组建简单以太网要点

-------------学院课程设计III课程设计设计说明书组建简单以太网学生姓名学号班级网络1202成绩指导教师数学与计算机科学学院2015年 3月 7 日课程设计任务书2014—2015学年第二学期课程设计名称：课程设计III课程设计课程设计题目：组建简单以太网完成期限：自2015 年 3 月 5 日至2015 年 3 月13 日共 2 周设计内容：在Cisco Packet Tracer中构建一个局域网（有计算机、交换机和集线器构成），并且对每台计算机的IP地址和子网掩码进行配置，让局域网中的每台计算机可以相互通信认识简单的网络拓扑结构；掌握组建以太网的技术与方法：网卡、安装配置、连通性测试等。

指导教师：教研室负责人：课程设计评阅摘要本次课程设计是通过PacketTracer软件组建一个简单的以太网，并采用PacketTracer软件作为网络模拟开发环境实现该以太网，测试其连通性，采用计算机网络原理进行配置和连接，使本以太网具有基本的连接、通信功能，由此对网络结构有所掌握和学习。

关键词：计算机；以太网；PacketTracer目录1 课题描述 (1)2 原理介绍 (2)2.1 实验目的及要求 (2)2.2网络设备概述 (2)2.2 以太网介绍 (3)3 以太网设计与实现 (5)3.1网络的设计 (5)3.2 PC机的IP设置 (5)4测试及分析 (7)4.1测试连通性 (7)4.2分析注意事项 (10)5 总结 (11)参考文献 (12)1 课题描述本次课程设计是通过认识简单的网络拓扑结构；掌握组建以太网的技术与设计方法；并且基本了解网卡的安装、配置驱动程序、配置TCP/IP协议、连通性测试等操作，对计算机网络原理有实践性认识，提高对实际网络问题的分析解决能力。

开发工具：PacketTracer2 原理介绍2.1 实验目的及要求a.实验目的：使用双绞线实现双机通信使用交换机构建简单的局域网理解传输介质、网络拓扑、交换机等概念掌握直通和交叉双绞线的制作掌握交换机的使用。

b.实验器材：PC计算机、网卡、网线、RJ-45接头、集线器/交换机等。

Windows 操作系统；TCP/IP协议；Cisco Packet Tracer。

c.实验要求：正确安装与设置DNS服务器。

2.2网络设备概述(1) 服务器服务器（ＳＵＭＡ）在硬件、软件等各个方面与普通的计算机存在着非常大的差异。

它作为网络的灵魂，不仅担负着繁重的处理任务，而且还要保证网络服务的稳定。

服务器具有可扩展性（Scalability）、可用性（Usability）、可管理性（Manageability）、可利用性（Availability）等四个特性。

服务器可以按外观、构架、应用层次、用途等进行详细划分。

服务器的CPU、主板、内存、硬盘等和PC机相比都比较特殊。

局域网就是以网络服务器为核心组建的网络。

（2）集线器集线器工作在OSI模型第一层，价格低廉，使用方便。

集线器的分类方式比较多，其中可以按独立式、堆叠式、模块式进行划分。

集线器之间有级联和堆叠两种方式。

（3）交换机交换机工作在OSI模型的第二层，是局域网中一种核心的存储转发设备。

其基本功能有地址学习、转发/过滤决定、避免环路；交换方式有存储转发、直通式、无碎片模式三种。

交换机可以根据传输速度和传输介质、应用层次、交换机结构、交换机工作的协议层次等进行详细划分。

交换机作为网络设备和网络终端之间的纽带，是组建各种类型局域网都不可或缺的最为重要的设备。

交换机还最终决定着网络的传输速率、网络的稳定性、网络的安全性以及网络的可用性。

以太网交换机采用存储转发（Store-Forward）技术或直通（Cut-Through）技术来实现信息帧的转发，也称为交换式集线器。

交换机和网桥的不同在于：交换机端口数较多，数据传输效率高，转发延迟很小，吞吐量大，丢失率低，网络整体性能增强，远远超过了普通网桥连接网络时的转发性能。

一般用于互连相同类型的局域网，如以太网与以太网的互连。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。

交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。

使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。

通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。

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2×10Mbps＝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。

交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。

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。

(4) 三层交换机三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。

对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。

三层交换技术就是二层交换技术＋三层转发技术。

传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。

应用第三层交换技术即可实现网络路由的功能，又可以根据不同的网络状况做到最优的网络性能。

2.2 以太网介绍（1）以太网主要包括以下几类：共享式以太网交换式以太网快速以太网光缆以太网千兆以太网10/100Mbps自适应以太网两台计算机通过交叉双绞线连接后可以实现双机通信。

（2）交换机级联：直通线级联：直通线的一端接到交换机的普通端口，另一端接到交换机的 Uplink端口。

交叉线级联：交叉线的两端分别连到两台交换机的普通端口上。

（3）交换机堆叠：星形堆叠：用一台有多个堆叠端口的交换机作为堆叠中心，其它交换机通过堆叠电缆与该交换机连接在一起。

菊花堆叠：通过堆叠电缆将交换机一个一个串接起来，每台交换机都只能同自身相邻的交换机相连接3 以太网设计与实现3.1网络的设计以PacketTracer软件作为网络模拟开发环境组建简单以太网，需要服务器、交换机、集线器和PC机若干，PC机和交换机、交换机和集线器、交换机和服务器之间采用直通双绞线相连，交换机与交换机之间采用交叉线相连，模拟拓扑结构如图3.1所示图3.1 网络拓扑图3.2 PC机的IP设置对每一台pc端进行IP地址的的配置，同时还要对服务器进行IP地址的配置，以实现各台PC端之间、PC机与主机之间的相互连通，其中要注意的是每一个相互联通的两端之间应属于同一个网段，才能保证局域网的连通性。

其中IP地址的配置如下图所示：其中PC0的IP地址如下图3.2所示：3.2 PC0 的IP设置同理其他的PC 机的Ip地址设置如图3.3所示：图3.3 其他PC机的IP设置4测试及分析4.1测试连通性利用高层命令Ping命令对整个网络的连接进行测试，如果Ping命令得到记录和建立，则说明网络的连通性良好；如果ping命令请求超时，则说明有某条网络的连通性出现错误。

（1）服务器与各个PC机的连通性测试如下图4.1至图4.4所示：图4.1 服务器与PC0的连通性测试图图4.2 服务器与PC2的连通性测试图图4.3服务器与PC5的连通性测试图图4.4服务器与PC6的连通性测试图（2）测试PC0与其他PC机的连通性如以下图所示：图4.5 PC0与PC2的连通性测试图图4.6 PC0与PC4的连通性测试图图4.7 PC0与PC7的连通性测试图（3）测试PC2与其他PC机的连通性如以下图所示：图4.8 PC2与PC4的连通性测试图图4.9 PC2与PC6的连通性测试图（4）测试PC4与其他PC机的连通性如以下图所示：图4.10 PC4与PC6的连通性测试图4.2分析注意事项①注意采用PING命令检查两个终端连通性时，必须确保两个终端的IP地址属于同一个网段。

②调试中应避免操作系统开启防火墙功能后对PING回应功能的屏蔽。

③注意观察并验证两个交换机通过千兆端口互连后的连通情况。

5 总结通过两周的课设让我以太网有了更深层的认识，并且对子网划分、地址分配有了进一步了解。

课设的主要目的是使用packet tracer软件组建简单的以太网，其中最重要的便是对每台电脑的IP地址的划分。

在实验开始时，由于对Cisco Packet Tracer软件没能熟练掌握，在设计网络拓扑图时将同一网段PC的IP地址分配错误，导致在进行ping命令的时候出现Request timed out的错误提示，之后在老师对知识的讲解和更正下重新构建了拓扑模型图才将错误得以改正。

这也就要求我们在学习的过程中学会通过查找网络以及书籍的资料及时发现和改正错误，培养勇于探索与创新的学习思维。

学习的过程坚决杜绝一个人埋头苦干，还要与同学互相交流，向老师多多请教，这样才能达到拓展与拔高的学习效果。

通过自己的努力和小组的合作，此次课设任务基本完成，但是由于知识的欠缺及时间的限制，还有很多相关的网络技术未能涉及，希望在以后的实验中能接触更多实践性知识，这样才能为后期专业课的学习夯实基础，对自身的学习有所提高与发展。

参考文献[1] 谢希仁.计算机网络教程[M]. 电子工业出版社,2013[2] 陈鸣.计算机网络实验教程[M].机械工程出版社,2007[3] 孙江宏.局域网组建及应用培训教程[M]. 清华大学出版社,2005[4] 苗凤君.局域网技术与组网工程[M].清华大学出版社，2009。