器多为少插孔,所以在进入宿舍楼的时候,需要接入一个8孔三级交换机作为宿舍楼的核心交换机,以便分流控制六个楼层。
宿舍主干网连接图,如图2.1所示。
图2.1宿舍主干网连接图
2.2.2宿舍内网络结构
宿舍楼一共六层,核心交换机接入各个楼层交换机里,由于二层交换机的价钱相较于三层交换机低廉,所以在每一楼层设一总的二级交换机,一共六台,接到核心交换机上。
宿舍楼内各层结构,如图2.2所示。
图2.2宿舍楼内各层结构
2.2.3单一楼层网络结构
在每一楼层里,一共有24个宿舍,所以每层的交换机选用24孔的二层交换机,用于连接每个宿舍的二级交换机中。
单一楼层网络结构,如图2.3所示。
图2.3单一楼层网络结构
2.2.4单一宿舍网络结构
每个宿舍有8个人,所以可以把连入宿舍的交换机采用8孔二级交换机,连接宿舍里每台笔记本。
单一宿舍网络结构,如图2.4所示。
图2.4单一宿舍网络结构
2.3IP地址分配
宿舍楼一共六层,每层24个房间,每个房间大多为八人间,每层最多有192个同学,按能够上网的最大数安排的话,每层要安排192个IP,所以在此选择使用的IP地址为C类地址。
由于地址中0和1都是一般不用的,所以地址从192.168.*.2开始。
具体分配到每楼层的IP地址,如下表2.1所示。
表2.1
楼层
IP地址网段
子网掩码
网络号
一层
192.168.1.3~192.168.1.195
255.255.255.0
192.169.1.0
二层
192.168.2.3~192.168.2.195
255.255.255.0
192.169.2.0
三层
192.168.3.3~192.168.3.195
255.255.255.0
192.169.3.0
四层
192.168.4.3~192.168.4.195
255.255.255.0
192.169.4.0
五层
192.168.5.3~192.168.5.195
255.255.255.0
192.169.5.0
六层
192.168.6.3~192.168.6.195
255.255.255.0
192.169.6.0
这样既保证了每一个宿舍电脑都有一个信息接入点,又给IP地址留下了扩展的空间,对于今后宿舍网络的发展有着重要的作用。
3问题、总结
在本次的设计过程当中,遇到的问题很多,课本上的知识有一定的局限性,而对课外知识的认识甚之又少,所以需要查阅很多的资料,感觉自己受益匪浅。
同时也明显的感受到自己平时的学习很不扎实,对自己所学习的知识缺少一个系统合理的认识。
因为是初次设计,又对网络布局方面有所欠缺,所以很多东西都不会,从中也学到了好多东西。
比如说对路由器、集线器、二级交换机,三级交换机的性能和价格方面有了更深层次的了解。
对整个网络的布线的时候需要了解和考虑的事情很多,例如对具体的需求和硬件的选择以及对整个实际网络的考虑。
由于初次组建较完整的局域网,时间也较为仓促,所以该局域网必然会存在一些缺陷和不足。
例如对局域网的整个网络体系的不熟悉,分析时应该考虑不是特别周全,理论上或许能够基本实现,但运用到实际上的时候,应该会和理论上的有所差异。
虽然理论基本可以实现,但是应该还会有很多地方可以考虑和改善,比如说设备间链路的冗余问题、突发情况的处理、如何是局域网络更加安全等等。
并且还需要增加些网络功能以便满足居于网的各种需求,如DNS、Email、HTTP等。
通过本次课程设计,我对课本中所学的理论知识有了更深的理解,能够把课本所学的死知识灵活运用到实际当中,在运用的过程当中,需要查阅大量的课外知识,无形中增加了我的知识量。
最重要的是这次课程设计极大的提高了我的动手实践能力,对今后的实际操作有很大帮助。
参考文献
谢希仁.计算机网络(第5版):
电子工业出版社,2006年8月
王树伟.局域网组建.北京:
电子工业出版社,2007年5月
王艳红.最新局域网应用举例.北京:
科学出版社,2006年8月
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