基于PT设计局域网

课程设计报告

题目名称：网络通信基础

设计题目：基于Packet Tracer局域网成绩：

姓名：

学号：

专业年级：通信工程

学院：

时间：

一、课程设计内容及要求

1.1 设计内容

对于类似的公司大楼设计使用Packet Tracer 这个软件进行结构模拟，实现模拟通信。建立多个局域网用于不同的部门，对于同一楼层的部门使用同一路由，每个楼层使用不同路由，从而使不同部门之间的信息出于保密而又可以相互通信，而本设计是描述不同局域网之间的链接，采用多路由多交换的方法进行通信，通过交换机划分VLAN，并使用路由器使用一个以太接口，通过创建子接口可以承担所有VLAN的网关，而在不同的VLAN间转发数据。而在不同区域不同网段我们采用路由之间的静态链接，从而使不同路由下的不同局域网可以进行通信。

1.2 设计要求

（1）同一部门之间互为同一局域网，互相可以无限制通信

（2）同一楼或同一部门区域之间的局域网之间可以通信

（3）不同楼层之间的不同部门可以有限制的互相通信

二、原理介绍

路由器和交换器是网络设计中必不可少的基础，通过路由器和交换器间相互连接和命令配置来实现不同网段，不同局域网之间的相互通信。

2.1交换机的工作原理

1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。

2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。

3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。这一过程称为泛洪（flood）。

4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。

交换机的三个主要功能：

以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。

消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。

交换机的工作特性：

1.交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。

2.交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内，也就是说，交换机不隔绝广播（惟一的例外是在配有VLAN的环境中）。

3.交换机依据帧头的信息进行转发，因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备（此处所述交换机仅指传统的二层交换设备）。

2.2路由器工作原理

当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时，它将直接把IP分组送到网络上，对方就能收到。而要送给不同IP子网上的主机时，它要选择一个能到达目的子网上的路由器，把IP分组送给该路由器，由路由器负责把IP分组送到目的地。如果没有找到这样的路由器，主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关（default gateway）”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数，它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。路由器转发IP分组时，只根据IP分组目的IP地址的网络号部分，选择合适的端口，把IP分组送出去。同主机一样，路由器也要判定端口所接的是否是目的子网，如果是，就直接把分组通过端口送到网络上，否则，也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关，用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样，通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去，不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器，这样一级级地传送，IP分组最终将送到目的地，送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。

路由动作包括两项基本内容：寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法，要相对复杂一些。为了判定最佳路径，路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表，其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中，根据路由表可将目的网络与下一站（nexthop）的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新，更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化，并由路由器根据量度来决定最佳路径。路由协议

典型的路由选择方式有两种：静态路由和动态路由。

静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。

动态路由是网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。

三、设计过程及模块分析

3.1详细设计

本拓扑机构可分为两块，分别是代表两个楼层，而各块本身之间又代表同一楼层之间的不同部门之间的局域网互相通信，本模拟拓扑结构如下:

各部件说明如下：

PC0～PC7：分别代表一个部门局域网

Switch0～switch1：分别代表各楼层局域网之间的链接

Router0～router1：分别代表各楼层局域网之间及其外联的控制通信3.2模块分析

3.2.1 网段划分

对于每个部门我们划分一个局域网，在本设计中每个PC代表一个局域网，各配置如下：

PC0： IP地址：192.168.1.1

子网掩码：255.255.255.0

默认网关：192.168.1.24

PC1： IP地址：192.168.2.1

子网掩码：255.255.255.0

默认网关：192.168.2.254

PC2： IP地址：192.168.3.1

子网掩码：255.255.255.0

默认网关：192.168.3.254

PC3： IP地址：192.168.4.1

子网掩码：255.255.255.0

默认网关：192.168.4.254

PC4： IP地址：192.168.5.1

子网掩码：255.255.255.0

默认网关：192.168.5.254

PC5： IP地址：192.168.6.1

子网掩码：255.255.255.0

默认网关：192.168.6.254

PC6： IP地址：192.168.7.1

子网掩码：255.255.255.0

默认网关：192.168.7.254

PC7： IP地址：192.168.8.1