计算机网络综合设计

1、计算机网络综合设计中国矿业大学徐海学院课程实验目的与要求n通过综合设计实践环节的教学，使学生达到如下基本要求：n进一步巩固和加深对计算机网络基础知识、计算机网络应用基础、计算机网络管理与安全部分内容的理解。n培养综合运用所学知识，独立查阅资料能力及团队协作综合分析问题解决问题的能力。n掌握常见的网络结构及应用环境，了解网络技术的最新动态。 实验方式与基本要求n 本课程为单独设课，任课教师需向学生讲清课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、平时考核内容、期末考试办法、实验守则及实验室安全制度等。n该课程教材中只给出参考的设计题目，开课前学生必须进行预习及确定设计方案，方可上机进行仿真。n实际网络

2、的调试，要求学生在规定的时间内独立完成，出现问题，教师要引导学生分析、解决，注意启发教学。学时安排n课堂教学：2周（40学时）n课后查阅资料：20学时考试（考核）方法与规定n综合设计资料查阅10、计算机网络基础20、网络服务器的设计、管理与维护20、网络编程30、总结报告20，综合评定学生成绩。n成绩分为优、良、中、及格和不及格。n点名两次不到者成绩为不及格。实验项目设置与内容n绪论：课程性质、任务、主要内容、基本要求和教学安排（2学时）n计算机网络基础：计算机系统组成、计算机网络硬件组成及应用（4学时）nIP地址的分配与管理：IP分配、子网划分、IP管理（2学时）n网络的拓扑结构与应用：常见

3、网络、网络的拓扑、网络应用举例（4学时）n服务器配置：WEB服务器配置、FTP服务器配置、邮件服务器配置、DNS服务器配置（6学时）n路由器的配置 （2学时）n网络协议编程：利用VB编写简单的网络通信程序（20学时）n网络设计与施工n网络管理、网络安全n设计一个合理的企业网 一、计算机网络基础中国矿业大学徐海学院用双绞线制作网线 n1、实验设备n5 类双绞线、RJ-45 头、双绞线压线钳、电缆测试仪、剥线钳等。 n2、国际通用的布线标准 nEIA/TIA-568 标准规定了两种连接标准（并没有实质上的差别），即 EIA/TIA -568A 和 EIA/TIA-568B 。这两种标准的连接方法如

4、下图所示。 n（ 1 ） EIA/TIA 568A 标准：白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕 （从左起） n（ 2 ） EIA/TIA 568B 标准：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕 （从左起）n3、常见的两种网线：直连线和交叉线。n直连线：两端线序相同。（T 568A /T568B ，多用 T568B）常用在连接网卡和 HUB 或网卡和交换机等两端引脚功能定义不同的设备。 n交叉线：一端为 T 568A 线序，另一端为 T568B 线序。用来连接网卡和网卡或网卡和路由器的以太口等两端引脚功能定义相同的设备。 n4、步骤n步骤 1 ：准备好 5 类线、 RJ-45 插头和一把专用的压线钳。 n步骤 2 ：用压

5、线钳的剥线刀口将 5 类线的外保护套管划开（小心不要将里面的双绞线的绝缘层划破），刀口距 5 类线的端头至少 2 厘米 。 n步骤 3 ：将划开的外保护套管剥去（旋转、向外抽） 。 n步骤 4 ：露出 5 类线电缆中的 4 对双绞线。 n步骤 5 ：按照 EIA/TIA-568B 标准和导线颜色将导线按规定的序号排好。 n步骤 6 ：将 8 根导线平坦整齐地平行排列，导线间不留空隙 n步骤 7 ：准备用压线钳的剪线刀口将 8 根导线剪断。 n步骤 8 ：剪断电缆线。请注意：一定要剪得很整齐。剥开的导线长度不可太短。可以先留长一些。不要剥开每根导线的绝缘外层。 n步骤 9 ：将剪断的电缆线放入

6、RJ-45 插头试试长短（要插到底），电缆线的外保护层最后应能够在 RJ-45 插头内的凹陷处被压实。反复进行调整。 n步骤 10 ：在确认一切都正确后（特别要注意不要将导线的顺序排列反了），将 RJ-45 插头放入压 线钳的压头槽内，准备最后的压实。 n步骤 11 ：双手紧握压线钳的手柄，用力压紧。请注意，在这一步骤完成后，插头的 8 个针脚接触点就穿过导线的绝缘外层，分别和 8 根导线紧紧地压接在一起。 n步骤 12 ：完成。 局域网组网入门局域网组网入门 n1.计算机网络组网的层次化原则 n计算机网络组网也要依照 ISO/OSI 参考模型或 TCP/IP 模型来进行，通过将复杂的网络组网

7、任务分化至不同的 OSI 层上，可以大大简化网络组网的复杂性。 n2.组建 TCP/IP 网络的一般任务 n对于目前主流的 TCP/IP 协议组网方式，其任务涉及物理层、数据链路层、网络层、传输层与应用层。层次化模型中的第一层均利用其直接相邻的下层所提供的服务并为其直接相邻的上层提供服务。n物理层主要涉及物理传输介质、物理接口，物理层的网络互连设备有中继器与集线器。n数据链路层则主要负责相邻节点之间可靠的帧传输。在局域网中，数据链路层的功能 ( 包括帧的封装和拆封、 MAC 访问控制等 ) 主要在网卡中实现；数据链路层的网络互连设备有网桥与交换机。n网络层则负责源网络到目标网络的数据报 (Pa

8、cket) 传输，在 TCP/IP 网络中，网络层的主要协议为 IP 协议。 n3.网卡n（1）网卡的作用 n网卡是局域网中提供各种网络设备 ( 如服务器、工作站 ) 与通信网络通信介质相连的接口，其品种和质量的好坏，直接影响网络的性能和网上所运行软件的效果。 n网卡其主要实现数据的发送与接收、帧的封装与拆封、编码与解码、介质访问控制等功能。其功能涵盖了 OSI 的物理层与数据链路层，所以通常将网卡归于数据链路层的设备。 n（2）网卡地址 n每一网卡在出厂时都被分配了一个全球唯一的地址标识，该标识被称为网卡地址，又称 MAC 地址、物理地址或硬件地址。网卡地址由 48bit 长度的二进制数组成

9、。其中，前 24bit 表示生产厂商，后 24bit 为生产厂商所分配的产品序列号。若采用 12 位的十六进制数表示，前 6 个十六进制数表示厂商，后 6 个十六进制数表示该厂商网卡产品的序列号。如网卡地址 00-90-27-99-11-cc ，其中前 6 个十六进制表示该网卡由 Intel 公司生产，相应的网卡序列号为 99-11-cc 。网卡地址主要用于设备的物理寻址，与下面所介绍的 IP 地址所具有的逻辑寻址作用有着截然不同的区别。 n3.IP 地址 n（1）TCP/IP 网络与 IP 地址 nTCP/IP 是因特网使用的一个网络传输协议栈，它得到所有主流操作系统的支持。 TCP/IP

10、可以作为网络的唯一协议，也可以与其他的协议结合使用。 n在网络中，用于进行网络通讯的设备（如路由器、服务器、工作站等）统称为主机。在 IP 网络中，每个主机必须有一个专门的地址，称为 IP 地址。在网络上的每个 IP 地址必须是唯一的，两个或多个计算机的 IP 地址如果发生冲突（即 IP地址一样），则这些计算机就无法正确地访问和使用网络。nIP 地址是一个 32 位的二进制数，通常用打点十进制数字表示。每个 IP 地址分为 4 段（每段 8 位二进制数），分别用小数点隔开，如 9 。 IP 地址实际上包含两个信息项：网络地址和网络中的主机地址。 IP 地址是第三层地址，用

11、于网络中的逻辑寻址（即进行路由选择的依据） n4.PING 和 IPCONFIG 实用网络工具 n（1）Ping 是 TCP/IP 环境下的一个非常有用的实用工具，我们经常借助于 Ping 命令来测试网络中的主机的存在性或连通性。 Ping 基于 TCP/IP 的网络层协议 ICMP 实现，通过发送 ICMP 的回送报文（ echo back ）到远程主机，以判断远程主机能否进一步用于实现 TCP/IP 业务。若该命令给出了正确的结果，则表明主机至少在网络层及网络层以下是工作正常的。 n（2）IPCONFIG 是 WINDOWS 操作系统中用于查看主机的 IP 配置命令，其显示信息中还包括主机

12、网卡的 MAC 地址信息。该命令还可释放动态获得的 IP 地址并启动新一次的动态 IP 分配请求。 IP 子网划分子网划分 n拓朴结构图： n1.子网掩码（ Subnet mask ） n子网掩码 (subnet masking) 的功能是告知主机或路由设备，其 IP 地址的哪一部分是包括子网号的网络号部分，哪一部分是主机号部分。子网掩码采用与 IP 地址相同的编址格式，即 4 个 8 位组的 32 位长格式。但在子网掩码中，网络部分对应的位全为“ 1 ”，主机部分对应的位全为“ 0 ”。 n通过将子网掩码与 IP 地址进行“与”操作，可提供所给定的 IP 地址所属的网络号。网络中的每一个主机

13、在进行 IP 包的发送前，均要用本机的子网掩码对源 IP 地址和目标 IP 地址进行求与操作，提取源和目标网络号以判断两者是否仅位于同一网段中。 n2.子网划分：n IP 地址分为 A 、 B 、 C 、 D 、 E 五种标准类，前三类地址用于因特网中主机的定位，这三类网络中小的可以有 254 台主机，大的可以有上千万台主机，如要将标准网络划分为更小的网络则需进行子网划分。子网划分是通过将主机位的一部分划分成子网号来进行的。 n3.子网划分计算：n设从主机位借 N 位作子网号，剩余 M 位的主机位，则： n子网数为： 2N -2 ， n每个子网中的主机数为： 2M -2 网络拓扑结构 n网络拓

14、扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星型结构 、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等 。 WWW服务器的建立服务器的建立 n超文本超文本：一个超文本由多个信息源连接而成。利用一个链接可找到另一个文档，而在新文档中又可以链接到基它的文档，这些文档可位于因特网上任何一个超文本系统（在不同的服务器上）。 nHTML 文档文档：HTML 是一种标记语言，主要是在文档上做各种标准化记号，比如何处使用什么字体。 HTML 文档是文本文档，可以用记事本或任何文

15、本编辑器建立，以 .htm 或 .html 为扩展名。 HTML 文档也就是 Web 页面文档。每个 HTML 文档主要由两部分组成：头部（ Head ）和主体（ Body ）。头部有文档的标题，主体部分有段落、表格和列表等。标题在浏览器顶部的标题栏显示，主体在浏览器的主窗口显示。 nURL：统一资源定位符，因特网上资源的定位标识方法。一般的语法形式为： n ： / ： / 。 n如访问 Web 站点使用： http:/ （端口使用默认端口时可以省略，如 Web 的默认端口是 80 ）。 nHTTP ：超文本传输协议。 Web 服务器以客户机 / 服务器方式工作。 Web 服务器监听 TCP

16、端口 80 ，客户机通过浏览器向服务器发出请求， Web 服务器监听到客户机（浏览器）发出的连接请求后，将建立 TCP 连接，并返回客户机所请求的页面作为响应。通信完成后 TCP 连接释放。客户机（浏览器）和 Web 服务器之间的交互就是遵循超文本传输协议 HTTP 的。 n虚拟服务器虚拟服务器：可以在一台计算机上安装多个 Web 网站，这种配置方法称为虚拟服务器。虚拟服务器解决了主机数量不足的的问题。 n虚拟目录：在创建网站时都需要定义一个主目录，作为存放网站信息文件的主要场所。主目录下的实际子目录可以用于存贮网站文件。同时可以定义一个与主目录不相关的目录，使其像主目录下的实际子目录一样存贮

17、网站文件，访问该目录的方式与访问主目录的实际子目录一样。而实际上，这些目录的实际位置可以在本地的其它分区上，甚至可以在网络中的其它服务器上。这些目录就叫虚拟目录。因此可以将网站中与各部门相关的文件存储在相应部门的本地计算机的实际目录中，再将这些目录映射为网站的虚拟目录，从而让客户访问。 n确认作为 WEB 服务器的 Windows 2000 Server 操作系统安装了 WEB 信息服务组件 ，即在“管理工具”中有“ Internet 服务管理器”。 n“添加 / 删除程序”添加相应的“ Windows 组件” n创建一个创建一个 WEB 站点站点 n创建文件夹 C:MYWEB ，作为网站的主

18、目录，自己的网页放在此文件夹下。 n在 C:MYWEB 文件夹下，用记事本创建网页文件 default.html ，作为自己网站的主页。 n创建文件夹 C:MYVIRTUAL ，作为网站的虚拟目录。将上一步的 default.html 文件复制到此文件下，改名为 Index.html n步骤：n单击“开始”“控制面板”“管理工具”“ Internet 信息服务”，打开“Internet 信息服务”管理工具。 n右键单击“默认 Web 站点”，选择“属性”，进入“默认 Web 站点属性”设置界面。 n修改绑定的修改绑定的 IP 地址：将站点的地址：将站点的 IP 地址改为服地址改为服务器的务器的

19、 IP 地址地址 n修改主目录：在“本地路径”输入自己网页所在的文件夹“ C:MYWEB ”。 n添加虚拟目录：右键单击“默认 Web 站点”“新建”“虚拟目录”，依次在“别名”处输入“ test ”，在“目录”处输入“ C:MYVIRTUAL ”，再按“下一步”和“完成”即可。 n添加虚拟目录的首页文件名：右键单击“ test ”，选择“属性”，进入“ test 属性”设置界面。转到“文档”窗口，单击“添加”按钮，在“默认文档名”后输入自己网页的首页文件名“ index.html ”。 n测试测试 WEB 服务器：服务器：n打开打开 IE 浏览器，在地址栏输入：浏览器，在地址栏输入：XXX.

20、XXX.XXX.XXX 可以查看第一个网站的首可以查看第一个网站的首页，页，n在地址栏输入：在地址栏输入： XXX.XXX.XXX.XXX/test 可可以查看虚拟目录的首页。以查看虚拟目录的首页。 DNS服务器 nDNS服务器是计算机域名系统 (Domain Name System 或Domain Name Service) 的缩写，它是由解析器和域名服务器组成的。域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。其中域名必须对应一个IP地址，而IP地址不一定有域名。 nDNS服务器软件：DNSServer V2.0 FTP 服务器建立服务器建

21、立 n FTP 协议：协议：是一个双向文件传输协议，能让用户把文件拷贝到远程主机或者从远程主机中拷贝文件。 nFTP 服务器服务器：给客户机提供访问一个目录结构的网络访问权，所赋予的访问权限有读（允许客户下载文件）、写（允许客户上传文件）。客户只能查看管理员指定的那些文件夹内容。 nFTP 使用客户使用客户 / 服务器方式服务器方式。在进行文件传输时， FTP 的客户机和服务器之间建立“控制连接”和“数据连接”。当客户机向服务器发出连接请求时，要寻找连接服务器进程的 21 端口，同时告诉服务器进程自己所使用的一个端口号，用于建立数据传送连接。控制连接在整个会话过程中一直打开。 FTP 客户机所发出的传送请求通过控制连接发送给服务器的控制进程。控制进程在接收到 FTP 客户机的文件传送请求后，创建一个“数据传送进程”，服务器进程用 21 端口与客户进程所提供的端口号建立数据传送连接，数据传送进程实际完成文件的传送。在传送完毕后关闭“数据传送连接”，并结束运行。 nFTP服务器软件：Serv-U nFTP客服端软件：FlashFXP、FlashGet 、 CuteFTP 邮件服务器n邮件服务器是一种用来负责电子邮件收发管理的设备。它比网络上的免