计算机网络课程设计--智能园区网的设计与实现..docx
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目 录
第1章 绪 论 1
1.1课程设计目的 1
1.2课程设计的背景及意义 1
第2章 需求分析 2
2.1需求描述 2
2.2需求分析以及设备选型 2
2.3解决方案的设计 2
2.3.1解决方案的内容 3
2.4网络设计遵循的原则 3
第3章 详细设计 4
3.1网络拓扑设计 4
3.2园区网的IP地址划分 4
3.3园区网的部分Vlan 5
3.4网络设备之间的连线 6
第4章 路由器和交换机及服务器配置 7
4.1路由器的基本配置 7
4.1.1CenterRouter路由器的基本配置 7
4.1.2ZoonRouter路由器的基本配置 7
4.1.3HomeRouter路由器的基本配置 7
4.1.4InternetRouter路由器的基本配置 7
4.2交换机的基本配置 7
4.2.1NetCenterSwitch配置 7
4.2.2交换机ZoonSwitch和HomeSwitch的配置 8
4.3服务器的配置 8
4.3.1DNS服务器的配置 8
4.3.2E-mail服务器的配置 8
4.3.3FTP服务器的配置 9
4.4IP-Phone配置 10
第5章 项目测试 11
5.1网络连通性测试 11
5.1.1同一子网内主机间的相互通信测试 11
5.1.2不同子网间的PC机与PC机之间的通信测试 12
5.1.3PC和服务器之间的通信测试 12
5.2园区网络区的DHCP配置测试 13
5.3FTP配置测试 14
5.3.1登陆FTP测试 14
5.3.2上传文件到FTP服务器测试 15
5.3.3外网测试FTP下载测试 15
5.4E-mail服务器测试 16
5.5IP-Phone呼叫接通测试 16
结束语 18
参考文献 19
附 录 20
致 谢 25
第1章 绪 论
1.1课程设计目的
综合运用所学的基础理论、实践知识和解决际问题的能力，全面进行工程技术与科学研究的基本训练[1]。
更深入地了解路由器，交换机，PC机之间的配置与应用，熟练掌握简单的的网络应用及连接，熟练掌握路由器和交换机的基本配置；掌握配置
DHCP、DNS、E-mail、FTP、VLAN以及相关的网络协议和技术；提高对实际网络问题的分析和解决能力[2]。
能根据实际问题要求绘制出合理的拓扑结构图，拓扑结构图可以是树形、星形、网状形、环状形或混合形结构，清晰地描述接口，并能够进行路由器和交换机的代码配置及功能的实现。
采用先进成熟的技术和设计思想，运用先进的集成技术路线，以先进、实用、开放、安全、使用方便和易于操作为原则，突出系统功能的实用性，能够尽快投入使用，发挥较好的经济管理效能[3]。
1.2课程设计的背景及意义
随着计算机技术,现代通信技术和自动控制技术的迅速发展，智能化园区在发达国家应运而生。
近年来，随着电脑网络的普及和国际互联网（Internet）的公开化，以及智能建筑技术的高速发展，分散智能建筑的联网管理成为可能。
加上人们对居住条件和环境要求的提高，“智能化”的概念和模式被引入园区及住宅的建设当中[4]。
智能园区网给人们提供了一个高效、舒适、温馨、便利以及安全的居住环境。
智能园区是指以一套先进、可靠的网络系统为基础设施，将住户和公共设施建成网络并实现住户、社区的生活设施、服务设施的计算机化管理的社区。
智能化园区能够为人们提供语音通信，文件共享，电子邮件和高速上网等网络通信服务。
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第2章 需求分析
2.1需求描述
现有一个200个节点的小区需要进行网络通讯，FTP文件共享服务，网络IP电话，共享上网，打印机共享以及网内E-mail服务。
2.2需求分析以及设备选型
首先要仔细分析要求，设计一个合理又经济的拓扑网络系统，考虑该智能化小区局域网的所需，产品设备价格等一系列的因素，选用Cisco2811router作为配置的路由器，设计分布的子网区域有4个部分，所以选择4台路由器；并且选用了3台CiscoCatalyst3560-24口的交换机作为接入层交换机；同时，为了使远程局域网可以实现访问小区局域网的功能，选择一个网云作为Internet；再选用若干PC机和服务器作为单位的核心层，单位需要实现打印共享，还需要一些各种接口需要的连接线等等。
为了提高交换网络的冗余性、可扩展性、易管理性及易维护性等，小区的内部局域网的部署是采用分层设计的[5]。
接入层负责连接终端设备，如PC机、打印机等，以提供对网络其它部分的访问，接入层的主要目的是提供一种将设备连接到网络并控制允许网络上哪些设备可以通信的方法；分布层先汇聚接入层交换机的发送的数据流，将其传输到核心层，最后发送到目的地，分布层使用策略控制网络的通信流；核心层是网际网络的高速主干，核心层汇聚所有分布层的设备发送的流量，因此必须能够快速转发大量的数据[6]。
建立一个智能化小区局域网是一项中型网络工程，各子网区域需要根据自身的实际情况来制定网络设计原则，但网络建设过程在总体上，都需要其遵循一下几项网络设计原则。
2.3解决方案的设计
现将整个小区可划分为四个区域：
（1）网络中心区：
以物业管理中心及监控中心为主的核心交换设备和服务器群；
（2）远程接入区：
包括外部网络接入口的路由器设备和网络安全设备；
（3）园区网络区：
包括从网络中心到社区服务设施的骨干交换设备；
（4）家庭网络区：
包括从网络中心到楼宇中的骨干交换设备，并为各住户单元提供网络接入端口，是整个小区网络系统的最基本单元。
2.3.1解决方案的内容
（1）网络设备选型
（2）综合布线设计
（3）网络拓扑图
（4）IP地址规划
（5）子网划分
（6）路由器配置
（7）交换机配置
（8）服务器群的配置
按照需求该设计需要划分为四个子网层面的小区性的网络通讯结构。
现全部采用一种网络产品Cisco，可以更好的实现各种不同网络设备互相配合与联系，以达到最佳的局域网通讯效果。
运用自己对局域网组网技术的理解，设计智能化小区组网方案。
2.4网络设计遵循的原则[7]
（1）实用性和经济性
（2）先进性和成熟性
（3）可靠性和稳定性
（4）安全性和保密性
（5）可扩展性和易维护性
在以上的设计原则的基础上，再结合各自具体的需求，则就能构建出一个完善的网络系统了。
第3章 详细设计
根据需求分析，设计的解决方案，该局域网内是由4台路由器、3台交换机、5台PC
主机、多台服务器、1台打印机、多台IP电话、1个远程广域网网云等组成。
3.1网络拓扑设计
本局域网是智能化小区的组网，要使得一个具有200个以上住户节点的智能化小区能够进行语音通信，文件共享，电子邮件和高速上网等网络通信服务。
现将整个小区划分为四个区域的子网块，构成部分有：
网络中心区、远程网络接入去、园区网络区、家庭网络区。
全网络拓扑图，如图3-1：
图3-1 小区的总拓扑图
3.2园区网的IP地址划分
IP地址分配是网络设计的关键，根据实际规划的网络拓扑图，还要考虑到未来网络
的可拓展性，现将划分子网和部署适合网络要求的IP地址，如下表3-1：
表3-1 IP地址分配表
设备名称
接口
ip地址
子网掩码
所在网络
CenterRouter
Fa0/0
192.168.3.1
255.255.255.0
192.168.3.0
Se0/0/0
192.168.1.1
255.255.255.0
192.168.1.0
Se0/0/1
192.168.2.1
255.255.255.0
192.168.2.0
Se0/1/0
192.168.0.1
255.255.255.0
192.168.0.0
ZoonRouter
Fa0/0
192.168.4.1
255.255.255.0
192.168.4.0
Se0/0/0
192.168.0.2
255.255.255.0
192.168.0.0
InternetRouter
Fa0/0
192.168.6.1
255.255.255.0
192.168.6.0
Se0/0/0
192.168.1.2
255.255.255.0
192.168.1.0
HomeRouter
Fa0/0
192.168.5.1
255.255.255.0
192.168.5.0
Se0/0/0
192.168.2.2
255.255.255.0
192.168.2.0
FTP_E-mailServer
f0/3
192.168.3.3
255.255.255.0
192.168.3.0
DNS_Server
f0/5
192.168.3.5
255.255.255.0
192.168.3.0
3.3园区网的部分Vlan
VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）的中文名为"虚拟局域网"。
VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。
由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。
由VLAN的特点可知，一个
VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少
设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。
根据实际需求本园区网络需要划分
Vlan，如表3-2是本园区中划分的部分Vlan。
表3-2 vlan的划分表
vlan号
ip地址
网关
vlan30
192.168.3.254
192.168.3.1
vlan40
192.168.4.254
192.168.4.1
3.4网络设备之间的连线
路由器之间用带时钟的串口线连接，交换机与路由器、主机、打印机、IP电话和服务器等设备之间用直通线连接。
第4章 路由器和交换机及服务器配置
4.1路由器的基本配置
4.1.1CenterRouter路由器的基本配置
CenterRouter路由器是为网络中心区提供路由服务的，现在端口
FastEthernet0/0、Serial0/0/1、Serial0/0/1配置IP地址，并在路由器中启用RIP协议，把子网
192.168.0.0、192.168.1.0、192.168.2.0、192.168.3.0、192.168.4.0、192.168.5.0、192.168.6.
0加入RIP更新子网中。
在路由器中为网络中心配置配置DHCP，为IPPhone及其他主机动态分配地址。
为网络中心区配置路由器的电话服务功能，并配置IP电话号码。
详细的配置命令见附录CenterRouter路由器的配置部分。
4.1.2ZoonRouter路由器的基本配置
ZoonRouter路由器是为园区中的网络提供路由服务的，其的配置与CenterRouter路由器的配置相同，详细的配置命令见附录ZoonRouter路由器的配置部分。
4.1.3HomeRouter路由器的基本配置
HomeRouter路由器是为家庭网络区提供路由服务的，其配置与CenterRouter路由器的配置相同，详细的配置命令见附录HomeRouter路由器的配置部分。
4.1.4InternetRouter路由器的基本配置
InternetRouter路由器是在远程接入网提供路由服务的，是整个园区网络的接入边界，其部分配置与CenterRouter路由器的配置相同。
另外，还需要在InternetRouter路由器中为该园区网络配置缺省路由到ISP的Internet。
在InternetRouter中定义NAT内部、外部接口以及内部IP地址范围，为服务器定义静态地址转换，为其他服务器定义复用地址转换。
在InternetRouter中启用ACL功能，对外屏蔽简单网管协议Snmp，对外屏蔽远程登陆协议Telnet[8]。
详细的配置命令见附录InternetRouter路由器的配置部分。
4.2交换机的基本配置
4.2.1NetCenterSwitch配置
Switch#conft
Switch#hostname NetCenterSwitchNetCenterSwitch（config）#interfacerangef0/1–3
NetCenterSwitch（config-if-range）#switchportvoicevlan1
//将交换机所连接的接口都加入语音VLAN中
4.2.2交换机ZoonSwitch和HomeSwitch的配置
在ZoonSwitch、HomeSwitch上的做相似的配置。
4.3服务器的配置
4.3.1DNS服务器的配置
DNS服务器是（DomainNameSystem或者DomainNameService）域名系统或者域名服务,域名系统为Internet上的主机分配域名地址和IP地址。
用户使用域名地址，该系统就会自动把域名地址转为IP地址。
域名服务是运行域名系统的Internet工具。
执行域名服务的服务器称之为DNS服务器，通过DNS服务器来应答域名服务的查询[9]。
这个DNS服务器就是为全小区内的网络提供域名解析服务，详细配置，如下图4-1：
图4-1 DNS服务器配置
4.3.2E-mail服务器的配置
E-mail服务器将为全小区用户提供电子邮件服务[10]，方便用户之间的沟通，其详细配置，如图4-2：
图4-2 E-mail服务器详细配置
4.3.3FTP服务器的配置
FTP服务器详细配置，如图4-3：
图4-3 FTP服务器详细配置
4.4IP-Phone配置
为IP电话连接上电源线，三个IP电话都连接好电源[11]。
如图4-4所示：
图4-4 IP电话连接上电源线
配置完成后两个IP-Phone的状态显示，如图4-5：
图4-5 IP-Phone详细配置
第5章 项目测试
5.1网络连通性测试
Home_PC1和打印机之间的通信，如图5-1：
图5-1 Home_PC1和打印机之间的通信
5.1.1同一子网内主机间的相互通信测试
如下图5-2：
图5-2 同子网内主机之间通信测试
5.1.2不同子网间的PC机与PC机之间的通信测试
不同网络间连通性测试，如图5-3：
图5-3 不同网络间连通性测试
5.1.3PC和服务器之间的通信测试
主机与服务器之间的通信测试，如图5-4：
图5-4 主机与服务器之间的通信测试
打印机与服务器之间的相互通信情况，如图5-5：
图5-5 打印机与服务器之间的相互通信情况
5.2园区网络区的DHCP配置测试
PC机已成功获取IP地址，如图5-6：
图5-6 测试主机能否自动获得IP地址
不同子网的PC机与打印机之间的相互通信情况：
打印机自动获得的IP地址如图5-7：
图5-7 打印机自动获得的IP地址
5.3FTP配置测试
5.3.1登陆FTP测试
同一子网NetCenter_PC成功登陆FTP，如图5-8：
图5-8 PC成功登陆ftp
5.3.2上传文件到FTP服务器测试
同一子网内NetCenter_PC上传文件成功，如图5-9：
图5-9 同一子网内的PC上传文件到FTP服务器
5.3.3外网测试FTP下载测试
外网Home_PC2下载文件测试成功，如图5-10：
图5-10 外网Home_PC2下载文件测试成功
5.4E-mail服务器测试
如下图5-11，两台主机能够进行发送和接收邮件：
图5-11 主机间E-mail的测试
5.5IP-Phone呼叫接通测试
家庭网络区呼叫网络中心区的IP-Phone的通信，如图5-12：
图5-12 IP电话呼叫情况
IP-Phone接通情况，如图5-13所示：
图5-13 IP电话接通情况
结束语
经过在课程设计中的学习和实践，使我对大学学习的理论知识有了更系统更全面的掌握，对计算机网络知识有了更进一步的认识，特别是在实际网络设备的操作方面有很大的提高。
对于网络建设中VLAN规划有着进一步的认识，让我了解到理论联系实际的重要性。
通过对小区网络的IP地址的分配、VLAN规划、服务器配置和语音功能的配置，使我深刻地认识到，在计算机网络建设中，一定要依据原理来进行规划，还需要认真研究实际情况，考虑网络设备性能、网络规模、网络运行、管理、安全和升级等诸方面因素，形成一套合理、适当的地址分配和VLAN规划及配置方案，这将会大大提高网络的整体性能，给网络管理带来许多方便。
通过理论与实际的结合、人与人的沟通，进一步提高思想觉悟。
尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的提出一些有针对性的建议和设想。
检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。
运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识。
参考文献
[1]张建辉，尹光成．基于工作过程的中小企业网络组建[M]．北京:
清华大学出版社，2010-9．
[2]高爱国，张世民，刘祥阳等．计算机网络构建技术[M].北京:
清华大学出版社，2010-2．
[3]刘昭斌，曹钧尧，谭方勇等．网络工程设计实用教程[M]．北京:
清华大学出版社，2010-3．
[4]王涛，智能化小区网络建设[EB/OL]．& eliteId=35034_100ea6378b2002f2001-08-16．
[5]陈强，程昌品，邓九英等．校园网建设与管理的现状及思考[J]．计算机教育，2004．
[6]伍培．局域网实战作答．计算机应用文摘[N]，1994（4）．
[7]于鹏，丁喜纲，万晓燕等．计算机网络技术项目教程[M]．北京:
清华大学出版社，2008-08．
[8]张保通．某（中小型）校园网设计方案[EB/OL]．
[9]（美）JustinMenga，李莉，高雪等．CCNP实战指南：
交换第１版[M]．北京:
人民邮电出 版社，2005-1．
[10]5IJSJ．PacketTracer5.3模拟搭建邮件服务器[EB/OL]．e m/a11cf33f316feefc54e723f4.html．
[11]sky．PT5.3实现ipphone[EB/OL]．r ead&tid=20744．
附 录
1、CenterRouter路由器详细配置：
router>enrouter>conft
router>hostnameCenterRouterCenterRouter（config）#interfaceFastEthernet0/0CenterRouter（config-if）#ipaddress192.168.3.1255.255.255.0CenterRouter（config-if）#noshutdownCenterRouter（config）#interfaceSerial0/0/1CenterRouter（config-if）#ipaddress192.168.2.1255.255.255.0CenterRouter（config-if）#
CenterRouter#configureterminalCenterRouter（config）#interfaceSerial0/0/1CenterRouter（config-if）#exitCenterRouter（config）#routerripCenterRouter（config-router）#network192.168.0.0
CenterRouter（config-router）#network192.168.1.0
CenterRouter（config-router）#network192.168.2.0
CenterRouter（config-router）#network192.168.3.0
CenterRouter（config-router）#network192.168.4.0
CenterRouter（config-router）#network192.168.5.0
CenterRouter（config-router）#network192.168.6.0CenterRouter（config-router）#exit
//在路由器中为网络中心配置配置DHCP，为IPPhone及其他主机动态分配地址
CenterRouter（config）#ipdhcppoolCenterRouterCenterRouter（dhcp-config）#network192.168.3.0255.255.255.0
CenterRouter（dhcp-config）#default-router192.168.3.1
CenterRouter（dhcp-config）#option150ip192.168.3.1CenterRouter（dhcp-config）#exit
//为网络中心区.配置路由器的电话服务功能，并配置一些参CenterRo
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