计算机网络课程设计——局域网设计

目录

1需求分析 (1)

1.1背景分析 (1)

1.2特征及组建原则分析 (1)

1.3功能需求分析 (2)

2详细设计 (3)

2.1局域网设备的准备 (4)

2.2局域网设备的安装调试 (5)

2.3网络协议 (8)

2.4IP地址分配 (9)

3问题与总结 (9)

参考文献 (11)

1需求分析

1.1背景分析

局域网又称局部区域网（local area network），缩写为LAN。局域网是一个通信系统，它允许数台彼此独立的计算机在适当的区域内，以适当的传输速率直接进行沟通。一般我们把通过通信线路交较小地理区域范围内的各种数据通信设备连接在一起的、有网络操作系统支持的通信网络成为局域网。局域网与计算机的种类没有关系，它是各种类型网络中的一个大分支，有着非常广泛的应用。

随着计算机的发展，人们越来越意识到网络的重要性，通过网络，人们拉近了彼此之间的距离。本来分散在各处的计算机被网络紧紧地联系在了一起。通过组建局域网，我们可以在局域网中共享程序、文档等各种资源，而不必再来回传递软盘；还可以通过网络使多台计算机共享同一硬件设备，如打印机、调制解调器等；同时我们也可以通过网络使用计算机发送和接收传真，方便快捷而且经济。

1.2特征及组建原则分析

1.2.1局域网特征

局域网有如下特征：

（1）网络所覆盖的地理范围比较小，通常不超过几十公里，甚至只在一幢建筑或一个房间内。

（2）信息的传递速率比较高，其范围自1Mbps到10Mbps，近来已达到100Mbps。而广域网运行时的传输率一般为2400bps、9600bps或者38.4Kbps、56.64Kbps专用线路也只能达到1.544Mbps。

随着各方面的发展，人们越来越富裕，生活内容越来越丰富，大多数家庭都拥有自己的电脑，但接入网络就得付出较为昂贵的费用，如果我们将周围的电脑通过局域网的形式连接起来，既能起到资源共享的作用，又能为部分经济比较困难的家庭减少开支。

1.2.2局域网组建原则

组建局域网，我们主要围绕以下几个原则：

（1）实用性和经济性

实用、经济对我们学生来说非常有必要，也是吸引学生的一个亮点。

（2）可靠性和稳定性

合理使用交换机，减小冲突域，保证核心层交换机的正常工作，如果接入层交换机出现问题，只会影响相应区域的信息点，而不至于是整个网络瘫痪。区域故障不会影响整体运行，最大程度减小故障带来的损失。

（3）安全性和保密性

网络给我们带来了方便的同时，也要考虑到网络的安全问题。首先校园局域网网络相对比较复杂，存在一定的安全漏洞。而且又是还要考虑到宿舍内网络的共享，因此在设计的时候要注意一下网络的安全规划。

（4）可扩展性和易维护性

现在网络的更新换代很快，而且很多新的设备出现，要考虑到很多设备的兼容性，加上网络拓扑结构的多样化，要满足同学们的使用情况。而且当网络规模不能满足同学们的正常使用后，要以最小的代价满足新的需求。

组建局域网的目标主要有两个：

（1）与外界的资源共享和信息共享，通过Internet与网络相连；

（2）网内的资源共享与信息交换，如文件、打印机等等。

1.3功能需求分析

（1）网络拓扑分析:

局域网可按照网络拓扑进行分类，主要分星形网、环形网、总线网和树形网等。在组建局域网时，我们应该从经济性、实用性、可靠性、安全性及易维护性等多方面考虑。星形结构化物理布线在配线室内的跳线灵活变换，可以实现总线型、环形、星形或它们的混合型拓扑结构，同时便于集中控制。这一特点也带来了易于维护和安全等优点。因为端用户设备如果因为故障而停机时，并不会影响其他端用户间的通信。因此，我们应该优先考虑选取星形网络拓扑结构。

（2）用途分析

组建网络的对象是我们大学生，我们对局域网的应用主要集中在游戏、共享各种资源等方面。对Internet联网的应用则主要集中在浏览网页、查阅资料、视频聊天、下载资源及网络游戏等方面，这就对速度有一定的要求。

我校校园网为千兆网，即采用1000M以太网光纤作为校园网的主干，我们可以分别以100M交换到个宿舍楼里，再分配到各个宿舍。

（3）宿舍楼调查情况

45号公寓楼共六层，除第一层外，其他楼层都是24个房间，每个宿舍按照8人计算，一层楼最多有192位同学。也就是说，每层按最大人数算要分配192个IP地址。因此，我们选择C类IP地址。

（4）安全性

随着国家信息化建设的飞速发展，远程教育等发展多面性、多样性，提高了同学和来时的学习兴趣性、选择性和方便性。与此同时，愈演愈烈的黑客攻击等非法事件也高网络蒙上了阴影。上网安全关系着每位同学的切身利益，因此，我们再设计宿舍网络的时候，要注意网络安全。为保证宿舍网络安全，我们可以从以下方面考虑：

①在外部网络接入加入防火墙

②内部网络按类分网管理

③共享终端之间的权限设置

④定时进行网络数据的备份

在面对网络中的很多不安全因素时，我们要做好自我保护措施：

①安装正规的杀毒软件，保证与系统之间不发生冲突，及时更新病毒库。

②不要浏览不安全的网站，对不明邮件不要随意打开。

③不要随便接受网友发来的文件。

④下载应用软件尽量到其官网上下载，保证下载质量。

⑤及时更新备份注册表及各种重要文件，出现异常时及时恢复。

⑥开启防火墙，可以有效地控制来自网络的威胁，大大的提高同学上网的安全性。

2详细设计

2.1局域网设备的准备

2.1.1常见的网络设备

组成局域网的主要硬件设备有网卡、集线器等网络传输介质和中继器、网桥、路由器、网关等网络互连设备。在设计网络时，首先要考虑到网络的设备情况：（1）网卡

在选择网卡时要考虑到它的速度、总线类型和接口等问题。在本次网络设计中，我们学校学生用的基本上都是笔记本，无论是无线设备还是以太网卡设备一般都满足我们的需求，所以这里我们不用考虑网卡。

（2）集线器

集线器(HUB)是局域网中计算机和服务器的连接设备，是局域网的星型连接点，每个工作站是用双绞线连接到集线器上，由集线器对工作站进行集中管理。HUB是一个共享设备，其实质是一个中继器，而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。由于HUB在网络中的重要作用，价格也不菲，所以对于它的选型也是非常重要的。和网卡相对应，目前市面上用于局域网(一般是指小型局域网)的HUB可分为l0MB、100MB和10／l00MB自适应三种，由于考虑以后升级我们选择10／l00M自适应HUB。

（3）交换机

是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

随着网络化的不断发展，信息传输速率不断提高，为了适应将来高速信息化，我们为本栋楼设计的网络支持100Mb/s网速。选用能够满足IEEE 802.3u非屏蔽双绞线上的100BASE-T 快速以太网的交换机。根据宿舍楼的实际情况：楼层、楼栋、宿舍个数多的情况，必然网络的节点数目会相对较多，所以在选择交换机时要使交换机的接口相对多，我们选择使用交换机组来满足我们的需求。

（4）路由器