小型校园网络设计

一、课程设计的目的

通过对网络的具体规划和组建，掌握网络互连设备的使用及工作原理；掌握IP地址的配置及数据传输过程和路由的选择。具体求达到：

1、增加对计算机网络软、硬件组成的感性认识初步学会典型局域网络的操作、使用技能；

2、加深理解网络分层结构概念尤其是对会话层、表示层、应用层等高层协议软件的通信功能、实现方法，掌握网络互连设备的使用及工作原理，掌握IP地址的配置；

3、初步掌握局域网的设计技术和技巧培养开发网络应用的工作能力。

二、课程设计方案论证

1、设计题目：小型校园网络设计

2、设计目的：增加对计算机网络软、硬件组成的感性认识初步学会典型局域网络的操作、使用技能。

3、设计内容：使用模拟仿真软件，构建一个小型网络。网络规模要求如下： （1）终端用户包括：1号楼有48个校园网普通用户；2号楼有1个包含24个多媒体用户的电子阅览室；3号楼有1个包含48个用户的多媒体教室(性能要求高于电子阅览室)。4号楼是网络中心。支持远程教学，可以接入互联网，具有广域网访问的安全机制和网络管理功能。

（2）各楼之间的距离为500米。

三、网络设计思路

1、网络拓扑图

根据要求：将1号楼、2号楼、3号楼和4号楼连入网络中。4号楼为网络中心，支持远程操作，可以接入互联网，含有主机与服务器，由于使用量较小，用一台主机与一台服务器来代替，3号楼的性能要高于2号楼电子阅览室，所以校园网的主节点放置在3号楼1号楼为普通用户。建筑物之间用多模光纤连接。网络拓扑图见下一页。

2、主要网络设置配置

1号楼：两台2950T-24 Switch型号的交换机，一台路由器（Router-PT 1号楼）四台PC机（每台代替一层，每层有十二台普通计算机，共有四十八台）。

2号楼（电子阅览室）：一台2950T-24 Switch型号的交换机，一台路由器（Router-PT 2号楼）三台PC机（每台代替一层，每层有八台普通计算机，共有二十四台）。

3号楼：两台2950T-24 Switch型号的交换机，一台路由器（Router-PT 3号楼）五台PC机（PC3,PC12,PC2每台代替一层，每层有八台计算机，PC1,PC0代替一层，此层有二十四台计算机，共四十八台）。

4号楼：一台2950T-24 Switch型号的交换机，一台路由器（2620XM 4号楼）一台PC机（主机），一台服务器（Server-PT 网络服务器）。

传输介质：在PC与交换设备之间建议采用3/5/5+双绞线以获得最佳传输性能，楼与楼之间由于要受到距离（500M）所以此处应采用多模光纤（具体型号：1000Base-SX）,传输距离在525-550M之间，满足用户和机器的需求。

3、网络设备配置的基本特征 路由器： 产品型号 2620XM 外形尺寸 4.3x44.5x30cm 重量 4.02kg-4.66kg 处理器 内存 电源 支持协议 Motorola MPC860 40 MHz 2个DIMM 插槽支持 32 ~ MB；1个SIMM 插槽支持 8b ~ 16 MB 输入电压100 to 240 VAC， 输入电流1.5 A 包括IP、Novell IPX、AppleTalk和DECnet等等 固定的局域网接可接10/100Base-T/TX 口 固定的广域网接可选广域接口WIC卡 口 适用环境 局域网到局域网路由，包括带宽管理；远程访问服务器(模拟拨号服务) ；多服务语音/传真/数据/集成；带有可选防火墙安全的VPN/外部网(Extranet)访问；广域网访问，包括ATM服务 其他端口 其他性能 1个10/100M自适应以太网,1个网络模块插槽，2个WIC广域接口卡插槽，1个AIM高级集成模块（AIM） 支持多达60路Voice Over IP, 实现数据网络与语音网络的融合；通用性/投资保护 产品型号 2621XM 外形尺寸 440×300×44mm 重量 44.6kg 处理器 Motorola MPC860 50MHz 固定广域网接口 集成的2个WIC插槽 固定局域网接口 10-100Base-T/TX快速以太网口 控制端口 RS-232 支持协议 IEEE 802.3X 网络管理 支持SNMP管理,Cisco ClickStart 内置防火墙 有内置防火墙 最大功率 75W 交换机： 产品型号 WS-C2950T-24 产品类型 工作组级，二层，可网管型交换机，快速以太网交换机 传输方式 存储转发式 包转发率 6.6Mpps 接口类型 10/100Base-T端口，10/100/1000Base-T端口 接口数目 24 传输速率 10M/100M/1000Mbps 背板宽带 8.8Gbps 网管功能 支持网管功能，支持SNMP管理 是否支持双全工 支持 支持全双工模块化槽数 0 产品型号 WS-C2960-24TT-L 产品类型 企业级，二层，可网管型交换机，快速以太网型 传输方式 直通交换方式 包转发率 6.5MMps 接口类型 10/100Base-T端口，10/100/1000Base-T端口 接口数目 24 内存 MB 背板宽带 4.4Gbps 网管功能 支持网管功能 是否支持双全工 支持 支持全双工模块化槽数 0

传输介质： （1） 同轴电缆

同轴电缆是比较熟悉的一类传输介质，它的最大特点就是抗干扰能力好，传输数据稳定，而且价格也便宜，所以一度被广泛使用，如闭路电视线等。但单条电缆的损坏可能导致整个网络瘫痪，维护也难，这是其最大的弊端。以太网应用中的同轴电缆主要分为粗同轴电缆（10Base5）和细同轴电缆（10Base2）两种。 （2）双绞线

双绞线是一种柔性的通信电缆，它的特点是价格便宜，所以被广泛应用，如我们常见的电话线等。双绞线还可分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。STP双绞线虽然速率较低（只有4Mb/s），但抗干扰性比UTP双绞线强，所以价格也要贵许多，常用的10M和100M非屏蔽双绞线的流行叫法是10Base-T和100Base-T。 （2） 光纤光缆

光纤光缆是新一代的传输介质，与铜质介质相比，光纤在安全性、可靠性、带宽及网络性能方面都有了很大的提高，而且其支持的最大连接距离达两公里以上。由于光纤光缆具有抗电磁干扰性好、保密性强、速度快、传输容量大等优点，所以它的价格也较为昂贵，目前比较常见的有两种不同类型的光纤，分别是单模光纤和多模光纤。多模光纤一般被用于同一办公楼或距离相对较近的区域内的网络连接。而单模光纤传递数据的质量更高，传输距离更长，通常被用来连接办公楼之间或地理分散更广的网络。

4、配置路由器

路由器 1号楼 端口 IP地址 子网掩码 网关 Fa0/0 192.168.11.1 255.255.255.0 192.168.11.0 Fa1/0 192.168.12.2 255.255.255.0 192.168.12.0 3号楼 Fa1/0 192.168.12.1 255.255.255.0 192.168.12.0 Eth1/0 192.168.1.1 255.255.255.0 192.168.1.0 Eth1/1 192.168.3.2 255.255.255.0 192.168.3.0 2号楼 Fa0/0 192.168.5.2 255.255.255.0 192.168.5.0 Fa1/0 192.168.7.1 255.255.255.0 192.168.7.0 4号楼 Fa0/0 192.168.3.1 255.255.255.0 192.168.3.0 Eth1/2 192.168.6.1 255.255.255.0 192.168.6.0 Eth1/0 192.168.4.1 255.255.255.0 192.168.4.0 Eth1/1 192.168.5.1 255.255.255.0 192.168.5.0 以4号楼路由器为例，配置其IP地址，静态路由和动态路由。

图1 配置4号楼路由器Fa0/0端口的IP地址

图2 校园网络拓扑图的一部分

由拓扑图中的各网段关系可知4号楼路由器的静态路由共有四部分，其目的地址及下一跳分别为：192.168.12.2-192.168.3.2；192.168.11.1-192.168.3.2；192.168.4.1-192.168.3.2；192.168.7.1-192.168.5.2。

图3 配置4号楼路由器的静态路由

静态路由是指路由表由网络管理人员手动设定的一种路由方式。静态路由的好处是网络寻址快捷，适用于网络变动不大的网络系统。

图4 配置4号楼路由器的动态路由

动态路由是指路由表不是由网络管理人员手动设定，而是由路由器通过端口进行地址学习自动生成路由表的方式。动态路由的好处是对网络变化的适应性强，适用于网络环境变化大的网络系统。

5、配置PC

PC类型 PC0 PC1 PC2 PC3 PC5 PC6 PC7 PC8 PC10 PC12 PC13 PC15 PC-主机 PC-服务器

IP地址 192.168.1.2 192.168.1.3 192.168.1.4 192.168.1.5 192.168.11.3 192.168.7.5 192.168.7.3 192.168.11.5 192.168.7.4 192.168.1.6 192.168.11.4 192.168.11.8 192.168.4.2 192.168.4.4 子网掩码 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 Gateway 192.168.1.1 192.168.1.1 192.168.1.1 192.168.1.1 192.168.11.1 192.168.7.1 192.168.7.1 192.168.11.1 192.168.7.1 192.168.1.1 192.168.11.1 192.168.11.1 192.168.4.1 192.168.4.1

图5 配置PC0的Gateway

图6 配置PC0的IP地址

图7 配置网络服务器的Gateway

图8 配置网络服务器的IP地址 6、具体配置命令

4号楼

Router>enable

Router#configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#interface FastEthernet0/0

Router(config-ip)#ip address192.168.3.1 255.255.255.0 Router(config-ip)#no shutdown Router(config-ip)#exit Router# configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#interface Thernet1/0

Router(config-if)#ip address192.168.4.1 255.255.255.0 Router(config-ip)#no shutdown Router(config-if)#exit

Router(config)#interface Ethernet1/1

Router(config-if)#ip address192.168.5.1 255.255.255.0 Router(config-ip)#no shutdown Router(config-ip)#exit

Router(config)#interface Ethernet1/2

Router(config-ip)#ip address192.168.6.1 255.255.255.0 Router(config-ip)#no shutdown Router(config-ip)#exit

Router(config)#ip router192.168.12/24 via192.168.3.2 Router(config)#ip router192.168.11.0/24 via192.168.3.2 Router(config)#ip router192.168.4.0/24 via192.168.3.2 Router(config)#ip router192.168.7.0/24 via192.168.5,2 Router(config)#exit

Router(config)#router rip

Router(config-router)#network192.168.4.0 Router(config-router)#network192.168.5.0 Router(config-router)#network192.168.6.0 Router(config-router)#network192.168.3.0 Router(config-router)#exit Router# 3号楼

Router>enable Router#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#interface FastEthernet1/0

Router(config-if)#ip address192.168.12.2 255.255.255.0 Router(config-ip)#no shutdown Router(config-if)#exit

Router(config)#interface FastEthernet0/0

Router(config-if)#ip address192.168.11.1 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#exit

Router(config)#ip router192.168.11.0 via192.168.5.1 Router(config)#ip router192.168.1.0 via192.168.5.1 Router(config)#ip router192.168.4.0 via192.168.5.1 Router(config)#router rip

Router(config-router)#network192.168.7.0 Router(config-router)#network192.168.5.0

Router(config-router)#exit Router# 2号楼

Router>enable Router#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#interface FastEthernet0/0

Router(config-if)#ip address192.168.11.1 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdowm Router(config-if)#exit

Router(config)#interface FastEthernet1/0

Router(config-if)#ip address192.168.12.2 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdowm Router(config-if)#exit

Router(config)#ip router192.168.1.0 via192.168.2.1 Router(config)#ip router192.168.4.0 via192.168.2.1 Router(config)#ip router192.168.7.0 via192.168.2.1 Router(config)#exit Router(config)#ip router

Router(config-router)#network192.168.12.0 Router(config-router)#network192.168.11.0 Router(config-router)#exit Router# 1号楼

Router>enable Router#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#interface FastEthernet1/0

Router(config-if)#ip address192.168.12.1 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdown, Router(config-if)#exit

Router(config)#interface Ethernet1/0

Router(config-if)#ip address192.168.1.1 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdown, Router(config-if)#exit

Router(config)#interface Ethernet1/1

Router(config-if)#ip address192.168.3.2 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#exit

Router(config)#ip router192.168.11.0/24 via192.168.12.2 Router(config)#ip router192.168.4.0/24 via192.168.3.1 Router(config)#ip router192.168.5.0/24 via192.168.3.1

Router(config)#ip router192.168.6.0/24 via192.168.3.1 Router(config)#ip router192.168.7.0/24 via192.168.3.1 Router(config)#exit

Router(config)#router vip

Router(config-router)#network192.168.1.0 Router(config-router)#network192.168.3.0 Router(config-router)#network192.168.12.0 Router(config-router)#exit Router#

8、数据通信结果

图9 模拟校园局域网的通信过程

5．设计体会

通过这次课程设计，我明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次课设的开始，自己完全没有思路，不知该从何处入手，可是在老师的教诲和同学的帮助下，渐渐的进入状态，虽然在过程中还是有很多不懂的地方，但一切都在学习中克服了。既然我看到了自己很多不足，所以我会尽快解决的不足。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。社会的竞争是激烈的，我想我们应该好好把握住大学学习的时间，充实、完善自我，全面发展，攻破电脑，争取做一名出色的现代人!确立建设校园网的目标要考虑技术方面，更要考虑环境、应用和管理等，就要与学校各方面改革、建设相结合。我相信在更多的学习机会中，我懂的也会越来越多。

6．参考文献与资料

[1] 潘新民, 王燕芳. 微型计算机控制技术[M], 第2版. 北京. 电子工业出版社, 2003.4：305-350

[2]周昕.数据通信与网络技术[M].北京.清华大学出版社，2004.2：75-159 [3]计算机网络应用教程.北京.机械工业出版社.2004

[4]袁家政.计算机网络[M](第2版）.西安.西安电子科技大学出版社.2006,103-109

[5]谢希仁编著.计算机网络[M] (第4 版).大连.大连理工大学出版社