小型校园网络设计与通信.doc

20。小型校园网络设计与通信1. 设计目的（1）增加对计算机网络软、硬件组成的感性认识，初步学会典型局域网络的组建操作、使用技能。（2）加深理解网络分层结构概念尤其是对会话层、表示层、应用层等高层协议软件的通信功能、实现方法，掌握网络互连设备的使用及工作原理。（3）通过对网络的具体规划和组建，掌握网络互连设备的使用及工作原理；掌握IP地址的配置及数据传输过程和路由的选择。（4）初步掌握局域网的设计技术和技巧培养开发网络组建应用的独立工作能力。2.设计任务2.1 设计内容使用模拟仿真软件Packet Tracer 6.0，构建一个小型网络实现网络的通信，网络规模要求如下：（1）终端用户包括：1号楼有48个校园网普通用户；2号楼有1个包含24个多媒体用户的电子阅览室；3号楼有1个包含48个用户的多媒体教室(性能要求高于电子阅览室)。4号楼是网络中心。支持远程教学，可以接入互联网，具有广域网访问的安全机制和网络管理功能。（2）各楼之间的距离超过500米。2.2 设计思路（1）首先通过网络需求分析，然后再进行网络方案设计网络在日常教学办公环境中起着至关重要的作用，校园网的运作模式会带来大量动态的www应用数据传输，会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络的需求。这就要求网络有足够的主干带宽和扩展能力。同时，还有一些新的应用类型，如网络教学、视频直播/广播等，也对网络提出了支持多点广播和宽带高速接入的要求。还要注意到由于逻辑上业务网和管理网必须分开，所以建成后校园网应能提供多个网段的划分和隔离，并能做到灵活改变配置，以适应教学办公环境的调整和变化。 （2）画出该网络实施的网络拓扑图，之后进行各网络设备的配置。（3）将设计与配置好的网络进行网络测试，检查它的连通性。（4）将设计好的网络应用到实际中，检查他的合理性与否。2.3 概要设计由于计算机与网络技术的特殊性，网络建设需要考虑以下一些因素：系统的先进性、体统的稳定性、系统的可扩展性、系统的可维护性、应用系统和网络系统的配合度、与外界网络的连通性、建设成本的可接受度等。（一）、选择带宽高的网络设计 校园网应用的具体要求决定了网络必须采取高带宽网络。多媒体课件包含了大量的声音、图象和动画等信息，需要高带宽的网络通信能力的支持。在构建校园网时，不能由于网络传输速率的不足，而影响整个网络的整体性能，使传输速率成为网络传输的瓶颈。所以校园网尽可能地采用最新的高带宽网络技术。（二）、选择可扩充的网络架构校园网络的用户数量或服务功能是逐步提高的，网络技术也是日新月异的，新技术新产品不断地涌现。一般情况下，校园网络的建设资金用量非常大，对于学校来说，办学资金是比较紧张的，所以在校园网构建是，宜采用当时最新的网络技术，结合学校财力，实行分步实施，循序渐进。这就要求在网络构件时要选择具有良好可扩展性能的网络互连设备，有效地保护现有的投资。（三）、充分共享络资源组建计算机网络的主要目的是实现资源共享，这个资源包括硬件资源、软件资源。网络用户通过网络不仅可以实现文件共享、数据共享，还可以通过网络实现网络设备的共享，如打印机、存储设备的共享等。（四）、网络可管理性，降低网络运行及维护成本降低网络运营成本和维护成本是网络设计过程中必须考虑的一个环节。只要在网络设计时选用支持网络管理功能的网络设备，才能为将来降低网络运行及维护成本打下坚实的基础。（五）、网络系统与应用系统的整和校园网络构建了校园内部通畅的数据流通路了，为应用系统发挥更大的作用打下了基础。网络系统与应系统要能够很好的融合，才能发挥校园网的效率和优势，构建校园网的目的并不是只为了人们浏览Internet的方便。校园网平台要能够为学校的图书资料管理、网络考试、课件制作、教师档案管理、校长办公系统、多媒体教学等提出技术的支持和帮助。应用系统应能够在网络平台上，与硬件平台很好的结合，发挥出网络的优势。（六）、建设成本考虑校园网工程在建设方面都希望成本较低，整个网络系统有较高的性价比，在设备选型等方面选用性价比高的网络产品。（七）、高可靠性网络要求具有高可靠性、高稳定性和足够设备冗余和备份，防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，避免网络出现单点失效的情况。在网络干线上要提供备份链路。在网络设备上要提供适当的冗余配置。采用各种有效的安全措施，保证网络系统和应用系统安全运行。安全包括4个层面-网络安全，操作系统安全，数据库安全，应用系统安全。由于Internet的开放性，世界各地的Internet用户也可访问校园网，校园网将采用防火墙、数据加密等技术防止非法侵入、防止窃听和篡改数据、路由信息的安全保护来保证安全。同时要建立系统和数据库的磁带备份系统。3. 设计实现3.1.设计图因此本小型校园网络设计的拓扑结构图如下图（1）所示： 图（一）用office软件的visio画出网络的物理分布图,如下图（2）所示：图（二）3.2设备选型根据上图的网络拓扑图，使用模拟仿真软件PacketTracer5，构建一个小型网络。该网络构建所需的设备有：设备名称数量3560-24PS Multilayer Switch 三层交换机1台2960-24TT Switch 交换机5台2950-24 Switch 交换机2台直连双绞线14根交叉双绞线9根PC机15台Server-PT Server1台Cloud-PT Cloud1台用模拟仿真软件PacketTracer5.0搭建的网络拓扑图3.3 IP地址分配用模拟仿真软件PacketTracer5.0搭建的网络拓扑图该网络的拓扑图中的15台PC的IP地址，子网掩码和网关如下：PC0IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC1IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC2IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC3IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC4IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC5IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC6IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC7IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC8IP Address: Subnet Mask: Default Gateway: PC9IP Address: 0 Subnet Mask: Default Gateway: PC10IP Address: 1 Subnet Mask: Default Gateway: PC11 IP Address: 2 Subnet Mask: Default Gateway: PC12IP Address: 3 Subnet Mask: Default Gateway: PC13IP Address: 4 Subnet Mask: Default Gateway: PC14IP Address: 5 Subnet Mask: Default Gateway: 3.4网络设备配置对交换机进行配置。对3560-24PS Multilayer Switch三层交换机的配置Switchen Switch#conf t Switch(config)#hostname S3560 S3560(config)#ip routing /开启路由功能 S3560(config)#int f0/1 S3560(config-if)#no switchport/该端口启用三层路由功能 S3560(config-if)#ip add /配置该端口的IP地址 S3560(config-if)#no shut/开启该端口 S3560(config-if)#end对3560-24PS Multilayer Switch三层交换机路由功能静态路由的配置S3560(config)#ip route S3560(config)#ip route S3560# copy running-config startup-config/保存配置对3560-24PS Multilayer Switch三层交换机路由功能RIP的配置S3560(config)# router ipS3560(config-router)# network S3560(config-router)# network S3560(config-router)# network S3560(config-router)# network S3560(config-router)# network S3560# copy running-config startup-config/保存配置对2960-24TT Switch 交换机的配置#Conf t/进入全局配置模式（config）# Hostname S1S1(config)#S1(config)#ip address /配置ip地址S1(config)#S1(config)#ip default-gateway /配置默认网关S1# show ip/显示IP配置命令S1# show interface e0/1/显示接口配置命令S1# show ip interface s1S1# show running-config/显示当前配置S1# show mac-address-table/查看MAC地址表(config)# exit(config)# 对2950-24 Switch 交换机的配置#Conf t/进入全局配置模式（config）# Hostname s2S2(config)#S2(config)#ip address /配置ip地址S2(config)#S2(config)#ip default-gateway /配置默认网关S2# show ip/显示IP配置命令S2# show interface e0/1/显示接口配置命令S2# show ip interface s1S1# show running-config/显示当前配置S1# show mac-address-table/查看MAC地址表(config)# exit(config)# （4）通过使用模拟仿真软件，模拟局域网间的数据通信过程。Ping Ping Ping Ping Ping Ping Ping 3.5通信仿真4设计结果与分析 4.1设计结果 将配置好的网络进行测试，其数据包的传送过程如上图所示从该通信结果可以知道该网络实现的是校园内部局域网连通的设计设计截图pc0配置Pc6配置Pc12配置ilayer Switch三层交换机的配置2950-24 Switch 交换机的配置4.2设计中出现的问题及解决 在PC12和PC6，PC7和PC2，PC0和PC5，PC12和PC1进行数据包的传送，没有实现通信，可能的问题是3560-24PS Multilayer Switch三层交换机没有进行静态路由和RIP的配置。不仅在实验中，还是在课程设计中，凡是有用到路由器接入时通常会出现PC与PC之间Ping不通，而各PC只能Ping通到对方PC所接的交换机端口或路由器端口。然而这从理论上说既然一台PC能Ping通到对方PC所接的交换机端口或路由器端口，那么就应该可以Ping通对方PC的。但好几次实验都出现这种情况，可能由于机器设备的缘故，该问题还有待于解决。5设计体会通过这次计算机网络课程设计，我知道了课程设计是我们每一个大学生学习期间都不可缺少的，它使我们在实践中了巩固了所学的知识、在实践中锻炼自己的动手操作能力；课程设计同时又是对每一位大学生所学专业知识的一种拓展手段，它让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,不仅开阔了自己的视野，增加了自己的见识，也为我们以后进一步走向社会打下了坚实的基础。 目前，经过了一学期的计算机网络课程学习，可以说是对计算机网络的理论知识有一些掌握了，但这些似乎还尚有欠缺，倘若将这些理论性极强的东西搬到实际中去应用，那我想我肯定是无从下手，一窍不通。计算机网络的设计是一个要求动手能力很强的一门实践课程，在课程设计期间我努力将自己以前从书本上学到的理论应用于实际的网络设计操作中去，总算明白了网络组建与通信的过程。最重要的是，在课程设计期间，老师完全放手让我们学生自己去探索，自已去组建网络以及自己实现整个网络的通信。这一点很重要，有利的调动了我们学生自己学习知识的积极性和独立性，有什么不懂得，自己去查阅网络，书籍，这样，将更加增强我们的学习主动性。当然，这样，也更加有利