组建简单以太网

-------------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：PacketTracer

2 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