计算机网络课设 小型局域网的设计

摘 要

本次课程设计是用BOSON软件实现小型互连网的综合设计。通过查阅资料，根据用户需求，掌握小型校园网的基本设计方法。要求包含局域网（LAN），广域网（WAN），并且设置虚拟局域网（VLAN），实现网间设备的互通。选择合适的网络拓扑结构，IP地址规划，利用Boson Netsim Designer 绘制网络拓扑图。在绘制完实验拓扑图后，可以将其保存并装入Boson NetSim 中开始实验配置。

关键词: BOSON软件  局域网  虚拟局域网  IP地址

1 课程设计目的……………………………………………………………1

2 课程设计要求……………………………………………………………1

3 软、硬件环境……………………………………………………………1

4 需求分析…………………………………………………………………1

5 网络规划…………………………………………………………………3

6 设备的配置与验证………………………………………………………7

7 结果分析…………………………………………………………………15

8 心得体会…………………………………………………………………16

9 参考文献…………………………………………………………………17

小学校园网的设计及实现

1.课程设计目的

（1）加深对计算机网络基本理论知识的理解；

（2）用BOSON软件实现小型互连网的综合设计；

（3）培养开展科研的能力和配置能力；

（4）掌握基本小型互连网的结构及其在模式识别中的应用。

2.课程设计要求

（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰；

（2）程序设计合理、能够正确运行；

（3）查阅资料，根据用户需求，掌握小型互连网的设计方法；

（4）熟练掌握CISCO路由器、交换机及PC及机的基本配置命令；

（5）用掌握的CISCO基本配置命令调试通整个网络（至少要有两个LAN

一个WAN，网间设备之间能互通）。

3. 软、硬件环境   

    Windows 2000等操作系统、Boson Netsim仿真软件

4. 需求分析 

4.1校园网建设思路与规划

近年来，校园网络的建设在高等院校中掀起一股热潮，许多学校都建起了自己的校园网，形成了一个覆盖全国的计算机网并通过专线与Internet连通。随着网络技术、INTERNET的发展和CERNET（中国教育科研网）的迅速壮大，全国已有四百多所高校建成校园网并接入CERNET。校园网的建设已成为高校实力与发展水平的标志。建设一个先进、实用的校园网，实现校内外信息的快速传递，使教学、科研、管理步入信息化、网络化，从而提高办学水平和办学效益已成为必然选择。

4.2校园网建设目标

（1）保证校园网的性能符合学校的实际需求：校园网上传输的信息往往很大，各类音频和视频的数据流需要校园网提供足够的网络带宽，而且校园内的信息点数目很多，也很密集。要求校园网的传输介质提供较高的数据通信能力和较大的带宽，为了能及时处理网络上传送的数据，校园网的干线要求会更高。

（2）具有良好的可靠性：校园网的设计要求具有高可靠性，小园网的拓扑结构和网络设备应当提供一定的冗余，为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，还要避免网络中的单点失败。校园网可以通过不同的方式接入到Internet，当一条链路出现故障时，另外的链路可以继续为师生服务。网络中的服务器和重要设备在发生故障时应在最短时间内恢复，把故障对校园网的影响减到最小。

（3）校园网要保证足够的安全性：校园网需要为教师、学生及校外的人员提供服务，在校园网中应采用一定的手段控制网络的安全性，保证网络的正常运行。例如采用防火墙保护校园网中的资源免受外部用户的侵害。

（4）良好的可扩充性：随着校园网的规模不断扩大，要求网络可以方便的进行扩充，以便支持更多的网络用户；另外，校园网必须能够平滑的进行升级，这样才能保证学校的投资具有长期性的效益。

5.网络规划

5.1工作原理

（1）局域网概述

局域网（Local Area Network，LAN）是指传输距离有限，传输速率较高，以共享网络资源为主要目的的网络系统，它仅包括OSI参考模型的底部3层协议。将一个网络在物理上较小的区域之内，可以减少从网络上一台计算机发送数据到最远处计算机的时延。

局域网是共享介质的广播式分组交换网。在局域网中，所有的计算机都连接到共享的传输介质上，任何计算机发出的数据包都会被其他计算机接收到。由于局域网是共享介质的通信系统，所以共享介质的信道分配技术是局域网的核心技术。拓扑结构和传输介质决定了各种局域网的数据类型、数据传输速率、通信效率等特点，也决定了局域网的应用。

（2）VLAN概述 

传统的局域网中，通常一个工作组（Workgroup）是在同一个网段上，每个网段可以是一个逻辑工作组或子网。多个逻辑工作组之间通过实现互连的网桥或路由器来交换数据。因此，逻辑工作组的组成要受节点所在网段的物理位置。

虚拟局域网功能：VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是指在交换式局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。同时，在同一台交换机上也可以划分多个VLAN。VLAN在网络管理中具有以下三个优点：

①控制广播风暴；②提高网络整体安全性；③方便的网络管理。

（3）VLAN的划分方式：分为静态VLAN和动态VLAN

a.静态VLAN：静态VLAN是基于端口的VLAN，它是将端口强制性地分配给VLAN。这是一种最经常使用的配置方式。静态VLAN容易实现和监控，而且比较安全。这是一种最简单的VLAN。划分静态VLAN时，既可以把同一交换机的不同端口划分为同一VLAN；也可以把不同交换机的端口划分为同一VLAN。可以把位于不同物理位置、连接在不同交换机上的用户按照一定的逻辑功能和安全策略进行分组，根据需要将其划分为同一或不同的VLAN。静态VLAN通常使用网络管理软件来配置和维护端口。若需要改变端口的属性，必须手动重新配置，所以具有很号的安全性。

b.动态VLAN：动态VLAN是一种较为复杂的划分方法。它可以分为：

①基于MAC地址的VLAN划分，根据每个主机的MAC地址来划分。

②基于IP地址的VLAN，新站点在入网时无需进行太多配置，交换机则根据各站点网络地址自动将其划分成不同的虚拟局域网。

5.2拓扑结构

5.3划分网段、IP地址与VLAN

①划分网段

（2）Cisco805路由器：Cisco 805串行路由器集成了Cisco IOS技术，它通过帧中继、专线、X.25或异步拨号网络提供安全可靠的Internet访问，为小型办公室进行大型企业联网提供所需的一切。Cisco 805路由器非常适合拥有多个频繁上网用户的小型办公室，而且成本较低，每个人不再需要单独配置调制调器来访问信息。 

6. 设备的配置与验证

6.1 配置

（1）交换机Switch 1的配置：

（2）交换机Switch 2的配置：

在Switch2中划分VLAN

（3）交换机Switch 3的配置：

在Switch3中划分VLAN

（4）路由器Route 1的配置：

在Route1中设置静态路由

（5）路由器Route 2的配置：

在Route2中设置静态路由

（6）PC1～PC10的配置（以PC1为例）：

PC2～PC10的配置与此类似，只要更换成自己的IP地址即可。

6.2 验证

（1）Route 1的静态路由：

（2）Route 2的静态路由：

（3）PC2与PC9的连通性测试：

（4）PC3与PC7的连通性测试：

（5）PC4与PC8的连通性测试：

（6）Switch 2的VLAN划分：

（7）Switch 3的VLAN划分：

7. 结果分析

测试网络连通性后可知，无论是LAN-LAN、LAN-WAN还是LAN-WAN-LAN网络都能正常连通。由show vlan命令知VLAN划分正常，测试VLAN1与VLAN2的连通性知VLAN的工作也正常，能满足不同分组之间广播数据的屏蔽性，提高的数据的安全。由show ip rout命令知路由器的静态路由设置正常，静态路由是很重要的，它直接关系到局域网通过Internet访问另一个局域网的可能性。

8. 心得体会

本次课程设计一共花了两周的时间，在这两周中，我学会了很多的东西，特别是自学的能力。通过本次课程设计，我对计算机网络的理解也又上了一个层次，将书本上的知识转换为自己的东西，还能真正用到实践中去。

通过此次课程设计，不仅培养了我们对这门课的学习兴趣，同时激励我们靠自己的能力去完成任务，不管是上网搜索还是去图书馆查相关资料，而且可以用实际的操作能力来考验我们对这门课以及对网络实验的掌握程度。以前我们在课堂上所掌握的仅仅是专业基础课的理论面，接下来就是考虑如何去锻炼我们的实践方面，如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去。

经过两个星期的努力,网络课程设计顺利完成了。在这次设计中要特别感谢指导我的老师和同学，感谢他们在这次课程设计中给予的指导和帮助，使我顺利的完成了这次的课程设计。

9. 参考文献

【1】宋凯、刘念等. 计算机网络. 清华大学出版社，2010.2

【2】谢希仁. 计算机网络（第四版）.大连理工大学出版社，2004

【3】于锋. 计算机网络与数据通信. 中国水利水电出版社，2004

【4】刘云. 计算机网络实用教程. 清华大学出版社，2001

【5】张水平等. 计算机网络及应用. 西安交通大学出版社，2002

【6】张宏科. ATM网络互连原理与工程. 清华大学出版社，1997

【7】鲁士文. 计算机网络协议和实现技术. 清华大学出版社，2000