小型局域网的组建.doc

湖南软件职业学院毕业设计（论文）湖南软件职业学院毕业设计（论文） 小型局域网的组建小型局域网的组建 SET-UP SCHEME OF THE SMALL-SCALE LAN 专专 业业 名名 称：称：网络技术网络技术 指指 导导 教教 师：师：李龙李龙 毕业生姓名：毕业生姓名：胡茂胡茂 毕业生学号：毕业生学号： 2007106061520071060615 论文提交日期：论文提交日期：2010 年年 5 月月 分类号：分类号： 学校代码：学校代码： 4711 密密 级：无级：无 毕业生学号：毕业生学号：20071060615 小型局域网的组建小型局域网的组建 SET-UP SCHEME OF THE SMALL-SCALE LAN 专专 业业 名名 称：称：网络技术网络技术 指指 导导 教教 师：师：李龙李龙 毕业生姓名：毕业生姓名：胡茂胡茂 毕业生学号：毕业生学号： 20071060615 论文课题来源：论文课题来源：教师科研课题教师科研课题 论文提交日期：论文提交日期：2010 年年 5 月月 论文评审单位：论文评审单位：湖南软件职业学院湖南软件职业学院 I 摘摘 要要 本组网主要完成对个人家庭、一般小公司企业，PC 机不超过 8 台的网络的 组网，布线及解决方案。 论文主要介绍了个人家庭、一般小公司企业的组网，所要完成的是组网的 整个过程。重点的说明了局域网的设计思想、难点技术、解决方案以及对于局 域网的管理。 1引言说明了局域网建设的目标。 2局域网的设计需求，简明介绍了个人家庭、一般小公司企业的设计需求。 及接点数和大概的组网思路。 3. 对于局域网的管理与维护。 4组网拓扑图。 关键字关键字：小型局域网小型局域网 组网组网 方案方案 拓扑图拓扑图 II 目录目录 1 引言.1 1.1 毕业设计的目的与意义 .1 1.2 组建小型局域网的意义 .1 2 需求分析 .2 2.1 社会需求.2 2.2 网络应用需求 .2 2.3 网络技术需求 .2 2.4 功能需求.3 2.5 网络安全需求.3 3 局域网的设计原则与目标.4 3.1 设计原则 .4 3.2 设计局域网的目标 .4 4 方案分析.5 4.1 局域网组网材料 .5 4.2 局域网组网原则 .5 5 网络拓扑图.6 6 设计说明.7 6.1 实现 INTERNET共享.7 6.2 网络设计 .7 6.3 网线做法及注意事项 .8 6.4 系统安全体系设计 .10 结束语.12 致谢.13 参考文献.14 湖南软件职业学院毕业设计(论文)1 引言 1 1 引言引言 1.1 毕业设计的目的与意义毕业设计的目的与意义 毕业设计是为实现高职院校培养高级应用型、技术型人才培养目标和计算 机网络专业培养目标所必须的实践性教学环节。通过毕业设计强化学生对基本 知识和基本技能的理解和掌握,培养我们收集资料和调查研究的能力,一定的方案 比较、论证的能力,一定的理论分析与设计运算能力,进一步提高动手操作的能力。 同时通过组建小型局域网,培养我们综合运用所学知识实际操作的能力,对培养学 生独立思考问题和解决问题的能力,为今后工作做好技术储备,都具有十分重要意 义。 1.2 组建小型局域网的意义组建小型局域网的意义 在网络信息时代的今天，面向新的需求和挑战，Internet 的出现，给人们的 生活带来许多的乐趣，人们可以在网上接受大量的信息，可以在网上购物以及 收发 E-mail 等。由于家庭、小公司企业出于种种原因，需要几台 PC 同时连上 Internet，通过局域网共享 Internet。 对大多数非专业的计算机用户，网络还只是计算机的一个别名，即使对一 些专业人士，网络也只是一些抽象的概念。现在单位甚至家庭都拥有一台以上 的电脑，如果能把这些电脑以很少的代价互连起来，既能起到共享资源（文件、 打印机、Modem、ISDN 等）作用，又能节约经费开支。 组建局域网要讨论三个要素，无论是公司外连网还是家庭内连网，要 较好地发挥局域网的作用都要涉及三个要素：运载基础设施、运载设施和运载 信息 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 2 需求分析 2 2 需求分析需求分析 2.1 社会需求社会需求 个人家庭、一般小公司企业局域网一般为小规模的组网，节点数一般不超 过 30 个，网络应用简单，对通信的要求也不高，因此小型局域网是最适合此类 用户。 小型局域网我们选择对等网。对等网是通过直接电缆连接。直接电缆连接 只是一种通讯手段。每次只能让一方访问另外一方，具体地说就是只能客户机 访问主机。要使主机能访问客户机，必须重新设置直接电缆连接，使主/客位置 换过来才能达到目的。显然，这只是一种临时使用的通讯手段，并非长远之策。 对等网相对直接电缆连接就高级了一些，它不但方便连接两台以上的电脑，而 且更关键的是它们之间的关系是对等的，连接后双方可以互相访问，没有主客 阶级差异；然而，对等网仍然不能共享可执行程序、Internet，只有上升到客户/ 服务器结构的局域网，才能共享服务器上的可执行程序、Internet。当然，那样 的网络需要牺牲一台高性能的电脑作为网络中的服务器让大家共享。因此，对 等网是一种投资少、见效快、高性价比的实用型小型网络系统。 2.2 网络应用需求网络应用需求 实现企业局域网与其他各网络之间的安全、高速数据访问交换 采用 Internet 代理服务，实现企业所有站点通过电脑网络高速 Internet。 建立 WWW 服务器，实现企业在 Internet 和 Intranet 上的信息发布，使公司 内外的人员能够即使了解公司的最新信息。 建立邮件服务器，实现企业工作人员与上级机构、分支机构等的电子信息 的传递。 构建起企业运行基于网络设计的 Client/Server(客户机/服务器)或 Browser/Server(浏览器/服务器)结构的办公自动化系统、各种信息管理系统的网 络硬件平台和系统运行平台。 公司 Internet 应用是作为我们设计网络一期的依据，因此，我们从公司 Internet 应用及应用发展入手，分析目前及未来发展的公司 Internet 应用，并 根据这些应用的自身特点，从带宽需求、传输时延、传输的可靠性、传输 的安全性等因素来分析，综合考虑并总结出公司 Internet 应用的发展需求。 2.3 网络技术需求网络技术需求 主干网络采用速率为 1000Mbps 的交换技术。作为公司主干的支撑网络， 要求安全可靠，并可实现主干网络冗余、链路容错等功能。 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 3 局域网的设计原则与目标 3 系统各层网络之间良好互联。 千兆交换机与主机服务器之间良好互联。 具有良好便捷网络管理平台。网管系统是开放式网管平台，并可以对全网 进行故障管理、配置管理、性能管理、事物处理管理、流量控制管理、日志管 理、多厂家产品管理、MIB 管理、效率管理和图形化管理。 网络骨干设备具有较高的可靠性；核心设备支持热插拔，具有容错设计。 网络设备具有较好的扩展性，系统能够平滑升级及扩充。 2.4 功能需求功能需求 资源共享功能： 网络的各个桌面用户可共享数据库、共享打印机，实现办公自动化系统中 的各功能。 通信服务功能： 最终用户通过广域网连接可以收发电子邮件、实现 Web 应用、接入互联网、 进行安全的广域网访问。 多媒体功能： 支持多媒体组播，具有卓越的服务质量保证功能。 远程 VPN 拨入访问功能： 系统支持远程 PPTP 接入，外地员工可利用 INTERNET 远程访问公司资源 2.5 网络安全需求网络安全需求 网络安全主要解决访问互联网及中心服务器的安全问题，考虑以下因素： 1、 公司网与 Internet 网相连后具有“防火墙”过滤功能，以防止网络黑客 入侵网络系统； 2、 良好的认证体系可防止假冒合法用户的攻击； 3、 良好的备份和恢复机制，可在攻击造成损失时，帮助系统尽快地恢复 数据和系统服务； 4、 多层防御，攻击者在突破第一道防线后，应有多层防御可以延缓或阻 断其到达攻击目标； 5、 通过 NAT 地址转换功能隐藏内部信息，这样可以使攻击者不能了解系 统内的基本情况； 6、设立安全监控中心为信息系统提供安全体系管理、监控、保护及紧急情 况服务。 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 3 局域网的设计原则与目标 4 3 局域网的设计原则与目标局域网的设计原则与目标 3.1 设计原则设计原则 家庭、公司需求为前提原则 坚持以家庭、公司具体需求为小型局域网信息系统方案设计的根本和前提， 同时，也要注重源于需求又高于需求的原则，注意用专业化的技术思想来帮助 家庭、公司方进行小型局域网的规划与设计，确保局域网的实用性、先进性和 便于扩展性。 品质与成本匹配原则 选择品质最好的设备不一定是最佳方案，成本因素也是一个不容忽视的问 题，只有将品质与成本实现最佳匹配，才是一个最优秀的方案。 技术应用全面原则 在技术应用方面，我们全面考虑其实用性、先进性、开放性、可扩充性、 可靠性、安全保密性及友好性。 坚持标准原则 一切局域网设计和布线，均要遵循国际标准。 3.2 设计局域网的目标设计局域网的目标 首先，通过 Internet 与网络相连，与外界进行资源共享和信息共享。然后, 通过局域网实现网内的资源共享与信息交换，如文件、打印机等等。 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 4 方案分析 5 4 方案分析方案分析 4.1 局域网组网材料局域网组网材料 此方案为一般家庭用户局域网宽带共享 Internet，用网通宽带。4 台 PC 机， 一台作服务器。利用 DHCP 自动的将网络参数正确的分配给网域中的每部计算 机，这样减少了客户机的设置和维护的复杂性。 网络设备 4 台 PC, 4 口 HUB，四块网卡，4 根 RJ45 网线。 操作系统 当服务器这台 PC 机推荐用 Windows2000 操作系统或更高；其他 PC 操作 系统任选。 协议 网络层/传输层协议，建议优先采用 TCP/IP 协议。 4.2 局域网组网原则局域网组网原则 建网要遵循“依据需求、统筹规划、分步实施、成熟可靠”的原则。 1、局域网的组建要考虑家庭的需要与可能，首先要满足一般冲浪娱乐需。 2、组建局域网时，根据费用情况，作出相应的组网方案。 另外，对于网络通信设备选型也需要考虑以下几个方面： 1、网络厂商应有良好的背景和全面的解决方 2、网络厂商对网络各种标准有着良好的理解和支持，对标准的制定有相当 的影响 3、网络厂商应对网络发展方向和技术具有前瞻性 4、选型的网络产品在国际/内具有一定先进性同时较好地满足需求 5、所有网络产品符合标准并且具有开放性，厂商对产品有长远的发展计 6、选型产品应是成熟的，在国内/国外有着广泛的实际应用，并占有一定 市场份额 7、网络厂商具有完善的售后服务体系 根据以上原则，我们综合考虑国际主流网络设备厂商（Nortel Networks, Cisco, 3Com 等）及其旗帜设备，我们选择 Cisco Systems, Inc（思科系统）公司 的综合网络解决方案来建设网络系统。 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 5 网络拓扑图 6 5 网络拓扑图网络拓扑图 图 5-1 局域网拓扑图 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 6 设计说明 7 6 设计说明设计说明 6.1 实现实现 Internet 共享共享 代理技术（Proxy Technology）是通过代理服务器软件来实现的。Windows 系统的 ICS（Internet Connection Sharing）是供小型局域网共享接入 Internet 的 一个代理服务器软件，它具有 NAT 转换功能。使用它就可以不使用第三方代理 服务器软件，因此十分方便。 在 Windows XP 系统中启用 ICS，将其中一台 PC 设置为代理服务器，其它 的几台 PC 通过代理服务器共享上网。需要注意的是，代理服务器需要安装双 网卡，外网卡连上 Internet，内网卡与局域网相连 6.2 网络设计网络设计 在局域网中用到的网络拓扑一般都是星型和总线型 1、总线型拓扑构型： 总线型局域网的介质访问控制方法采用的是共享介质方式。它的主要特 点是： (1)所有的结点都通过相应的网卡直接连接到一条作为公共传输介质的总线 上。 (2)总线通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质。 (3)所有结点都可以通过总线传输介质发送或接收数据，但一段时间内只允 许一个结点利用总线发送数据。当一个结点利用总线传输介质以广播方式发 送数据时，其他结点可以用收听方式接收数据。 (4)由于总线做为公共传输介质为多个结点共享，就有可能出现同一时刻有 两个或两个以上结点利用总线发送数据的情况，因此会出现冲突(collision)， 造成传输失败。冲突产生的原因是由于信号在传送线路上有延迟。 (5)在共享介质方式的总线型局域网实现技术中，必须解决多结点访问总 线的介质访问控制(MAC，Medium Access Control)问题。 总线型拓扑的优点是：结构简单，实现容易，易于扩展，可靠性较好。 2、星型拓扑构型 在局域网的星型拓扑讨论中，我们应该注意以下两个问题。 第一个问题是星型拓扑的定义问题。根据星型拓扑的定义，星型拓扑中存 在着中心结点，每个结点通过点-点线路与中心结点连接，任何两结点之间的通 信 都要通过中心结点转接。按照这种定义，普通的共享介质方式的局域网中 不存在星型拓扑。但是以计算机交换分机 CBX 为中心的局域网系统可以归为星 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 6 设计说明 8 型局域网拓扑构型。第二个问题是逻辑结构与物理结构的关系问题。逻辑结构 指局域网的结点间相互关系与介质访问控制方法，而物理结构指局域网外部连 接形式。逻辑结构属于总线型与环型的局域网，物理结构也可以被看成星型的。 最典型的是总线型的 Ethernet，如果它的物理层采用 10BASE-T 协议时，所有 的结点都通过双绞线连接到一个集线器 HUB 上，从外部结构看其物理结构是星 型的。 只有在出现交换式局域网(Switched LAN)之后，才真正出现了物理结构与 逻辑结构统一的星型拓扑构型。交换式局域网的中心结点是一种局域网交换机。 经过比较，在本次局域网的组建中，我选择了星型拓扑结构。 6.3 网线做法及注意事项网线做法及注意事项 局域网就是将单独的微机或终端，利用通信线路相互连接起来，遵循一定 的协议，进行信息交换，实现资源共享。其中，通信线路，即传输介质常用的 有：双绞线、同轴电缆、光纤等。从性价比和可维护性出发，大多数局域网使 用非屏蔽双绞线(UTPUnshielded Twisted Pair)作为布线的传输介质来组网。 网线由一定距离长的双绞线与 RJ45 头组成。双绞线由 8 根不同颜色的线分 成 4 对绞合在一起，成队扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的 影响，双绞线可按其是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线 （STP）和非屏蔽双绞线（UTP） 。在 EIA/TIA-568A 标准中，将双绞线按电气 特性区分有：三类、四类、五类线。网络中最常用的是三类线和五类线，目前 已有六类以上线。第三类双绞线在 LAN 中常用作为 10Mbps 以太网的数据与话 音传输，符合 IEEE802.3 10Base-T 的标准。第五类双绞线目前占有最大的 LAN 市场，最高速率可达 100Mbps，符合 IEEE802.3 100Base-T 的标准。做好的网线 要将 RJ45 水晶头接入网卡或 HUB 等网络设备的 RJ45 插座内。相应地 RJ45 插 头座也区分为三类或五类电气特性。RJ45 水晶头由金属片和塑料构成,特别需要 注意的是引脚序号,当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是 1-8, 这序号做 网络联线时非常重要,不能搞错。双绞线的最大传输距离为 100 米。 EIA/TIA 的布线标准中规定了两种双绞线的线序 568A 与 568B。 标准 568A：橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，棕白-7， 棕-8； 标准 568B：绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕 -8。 在整个网络布线中应用一种布线方式，但两端都有 RJ-45 plug 的网络联线 无论是采用端接方式 A，还是端接方式 B， 在网络中都是通用的。双绞线的顺 序与 RJ45 头的引脚序号-对应。10M 以太网的网线使用 1，2，3，6 编号 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 6 设计说明 9 的芯线传递数据，100M 以太网的网线使用 4，5，7，8 编号的芯线传递数据。 为何现在都采用 4 对(8 芯线)的双绞线呢？这主要是为适应更多的使用范围，在 不变换基础设施的前提下，就可满足各式各样的用户设备的接线要求。例如,我 们可同时用其中一对绞线来实现语音通讯。 100BASE-T4 RJ-45 对双绞线的规定如下： 1、2 用于发送，3、6 用于接收，4、5，7、8 是双向线。 1、2 线必须是双绞，3、6 双绞，4、5 双绞，7、8 双绞。 下面介绍几种应用环境下双绞线的制作方法。 MDI 表示此口是级连口，而 MDI-X 时表示此口是普通口。 1)PC 等网络设备连接到 HUB 时, 用的网线为直通线, 双绞线的两头连线 要一一对应，此时，HUB 为 MDI-X 口，PC 为 MDI 口。10Mbps 网线只要双绞 线两端一一对应即可，不必考虑不同颜色的线的排序，而如果使用 100M 速率 相连的话，则必须严格按照 EIA/TIA 568A 或 568B 布线标准制作。 2)在进行间 HUB 级连时，应把级连口控制开关放在 MDI（Uplink）上，同 时用直通线相连。如果 HUB 没有专用级连口,或者无法使用级连口，必须使用 MDI-X 口级连，这时，我们可用交叉线来达到目的，这里的交叉线, 即是在做 网线时，用一端 RJ-45 plug 的 1 脚接到另一端 RJ-45 plug 的 3 脚；再用一端 RJ-45 plug 的 2 脚接到另一端 RJ-45 plug 的 6 脚。可按如下色谱制作： A 端：橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕； B 端：绿白，绿，橙白，蓝，蓝白，橙，棕白，棕。 同时，我们也应该知道，级连 HUB 间的网线长度不应超过 100 米, HUB 的 级连不应超过 4 级。因交叉线较少用到，故应做特别标记，以免日后误作直通 线用，造成线路故障。另外交叉网线也可用在两台微机直连。 最后须对线路进行通断测试, 用 RJ-45 测线仪测试时，4 个绿灯都应依次闪 烁。软件调试最常用的办法, 就是用 Windows95、 Windows 98 自带的 Ping 命 令。 如果工作站得到服务器的响应则表明线路正常和网络协议安装正常, 而这 是网络应用软件能正常工作的基础。 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 6 设计说明 10 图 6-1 网线制作图 6.4 系统安全体系设计系统安全体系设计 安全管理贯穿于安全防范体系的始终。实践一再告诉人们仅有安全技术防 范，而无严格的安全管理体系相配套，是难以保障网络系统安全的。必须制订 一系列安全管理制度，对安全技术和安全设施进行管理。实现安全管理必须遵 循可操作、全局性、动态性、管理与技术的有机结合、责权分明、分权制约及 安全管理的制度化等原则。 通过形成了初步的安全管理制度，使领导和各级管理人员在网络安全的重 要性方面，有了统一的认识，对网络安全的责任更加明确了。学校领导是网络 安全第一责任人，学校网络管理员是网络安全的直接责任人。建立了以系统管 理员为中心的日常安全管理流程，并根据日常的安全管理工作情况去优化网络 安全体系，从而保证了整个网络安全体系的动态性和有效性。 网络中心采用 2 台核心路由交换机。两台交换机之间采用链路聚合技术进 行连接(带宽可扩展为 2000-4000M）,同时提供均衡负载和链路热备的功能。网 络核心的冗余设计以及核心于二级节点的聚合链路连接保证了企业应用的可靠 运行。强大的网络设备支持保证企业的数据，语音和视频的融合应用，保证关 键业务的顺畅运行。 不同区域用户互相访问，该方案采用远程接入 VPN 服务（Access VPN）。 在企业总部配置一台 VPN 网关设备，而在各需要访问企业总部资源的远程用户 终端（包括分支机构、办事处或在外的移动用户）安装 VPN 的客户端软件，以 模拟拨号、ISDN 等拨号接入方式来远程访问企业内部网或外部网。Access VPN 能使用户随时、随地以其所需的方式访问企业资源。该方案的安全措施采 用硬件防火墙，以确保整个网络的快速稳定运行。 使用该网络设备供应商提供的配套网络管理系统，可以轻松实现整个网络 的安全监控、维护。 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 结束语 11 A、防火墙部署 随着千兆网络上数据吞吐量的不断膨胀，越来越多的网络主干转移到了千 兆的通信平台上。 在 Internet 与校园网内网之间部署一台防火墙，成为内外网 之间一道牢固的安全屏障。其中 WWW、MAIL、FTP、DNS 对外服务器连接在 防火墙的 DMZ 区，与内、外网间进行隔离，内网口连接校园网内网交换机， 外网口通过路由器与 Internet 连接。那么，通过 Internet 进来的公众用户只能访 问到对外公开的一些服务（如 WWW、MAIL、FTP、DNS 等） ，既保护内网资 源不被外部非授权用户非法访问或破坏，也可以阻止内部用户对外部不良资源 的滥用，并能够对发生在网络中的安全事件进行跟踪和审计。在防火墙设置上 我们按照以下原则配置来提高网络安全性： 根据企业网安全策略和安全目标，规划设置正确的安全过滤规则，规则 审核 IP 数据包的内容包括：协议、端口、源地址、目的地址、流向等项目，严 格禁止来自公网对校园内部网不必要的、非法的访问。总体上遵从“不被允许的 服务就是被禁止”的原则。 将防火墙配置成过滤掉以内部网络地址进入路由器的 IP 包，这样可以 防范源地址假冒和源路由类型的攻击。过滤掉以非法 IP 地址离开内部网络的 IP 包，防止内部网络发起的对外攻击。 在防火墙上建立内网计算机的 IP 地址和 MAC 地址的对应表，防止 IP 地址被盗用。 定期查看防火墙访问日志，及时发现攻击行为和不良上网记录。 允许通过配置网卡对防火墙设置，提高防火墙管理安全性。 (2)入侵检测系统部署 入侵检测能力是衡量一个防御体系是否完整有效的重要因素，强大完整的 入侵检测体系可以弥补防火墙相对静态防御的不足。通过入侵检测系统部署对 来自外部网和校园网内部的各种行为进行实时检测，及时发现各种可能的攻击 企图，并采取相应的措施。 (3)漏洞扫描系统 采用漏洞扫描系统定期对工作站、服务器、交换机等进行安全检查，并根 据 检查结果向系统管理员提供详细可靠的安全性分析报告，为提高网络安全 整体水平产生重要依据。 (4)安全管理 常言说：“三分技术，七分管理”，安全管理是保证网络安全的基础，安全技 术是配合安全管理的辅助措施。我们要建立一套企业网络安全管理模式，制定 详细的安全管理制度，如办公管理制度、病毒防范制度等，并采取切实有效的 措施保证制度的执行 湖南软件职业学院毕业设计(论文) 结束语 12 结束语结束语 一个设计方案的好坏，特别是局域网组网。与设计人员对其电脑硬件的方 方面面地掌握程度息息相关。 在本组网过程中，由于本人对网络知识的掌握有限，又是完全独立完成， 可以说整个的组网过程是一边摸索一边实践出来的。但令人高兴的是，通过这 样一个边学习边应用的过程，本人完成了局域网的组网和 Internet 的共享工作。 本人考虑到价格及性能的因素，在写这篇论文是，也去过了许多电脑硬件商， 使我的对其也有一个很大的认识，也花费了一番功夫。 但总的来说，该方案仍然存在许多不足之处。如： 受开发条件和时间的限制，本方案只是反照小型局域网的步线方式，简单 的操作。理论性的东西有的还没实际化。服务器的设置方面没有完善。 这些都是需要完善的地方，该组网离实际还是有相当的距离，需要我进行 不断地补充和完善。通过本