计算机网络课程设计-校园网组网设计.doc

课程设计报告

课程设计名称：校园网组网设计
系：三系
学生姓名：
班级：
学号：
成绩：
指导教师：
开课时间：学年学期

目录
第一章课程设计任务 4
1.1 课程设计目的 4
1.2 课程设计题目 4
1.3 课程设计要求 4
第二章校园网络设计分析 5
2.1 需求分析 5
2.2 子网分析 6
2.5 设备需求 6
第三章网络设计 7
3.1 设计思想 7
3.2方案设计原则 7
3.3具体实现 7
第四章功能实现 9
4.1 IP地址及网关分配 9
4.1.1 IP地址分配 9
4.1.2 网关分配 9
4.2 网络拓扑设计 9
4.2.1 设计结构 9
4.2.2 设计拓扑图 10
4.3 配置路由器 10
4.3.1 配置Router1 10
4.3.2 配置Router2 11
4.3.3 配置Router3 11
4.3.4 配置Router4 12
4.4 配置PC机 12
第五章连通性测试 16
5.1 运行界面调试 16
5.1.1 路由器配置界面 16
5.1.2 PC机参数配置 18
5.2 运行结果图 19
第六章心得体会 25
参考文献 26

第一章 课程设计任务
1.1 课程设计目的
深入理解计算机网络基本原理，将书本上抽象的概念与具体的实现技术相结合，体会网络协议的设计与实现过程，以及专业技术人员所使用的基本方法和技巧；熟悉相关应用开发工具，掌握网络协议应用开发技术；进一步熟悉网络设备，学习组网技术，掌握网络规划与设计的基本方法；培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查阅资料、参考文献，寻求解决方案。
1.2 课程设计题目
某校园网络规划与设计（基于boson netsim）
1.3 课程设计要求
（1）给出技术选型、总体设计
（2）给出设备选型
（3）给出详细的拓扑设计
（4）给出VLAN设计、ip规划
（5）给出路由设计
（6）实现仿真配置与测试

第二章 校园网络设计分析
2.1 需求分析
校园网必须具备教学、管理和通信三大功能。教师可以方便的查询和浏览校园网上资源，学生可以通过校园网上学习学会信息处理能力，管理人员可以方便的对教务、行政事务、学生学籍、财务等进行综合管理，实现各级管理层之间的信息数据交换及设备资源的共享。
校园网在设计上应该具备以下性能才能够满足需求：
1、高性能与技术先进性
校园网络系统要求具有较高的数据通信能力和较大的带宽，并在主干网上提供较高的可扩展性。
2、高可靠性
网络要求具备高可靠性和足够的冗余，提供拓扑结构及设备的冗余和备份，为了防止局部故障引起整个网络系统的瘫痪，要避免网络出现单点失效，在网络主干上要提供备份链路提供冗余路由。
3、安全性
传统校园网络的安全措施主要是通过部署防火墙、IDS、杀毒软件以及配合交换机或路由器的ACL来实现对于病毒和黑客攻击的防御，但实践证明这些被动的防御措施并不能有效的解决校园网络的安全问题。
4、可管理性
网管软件应能够支持通用浏览器对网络设备的管理及配置，灵活的设置每个用户对Internet访问功能，能够对每个用户实行管理。
5、可扩展性
随着应用规模的不断扩大，要求网络可以方便的扩充容量，支持更多用户及应用。
6、LAN的划分
根据校园网的实际需求，属于同一部门的工作人员可以在不同的建筑物中，但需要在一个逻辑子网内。络站点的增减，人员的变动都需要虚拟网技术的支持。因此在网络主干中要支持三层交换及VLAN的划分，以提高网络的安全性和灵活性。
7、多层交换技术
通过三层交换技术，特别是基于硬件的第三层交换，可以充分地利用交换机的包处理能力，实现真正的线速交换。
2.2 子网分析
为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结构分为三级地址结构：网络位、子网位和主机位。这种层次结构便于IP地址分配和管理。它的使用关键在于选择合适的层次结构--如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间。子网的划分主要是根据子网掩码来区分的，掩码的作用就是用来告诉电脑把“大网”划分为多少个“小网”，以及每个子网中的主机数目。
2.5 设备需求
根据校园网络功能需求和实际的布线系统情况，楼层接入设备需要选择同一型号的设备;主交换机可以根据需要通过堆叠方式进行灵活的升级扩容;核心交换机需要具有升级到1080Gbps可用背板带宽的能力。网络设备在满足功能与性能的基础上必须具有良好的性价比。

第三章 网络设计
3.1 设计思想
校园网设计主要包括以下几个部分：校园内部主干设计、服务器系统设计、校园网应用设计。各系部分配对应的IP，达到最后的相互通信，资源共享。
3.2 方案设计原则
校园网的总体设计原则是：
（1）开放性——采用开放的网络体系以方便网络的升级、扩展和互联；
（2）可扩充性——从主干网络设备的选型及其模块、管理软件和网络整体机构以及技术的开放性来保证系统的可扩充性；
（3）可管理性——利用合理的网络规划策略提供强大的网络管理功能；
(4)安全性——内部网络之间、内部网络与外部公网之间的互联，利用Vlan/Elan
（5）以及防火墙等对访问进行控制，确保网络的安全。

3.3具体实现
校园主干网采用一台千兆多层交换机作为中心交换机，配置多台二层换机作为二级交换机；在网络中心配置一个交换机总站，同时在路由器上配置相应的拨号访问模块，供拨号用户访问校园网。二级交换机通过千兆光纤上连接到主干交换机上，构成星形的拓扑结构，使得主干网具有较好的可扩展性和可管理性。
在规划IP地址时有如下要求：①局域网用DDN连入Internet；②网络划分为若干网段以方便网络管理；③采用静态IP地址；④分配的网络IP地址具有拓展性。因为网络采用DDN联入Internet，所以需要公网IP地址，这向ISP服务商协商申请即可，一般ISP服务商都会给提供。考虑到网络的现状需求及拓展性，共申请了16个公网IP地址。网络IP地址采取C类地址。原则是教学区、宿舍区、行政区、家属区各分配若干网段，为消除网络风暴，减轻网络负担，使网络管理更方便灵活，在此基础上划分VLAN，每个区为相对独立的子网。共占用192.168.0.0~192.168.14.0十五个网段，划分为7个子网。采用静态IP给每台电脑分配地址，在分配地址时将联网电脑相关信息进行登记备案。每个区的子网掩码都为255.255.255.0。

第四章 功能实现
4.1 IP地址及网关分配
4.1.1 IP地址分配
教学区 192.168.10.1-192.168.10.10
宿舍区 192.168.20.1-192.168.20.10
行政区 192.168.40.1-192.168.40.3
家属区 192.168.30.1-192.168.30.10

4.1.2 网关分配
教学区 192.168.10.254
宿舍区192.168.20.254
行政区 192.168.30.254
家属区 192.168.40.254

4.2 网络拓扑设计
4.2.1 设计结构
根据需求分析，以层次化的网络设计方法，选择合适的网络技术，设计一个性能价格比相对优化的网络解决方案，该网络要实现各种资源的兼容性，网络整体安全性、先进性、可靠性，后续网络的可扩展性、易管理性、高有效带宽等。主要包括:组网技术的选择，子网的划分与隔离，共享资源的配置，应用服务器的设置，IP地址规划等，综合布线系统的规划。局域网采用星型网络拓朴结构，星型拓朴结构为现在较为流行的一种网络结构，它是以一台中心处理机（通信设备）为主而构成的网络，其它入网机器仅与该中心处理机之间有直接的物理链路，中心处理机采用分时或轮询的方法为入网机器服务，所有的数据必须经过中心处理机。由于所有节点的往外传输都必须经过中央节点来处理，因此，对中央节点的要求比较高。
4.2.2 设计拓扑图

图4.2.1

4.3 配置路由器
4.3.1 配置Router1
Router>en
Router#conf t
Router(config)#int fe0
Router(config-if)#ip address 192.168.50.250 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#int e0
Router(config-if)#ip address 192.168.10.254 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#ip route ?
Router(config)#ip route192.168.0 255.255.255.0 192.168.50.253
Router(config)#ip route192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.50.251
Router(config)#ip route192.168.20.0 255.255.255.0 192.168.50.250

4.3.2 配置Router2
Router>en
Router#conf t
Router(config)#int fe0
Router(config-if)#ip address 192.168.50.251 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#int e0
Router(config-if)#ip address 192.168.20.254 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#ip route ?
Router(config)#ip route192.168.40.0 255.255.255.0 192.168.50.253
Router(config)#ip route192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.50.251
Router(config)#ip route192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.50.250

4.3.3 配置Router3
Router>en
Router#conf t
Router(config)#int fe0
Router(config-if)#ip address 192.168.50.252 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#int e0
Router(config-if)#ip address 192.168.30.254 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)# ip route ?
Router(config)#ip route192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.50.25
Router(config)#ip route192.168.20.0 255.255.255.0 192.168.50.251
Router(config)#ip route192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.50.250

4.3.4 配置Router4
Router>en
Router#conf t
Router(config)#int fe0
Router(config-if)#ip address 192.168.50.253 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#int e0
Router(config-if)#ip address 192.168.40.254 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#ip route ?
Router(config)#ip route192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.50.252
Router(config)#ip route192.168.20.0 255.255.255.0 192.168.50.251
Router(config)#ip route192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.50.250

4.4 配置PC机
（1）点击eStations图标选择pc1。
（2）输入winipcfg。
（3）在弹出的菜单中根据下面给出的配置参数对IP地址，网关，子网掩码进行设置。
（4）Pc2，pc3……pc12重复上述步骤。

PC1配置：
网关：192.168.10.254
IP地址：192.168.10.1
子网掩码：255.255.255.0

PC2配置：
网关：192.168.10.254
IP地址：192.168.10.2
子网掩码：255.255.255.0

PC3配置：
网关：192.168.10.254
IP地址：192.168.10.3
子网掩码：255.255.255.0

PC4配置：
网关：192.168.20.254
IP地址：192.168.20.1
子网掩码：255.255.255.0

PC5配置：
网关：192.168.20.254
IP地址：192.168.20.2
子网掩码：255.255.255.0

PC6 配置：
网关：192.168.20.254
IP地址：192.168.20.3
子网掩码：255.255.255.0

PC7配置：
网关：192.168.30.254
IP地址：192.168.30.1
子网掩码：255.255.255.0

PC8配置：
网关：192.168.30.254
IP地址：192.168.30.2
子网掩码：255.255.255.0

PC9配置：
网关：192.168.30.254
IP地址：192.168.30.3
子网掩码：255.255.255.0

PC10配置：
网关：192.168.40.254
IP地址：192.168.40.1
子网掩码：255.255.255.0

PC11配置：
网关：192.168.40.254
IP地址：192.168.40.2
子网掩码：255.255.255.0

PC12配置：
网关：192.168.40.254
IP地址：192.168.40.3
子网掩码：255.255.255.0

第五章 连通性测试
5.1 运行界面调试
5.1.1 路由器配置界面

Router1配置图

Router2配置图

Router3配置图
5.1.2 PC机参数配置

PC1参数设置图

PC2参数设置图

另一端PC4参数设置图

5.2 运行结果图
（1）通过pc1 ping pc4
（2）在pc1中输入ping 192.168.20.1
（3）通过pc4ping pc1
（4）在pc4中输入ping 192.168.10.1
（5）通过pc1 ping pc5
（6）在pc1中输入ping 192.168.20.2
（7）通过pc5 ping pc1
（8）在pc5中输入ping 192.168.10.1
（9）其余操作按照上述步骤进行操作，进行ping命令操作

PC1—PC4：

图5.2.1

图5.2.2

PC1—PC5：

图5.2.3
PC1—PC6：

图5.2.4

PC1—PC7：

图5.2.5
PC1—PC8：

图5.2.6

PC1—PC9：

图5.2.7
PC1—PC10：

图5.2.8

PC1—PC11：

图5.2.9
PC1—PC12：

图5.2.10

PC2，PC3与其他PC机连通性测试同上述步骤。

第六章 心得体会
任何一个计算机系统都是一个复杂的整体，学习计算机原理是要设计到整体的每一部分。通过这次计算机网络的课程设计，让我对计算机原理和boson netsim软件有了一个更深的了解，了解了它的结构，它是如何进行网络拓扑结构设计的，如何进行调试的。通过对网络的具体规划和组建，掌握了网络互连设备的使用及工作原理，掌握了IP地址的配置及数据传输过程和路由的选择，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，学会对模拟软件的操作和使用方法，加深了理解网络分层结构概念。
第一天老师让我们自己查阅相关资料，确定课题，感觉题目就挺不简单的，所以只好通过查资料，与同学讨论，一起研究分析。后来我还是决定设计一个校园的网络设计，毕竟之前实验课上用过Boson有一定熟悉度。主网由五台交换机组成，分成4个区域：教学区、宿舍区、行政区、家属区，每个区有三台pc机，通过设计网络，对路由器和交换机进行配置，能够使得它们互相连通，从一台设备能够传到目的设备。明确思路后，我先把以前课上讲的实验弄明白，重新操作一下，进行对整个设计理一下思路，思考这个设计需要用到哪些路由器和pc机。在这课程设计期间，我也查找了不少资料，发现很多知识是我们从没有接触过的，我并不了解，所以借此增长了自己的见识，了解了更多关于它的应用。参照了资料上的router配置语句，发现电脑没有办法实现，请教老师后发现原来是自己的输入有错误。在划分IP时，又遇到了困难，后来通过上网查阅资料，请教同学老师，明白划分IP时不仅看现存多少主机数，还要看到以后的发展，未来可能增加的主机数，这样才能保证我们的工作成果不至于提前失效。
在最后PC机连通性测试时，又出现最不想面对的事实，ping不通。我不大能理解，于是像老师请教，老师非常耐心地指导我，给我阐明原理。在之前路由器设置时要和后面的PC机相照应。我重新设置后，终于看见了曙光。
课程设计是培养我们综合运用所学知识，发现，分析，解决问题的一个过程，是对我们所学知识及综合能力的一次考察。此次课程设计，让我了解了计算机网络连接的全过程，认真学习了各种配置方法，并掌握了利用虚拟环境配置的方法，让我受益匪浅。虽然过程很艰辛，但幸好有了老师和同学帮助，让我更加执着的坚持下去，最后还是会得到自己想要的答案。
参考文献
[1].周昕. 数据通信与网络技术.北京.清华大学出版社.2004
[2]. 熊桂喜，王小虎译.计算机网络. 北京：清华大学出版社，2008
[3].计算机网络应用教程.北京.机械工业出版社.2004
[4] 黎连业.网络综合布线系统与施工技术.机械工业出版社，2005 
[5] Cisco Systems, Inc. Cisco IOS 12.0 bridging and IBM network solutions.2006 [3]谢希仁．《计算机网络》．电子工业出版社，2003 
[6] 董宇峰．《计算机网络技术基础》．清华大学出版社，2010 
[7] 李利军，韩小琴，金素梅．《中小企业网络管理员实战指南》．科学出版社，2008 
[8] 冯昊、黄治虎、伍技祥．交换机/路由器的配置和管理．清华大学出版社，2005 
[9] 雷建军.计算机网络实用技术.北京：中国水利水电出版社，2003 

1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制
5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究
6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器
7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究
8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现
9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统
10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究
11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究
12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发
13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制
14. 基于单片机的自动找平控制系统研究
15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发
17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现
18. 一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制
19. 基于双单片机冲床数控系统的研究
20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制
21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制
22. 基于单片机的软起动器的研究和设计
23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究
24. 基于单片机的机电产品控制系统开发
25. 基于PIC单片机的智能手机充电器
26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究
27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究
28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制
29. 基于微型光谱仪的单片机系统
30. 单片机系统软件构件开发的技术研究
31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制
32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制
33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用
34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制
35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制
36. 基于单片机的数字磁通门传感器
37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究
38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究
39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制
40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪
41. 基于单片机的电机运动控制系统设计
42. Pico专用单片机核的可测性设计研究
43. 基于MCS-51单片机的热量计
44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站
45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究
46. 基于单片机的轮轨力检测
47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现
48. 基于单片机的电液伺服控制系统
49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制
50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究
51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究
52. 单片机控制的后备式方波UPS
53. 提升高职学生单片机应用能力的探究
54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究
55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究
56. 基于单片机的多通道数据采集系统
57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制
58. 基于单片机的红外测油仪的研究
59. 96系列单片机仿真器研究与设计
60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造
61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现
62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制
63. 基于单片机的气体测漏仪的研究
64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器
65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究
66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计
67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计
68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统
69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统
70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究
71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践
72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现
73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统
74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究
75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统
76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究
77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用
78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究
79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究
80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发
81. 基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究
82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究
83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现
84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究
85. 基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现
86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现
87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统
88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现
89. 单片机监测系统在挤压机上的应用
90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用
91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用
92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用
93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发
94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计
95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计
96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发
97. 锅炉的单片机控制系统
98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计
99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制
100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现
101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计
102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现
103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制
104. 基于ADμC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究
105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计
106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究
107. 单片机实现的寻呼机编码器
108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究
109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究
110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究
111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制
112. PIC单片机在空调中的应用
113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究
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