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1、滨海学院计算机网络课程设计目 录1 需求分析11.1 设计的背景11.2 关于局域网11.3 设计的目的和意义21.4 功能需求分析32 详细设计32.1设备选择32.2网络拓扑结构42.3 IP地址分配83 问题、总结9参考文献91 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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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。
7、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
8、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IEEE 802.3u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
9、、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
10、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
11、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
12、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
13、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2.3 IP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192.168.1.3192.168.1.195255.255.255.0192.169.1.0二层192.
14、168.2.3192.168.2.195255.255.255.0192.169.2.0三层192.168.3.3192.168.3.195255.255.255.0192.169.3.0四层192.168.4.3192.168.4.195255.255.255.0192.169.4.0五层192.168.5.3192.168.5.195255.255.255.0192.169.5.0六层192.168.6.3192.168.6.195255.255.255.0192.169.6.0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
15、 。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
16、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10