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计算机网络基础课程设计教程文件
计算机网络基础课程设计
课程设计说明书
题目名称：
计算机网络技术课程设计
系部：
专业班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
完成日期：
新疆工程学院
课程设计评定意见
设计题目计算机网络技术课程设计
系部计算机工程系专业班级
学生姓名学生学号
评定意见：
评定成绩：
指导教师（签名）：
年月日
新疆工程学院
计算机工程_系（部）课程设计任务书
2015/2016学年2学期2016年6月1日
专业
班级
课程名称
计算机网络
设计题目
计算机网络技术课程设计
指导教师
起止时间
6.27-7.1
周数
1周
设计地点
设计目的：
通过计算机网络技术综合应用加强对计算机网络技术理论知识的理解，掌握和了解常见的计算机网络应用技术，通过熟悉如何搭建计算机网络体系结构的过程，进一步巩固对计算机网络体系结构的认识，熟悉和掌握常用的网络连接和配置技术，熟悉主流的交换机和路由器的配置方法。
设计任务或主要技术指标：
（1）熟悉常见的计算机网络设备及连接方法。
（2）熟悉使用计算机网络技术常见命令。
（3）掌握无线网络的组建，以及常见服务器的配置
（4）虚拟局域网（vlan）的划分，单臂路由
（5）帧中继，子网的划分
设计进度与要求：
第1天：
布置任务，收集资料，熟悉网络设备及连接方法;
第2天：
将无线网络和vlan连接起来。
第3天：
将单臂路由加入拓扑。
第4天：
将帧中继和子网划分加入拓扑。
第5天：
撰写设计报告，答辩。
主要参考书及参考资料：
[1]董宇峰计算机网络技术基础清华大学出版社2010.2
[2]谢希仁计算机网络技术（第五版）电子工业出版社2008.1
[3]董大钧计算机网络基础大连理工出版社2010.4
教研室主任（签名）系（部）主任（签名）
摘要
帧中继技术是在开放系统互连（OSI）网络模型的第二层（链路层）上以帧的形式用简化的方法传送和交换数据单元的一种数字交换技术。
帧中继技术是在分组技术充分发展，数字与光纤传输线路逐渐替代已有的模拟线路，用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。
帧中继仅完成OSI物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间协议；同时，帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。
关键词：
帧中继网络模型协议虚电路技术
1.绪论
1.1介绍
帧中继[1]（FrameRelay）是从综合业务数字网中发展起来的，并在1984年推荐为国际电话电报咨询委员会（CCITT）的一项标准，另外，由美国国家标准协会授权的美国TIS标准委员会也对帧中继做了一些初步工作。
由于光纤网的误码率（小于10^-9）比早期的电话网误码率（10^-4~10^-5）低得多，因此，可以减少X.25的某些差错控制过程，从而可以减少结点的处理时间，提高网络的吞吐量。
帧中继就是在这种环境下产生的。
帧中继提供的是数据链路层和物理层的协议规范，任何高层协议都独立于帧中继协议，因此，大大地简化了帧中继的实现。
帧中继的主要应用之一是局域网互联，特别是在局域网通过广域网进行互联时，使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。
帧中继是一种先进的广域网技术，实质上也是分组通信的一种形式，只不过它将X.25分组网中分组交换机之间的恢复差错、防止阻塞的处理过程进行了简化。
1.2特点
1.使用光纤作为传输介质，因此误码率极低，能实现近似无差错传输，减少了进行差错校验的开销，提高了网络的吞吐量，它的数据传输速率和传输时延比X.25网络要分别高或低至少一个数量级。
2.因为采用了基于变长帧的异步多路复用技术，帧中继主要用于数据传输，而不适合语音、视频或其他对时延时间敏感的信息传输。
3.仅提供面向连接的虚电路服务。
4.仅能检测到传输错误，而不试图纠正错误，而只是简单地将错误帧丢弃。
5.帧长度可变，允许最大帧长度在1600B以上。
6.帧中继是一种宽带分组交换，使用复用技术时，其传输速率可高达44.6Mbps。
2.设计过程
2.1端口选择
图2.1-1
图2.1-1：
添加一个Cloud-PT-Empty设备（Cloud0）模拟帧中继网络，为Cloud0添加3个S端口模块。
图2.1-2
图2.1-2：
添加3台路由器，我用的是2811，为路由器添加S端口模块，我用的是NM-4A/S模块。
2.2Cloud-PT-Empty配置
图2.2-1
图2.2-2
图2.2-3
图2.2-4
设置好S1，S2，S3，的DLCI值，配置好Frame-relay连接。
2.3路由器配置
R1路由器配置：
R1>en
R1#conft
R1（config）#ints1/0 进入S1/0端口配置
R1（config-if）#noshut 启动端口
R1（config-if）#encapsulationframe-relay 帧中继封装
R1（config-if）#frame-relaylmi-typecisco 帧中继类型为cisco
R1（config）#ints1/0.1point-to-point 配置子端口，并设置为点对点模式
R1（config-subif）#ipadd192.168.1.1255.255.255.0 分配子端口ip地址
R1（config-subif）#frame-relayinterface-dlci102 指定点对点对应的DLCI值
R1（config-subif）#exit
R1（config）#ints1/0.2point-to-point 配置子端口，并设置为点对点模式
R1（config-subif）#ipadd192.168.2.1255.255.255.0 分配子端口ip地址
R1（config-subif）#frame-relayinterface-dlci103 指定点对点对应的DLCI值
R1（config-subif）#exit
R2路由器配置：
R2>en
R2#conft
R2（config）#ints1/0
R2（config-if）#noshut
R2（config-if）#enframe-relay
R2（config-if）#frame-relaylmi-typecisco
R2（config）#ints1/0.1point-to-point
R2（config-subif）#ipadd192.168.1.2255.255.255.0
R2（config-subif）#frame-relayinterface-dlci201
R2（config-subif）#exit
R2（config）#ints1/0.2p
R2（config-subif）#ipadd192.168.3.1255.255.255.0
R2（config-subif）#frame-relayinterface-dlci203
R2（config-subif）#exit
R3路由器配置：
R3>en
R3#conft
R3（config）#ints1/0
R3（config-if）#noshut
R3（config-if）#enframe-relay
R3（config-if）#frame-relaylmi-typecisco
R3（config）#ints1/0.1point-to-point
R3（config-subif）#ipadd192.168.3.2255.255.255.0
R3（config-subif）#frame-relayinterface-dlci302
R3（config-subif）#exit
R3（config）#ints1/0.2point-to-point
R3（config-subif）#ipadd192.168.2.2255.255.255.0
R3（config-subif）#frame-relayinterface-dlci301
R3（config-subif）#exit
在三台路由器上启动rip路由：
R1（config）#routerrip 启动rip路由
R1（config-router）#net192.168.10.0 申明接口网络地址
R1（config-router）#net192.168.1.0 申明接口网络地址
R1（config-router）#net192.168.2.0 申明接口网络地址
R1（config-router）#exit
R1（config）#
R2（config）#routerrip
R2（config-router）#net192.168.20.0
R2（config-router）#net192.168.1.0
R2（config-router）#net192.168.3.0
R2（config-router）#exit
R2（config）#
R3（config）#routerrip
R3（config-router）#net192.168.30.0
R3（config-router）#net192.168.3.0
R3（config-router）#net192.168.2.0
R3（config-router）#exit
R3（config）#exit
Router#
在三台路由器上启动F0/0端口
R1#configure 进入特权模式
R1（config）interfacefastEthernet0/0 进入F0/0端口配置
R1（config-if）#ipaddress192.168.10.1255.255.255.0分配端口ip地址
R1（config-if）#noshutdown 启动端口
R1（config-if）#exit
R2#configure
R2（config）interfacefastEthernet0/0
R2（config-if）#ipaddress192.168.20.1255.255.255.0
R2（config-if）#noshutdown
R2（config-if）#exit
R3#configure
R3（config）interfacefastEthernet0/0
R3（config-if）#ipaddress192.168.30.1255.255.255.0
R3（config-if）#noshutdown
R3（config-if）#exit
3.测试
3.1PC机测试
图3.1-1
R1测试结果
图3.1-2
R2测试结果
图3.1-3
R3测试结果
图3.1-4
三台PC机的互相测试结果
4.VLAN划分
4.1基于交换机端口号划分VLAN
划分VLAN最常用的方法就是根据局域网交换机的端口来定义VLAN成员。
VLAN从逻辑上把交换机的端口划分为不同的虚拟子网，在使用端口定义VLAN时，不允许不同的VLAN包含相同的物理网段或交换端口。
当用户从一个端口移动到另一个端口时，网络管理员必须对VLAN成员进行重新配置。
优点:
配置简单，灵活方便。
缺点:
安全性较差。
4.2基于MAC地址划分VLAN
用MAC地址定义的VLAN，允许结点移动到网络的其他物理网段。
由于MAC地址不变，所以该结点自动保持原来的VLAN成员地位。
优点:
安全性高。
4.3基于IP地址划分VLAN
有利于组成基于服务或应用的VLAN。
用户可随意移动工作站，不用重新配置网络地址。
这种方法将VLAN扩大到广域网，具备更大灵活性，容易通过路由器扩展。
缺点是效率不高，不适合局域网。
5.单臂路由
5.1单臂路由定义
单臂路由是指在路由器的一个接口上通过配置子接口（或“逻辑接口”，并不存在真正物理接口）的方式，实现原来相互隔离的不同VLAN（虚拟局域网）之间的互联互通。
5.2实验目的
接口信息以及IP地址规划如拓扑所示，PC1——PC3分别属于VLAN1——VLAN3，运用单臂路由与NAT的结合，最终使得用户之间能够互相访问，使企业内部全部能够访问因特网。
优点：
实现不同vlan之间的通信，有助理解、学习VLAN原理和子接口概念。
缺点：
容易成为网络单点故障，配置稍有复杂，现实意义不大。
5.3实验过程
pc4的IP为192.168.1.1网关为192.168.1.254
pc5的IP为192.168.2.1网关为192.168.2.254
pc6的IP为192.168.3.1网关为192.168.3.254
划分交换机vlan1,vlan2,vlan3.
配置单臂路由：
Router>enable
Router#config
Configuringfromterminal,memory,ornetwork[terminal]?
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z进入全局配置模式
Router（config）#interfacefa0/0进入和交换机连接的那个接口
Router（config-if）#noshutdown激活该端口
Router（config-if）#exit返回到全局配置模式
Router（config）#interfacefa0/0.1配置子接口这是配置单臂路由的关键，这个接口是个逻辑接口，并不是实际存在的物理接口，但是功能却和物理接口是一样的。
Router（config-subif）#encapsulationdot1q2为这个接口配置802.1Q协议，最后面的2是vlan号，这也是关键部分
Router（config-subif）#ipaddress192.168.2.254255.255.255.0为该接口划分网关地址。
Router（config-subif）#exit
Router（config）#interfacefa0/0.2同样，进入第2个子接口，进行配置
Router（config-subif）#encapsulationdot1q3配置802.1Q协议
Router（config-subif）#ipaddress192.168.3.254255.255.255.0划分网关地址和子网掩码
Router（config-subif）#end
6.服务器
6.1DHCP
DHCP是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，主要有两个用途：
给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。
是计算机网络应用层协议。
6.2DNS
在Internet上，每台主机都有一个唯一的IP地址，然而，IP地址比较难记忆，为直观地标识网络上的每一台主机便于人们的记忆，可采用具有层次结构的域名作为主机标识。
主机域名一般是由一系列用点隔开的字母数字标签组成。
虽然域名容易记忆，但计算机却仅能识别二进制的IP地址，为此必须有将域名映射成IP地址的系统，该系统称为域名系统。
由域名地址转换成IP地址的过程称为域名解析。
6.3HTTP
超文本传输协议HTTP，是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。
所有的WWW文件都必须遵守这个标准。
设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML.超文本传输协议是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。
6.4服务器实验
图6.4-1
总结
通过这次实验，使我学到了不少实用的知识，更重要的是，做实验的过程，思考问题的方法，这与做其他的实验是通用的，真正使我们受益匪浅。
通过理论知识与实践的结合，使我们对理论知识更加的理解了，还明白了网络在现实社会上的工作原理和模式，在做课程设计的过程中，也遇到好多的问题，比如说，将设置路由器下一跳地址的时候，由于当时没理解原理，导致IP地址弄错，后来经过和同学的相互学习，才明白了其中的原理。
通过这次的课程设计，加强了我们对理论知识的理解，同时，这次的课程设计也增加了互相学习的气氛，以后也会经常参与这样的课程当中来。
参考文献
【1】谢希仁.计算机网络（第4版）.大连：
大连理工大学出版社，2003
【2】吴功宜，吴英.计算机网络应用技术教程（第2版）.北京：
清华大学出版社，2007
【3】吴企渊.计算机网络.北京：
清华大学出版社，2005
【4】武奇才.计算机网络与通信.北京：
清华大学出版社，2009
【5】高传善等.计算机网络.人民邮电出版社，2003
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