09011260-李慧-虚拟局域网的组建

武汉学院武汉学院 课程论文 题 目 虚拟局域网组建 课 程 计算机组网技术与配置 学生姓名 李 慧 学 号 09011260 系 别 信息系 专 业 信息管理与信息系统 2012 年 5 月 15 日 中南财经政法大学武汉学院 目录目录 摘要 1 1 计算机网络的概念 2 1 1 计算机的定义 2 1 2 计算机网络的组成及分类 2 1 3 计算机网络的功能 3 2 计算机网络的拓扑结构 3 2 1 总线型拓扑 3 2 2 星型拓扑 4 2 3 环型拓扑 4 2 4 树型拓扑 4 2 5 网型拓扑 4 3 网络传输介质 4 3 1 双绞线 5 3 2 光纤 5 3 3 无线传输介质 6 4 网络设备 6 5 虚拟局域网的组建 8 5 1 虚拟局域网的定义 8 5 2 组建虚拟局域网的模拟软件 8 5 3 为设备选择所需模块并且选用合适的线型互连设备 9 5 4 配置不同设备 10 6 网络软件的安装 13 6 1 安装 IIS 信息服务器 13 总结 16 参考文献 16 中南财经政法大学武汉学院 1 虚拟局域网组建虚拟局域网组建 摘要摘要 现今社会网络急剧发展 局域网的规模不断扩大 那么大型的 超大 型的局域网在组建时 考虑到网络的效益和安全 使用了一种新技术 VLAN 技术 VLAN 是指在物理网络基础架构上 利用交换机和路由器的功能 配置网络的逻 辑拓扑结构 从而允许网络管理员任意地将一个局域网内的任何数量网段聚合 成一个用户组 就好像它们是一个单独的局域网 简单地说 VLAN 将区域分散 的组织在逻辑上成为一个新的工作组 而且同一工作组的成员能够改变其物理 地址而不必重新配置节点 用交换机建立虚拟网就是使原来的一个大广播域逻 辑的分为若干个 子广播域 在子广播域里的广播只会在该广播域内传送 其 它的广播域是收不到的 关键字 关键字 交换机交换机 广播域广播域 局域网局域网 网络拓扑结构网络拓扑结构 中南财经政法大学武汉学院 2 1 计算机网络的概念计算机网络的概念 1 1 计算机的定义计算机的定义 计算机网络就是指在网络协议控制下 利用某种传输介质和通信手段 把 地理上分散的计算机 通信设备及终端等相互连接在一起 以达到相互通信和 资源共享目的的计算机系统 简单地说 计算机网络就是通过电缆 电话线或 无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合 计算机网络系统通常由通信子网和资源子网两部分组成 通信子网包含传 输介质 通信设备等 主要承担网络数据的传输 转接以及变换等工作 而资 源子网则负责数据处理业务 向网络用户提供各种资源和网络服务 资源子网 通常包括 用户端设备 如主机 服务器 工作站等 网络操作系统和网络协 议软件等 1 2 计算机网络的组成及分类计算机网络的组成及分类 计算机网络的分类与的一般的事物分类方法一样 可以按事物的所具有的 不同性质特点即事物的属性分类 计算机网络通俗地讲就是由多台计算机或其 它计算机网络设备通过传输介质和软件物理或逻辑连接在一起组成的 总的来 说计算机网络的组成基本上包括 计算机 网络操作系统 传输介质及相应的 应用软件四部分 计算机网络的类型 可根据不同的划分标准来分类 1 1 按网络的覆盖范围分类按网络的覆盖范围分类 局域网 局域计算机网通常简称为局域网 联网的计算机分布在一个较 小的地域范围内 它能进行高速的数据通信 局域网在企业办公自动化 企业 管理 办公自动化 计算机辅助教学等方面得到广泛使用 城域网 城域网指联网的计算机之间最远通信距离约几十千米内的网络 例如在一个城市范围内建立起来 的计算机网络 广域网 广域计算机简称广域网 广域网在地理上可以跨越很大的距离 联网的计算机之间的距离一般在几十千米以上 跨省 跨国甚至跨洲 网络之 间也可通过特定方式进行互联 实现了局域资源共享与广域资源共享相结合 形成了地域广大的远程处理和局域处理相结合的网际网系统 2 2 按照网络的使用进行分类 按照网络的使用进行分类 公用网 由国家出资建设的大型公用网络 如中国公用计算机互联网 专用网 由某部门为本单位的业务需要而建设的网络 这种网络一般不 向外单位提供服务 3 3 按传输速率分类 按传输速率分类 网络的传输速率有快有慢 传输速率快的称高速网 传输速率慢的称低速 网 传输速率的单位是 b s 每秒比特数 英文缩写为 bps 一般将传输速率 在 Kb s Mb s 范围的网络称低速网 在 Mb s Gb s 范围的网称高速网 也 中南财经政法大学武汉学院 3 可以将 Kb s 网称低速网 将 Mb s 网称中速网 将 Gb s 网称高速网 网络的传输速率与网络的带宽有直接关系 带宽是指传输信道的宽度 带宽的单位是 Hz 赫兹 按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网 一般 将 KHz MHz 带宽的网称为窄带网 将 MHz GHz 的网称为宽带网 也可以 将 kHz 带宽的网称窄带网 将 MHz 带宽的网称中带网 将 GHz 带宽的网称 宽带网 通常情况下 高速网就是宽带网 低速网就是窄带网 1 3 计算机网络的功能计算机网络的功能 计算机网络的功能的主要体现 信息交换 这是计算机网络最基本的功能 主要完成计算机网络中各个节 点之间的系统通信 用户可以在网上传送电子邮件 发布新闻消息 进行电子 购物 电子贸易 远程电子教育等 资源共享 所谓的资源是指构成系统的所有要素 包括软 硬件资源 如 计算处理能力 大容量磁盘 高速打印机 绘图仪 通信线路 数据库 文件 和其他计算机上的有关信息 由于受经济和其他因素的制约 这些资源并非所有 用户都能独立拥有 所以网络上的计算机不仅可以使用自身的资源 也可以共享 网络上的资源 因而增强了网络上计算机的处理能力 提高了计算机软硬件的利 用率 分布式处理 一项复杂的任务可以划分成许多部分 由网络内各计算机分 别协作并行完成有关部分 使整个系统的性能大为增强 2 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 计算机网络 的拓扑结构 即 是指网上计算机或设备与传输媒介形成的结 点与线的物理构成模式 网络的结点有两类 一类是转换和交换信息的转接 结点 包括结点 交换机 集线器和终端控制器等 另一类是访问结点 包括 计算机主机和终端等 线则代表各种传输媒介 包括有形的和无形的 计算机网络的拓扑结构 主要有 总线型拓扑 星型拓扑 环型拓扑 树 型拓扑和混合型拓扑 2 1 总线型拓扑总线型拓扑 总线型结构由一条高速公用主干电缆即总线连接若干个结点构成网络 网络中所有的结点通过总线进行信息的传输 这种结构的特点是结 构简单灵活 建网容易 使用方便 性能好 其缺点是主干总线对 网络起决定性作用 总线故障将影响整个网络 总线型拓扑是使用最普遍 的一种网络 图1 总线型拓扑结构 中南财经政法大学武汉学院 4 图 2 星型拓扑 2 2 星型拓扑星型拓扑 星型拓扑由中央结点集线器与各个结点连接组成 这种 网络各结点必须通过中央结点才能实现通信 星型结构的特 点是结构简单 建网容易 便于控制和管理 其缺点是中央 结点负担较重 容易形成系统的 瓶颈 线路的利用率也不 高 其具体图形如图 2 所示 2 3 环型拓扑环型拓扑 环型拓扑由各结点首尾相连形成一个闭合环型线路 环 型网络中的信息传送是单向的 即沿一个方向从一个结点传 到另一个结点 每个结点需安装中继器 以接收 放大 发 送信号 这种结构的特点是结构简单 建网容易 便于管理 其缺点是当结点过多时 将影响传输效率 不利于扩充 其 具体图形如图 3 所示 2 4 树型拓扑树型拓扑 树型拓扑是一种分级结构 在树型结构的网络中 任意两个结点之间不产 生回路 每条通路都支持双向传输 这种结构的特点是扩充方便 灵活 成本 低 易推广 适合于分主次或分等级的层次型管理系统 2 5 网型拓扑网型拓扑 主要用于广域网 由于结点之间有多条线路相连 所以网络的可靠性 较高 由于结构比较复杂 建设成本 较高 局域网中常见的的结构为总线型或星型 3 网络传输介质网络传输介质 传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体 按其物理 形态可以划分为有线和无线两大类 有线网 传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网 常用的有线传输 介质有双绞线 同轴电缆和光导纤维 无线网 采用无线介质连接的网络称为无线网 目前无线网主要采用三 种技术 微波通信 红外线通信和激光通信 这三种技术都是以大气为介质的 其中微波通信用途最广 目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信 它利用地 图 3 环型拓扑结构 图 4 网型拓扑 中南财经政法大学武汉学院 5 图 5 双绞线 图 6 光纤 球同步卫星作中继站来转发微波信号 一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以 上表面 三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域 3 1 双绞线双绞线 双绞线将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中 为了降低信号的干扰程度 电缆中的每一对双绞线一般 是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成 也因此把它称为双 绞线 双绞线分为分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线 适 合于短距离通信 如图 5 所示 物理特性 每一对双绞线由绞合在一起的相互绝缘的两根铜线组成 每 根铜线的直径大约 1mm 传输特性 在局域网中常用的双绞线可以分为五类 常用的是 3 类线和 5 类线 5 类 线既可支持 100Mbps 的快速以太网连接 又可支持到 150Mbps 的 ATM 数据传输 是连接桌面设备的首选传输介质 连通性 双绞线既可用于点 点连接 也可用于多点连接 在在没有中继线时最大距 离为 100m 双绞线作为网络传输线缆常用的网络传输介质有 EIA TIA 568 A 标准和 EIA TIA 568 B 标准 EIA TIA 568 A 标准简称 T568A EIA TIA 568 B 标准简 称 T568B 其两者主要的制作方法如下表 表 1 T568A 和 T568B 标准 12345678 T568B白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕 T568A白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕 如果双绞线两端均采用同一标准制作 则称这类双绞线为直通线 通常直 通线用于异种设备间的连接 如计算机与交换机之间 交换机与路由器之间等 如果双绞线两端采用不同标准 则称这类双绞线为交叉线 通常交叉线用于同 种设备间的连接 如计算机与计算机之间 集线器与集线器之间等 3 2 光纤光纤 光纤又称为光缆或光导纤维 由光导纤维纤芯 玻璃 网层和能吸收光线的外壳组成 是由一组光导纤维组成的 用来传播光束的 细小而柔韧的传输介质 应用光学原理 由光发送机产生光束 将电信号变为光信号 再把光信号 导入光纤 在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号 并 把它变为电信号 经解码后再处理 如图 6 所示 中南财经政法大学武汉学院 6 物理特性 光纤传输系统主要由三部分组成 光源 又称光发送机 传输介质 检测 器 又称光接收机 光源是发光二极管或半导体激光器 传输介质是极细的玻 璃纤维或石英玻璃纤维 检测器是一种光电二极管 传输特性 光线由光密介质进入光疏介质时 在入射角足够大的情况下会发生全反射 即光波能量几乎全部反射 这样才可以达到长距离高速传输的目的 光传输的特点如下 传输损耗小 中继距离长 远距离传输特别经济 抗雷电和电磁干扰性好 无串音干扰 保密性好 体积小 重量轻 通信容量大 每波段都具有 25000 30000GHz 的带宽 3 3 无线传输介质无线传输介质 无线传输介质包括无线电 微波 卫星 移动通信等 各种无线介质传输 介质对应的电磁波谱范围如图 7 所示 4 网络设备网络设备 网络设备及部件是连接到网络中的物理实体 网络设备的种类繁多 且与 日俱增 基本的网络设备有 计算机 集线器 交换机 网桥 路由器 网关 网络接口卡 无线接入点 打印机和调制解调器 1 中继器 中继器 中继器是局域网互连的最简单设备 它工作在 OSI 体系结构的物理层 它 接收并识别网络信号 然后再生信号并将其发送到网络的其他分支上 要保证 中继器能够正确工作 首先要保证每一个分支中的数据包和逻辑链路协议是相 同的 例如 在 802 3 以太局域网和 802 5 令牌环局域网之间 中继器是无法 使它们通信的 2 网桥网桥 网桥工作于 OSI 体系的数据链路层 所以 OSI 模型数据链路层以上各层的 图 7 电磁波谱范围图 中南财经政法大学武汉学院 7 信息对网桥来说是毫无作用的 所以协议的理解依赖于各自的计算机 网桥包 含了中继器的功能和特性 不仅可以连接多种介质 还能连接不同的物理分支 如以太网和令牌网 能将数据包在更大的范围内传送 网桥的典型应用是将局 域网分段成子网 从而降低数据传输的瓶颈 这样的网桥叫 本地 桥 用于 广域网上的网桥叫做 远地 桥 两种类型的桥执行同样的功能 只是所用的 网络接口不同 生活中的交换机就是网桥 3 路由器 路由器 路由器工作在 OSI 体系结构中的网络层 这意味着它可以在多个网络上交 换和路由数据数据包 路由器通过在相对独立的网络中交换具体协议的信息来 实现这个目标 比起网桥 路由器不但能过滤和分隔网络信息流 连接网络分 支 还能访问数据包中更多的信息 并且用来提高数据包的传输效率 路由器 比网桥慢 主要用于广域网或广域网与局域网的互连 桥由器是网桥和路由器 的合并 4 网卡 网卡 网卡是是计算机或其它网络设备所附带的适配器 用于计算机和网络间的 连接 每一种类型的网络接口卡都是分别针对特定类型的网络设计的 例如以 太网 令牌网 FDDI 或者无线局域网 网络接口卡 NIC 使用物理层 第一 层 和数据链路层 第二层 的协议标准进行运作 网络接口卡主要定义了与 网络线进行连接的物理方式和在网络上传输二进制数据流的组帧方式 它还定 义了控制信号 为数据在网络上进行传输提供时间选择的方法 5 集线器 集线器 集线器是最简单的网络设备 计算机通过一段双绞线连接到集线器 在集 线器中 数据被转送到所有端口 无论与端口相连的系统是否安计划好要接收 这些数据 除了与计算机相连的端口之外 即使在一个非常廉价的集线器中 也会有一个端口被指定为上行端口 用来将该集线器连接到其它的集线器以便 形成更大的网络 6 交换机 交换机 交换机是第二层 多端口设备 交换机提供与集线器或网桥类似的功能 但拥有更多的先进性能 能够对任意两个端口进行临时连接 它包含一个交换 矩阵或交换结构能够用于迅速地连接端口或切断端口间的连接 与集线器不同 的是 交换机仅将信息帧从一个端口传送到目标节点所在的其它端口 而不会 向所有其它的端口广播 7 调制解调器调制解调器 调制解调器是一种接入设备 将计算机的数字信号转译成能够在常规电话 线中传输的模拟信号 调制解调器在发送端调制信号并在接收端解调信号 许 多接入方式都离不开调制解调器 如 56k 的调制解调器 ISDN 等 它们可以为 内部设备 插在系统的扩展槽中 或外部设备 插在串口或 USB 端口中 或膝 上电脑所用的 PCMCIA 板 或专为诸如手提电脑等系统中使用而设计的设备 另 外 许多膝上电脑都配备了集成调制解调器 还提供了机架式调制解调器供大 中南财经政法大学武汉学院 8 图 8 使大广播域划分成若干个子 广播域 范围地使用调制解调器 如 ISP 5 虚拟局域网的组建虚拟局域网的组建 5 1 虚拟局域网的定义虚拟局域网的定义 为了防止广播风暴 将一个大的广播域划分 成几个小的子广播域 交换机原来的广播域 1 8 端口被划分成了两个子广播域 VLAN1 包括了原来 的 1 2 6 8 端口 VLAN2 包括了原来的 3 5 端口 因此 1 2 6 8 端口收到的广播数据帧就 不会转发到 VLAN 2 中的端口上 同样 3 5 端口上收到的广播报文也不会转 发到 VLAN 1 中的端口上 这种结构就减少了整 个交换式以太网中广播报文的数量 从而增加 了网络的安全性 如图 8 所示 5 2 组建虚拟局域网的模拟软组建虚拟局域网的模拟软 件件 Packet tracer 是 Cisco 开发的用 来模拟 CCNA 的软件 我们现在用 Packet tracer 来模拟现在虚拟局域网 的实验 基本界面如图 9 所示详细介绍 如表 2 所示 表 2 Packet Tracer 5 0 基本界面介绍 左上方第一行菜单栏 我们在此可以找到一些 基本的命令如打开 保存 打印和选项设置 还可以访 问活动导向 图 9 基本界面 中南财经政法大学武汉学院 9 左上方第二行主工具栏 此栏提供了文件按钮中 命令的快捷方式 我们还可 以点击右边的网络信息按钮 为当前网络添加说明信息 右边一列常用工具栏 此栏提供了常用的工作 区工作包括 选择 整体移 动 备注 删除 查看 添 加简单数据包和添加复杂数 据包等 左上方第三行逻辑 物理工作区转换 栏 我们可以通过此栏中的 按钮完成逻辑工作区和物理 工作区的转换 中间空白处工作区 此区域中我们可以创建 网络拓扑 监视模拟过程查 看各种信息和统计数据 下方第一行实时 模拟转换栏 我们可以通过此栏中的 按钮完成实时模式和模式与 模式之间的转换 下方左边第一框设备类型库 此库包括不同类型的设 备如路由器 交换机 无线 设备等 下方第二框 特定设备器 此库包括不同设备类型 中 不同型号的设备 它随 着设备类型库选择级联显示 下方第一 二框一起网络设备库该库包括设备类型库和 特定设备库 下方右边两个框用户数据包窗口此窗口管理用户添加的 数据包 5 3 为设备选择所需模块并为设备选择所需模块并且且 选用合适的线型互连设备选用合适的线型互连设备 1 我们在设备类型库中选择交换机和 PC 然后把它们拖拽到工作区 按此类为止放置 如图 10 所示 中南财经政法大学武汉学院 10 图 11 不同线型 2 接下来我们要选取合适的线型将设备连接起来 我们可以根据设备间 的不同接口选择不同的线型来连接 如图 11 所示 3 不同设备之间选择直通线 相同设备之间选择交叉线 在连线的时候 点击 PC 要先选择 FastEthernet 的接口 然后在路由器上选择一个接口 注意 一个接口上只能接一根线 连接好线后如图 12 所示 线缆两端亮点的含义 如 表 3 表 3 线缆两端亮点的含义 链路圆点的状态含义 亮绿色物理连接准备就绪 闪烁的绿色连接激活 红色物理连接不通 没有信号 黄色交换机端口处于 阻塞 状态 线缆两端不通颜色将有助于我们进行连通性排除障碍 5 4 配置不同设备配置不同设备 1 给每台 PC 配置不同的 IP 地址 如图 13 所示 图 10 基本排列方式 图 12 连线后的实例图 12 排列位置 中南财经政法大学武汉学院 11 2 给七台 PC 分配地 址后 在默认情况下 所有 PC 都是在 vlan1 下 链接 是通 的 就可以通过 ping 命令 出现如下图的效果 如图 14 所示 3 路由器的配置位 置如图 15 所示 图 13 配置不同 IP 地址 图 14 用 ping 命令 中南财经政法大学武汉学院 12 4 配置好各 PC 的 IP 后 在 CLI 下输入以下具体代码 Switch enable 进入分配 vlan 名的命令 Switch configure 从用户模式进入特权模式 Switch config vlan 2 其中一个 vlan 名字为 2 此 处 的名字可根据需要任意命名 Switch config vlan 3 另一个 vlan 名字为 3 此处的 名 字也可根据需要任意命名 Switch exit 每进行一个新的配置前都要退出一下 Switch interface f0 1 进入 PC 连接路由器的接口号 Switch switchport mode access Switch switchport access vlan 2 该接口下连接 vlan2 Switch exit Switch interface f0 2 Switch switchport mode access Switch switchport access vlan 2 Switch exit Switch interface f0 3 Switch switchport mode access Switch switchport access vlan 3 Switch exit Switch interface f0 4 让各路由器之间连接的设置 Switch switchport mode access Switch switchport mode trunk trunk 命令 5 显示不同 vlan 名命令下的接口 如图 16 所示 图 15 给路由器配置的 CFI 中南财经政法大学武汉学院 13 6 先用 ping 命令检测在同一个 vlan 名下的 PC 是否可以连通 如出现 如图 15 的效果 则可以连通 如图 17 所示 图 17 Ping 命令连通的效果 图 18 Ping 命令无法连通的效果 7 然后用 ping 命令检测不在同一个 vlan 下 两台 PC 是否能连通的情 况 接口 f0 1 和 f0 2 位于不同 vlan 下 在通信 ping 时 会出现 request timed out 此时无法通信 如图 18 所示 当给每台 PC 配置好各自的 vlan 后 在相同 vlan 下的能够 ping 通 在不 同的 vlan 名下不能连通 则说明此虚拟局域网配置成功 如图 19 所示 图 16 显示配置好的 vlan 接口 图 17 ping 成功的示意图图 18 ping 不成功的示意图 中南财经政法大学武汉学院 14 6 网络软件的安装网络软件的安装 6 1 安装安装 IIS 信息服务器信息服务器 将 IISS XP 压缩包放置 D 盘 并解压到当前文件夹 打开 控制面板 添加删除程序 添加 删除 Windows 组件 弹出 Windows 组件向导窗口 如 图 20 所示 图 20 Windows 组件向导窗口 在 Windows 组