校园网组网方案设计-修订编选

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1、网络课程设计 第 1 页 共 31 页 摘 要摘 要 本论文本着实用的原则，全面介绍了局域网组建所需要的基础知识、实战方法和操作技巧。全 套论文由 4 章构成，分别介绍了组建局域网必须了解的基础知识，局域网的特点，网络软、硬件的 选择方法，常见局域网的构建方法。其中内容丰富，叙述清楚，详细而系统的介绍了组建局域网和 管理局域网方面的技术知识。校园网能促进学生尽快提高应用信息技术的水平。信息技术是一门不 断发展的应用型学科，为了让学生掌握更加实用的信息技术，必须给他们提供一个信息化的环境， 校园网是提供信息化环境的基础。 校园网为教师提供了一种先进的辅助教学工具、 提供了丰富的教 学资源库，是学

2、校进行教学体制改革、推行素质教育一种必不可少的工具。校园网提供了学生与外 界交流的桥梁，通过校园网与教育网以及互联网的连接，实现了教育资源的最大共享和信息的最快 获取。 关键词：关键词：虚拟局域网；网络操作系统；网卡的硬件地址；传输控制协议网际协议 Abstract This thesis is in the light of the practical principle, introducing the bureau the foundation that area net set need when setting up knowledge, true war method with o

3、perate the technique completely.Complete set thesis from 4 composings, introduced a foundation for setting up bureau area net must understanding knowledge respectively, the characteristics of the bureau area net, the network is soft, the choice method of the hardware, the familiar 网络课程设计 第 2 页 共 31

4、页 bureau area net sets up the method, and attach an a project for setting up with supporting of the school bureau area net.Among them the contents is abundant, describing clarity, detailed but the system introduced a technique for setting up bureau area net with managing bureau area net knowledge. K

5、ey Words：VLAN；Network Operating System ； MAC；TCP/IP 1 绪论1 绪论 1.1 网络的功能 所谓计算机网络，是指将多个独立的计算机系统通过通信线路连接起来，并在网络 软件的支持下能够实现数据通信和资源共享的集合。 概括地讲，计算机网络主要有如下几个方面的功能： （1） 资源共享：它主要包括硬件、软件和数据共享。例如，通过将某些文件放在 网络中某台计算机的指定位置，可让网络中的全部或部分用户能够使用它们。此外，通 过购买软件的多用户网络版本，可节约资金并使软件的维护和使用更加方便。 （2）通信：通过网络可以方便地进行实时通信。例如，用户可通过网络

6、收发邮件、 进行实时会话，而程序可通过网络实时传递信息。 （3）分布式处理：对于某些高强度的数据处理或数学运算，可通过网络将任务分 布到多台计算机中进行处理，最后将结果进行汇总。 1.2 网络的分类 网络的分类方法有多种，最常见的划分方式是依据网络的组建规模和延伸围，此时 网络可以分为 3 类：局域网（Local Area Network, LAN） 、城域网（Metropolitan Area Network, MAN）和广域网（Wide Area Network, WAN） 。 （1）局域网 局域网是局部地区网络的简称，此时连网计算机的距离通常应小于 10km。例如，由 一栋或几栋建筑物内

7、的计算机、一个小区内的计算机或一个单位内的计算机构成的网 络，基本上都属于局域网。 网络课程设计 第 3 页 共 31 页 局域网根据其规模的大小又可以细分为小型局域网和大型局域网。其中，小型局域 网的特点是地域小计算机数量不多，因而网络安装、管理都比较简单。例如，家庭、办 公室、游戏厅、网吧以及计算机机房网络都属于小型局域网。 大型局域网主要是指企业Intranet网络、 行政网络等， 这类网络的特点是设备较多， 管理和维护都比较复杂。 局域网之所以能够被广泛地应用，是因为它主要具备如下几个优势： 极高的数据传输速率。局域网内各计算机之间的数据传输速率一般不小于 10Mbit/s,最快可以达

8、到 100Mbit/s 或 1000Mbit/s。 低廉的连网成本。例如，廉价的同轴电缆、双绞线都可作为传输介质，而作为连 网设备的网卡、集线器、交换机价格也不高。 网络安装、配置与管理比较简单，并且具有较高的稳定性和可扩充性。 （2）城域网 城域网（MAN）比局域网规模大得多，采用与局域网相同的联网技术。它一般覆盖 一座城市，通常采用 ATM 作为主干网络交换机，采用光纤通信技术，具有实时的数据传 输、语音和视频等业务，提供较高的网络传输速度，干线速度一般在 100Mbit/s 以上。 （3）广域网 广域网（WAN）用电话线和卫星提供跨国或全球间的联系。数据传输速率通常要 比局域网慢， 其主

9、干线传输速率目前仅为 1284096kbit/s,而最终用户的上线速率仅为 56kbit/s。 1.3 局域网的特点 1.3.1 局域网的组成 （1）服务器（Server）：用来管理网络并为用户提供共享服务的计算机。与网络中 的工作站相比，服务器通常具有更快的速率、更大的存储容量和更高的可靠性。此外， 为了便于对网络进行管理，服务器中通常应安装相应的网络操作系统，如 Novell Netware, Windows NT/2000 Server, UNIX 等。 （2）工作站（Workstation） ： 用户使用的计算机，又称用户机或客户机。从网络构 成的角度看，任何一台计算机（如 286、3

10、86、486、P、P4 等）都可作为工作站。当 网络课程设计 第 4 页 共 31 页 工作站登录到网络服务器后，可按规定权限存取服务器中的文件。此外，工作站通常还 可以与网络中的其他用户进行通信或访问 Internet。 （3） 网络通信系统（Network Communications System）：连接工作站和服务器的 设备。这些设备通常应包括插在服务器或工作站中的网卡，它们应与通信介质相连；用 于传输数据介质，如同轴电缆、双绞线、光纤等；专用的通信设备，如集线器（HUB） 、 局域网交换机、路由器等。 （4） 网络操作系统（Network Operating System）：对于稍在

11、一点的网络来说，为 了充分发挥网络的功能，以及更好地管理网络，通常应在服务器中安装网络操作系统。 例如，基于安全起见，企业的几乎所有重要数据（如财务、销售等）都被保存在服务器 中，并非每个人都能访问这些数据。通常情况下，只有企业负责人拥有最高权限，而其 他人只能查看部分数据。此时就是借助网络操作系统来对资源和用户进行管理的，它规 定了用户的权限，以及用户所能访问的资源。 1.3.2 局域网的拓扑结构 所谓局域网的拓扑结构，是指局域网中各计算机之间的连接形式。如果抛开构建局 域网时所采用的通信介质、通信设备等，局域网中各计算机之间的学用连接形式实际上 只有两种，即总线型与星型。 在总线型网络中，

12、由于各计算机共享一条通信电缆，网络中某个节点出现故障，将 导致整个网络瘫痪。因此，目前这类结构的网络已趋于淘汰。 星型网络的优点是，当网络中某个节点出现故障时不会影响整个网络的运行。其缺 点是每个计算机都要占用一条专用的通信线路，并且需要额外的通信设备，将导致成本 的增加。但是，由于目前各种硬件设备价格都已非常便宜，所以，现在绝大部分局域网 都采用了这种结构。 1.3.3 什么是局域网的规范 事实上各种网络结构都是有章可循的，这就是局域网规范（或称为局域网标准） 。 从大的方面讲，根据网络的工作原理，目前的局域网大致可分为三类，即以太网、 令牌环网和 ARCNET 网。其中，以太网是目前局域网

13、中采用最多的通信协议标准，它采 用 CSMA/CD (载波监听多路访问/冲突检测) 技术进行信息传递。 该标准定义了在局域网 中采用的电缆类型和信息处理方法， 在互联设备之间可以 10100Mbit/s 的速率传送信 息包，目前约 80的局域网都是以太网。 网络课程设计 第 5 页 共 31 页 由于技术的发展和用户要求的多样性，以太网又被细分成了一系列规范。例如，10 Base2 以太网规范定义了构建以细同轴电缆为通信介质， 网络通信速率为 10 Mb/s， 网络 拓扑结构为总线型的局域网的技术指标；10 Base T 以太网规范定义了构建以双绞线为 通信介质，网络通信速率为 10Mb/s

14、，网络拓扑结构为星型的局域网指标。 一般来说，每种局域网规范都规定了如下几项指标： 网络通信速率，例如，10Mb/s、100 Mb/s 及 1000 Mb/s 等。 局域网的结构，例如，采用总线型或星型。 所使用的通信介质，例如，同轴电缆、双绞线或光纤。其中，每种介质中又包含 了多个子类，例如，双绞线就包括了 3 类、4 类、5 类及超 5 类双绞线等。 所使用的网卡类型，其中包括数据传输速率与接口类型。例如，要构建 10 Base T 星型以太网，网卡的数据传输速率必须为 10Mb/s，且必须带有 RJ-45 接口。 网络中所能支持的最大用户数量。例如，构建廉价的细同轴电缆总线型网络时， 每

15、个网段中的用户数不能超过 30。 距离要求。由于随着距离的增加，信号会逐渐衰减，因此，各种局域网规范都对 各种距离（如通信设备与计算机之间，各种通信设备之间等）有明确的要求。例如，在 构建以集线器为核心的双绞线星型网络时，集线器与计算机之间的距离通常不超过 100m。 1.3.4 什么是局域网中的半双工和全双工 所谓半双工与全双工，是指通信双方信息交换的方式。其中半双工是指在同一时间 通信双方只能有一方发送或接收信息，另一方只能处于等待状态。局域网中最早使用的 就是这种方式。就目前来说，由于共享式局域网中的计算机都共享一条通信通道，在技 术上无法实现同一时刻数据的双向通行，因此，常规的共享式网

16、络只能工作在半双工模 式。 所谓全双工是指在同一时间内， 通信双方都可以同时发送与接收信息。 从理论上讲， 全双工通信方式的数据传输速率要比半双工通信方式提高一倍。就目前来说，很多交换 机和网卡都采用了全双工模式，从而使网络速率得到大幅度提高。 1.3.5 局域网的结构类型 局域网的结构决定了局域网的管理方式，当我们创建一个局域网时，通常应遵循如 下步骤来进行： 网络课程设计 第 6 页 共 31 页 明确自己的需求，即希望局域网具备哪些功能。 在综合考虑局域网功能、现有软硬件的特点与价格、网络的可管理性与可扩充性 等因素的基础上决定局域网的结构。 根据选定的局域网结构决定局域网的拓扑结构，以及应选择的相关设备和软件。 对局域网进行配置和维护。 由此可以看出，决定局域网的结构是构建局域网时非常重要的一环。 1.4 组网中常见技术 1.4.1 双核心技术 通过双机热备 VRRP 和 802.1S 技术实现双核心热备，不但可以让设备进行冗余备 份，而且还可以使中心数据通信负载均衡，从而让中心设备减轻负荷