计算机网络设计毕业设计论文.doc

第1页共36页序言随着计算机在企业管理办公中的不断应用、办公及商务自动化的需要，计算机的网络化成为越来越迫切的需求。因而以快速以太网为支撑的各种办公商务应用平台，在企业的日常事务处理中得以广泛的应用。计算机广泛的应用于各个场合，充分发挥了计算机在信息处理中不可替代的作用；而网络化使得各个不同处所的信息及时、快速、准确的交换，把计算机应用大大的向前推进，已成为办公自动化、金融电子化、商业自动化的重要支撑环境。一.计算机网络发展概况七十年代末，局域网技术多达数十种，由于没有统一的标准，各种网络技术互不兼容，而且使用复杂，价格昂贵，极大地限制了局域网的推广应用。1979年，以太网的发明人Metcalfe在他的朋友、律师HowardCharney的建议下，开始了对以太网的标准化工作。由于当时以太网技术的拥有者为美国施乐（Xerox）公司，局域网的积极倡导者DEC公司和拥有以太网硅片技术的Intel公司的积极响应，以太网10版规范在1980年正式颁布。同时，一个世界性的标准化组织IEEE（国际电气和电子工程师协会）也成立了一个工作委员会，致力于办公室环境的局域网标准工作，代号为802工程。由于Xerox、DEC和Intel制订的以太网10版规范还不是国际公认的标准，在1981年，IEEE802工程决定成立一个IEEE8023分委员会，负责以太网的标准制订工作，并于1983年正式颁布了我们经常听到见到的代号为IEEE8023的以太网标准。这一标准也称为10BASE5，它表示以太网以10Mbps的速率传输，两个节点（或两台PC）之间的最大距离为500米。在今天的计算机技术发展史上，商业利益是技术发展的最大推动力。为了谋求商业利益，以太网的发明人谢绝了许多大公司的邀请，和HowardCharney律师一起创立了著名的3Com公司，生产以太网网卡、网络收发器等网络设备，并和IBM合作开发IBMPC机上的以太网网络接口卡。由于IBM已着手开发自己的令牌环网（TokenRing）技术，3Com只好自己独立开发出了IBMPC网卡。借IBMPC的东风，3Com的网卡大受其益。IBM没想到自己的PC会供不应求，更想不到PC连网生意也会如此火爆。当巨人醒来匆匆推出自己的令牌环网（TokenRing）时，时光的脚步已迈向1985年。但IBM就是IBM，出自名门的令牌环网迅速在大公司大企业中站稳了脚跟，IEEE802工程委员会根据IBM的令牌环网规第2页共36页范制订了相应的令牌环网国际标准IEEE8025。令牌环网的传输速率为4Mbps。比以太网慢，但它有自己的优势：可采用结构化布线系统。后来，Novell公司的网络操作系统Netware的流行和利用无屏蔽双绞线（UTP）传输以太网的标准IEEE8023i（10BaseT）的颁布，使以太网更加便宜和简单易用，也可实现结构化布线，并成为主流局域网技术。现在全球大约90的局域网采用以太网。到了20世纪90年代，先后出现了更廉价，性能更稳定可靠的100Mbps的100BASE-T快速以太网和100VG-AnyLAN解决方案，使得计算机局域网在各个领域的应用得到了快速发展。上世纪90年代末至本世纪初，利用1Gbps交换集线器组建的千兆级局域网又被呈现我们面前，使得局域网网络的应用变得空前广泛，以快速局域网为基础的各种应用平台在各个领域已经变得不可或缺。二.计算机网络在企业办公管理的应用概况随着计算机在企业管理办公中的不断应用、办公及商务自动化的需要，计算机的网络化成为越来越迫切的需求。因而以快速以太网为支撑的各种办公商务应用平台，在企业的日常事务处理中得以广泛的应用。企业通过网络将各个部门互连起来，构建一个企业级的信息资源共享平台，以减少重复的劳动并能加强协作，提高工作效率，减少企业在办公管理方面的费用，还能帮助企业加快在企业与企业间和企业与客户间的信息交流，使企业能快速的获得第一手的市场咨询，增强企业竞争力，从而达到提高企业的经济效益的目的。就拿电信来说，过去一封报告从发出到接收，最短需要天，长则需要一周甚至更长；一次线路故障从开始申告、逐级上报到排除，中间至少有一半多的时间时是花在信息传输的路上；一个工程计划从拟定、下达到执行，至少需要数周甚至数月如今，一切都有了质的改变：文件传输“点”到即“至”，报障处理闻讯即动，电话、电脑、电子数据库、电子工单、网上营业厅、“电”和“网”的结合使得质量、速度和效率实现了很好的协调和统一。已完成了智能化办公集成系统（）的建设，在企业系统率先实现日常工作和业务处理的网络化、无纸化，以及数据查询电子化和流程标准化，使企业各种资源配置和信息流通有了一个基础的信息化平台。第3页共36页目录第一章计算机局域网基础简介.4一、局域网概述.4二、网络拓扑结构.4（一）总线型拓扑结构.4（二）星型拓扑结构.5（三）环状拓扑结构.5（四）其他类型.6三、网络协议.6（一）TCP/IP协议.6（二）DHCP协议.7（三）NetBEUI协议.7（四）VLAN简介.7（五）网络通信的相关硬件设备.9第二章网络需求分析及系统设计原则.12一、现状及需求分析.12二、网络系统的设计原则.13第三章系统总体方案设计.14一、网络的拓扑结构.14二、网络系统接入设计.15三、Internet接入.16（一）直接通过路由器访问INTERNET资源的配置.16（二）通过代理服务器访问INTERNET资源的配置.18（三）直接访问与代理访问并存的配置.20四、网络设备选型.22五、IP地址分配.23（一）IP地址概念.23（二）IP地址分配情况.24六、VLAN划分.24七、传输及布线规划设计.28八、网络系统安全管理设计.29（一）计算机网络面临的威胁.29（二）计算机网络的安全策略.29（三）信息加密策略.31（四）网络安全管理策略.32第四章系统安装配置.32一、客户端操作系统的安装配置.32二、Internet代理服务的建立.33第五章总结.35第4页共36页第一章计算机局域网基础简介一、局域网概述计算机局域网是为了满足在一个有限的范围内，进行网络资源共享而产生的。局域网主要由以下几个部分组成：1、网络工作站。网络工作站是局域网中的基本设备，一般由一台配有网络适配器的微机组成。2、网络适配器。网络适配器是网络接口设备，负责工作站及服务器与网络间的信息通信。3、传输介质。传输介质是网络信息的物理传输通道，负责网络设备间的物理连接。4、网络互连设备。网络互连设备包括集线器、交换机、路由器等，是局域网上重要的连接设备，负责网络的连接和控制。5、网络服务器。网络服务器是网络上的控制中心和服务中心，起着管理网络通信、并为工作站提供各种网络应用服务的作用。二、网络拓扑结构（一）总线型拓扑结构由一条高速公用总线连接若干个节点所形成的网络称为总线型网络，其中某一个节点为服务器，由它提供网络通信及资源共享服务，其他节点为网络工作站及客户机。如图1.2.1所示。图1.2.1总线型拓扑结构网络总线型拓扑结构由于其结构的局限性、公用通信总线的数据通信负载能力决定了整个网络的通信能力，所以在总线型网络中，总线的长度和可接节点的数量都有限，从而限制了网络的容量和规模。但其也有其他拓扑结构所不具有的优点，结构简单灵活，网络中某个节点出现故第5页共36页障时不会影响到整个网络，可靠高，建设成本低廉，安装简单便捷。（二）星型拓扑结构星型拓扑结构由中央节点和若干个远端节点组成，每一个远端节点都通过一条单独的通信线路直接与中心节点连接，即中心节点与每个远端节点之间，都采用点点连接方式，所有的远端节点之间进行通信时，都必须通过中心节点。因此中央节点相当复杂，负担比其他节点重很多，目前多采用集线器作为中央节点。星型拓扑结构如图1.2.2所示。图1.2.2星型拓扑结构网络星型拓扑结构的特点是功能高度集中，整个网络的处理和控制功能，都集中在中心节点上，这样就容易使中央节点变成整个网络的瓶颈，使得网络可靠性受到了影响，但是星型拓扑结构也有它的优点，安装容易，造价低廉，单个远端节点故障不影响整个网络，网络维护方便等。（三）环状拓扑结构环状拓扑结构中，每个入网计算机都先连接到一个转发器上，再将所有的转发器通过高速点点式信道，形成一个闭合环。网络中的信息沿一个方向单向流动，从任何一个源转发器上所发出的信息，经环路传送一周后又回到源转发器。环状拓扑结构如图1.2.3所示图1.2.3环状拓扑结构网络由于环型拓扑结构网络信息传输的单向性，所以如果网络上的任意一个节点发生故障，就会波及整个网络，使整个网络通信瘫痪，并且当网络上的节点增多时，会使网络的响应时间变长。另外，在增加网络节点时，必须使环路通信中断，影响其他节点通信，故不利于网络维护第6页共36页和扩充。但环型拓扑，结构简单，易于进行广播通信，可以为某些节点设置优先级，在较高的并发性请求环境下有较高的网络利用率。（四）其他类型树型网、簇星型网、网状网等其他类型拓扑结构的网络都是以上述三种拓扑结构为基础的。三、网络协议计算机网络的互连不仅仅是网络硬件的连接，还需要有一组通信的规则来支持实体之间的信息交换，就像人与人之间交流需要语言一样，计算机之间交换信息也要一种语言，即网络协议。网络协议是计算机网络不可缺少的一部分，它规定了计算机网络中相互连通的计算机在信息内容、格式和传输顺序方面遵守的一些事先约定好的规则、标准或约定。在局域网中，常见的网络协议有三种：TCP/IP（TransmissionControlProtocol/Internetprotocol）即传输控制/网际协议；IPX/SPX（InternetworkPacketExchange/SequencesPacketExchange）即网际报交换/顺序报交换协议和NetBEUI（NetBIOSExtendedUserInterface）用户扩展接口协议。（一）TCP/IP协议TCP/IP协议是建立在IP编址基础上，当今应用最广泛、最流行的协议组。TCP/IP协议适用于任何规模的网络，并且是接入Internet必不可少的协议。作为Microsoft的首选协议，它已经成为当今一些Windows系统的默认协议，它的功能强大，但配置复杂，缺少自动服务功能。TCP/IP协议规定，网络中的每台主机都有一个唯一的地址，即IP地址。TCP/IP协议利用IP地址标识网络主机，又使用端口号来标识主机上的应用进程，当源进程需要建立TCP连接传输数据时，首先根据目标进程主机的IP地址，产生包含目的IP报头的IP数据报，然后源主机将IP数据报封装成相应的网络帧，传输给该网络路由器，路由器经过对帧的拆封，获得IP数据报，再根据报头包含的目的IP地址将数据包封装成下一节点网络相应的帧，转发给下一网络节点，直到到达目标网络主机。当数据道达目标主机后，TCP协议根据为数据分配的序号和数据片的校验和来检验数据的完整性和准确性，出错的数据片丢弃，并要求源进程重发该数据片，最后根据序号对数据片正确排序，这样就保证了数据传输的完整性和准确性。TCP/IP协议数据的传输基于TCP/IP协议的四层结构，数据在传输时每通过一层就要在数据上加个包头，其中的数据供接收端同一层协议使用，而在接收端，反方向的每经过一层要把第7页共36页用过的包头去掉，这样来保证传输数据的格式完全一致。具体传输过程如图1.3.1图1.3.1TCP/IP数据传输模型（二）DHCP协议DHCP是动态分配主机协议的简称，是一个简化主机IP地址分配管理的TCP/IP标准协议。它的工作原理就是：每个基于TCP/IP协议的网络主机(Host)都需要一个唯一确定的32位IP地址来与网络通信，如果每台主机的IP地址都用手工设定的话，工作量将是不可想象的，能不能让主机在启动时就被自动配置IP地址从而正常工作呢？这正是DHCP协议设计的初衷。一台配置了DHCP的主机启动时会强制发送一个有限地址广播(32位全为1的IP地址即255.255.255.255被称为有限广播地址，对此地址的广播称为有限地址广播或本地网络广播)。当本地网络中的DHCP服务器收到广播后，会根据收到的物理地址(PhysicalAddress)在服务器上查找相应配置，并从划定的IP池中发送某个IP地址及附加选项(如租用到期时间等)给客户机，由于使用广播，没有中转的DHCP显然不能跨越子网，而且有可能一个客户机的信息被几个服务器响应，所以客户机总是回答最先收到的DHCP响应，收到响应后客户机还要发送一条注册消息，以告诉服务器该IP已被租用，以防止IP地址冲突。整个注册过程实际上是一套相当复杂的程序。双方要进行多次信息交换，才能最终注册成功。（三）NetBEUI协议NetBEUI协议是用来支持NETBIOS网络客户的基础协议。NetBEUI协议占用系统资源少，使用网络主机名作为主机在网络上的标识，基本