11机房与局域网.docx

机房与局域网系统施工实训课程设计 专业：12级楼宇智能化2班学号：2201220308216姓名：苟思远一、任务描述 多媒体机房教室（93409）有48台计算机，反应速度非常慢，而且时常出现问题，需要维修，因此，学校决定新建一个机房，将该机房中原来仍然可用的计算机作为其他机房的备用机器，机房通过原有的交换机于Internet连接。 新机房供网络专业使用，但也在机房紧张的时候能完成计算机基础应用的实习实训。防止病毒交叉感染，机房的计算机封闭了U盘接口，所有课堂训练和拓展训练的练习及教师布置的作业都是从服务器上传和下发。二、需求分析 学校的机房与其他部门的情况有所区别，如果是通用机房，一般侧重于计算机基础操作及应用，操作系统需求多，以满足不同专业不同应用的需求；应用软件非常多，如Office、WinRaR等。如果是专业机房，就需要满足专业需求，如网络专业的机房，侧重于网络组建与配置，而网络专业的设备都非常昂贵，因此希望在刚接触或不熟练的时候用模拟软件、仿真软件熟悉命令和工作界面，等到练熟了再使用真实机，有利于保护真实设备。三、目标确定 根据实训室组建的需求，主要需要实现如下几个目标。（1） 共享上网。 机房是校园网的一部分，一般情况下一个学校都使用1个或几个共用的公用IP地址上网，机房实际上是学校网络管理员的分配的1个地址。 （2） 教学需求 可以分成几个小组，每个小组可以利用实训室的现有条件完成模拟网络组建，能完成网络的所有配置，可以实现某种类型网络的缩影。（3） 文件管理 在信息时代，学生的作业已经不再使用纸制的形式，而是以电子文档的形式存放，以方便学生在不固定的时间可来访问这些资源。（4） 计算机和网络安全 不管是计算机基础还是网络专业的知识学习、技能训练，学生都需要一个学习、练习、尝试的过程，在此过程中难免会犯一些错误，导致操作无法进行或计算机系统无法正常工作等。一旦发生这些情况，如何快速恢复到正常的工作状态是保证教学正常进行的重中之重。四、网络结构设计 针对上述目标，各项设计如下。（1） 拓扑结构设计 该实训室主要为网络专业使用，在机房紧张的情况下可以提供计算机应用基础等实训，因此以专业训练为主。 实训室内计算机一般为30-50台，一方面整个机房的计算机需要能够统一控制，可在该实训室中设置一台服务器，该服务器安装双网卡并负责文件等的存放；另一方面需要满足分组训练的要求，便于分组组建和维护管理构建的网络，因此采用树型拓扑结构。实训室分为6个小组，每组8台计算机，共48台，每组配置交换机和路由器，连接线都由自己制作。（2） 操作系统选择。 在实训室中，需要进行不同的实训，可能需要的操作系统不一样，常用的包括Windows XP、Windows 2003Server、Linux。在计算机内存满足的情况下，可在同一台计算机上不同的分区中安装不同的操作系统，不过要注意安装的顺序，以免高版本的文件覆盖低版本的文件，导致只剩下最后一个安装的操作系统。一般在充当服务器的计算机或专用服务器上安装Windows 2003 Server。 如果计算机的性能较好，也可以考虑在计算机上安装虚拟软件，在一台真实计算机上虚拟出若干台计算机，实现几台计算机的功能，有利于大型网络的组建，减少成本的投入。（3） 共享上网 为了检测网络设置情况或者满足网络信息检索要求，可考虑使用代理服务器的方式。（4） 文件系统 在服务器上存放文件的分区采用NTFS格式，其余分区可采用FAT32格式，为了提高安全性能，建议所有分区均采用NTFS格式。（5） 系统与网络安全 为了避免计算机感染病毒导致网络受影响，建议在服务器端和客户端均安装杀毒软件，并由服务器端进行集中控制，有利于杀毒软件的升级，保证网络能够集中管理。 在通用机房中，当计算机配置错误或操作不当时可以考虑安装还原卡，重启计算机后就将计算机恢复到了原来的正常状态，但在专业实训中，需要安装软件和配置系统，如有些软件安装时需要重启系统，这样就会导致软件安装不成功，因此在这种情况下，计算机不能恢复到初始状态，要求根据具体的要求来设置还原时间。 五、网络设备选购（1） 计算机选购 48台计算机，每台计算机配置有网卡（通常为PIC总线结构的，10/100Mbit/s自适应），RJ-45接口。预备6块网卡（每组一块）。（2） 传输介质。足够多的无类双绞线、水晶头（3） 工具。双绞线压线嵌、测限仪、螺丝刀等。（4） 互连设备。交换机和路由器，根据不同的任务给每组配置不同台数。另外还要考虑无线AP、无线路由器等无线网络组建所需的设备。六、具体设计 1双绞线的制作双绞线由4对8芯铜线按照一定的规则绞织而成，每对芯线的颜色各不相同。目前，国际通用的双绞线制作标准有两种，即EIA/TIA568A和EIA/TIA568B。其中T568A的排线顺序为绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕，T568B的排线顺序为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕，这些芯线分别对应RJ-45插头的18脚。细心的用户会发现，两种制作标准的区别仅仅在于第1、2、3、6芯线的排列顺序上。根据双绞线两端所遵循的制作标准，可以把双绞线分为直通线和交叉线。其中直通线的两端同时按照T568A或T568B的标准制作而成，而交叉线的一端按照T568A的标准制作，而另一端则按照T568B的标准制作。这样，双绞线的线序就会出现三种类型的排列组合，如表1-2所示。表1-2 双绞线排列组合类型标准RJ-45甲RJ-45乙直通线T568A绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕T568B橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕交叉线橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕 直通线是应用最广泛的双绞线类型，除了进行双机直连的双绞线需要使用交叉线以外，其他用途的双绞线基本上都是直通线。 提示：判断RJ-45插头的针脚顺序很简单，将RJ-45插头露出金属针脚的一面朝上，从左到右依次为18脚。以制作最常用的遵循T568B标准的直通线为例，制作过程如下所述： Step1 用双绞线网线钳把双绞线的一端剪齐然后把剪齐的一端插入到网线钳 用于剥线的缺口中。顶住网线钳 后面的挡位以后，稍微握紧网线钳慢慢旋转一圈，让刀口划开双绞线的保护胶皮并剥除外皮，如图1-3所示。图1-3 双绞线插入剥线缺口注意：网线钳挡位离剥线刀口长度通常恰好为水晶头长度，这样可以有效避免剥线过长或过短。如果剥线过长往往会因为网线不能被水晶头卡住而容易松动，如果剥线过短则会造成水晶头插针不能跟双绞线完好接触。Step2 剥除外包皮后会看到双绞线的4对芯线，用户可以看到每对芯线的颜色各不相同。将绞在一起的芯线分开，按照橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕的颜色一字排列，并用网线钳 将线的顶端剪齐，如图1-4所示。图1-4 排列芯线 按照上述线序排列的每条芯线分别对应RJ-45插头的1、2、3、4、5、6、7、8针脚，如图1-5所示。图1-5 RJ-45插头的针脚顺序Step3 使RJ-45插头的弹簧卡朝下，然后将正确排列的双绞线插入RJ-45插头中。在插的时候一定要将各条芯线都插到底部。由于RJ-45插头是透明的，因此可以观察到每条芯线插入的位置，如图1-6所示。图1-6 将双绞线插入RJ-45插头 Step4 将插入双绞线的RJ-45插头插入网线钳的压线插槽中，用力压下网线钳的手柄，使RJ-45插头的针脚都能接触到双绞线的芯线，如图1-7所示。图1-7 将RJ-45插头插入压线插槽Step5 完成双绞线一端的制作工作后，按照相同的方法制作另一端即可。注意双绞线两端的芯线排列顺序要完全一致，如图1-8所示。图1-8 制作完成的双绞线在完成双绞线的制作后，建议使用网线测试仪对网线进行测试。将双绞线的两端分别插入网线测试仪的RJ-45接口，并接通测试仪电源。如果测试仪上的8个绿色指示灯都顺利闪过，说明制作成功。如果其中某个指示灯未闪烁，则说明插头中存在断路或者接触不良的现象。此时应再次对网线两端的RJ-45插头用力压一次并重新测试，如果依然不能通过测试，则只能重新制作，如图1-9所示。图1-9 使用测试仪测试网线双绞线制作工作完成以后就可以进行网络设备之间的连接。网络设备的连接主要包括两种情况，一种是有线网络的连接即使用双绞线来连接，一种是无线网络的连接即无线网络设备的连接。下面的内容仅限于使用双绞线连接网络设备，不涉及无线设备的连接。 根据所连接的网络设备的不同，所使用的双绞线类型也不同。常见的网络设备连接方法如表1-10所示。表1-10常见的网络设备连接一览表直通线交叉线计算机集线器计算机到计算机计算机交换机集线器级联口集线器级联口集线器普通口集线器级联口集线器普通口集线器普通口集线器级联口交换机集线器普通口交换机交换机普通口交换机级联口交换机级联口交换机级联口交换机路由器交换机路由器 在连接网络设备的时候一定要注意双绞线的长度不能超过上限标准。在100Mbps的网络环境中，当双绞线的长度大于100m的时候，信号衰减会非常严重，相应的数据传输质量和传输速度会明显下降。提示：实际上在目前的100Mbps带宽的局域网中，双绞线中的8条芯线并没有完全用上，而只有第1、2、3、6线有效，分别起着发送和接受数据的作用。因此在测试网线的时候，如果网线测试仪上与芯线线序相对应的第1、2、3、6指示灯能够被点亮，则说明网线已经具备了通信能力，而不必关心其他的芯线是否连通。2路由器 路由器（Router）又称网关设备（Gateway）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，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，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。原理传输介质 路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆、双绞线；远程路由器是用来连接远程传输介质，并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。 路由器是互联网的主要结点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于TCP/IP 的国际互联网络Internet 的主体脉络，也可以说，路由器构成了Internet的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此，在园区网、地区网、乃至整个Internet研究领域中，路由器技术始终处于核心地位，其发展历程和方向，成为整个Internet研究的一个缩影。在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际，探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向，对于国内的网络技术研究、网络建设，以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念，都有重要的意义。 出现了交换路由器产品，从本质上来说它不是什么新技术，而是为了提高通信能力，把交换机的原理组合到路由器中，使数据传输能力更快、更好。结构电源接口（POWER）：接口连接电源。复位键（RESET）：此按键可以还原路由器的出厂设置。猫(MODEM)或者是交换机与路由器连接口（WAN）：此接口用一条网线与家用宽带调制解调器（或者与交换机）进行连接。电脑与路由器连接口（LAN18）：此接口用一条网线把电脑与路由器进行连接。需注意的是：WAN口与LAN口一定不能接反。 家用无线路由器和有线路由器的IP地址根据品牌不同，主要有192.168.1.1和192.168.0.1两种。IP地址与登录名称与密码一般标注在路由器的底部。登录 无线路由器网 有的出厂默认登录账户：admin登录密码：admin有的无线路由器的出厂默认登录账户是：amdin 登录密码是空的。3交换机 交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口网桥。 在计算机网络系统中，交换概念的提出改进了共享工作模式。而HUB集线器就是一种物理层共享设备，HUB本身不能识别MAC 地址和IP地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据报头的MAC地址来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。通俗的说，普通交换机是不带管理功能的，一根进线，其他接口接到电脑上就可以了。 在今天，交换机以更多的却是以应用需求为导向，在选择方案和产品时用户还非常关心如何有效保证投资收益。在用户提出需求后，由系统集成商或厂商来为其需求来提供相应的服务，然后再去选择相应的技术。这点是在网络方面表现尤其明显，广大用户，不论是重点行业用户还是一般的企业用户，在应用IT技术方面更加明智，也更加稳健。此外，宽带的广泛应用、大容量视频文件的不断涌现等等都对网络传输的中枢-交换机的性能提出了新的要求。 据2013-2018年中国交换机市场竞争格局及投资前景评估报告中显示：随着网络的发展从技术驱动应用，转为从应用选择技术；网络的融合也从理论走向实践；网络的安全越来越受到重视。而交换网络的智能化提供了解决这些问题的方法。网络将在综合应用、速度和覆盖范围等方面继续发展。端口交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的物理网段（注：非IP网段），连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于210Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据帧功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。传输 交换机的传输模式有全双工，半双传输交换机的传输模式有全双工，半双工，全双工/半双工自适应 交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。交换机都支持全双工。全双工的好处在于迟延小，速度快。 提到全双工，就不能不提与之密切对应的另一个概念，那就是“半双工”，所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当有两辆车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台。4DHCP服务器配置需要说明的是，DHCP服务器的网络连接参数必须静态指定，即IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器必须手工分配。1安装DHCP组件 DHCP组件在Windows Server 2003（标准版）系统安装过程中并没有默认安装，其安装步骤如下： 依次单击【开始】【控制面板】【添加或删除程序】菜单，打开【添加或删除程序】对话框，如图所示。 【添加或删除程序】对话框 【Windows 组件】对话框 单击对话框左侧的【添加/删除Windows 组件】图标，稍候弹出【Windows 组件】对话框，选择列表中的“网络服务”项，如图所示。 单击【详细信息】按钮，弹出【网络服务】对话框，选中“动态主机配置协议（DHCP）”复选框，如图所示。单击【确定】按钮，回到【Windows 组件】对话框。 【网络服务】对话框 完成组件安装 单击【下一步】按钮，经过复制文件、系统配置等过程后，弹出【完成“Windows组件向导”】对话框，如图所示。单击【完成】按钮，完成DHCP组件的安装。2新建作用域 依次单击【开始】【管理工具】【DHCP】菜单，打开【DHCP】对话框。展开节点“win2k3spcc”，右键单击该节点，在弹出的菜单中单击“新建作用域”项，如图所示。新建作用域 弹出【欢迎使用新建作用域向导】对话框，如图所示，单击【下一步】按钮。 新建作用域向导 【作用域名】对话框 弹出【作用域名】对话框，在“名称”和“描述”栏内分别填写作用域的名称和描述，如图所示，单击【下一步】按钮。可以填写自己喜欢的名称（描述栏可以不填），填写的内容应该具备一定的说明性，以便确定该作用域在网络中的作用。 弹出【IP地址范围】对话框，分别填写作用域分配的起始IP地址、结束IP地址和子网掩码，如图所示，单击【下一步】按钮。 【IP地址范围】对话框 【添加排除】对话框 弹出【添加排除】对话框，添加服务器不分配的地址或地址范围，如图所示，单击【下一步】按钮。 弹出【租约期限】对话框，设置服务器分配的作用域租约期限，默认值为8天，如图所示，单击【下一步】按钮。如果IP地址资源紧缺，可以把租约期限设置得短一些，反之可以设置得长一些。 【租约期限】对话框 【配置DHCP选项】对话框 弹出【配置DHCP选项】对话框，选择“是，我想现在配置这些选项”项，如图所示，单击【下一步】按钮。因为DHCP客户端往往在需要IP地址的同时，还需要子网掩码、默认网关、DNS服务器等参数，所以应该配置DHCP选项。 弹出【路由器（默认网关）】对话框，添加客户机使用的网关（例如，222.24.21.1），如图所示，单击【下一步】按钮。 【路由器（默认网关）】对话框 【域名称和DNS服务器】对话框 弹出【域名称和DNS服务器】对话框，为客户机指定父域和DNS服务器，如图所示，单击【下一步】按钮。 弹出【WINS服务器】对话框，如图所示，为客户机指定WINS服务器，单击【下一步】按钮。如果客户机不需要使用WINS进行NeBIOS名称解析，这里可以不填。 【WINS服务器】对话框 【激活作用域】对话框 弹出【激活作用域】对话框，如图所示。为了使刚才的设置立即生效，选择“是，我想现在激活此作用域”项，单击【下一步】按钮。 弹出【正在完成新建作用域向导】对话框，如图所示，单击【完成】按钮，完成新建作用域向导。作用域新建完成3设置保留地址有时为了某种需要，例如客户机使用的一个应用程序引用IP地址对用户身份进行验证，有必要通过设置将D