局域网组建与应用论文.docx

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局域网组建与应用论文

组建高速局域网

The formation of high-speed LAN

——某综合实验楼组建高速局域网设计方案

系别：

电气工程系

班级：

10通信01

姓名：

陈达

学号：

1002090123

指导老师：

马艳洁

论文摘要

随着人们对于信息资源共享以及信息交流的迫切需求，促使网络技术的产生和快速发展，计算机网络的产生和使用为人类信息文明的发展带来了革命性的变化。

自1995年中国教育教研网（CERNET）建成后，校园网的建设已经进入到一个蓬勃发展的阶段。

校园网的建成和使用，对于提高教学和科研的质量、改善教学和科研条件、加快学校的信息化进程，开展多媒体教学与研究以及使教学多出人才、科研多出成果有着十分重要而深远的意义。

其主要包括各种局域网的技术思想、网络设计方案、网络拓扑结构、布线系统、Intranet/Internet的应用、网络安全，网络系统的维护等内容。

通过本毕业设计课题的论述，希望使读者能够了解校园网的建设过程以及所涉及到的各种网络技术，并能对今后大家在学习网络技术知识或是进行校园网的工程建设中有所借鉴。

局域网的作用已从最初的主机连接、文件和打印服务，转向围绕着客户机／服务器模式的大数据流应用、Intranet、WWW浏览、实时音频／视频传送等服务，日益庞大及增长的数据流持续增加了网络负荷。

同时，由于基于工作组或部门级的服务器解决方案被企业级服务器所替代，促使数据流向发生了根本变化，网络主干的地位进一步得到提高。

这些都促使局域网络技术从网桥技术、主干路由技术向局域网交换技术过渡。

交换技术的发展为局域网交换机提供了一个空前的发展机遇，也极大地促进了局域网交换机技术与产品的更新换代。

[关键词]

计算机局域网网络系统网络设计

Abstract

Aspeopleforinformationresourcesharingandinformationexchangetheurgentdemandtothegenerationofnetworktechnologyandtherapiddevelopmentofcomputernetworkintheproductionanduseofinformationforthedevelopmentofhumancivilizationhasbroughttherevolutionarychange.Since1995Chinaeducationresearchnetwork（CERNET）wascompleted,thecampusnetworkconstructionhascometoastageofvigorousdevelopment.Campusnetworkconstructionanduse,toimprovetheteachingandscientificresearchquality,improvetheteachingandscientificresearchconditions,speeduptheschool'sinformationprocess,multimediateachingandresearch,andmaketheteachingmorethantalent,theachievementsofscientificresearchisveryimportantandfar-reachingsignificance.ItsmainincludingLANtechnologyidea,networkdesign,networktopologystructure,wiringsystem,Intranet/Internetapplications,networksecurity,networksystemmaintenance,etc.Throughthegraduationdesigntopic,thisarticlehopetomakethereadercanunderstandtheconstructionofnetworkprocessinvolvedandallkindsofnetworktechnology,andcaninthefuturetoeveryoneinthestudynetworktechnologyknowledgeortocampusnetworkprojectconstructiontouse.

LANrolehasbeenfromthehostconnection,fileandprintservices,turnaroundtheclient/servermodeloflargedataflowapplication,Intranet,WWWbrowse,realtimeaudio/videotransferservices,anincreasinglylargeandgrowingdataflowincreasingthenetworkload.Atthesametime,becauseoftheactivitiesattheunitbasedontheworkinggrouporserversolutionwasreplacedbyenterpriseservers,promptingdataflowundergoneafundamentalchange,thenetworkbackbonepositionfurtherimproved.Thesearepromptedlocalareanetworktechnologyfromthebridgetechnology,arterialroadbytechnicaltoLANswitchingtechnologytransition.ThedevelopmentofexchangetechnologyforLANswitchprovidesanunprecedentedopportunityfordevelopment,alsogreatlypromotestheLANswitchtechnologyandtheupgradingofproducts。

[keywords]

computerLANNetworksystemNetworkdesign

目录

引言1

1.1计算机网络1

1.1.1校园网的建设思路2

1.1.2校园网的建设原则2

1.2 局域网的定义3

1.2.1 局域网的特点3

1.2.2 按传输介质分类4

1.3 按拓扑结构分类5

1.3.1.局域网的发展趋势6

1.3.2网络的体系结构7

1.4局域网简介7

1.4.1网络协议8

2.1常用网络设备10

2.1.1网卡10

2.1.2交换机11

2.1.3路由器11

2.1.4传输介质12

2.2服务器14

2.3设备选型15

3.1校园网的建设规划15

3.1.1总体设计16

3.1.2网络技术17

3.2网络操作系统18

3.3Internet接入技术19

3.4防火墙19

3.5建网目标19

3.5.1网络组成20

3.5.2网络软件运行平台22

4.总结23

5.感谢词24

6.参考文献24

组建高速局域网

引言

当今世界，各种先进的科学技术飞速发展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。

在以计算机技术为代表的信息科技的发展更是日新月异，从各个方面影响和改变着我们的生活，而其中的计算机网络技术的发展更为迅速，已经渗透到了我们生活的各个方面，人们已经离不开计算机网络，并且随着因特网的迅速普及，给我们的学习与生活条件带来更大的方便，我们与外部世界的联系将更加的紧密和快速。

1.1计算机网络

计算机网络是指通过传输媒休连接的多部计算机组成的系统，使登录其上的所有用户能够共享软硬件资源。

计算机网络如按网络的组建规模和延伸范围来划分的话，可分为局域网（LocalAreaNetwork,LAN）、城域网（MetropolitanAreaNetwork,MAN）、广域网（WideAreaNetwork,WAN）。

我们经常用到的因特网（Internet）属于广域网，校园网属局域网。

未来的网络技术将向着使用简单、高速快捷、多网合一、安全保密方向发展。

1.1.1校园网的建设思路

校园网的建设是一项非常复杂的系统工程，校园作为一个特殊的网络应用环境，它的建设与使用都有其自身的特点。

在选择局域网的网络技术时要体现开放式、分布式、安全可靠，维护简单的原则。

校园网的建设主要应用局域网技术以及多媒体技术为主的各种网络应用技术。

局域网技术是一项在20世纪70年代发展起来的计算机互联技术，经过多年的发展，技术已经成熟，并得到了广泛的应用，局域网技术成为网络技术的重要组成部分。

计算机多媒体技术是伴随着多媒体信息的应用而得到迅速的计算机应用技术，在网络环境下，多媒体得到了更快更好的应用，使我们得到了更好更多的信息。

校园网是使用了局域网技术以及各种多媒体应用技术，并结合Internet应用等其它的技术来建设。

使得校园网能满足现代教学对信息处理的要求，使计算机的应用能对教学管理现代化起重要的促进作用，能实现信息查寻、教务管理，并与外部网络系统进行交流等多种需要。

1.1.2校园网的建设原则

校园网建设是一项综合性非常强的系统工程，它包括了网络系统的总体规划、硬件的选型配置、系统管理软件的应用以及人员培训等诸多方面。

因此在校园网的建设工作中必须处理好实用与发展、建设与管理、使用与培训等关系，从而使校园网的建设工作健康稳定地开展。

首先，校园网的建设是一个为学校教育教学活动长期服务的工作，因此在校园网的规划建设过程中，必须从学校长远发展规划出发，以服务于教育为基本点，结合学校当前教育教学的实际需要，做出科学的规划部署。

在校园网的规划建设中，一般学校应遵循“统一规划、整体设计、分步实施”的原则。

其次在校园网的建设中必须坚持硬件建设与组织管理协调发展的原则，在重视硬件建设的同时，加强网络的组织管理水平，不断开发网络的功能，从而充分发挥校园网络的功效，提高校园网对学校教育的服务水平。

1.2 局域网的定义

从直观来说，网络就是相互连接的独立自主的计算机的集合，计算机通过网线、同轴电缆、光纤或无线的方式连接起来，使资源得以共享，每台计算机是独立自主的，相互之间没有从属关系。

按地理位置分类，我们将计算机网络分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。

网络覆盖的地理范围是网络分类的一个非常重要的度量参数，因为不同规模的网络将采用不同的技术。

所谓的局域网（Local Area Network，简称LAN），是指范围在几十米到几千米内办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。

一个局域网可以容纳几台至几千台计算机。

按局域网现在的特性看，计算机局域网被广泛应用于校园、工厂及企事业单位的个人计算机或工作站的组网方面。

1.2.1 局域网的特点

大家知道，局域网是一个通信网络，它仅提供通信功能。

局域网包含了物理层和数据链路层功能，所以连到局域网的数据通信设备必须加上高层协议和网络软件才能组成计算机网络。

局域网连接的是数据通信设备，包括PC、工作站、服务器等大、中小型计算机，终端设备和各种计算机外围设备。

由于局域网传输距离有限，网络覆盖的范围小，因而具有以下主要特点：

局域网覆盖的地理范围计较小；数据传输率高（可到10000Mbps）；传输延时小；误码率低；价格便宜；一般是某一单位组织所拥有。

1.2.2 按传输介质分类 

按照网络的传输介质分类，可以将计算机网络分为有线网络和无线网络两种。

某个局域网通常采用单一的传输介质，比如目前较流行双绞线，而城域网和广域网则可以同时采用多种传输介质，如光纤、同轴细缆、双绞线等。

有线网络

有线网络指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质来连接的计算机网络。

采用双绞线联网是目前最常见的联网方式。

它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离比同轴电缆要短。

光纤网采用光导纤维作为传输介质，传输距离长，传输率高，抗干扰性强，现在正在迅速发展。

无线网络无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质。

由于无线网络的联网方式灵活方便，不受地理因素影响，因此是一种很有前途的组网方式。

目前，不少大学和公司已经在使用无线网络了。

无线网络的发展依赖于无线通信技术的支持。

目前无线通信系统主要有：

低功率的无绳电话系统、模拟蜂窝系统、数字蜂窝系统、移动卫星系统、无线LAN和无线WAN等

1.3 按拓扑结构分类

网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何形式。

按照拓扑结构的不同，常见的计算机网络拓扑结构有：

总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构等。

（1）总线型拓扑结构

总线型结构是指各工作站和服务器均连接在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。

各节点在接收信息时都进行地址检查，看是否与自己的工作站地址相符，相符则接收网上的信息。

（2）星型拓扑结构

星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。

网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。

（3）环型拓扑结构

环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。

信号通过每台计算机，计算机的作用就像一个中继器，增强该信号，并将该信号发到下一个计算机上。

（4）蜂窝拓扑结构

蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。

它以无线传输介质（微波、a卫星、红外线、无线发射台等）点到点和点到多点传输为特征，是一种无线网，适用于城市网、校园网、企业网，更适合于移动通信。

在计算机网络中还有其他类型的拓扑结构，如总线型与星型混合、总线型与环型混合连接的网络。

在局域网中，使用最多的是星型结构。

1.3.1.局域网的发展趋势

未来的局域网将集成包括一整套服务器程序、客户程序、防火墙、开发工具、升级工具等，给企业向局域网转移提供一个全面解决方案。

局域网将进一步加强和E-mail、群件的结合，将Web技术带入E-mail和群件，从信息发布为主的应用转向信息交流与协作。

局域网将提供一个日益牢固的安全防卫、保障体系，局域网也是一个开放的信息平台，可以随时集成新的应用。

随着无线局域网（WLAN）产品迅速发展并走向成熟，许多企业为了提高员工的工作效率，开始部署无线网络。

中学及大学在内的许多学校也开始实施无线网络，随着家庭电脑的普及和住房装修的高档化，家庭无线网络也成为一个潜在的市场

1.3.2网络的体系结构

网络通常按层或级的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上。

不同的网络，层的名字、数量、内容和功能都不尽相同。

但是每一层的目的都是向它的上一层提供服务，这一点是相同的。

层和协议的集合被称为网络体系结构。

作为具体的网络体系结构，当前重要的和使用广泛的网络体结构有OSI体系结构和TCP/IP体系结构。

OSI是开放系统互连基本参考模型OSI/RM（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）缩写，它被分成7层，这7个层次分别定义了不同的功能。

几乎所有的网络都是基于这种体系结构的模型进行改进并定义的，这些层次从上到下分别是应用层、表示层、会话层、运输层、网络层，数据链路层和物理层，其中物理层是位于体系结构的最低层，它定义了OSI网络中的物理特性和电气特性。

1.4局域网简介

局域网是同一建筑、同一校园、方圆几公里远的地域内的专用网络。

局域网通常用来连接公司办公室或企业内部的个人计算机和工作站，以共享软、硬件资源。

美国电气和电子工程师协会（IEEE）局域网标准委员会员会曾提出局域网的一些具体特征：

局域网在通信距离有一定的限制，一般在1~2Km的地域范围内。

比如在一个办公楼内、一个学校等。

较高传输率的物理通信信道也是局域网的一个主要特征，在广域网中用电话线连接的计算机一般也只有20~40Kpbs的速率。

因为连接线路都比较短，中间几乎不会爱任何干扰，所以局域网还具有始终一致的低误码率。

局域网一般是一个单位或部门专用的，所以管理起很方便。

另外局域网的拓扑结构比较简单，所支持连接的计算机数量也是有限的。

组网时也就相对很容易连接。

1.4.1网络协议

网络协议是通信双方共同遵守的约定和规范，网络设备必须安装或设置各种网络协议之后才能完成数据的传输和发送，在校园局域网上用到的协议主要有，ICP/IP协议、IPX/SPX协议等。

（1）TCP/IP协议

TCP/IP协议是目前在网络中应用得最广泛的协议，ICP/IP实际上是一个关于Internet的标准，并随着的Internet广泛应用而风靡全球，它也成为局域网的首选协议。

TCP/IP是一种分层协议，它共被分为个4层次，大约包含近期100个非专有协议，通过这些协议，可以高效和可靠地实现计算机系统之间的互连。

TCP/IP协议中的核心协议有TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）和IP（因特网协议）

TCP协议可以在网络用户启动的软件应用进程之间建立通信会话，并实现数据流量控制和错误检测，这样就可以在不可靠的网络上提供可靠的端到端数据传输。

UDP协议是一种无连接的协议，它在传输数据之前不建立连接，也不提供良好的可靠性和差错检查，只仅仅依赖于校验来保证可靠性。

UDP不进行流量控制，没有序列或者确认，因此它处理和传输数据的速度快，还被用来传输关键的网络状态消息。

IP协议的基本功能是提供数据传输、数据包编址、数据包路由，分段等。

通过IP编址约定，可以成功地将数据通过路由传输到正确的网络或者子网。

每个网络站点具有一个32位的IP地址，它和48位MAC地址一起协作，完成网络通信，IP协议也是一种无连接的协议。

TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol,传输控制协议和互连网协议）缩写，TCP/IP体系结构是当前应用于Internet网络中的体系结构，它是由OSI结构演变来的，它没有表示层，只有应用层、运输层，网际层和网络接口层。

（2）超文本传输协议（HTTP）

HTTP（HyperTextTransferProtocol）,超文本传输协议）是WWW浏览器和WWW服务器之间的应用层协议，是用于分布式协作超文本信息系统的、通用的、面向对象的协议，HTTP协议还是基于TCP/IP协议之上的应用层协。

（3）文件传输协议（FTP）

FTP（FileTransferProtocol,文件传输协议）是由支持Internet文件传输的各种规则所组成的集合。

这些规则能使网络用户把文件从一个主机拷贝到另一个主机上，FTP是采客户/服务器方式服务的。

（4）远程登录协议（Telnet）

远程登录协议的目的是提供一个全面的、双向的、面向8个比特字节的通信工具，其主要目标是提供终端设备与面向进程接口的标准方法，Telnet是应用层的协议，采用客户/服务器模式工作的，Telnet不仅允许用户登录到远端主机上，还允许用执行远端主机的命令，这样用户就能以极小的网络资源代价完成大型的网络应用。

2.1常用网络设备

网络设备主要是指硬件系统，各种网络设备之间是有着相互关联而不是相互独立的，每一部分在网络中有着不同的作用，缺一不可，只有把这些设备通过一定的形式连起来才能组成一个完整的网络系统，网络设备主要包括网卡、集线器、交换机、路由器、传输介质等。

2.1.1网卡

网卡（简称NIC），也网络适配卡或网络接口卡，网卡作为计算机与网络连接的接口，是不可缺少的网络设备之一。

无论是双绞线网络、同轴电缆网络还是光缆网络，都必须借助于相应类型的网卡才能实现与计算机的连接，是计算机与局域网相互连接的惟一接口。

每块网卡上都有一个世界惟一的ID号，也就是MAC（MediaAccessControl）地址，计算机在连入网络之后，就是依靠这个ID号才能实现在不同计算机之间的通信和信息交换。

网卡有很多种，不同类型的网络需要使用不同种类的网卡，不同速度的网络需求也要使用不同的网卡。

如根据带宽来分的话，有10Mbit/s网卡、10/100Mit/s自适应网卡和1000Mbit/s网卡；如按总线分，有ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线网卡等。

从目前校园网建设的实际情况来看，工作站网卡选择PCI总线的10M/100Mbit/s自适应网卡最适合。

2.1.2交换机

交换机，也称交换式集线器，是专门设计的，使各计算机能够相互高速通信的独享带宽的网络设备。

作为高性能的集线设备，随着价格的不断降低，交换机已逐步取代了集线器而成为集线设备的首选。

由交换机构建的交换式网络系统不仅拥有高速的传输速率，而且交换延时很小，使得信息的传输效率大大提高，适合于大数据量并且使用非常频繁的网络通信，被广泛应用于各种类型的多媒体和数据传输网络。

交换机具有很强的网络管理功能，它能自动根据网络通信的使用情况来动态管理网络，因为交换机采用了独享网络带宽的设计。

2.1.3路由器

路由器除了有连接不同的网络物理分支和不同的通信媒介、过滤和隔离网络数据流及建立路由表，还有控制和管理复杂的路径、控制流量、分组分段、防止网络风暴及在网络分支之间提供安全屏障层等到功能。

根据路由设备的组成可以分为软路由和硬路由。

根据路由表的设置方式可以将路由器分为静态的和动态的。

路由器工作在网络层，因此它可以在网络层交换和路由数据帧，访问的是对方的网络地址。

当数据帧到达路由器后，路由器查看数据帧的目标地址，并在路由表查看到达目标地址的路径，根据路径的代价，选择一条最佳的路径，然后把数据帧沿这条路径发送给目标地址。

2.1.4传输介质

网络要求把各个独立的计算机连接起来的，这样就必然要求有一种介质将计算机连接起来，这就是传输介质，局域网的传输介质可分为有线介质和无线介质两种，一般情况下都是用有线介质的，因为它的稳定性高，连接可靠，无线介质只是在特殊环境下才使用的传输方式。

常用的有线介质主要有以下几类。

（1）同轴电缆

同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。

这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。

同轴电缆有许多种不同的规格，最常用是细同轴电缆和粗同轴电缆。

细同轴电缆主要用于建筑物内的网络连接，而粗同轴电缆则常用于建筑物间相连。

它们的区别在于粗同轴电缆屏蔽更好，能传输更远的距离。

同轴电缆是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成，其结构如图1所示。

（2）双绞线

双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。

双