組建簡(jiǎn)單以太網(wǎng)

學(xué)院課程設(shè)計(jì)III課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書組建簡(jiǎn)單以太網(wǎng)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)網(wǎng)絡(luò)1202成績(jī)指導(dǎo)教師數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院2015年3月7日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2014—2015學(xué)年第二學(xué)期課程設(shè)計(jì)名稱：課程設(shè)計(jì)III課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：組建簡(jiǎn)單以太網(wǎng)完成期限：自2015年3月5日至2015年3月13日共2周設(shè)計(jì)內(nèi)容：在CiscoPacketTracer中構(gòu)建一個(gè)局域網(wǎng)（有計(jì)算機(jī)、交換機(jī)和集線器構(gòu)成），并且對(duì)每臺(tái)計(jì)算機(jī)的IP地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行配置，讓局域網(wǎng)中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以相互通信認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；掌握組建以太網(wǎng)的技術(shù)與方法：網(wǎng)卡、安裝配置、連通性測(cè)試等。指導(dǎo)教師：教研室負(fù)責(zé)人：課程設(shè)計(jì)評(píng)閱評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師簽名：年月日

摘要本次課程設(shè)計(jì)是通過(guò)PacketTracer軟件組建一個(gè)簡(jiǎn)單的以太網(wǎng)，并采用PacketTracer軟件作為網(wǎng)絡(luò)模擬開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn)該以太網(wǎng)，測(cè)試其連通性，采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理進(jìn)行配置和連接，使本以太網(wǎng)具有基本的連接、通信功能，由此對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有所掌握和學(xué)習(xí)。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；以太網(wǎng)；PacketTracer目錄TOC\o"1-2"\h\u44291課題描述 1259982原理介紹

2250742.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?2111972.2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

2210282.2以太網(wǎng)介紹 3208743以太網(wǎng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5168223.1網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) 550033.2PC機(jī)的IP設(shè)置 5119514測(cè)試及分析 711024.1測(cè)試連通性 7172794.2分析注意事項(xiàng) 10261625總結(jié) 1115346參考文獻(xiàn) 121課題描述本次課程設(shè)計(jì)是通過(guò)認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；掌握組建以太網(wǎng)的技術(shù)與設(shè)計(jì)方法；并且基本了解網(wǎng)卡的安裝、配置驅(qū)動(dòng)程序、配置TCP/IP協(xié)議、連通性測(cè)試等操作，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理有實(shí)踐性認(rèn)識(shí)，提高對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的分析解決能力。開(kāi)發(fā)工具：PacketTracer2原理介紹

2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙骯.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏褂秒p絞線實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信使用交換機(jī)構(gòu)建簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)理解傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、交換機(jī)等概念掌握直通和交叉雙絞線的制作掌握交換機(jī)的使用。b.實(shí)驗(yàn)器材：PC計(jì)算機(jī)、網(wǎng)卡、網(wǎng)線、RJ-45接頭、集線器/交換機(jī)等。Windows操作系統(tǒng)；TCP/IP協(xié)議；CiscoPacketTracer。c.實(shí)驗(yàn)要求：正確安裝與設(shè)置DNS服務(wù)器。2.2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

(1)服務(wù)器服務(wù)器（ＳＵＭＡ）在硬件、軟件等各個(gè)方面與普通的計(jì)算機(jī)存在著非常大的差異。它作為網(wǎng)絡(luò)的靈魂，不僅擔(dān)負(fù)著繁重的處理任務(wù)，而且還要保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的穩(wěn)定。服務(wù)器具有可擴(kuò)展性（Scalability）、可用性（Usability）、可管理性（Manageability）、可利用性（Availability）等四個(gè)特性。服務(wù)器可以按外觀、構(gòu)架、應(yīng)用層次、用途等進(jìn)行詳細(xì)劃分。服務(wù)器的CPU、主板、內(nèi)存、硬盤等和PC機(jī)相比都比較特殊。局域網(wǎng)就是以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為核心組建的網(wǎng)絡(luò)。（2）集線器集線器工作在OSI模型第一層，價(jià)格低廉，使用方便。集線器的分類方式比較多，其中可以按獨(dú)立式、堆疊式、模塊式進(jìn)行劃分。集線器之間有級(jí)聯(lián)和堆疊兩種方式。（3）交換機(jī)交換機(jī)工作在OSI模型的第二層，是局域網(wǎng)中一種核心的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。其基本功能有地址學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾決定、避免環(huán)路；交換方式有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、直通式、無(wú)碎片模式三種。交換機(jī)可以根據(jù)傳輸速度和傳輸介質(zhì)、應(yīng)用層次、交換機(jī)結(jié)構(gòu)、交換機(jī)工作的協(xié)議層次等進(jìn)行詳細(xì)劃分。交換機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)終端之間的紐帶，是組建各種類型局域網(wǎng)都不可或缺的最為重要的設(shè)備。交換機(jī)還最終決定著網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)的安全性以及網(wǎng)絡(luò)的可用性。以太網(wǎng)交換機(jī)采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（Store-Forward）技術(shù)或直通（Cut-Through）技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息幀的轉(zhuǎn)發(fā)，也稱為交換式集線器。交換機(jī)和網(wǎng)橋的不同在于：交換機(jī)端口數(shù)較多，數(shù)據(jù)傳輸效率高，轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，吞吐量大，丟失率低，網(wǎng)絡(luò)整體性能增強(qiáng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通網(wǎng)橋連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)的轉(zhuǎn)發(fā)性能。一般用于互連相同類型的局域網(wǎng)，如以太網(wǎng)與以太網(wǎng)的互連。

交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的

MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。

使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過(guò)對(duì)照MAC地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，避免共享沖突。交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可同時(shí)向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī)，那么該交換機(jī)這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會(huì)超出10Mbps。

交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過(guò)在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。(4)

三層交換機(jī)

三層交換機(jī)就是具有部分路由器功能的交換機(jī)，三層交換機(jī)的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，所具有的路由功能也是為這目的服務(wù)的，能夠做到一次路由，多次轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等規(guī)律性的過(guò)程由硬件高速實(shí)現(xiàn)，而象路由信息更新、路由表維護(hù)、路由計(jì)算、路由確定等功能，由軟件實(shí)現(xiàn)。

三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)＋三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。應(yīng)用第三層交換技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由的功能，又可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)狀況做到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)性能。

2.2以太網(wǎng)介紹（1）以太網(wǎng)主要包括以下幾類：共享式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)光纜以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)交叉雙絞線連接后可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信。（2）交換機(jī)級(jí)聯(lián)：直通線級(jí)聯(lián)：直通線的一端接到交換機(jī)的普通端口，另一端接到交換機(jī)的Uplink端口。交叉線級(jí)聯(lián)：交叉線的兩端分別連到兩臺(tái)交換機(jī)的普通端口上。（3）交換機(jī)堆疊：星形堆疊：用一臺(tái)有多個(gè)堆疊端口的交換機(jī)作為堆疊中心，其它交換機(jī)通過(guò)堆疊電纜與該交換機(jī)連接在一起。菊花堆疊：通過(guò)堆疊電纜將交換機(jī)一個(gè)一個(gè)串接起來(lái)，每臺(tái)交換機(jī)都只能同自身相鄰的交換機(jī)相連接3以太網(wǎng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)以PacketTracer軟件作為網(wǎng)絡(luò)模擬開(kāi)發(fā)環(huán)境組建簡(jiǎn)單以太網(wǎng)，需要服務(wù)器、交換機(jī)、集線器和PC機(jī)若干，PC機(jī)和交換機(jī)、交換機(jī)和集線器、交換機(jī)和服務(wù)器之間采用直通雙絞線相連，交換機(jī)與交換機(jī)之間采用交叉線相連，模擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3.1所示圖3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D3.2PC機(jī)的IP設(shè)置對(duì)每一臺(tái)pc端進(jìn)行IP地址的的配置，同時(shí)還要對(duì)服務(wù)器進(jìn)行IP地址的配置，以實(shí)現(xiàn)各臺(tái)PC端之間、PC機(jī)與主機(jī)之間的相互連通，其中要注意的是每一個(gè)相互聯(lián)通的兩端之間應(yīng)屬于同一個(gè)網(wǎng)段，才能保證局域網(wǎng)的連通性。其中IP地址的配置如下圖所示：其中PC0的IP地址如下圖3.2所示：3.2PC0的IP設(shè)置同理其他的PC機(jī)的Ip地址設(shè)置如圖3.3所示：圖3.3其他PC機(jī)的IP設(shè)置4測(cè)試及分析4.1測(cè)試連通性利用高層命令Ping命令對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接進(jìn)行測(cè)試，如果Ping命令得到記錄和建立，則說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的連通性良好；如果ping命令請(qǐng)求超時(shí)，則說(shuō)明有某條網(wǎng)絡(luò)的連通性出現(xiàn)錯(cuò)誤。（1）服務(wù)器與各個(gè)PC機(jī)的連通性測(cè)試如下圖4.1至圖4.4所示：圖4.1服務(wù)器與PC0的連通性測(cè)試圖圖4.2服務(wù)器與PC2的連通性測(cè)試圖圖4.3服務(wù)器與PC5的連通性測(cè)試圖圖4.4服務(wù)器與PC6的連通性測(cè)試圖（2）測(cè)試PC0與其他PC機(jī)的連通性如以下圖所示：圖4.5PC0與PC2的連通性測(cè)試圖圖4.6PC0與PC4的連通性測(cè)試圖圖4.7PC0與PC7的連通性測(cè)試圖（3）測(cè)試PC2與其他PC機(jī)的連通性如以下圖所示：圖4.8PC2與PC4的連通性測(cè)試圖圖4.9PC2與PC6的連通性測(cè)試圖（4）測(cè)試PC4與其他PC機(jī)的連通性如以下圖所示：圖4.10PC4與PC6的連通性測(cè)試圖4.2分析注意事項(xiàng)=1\*GB3①注意采用PING命令檢查兩個(gè)終端連通性時(shí)，必須確保兩個(gè)終端的IP地址屬于同一個(gè)網(wǎng)段。=2\*GB3②調(diào)試中應(yīng)避免操作系統(tǒng)開(kāi)啟防火墻功能后對(duì)PING回應(yīng)功能的屏蔽。=3\*GB3③注意觀察并驗(yàn)證兩個(gè)交換機(jī)通過(guò)千兆端口互連后的連通情況。5總結(jié)通過(guò)兩周的課設(shè)讓我以太網(wǎng)有了更深層的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)子網(wǎng)劃分、地址分配有了進(jìn)一步了解。課設(shè)的主要目的是使用packettracer軟件組建簡(jiǎn)單的以太網(wǎng)，其中最重要的便是對(duì)每臺(tái)電腦的IP地址的劃分。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，由于對(duì)CiscoPacketTracer軟件沒(méi)能熟練掌握，在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D時(shí)將同一網(wǎng)段PC的IP地址分配錯(cuò)誤，導(dǎo)致在進(jìn)行ping命令的時(shí)候出現(xiàn)Requesttimedout的錯(cuò)誤提示，之后在老師對(duì)知識(shí)的講解和更正下重新構(gòu)建了拓?fù)淠Ｐ蛨D才將錯(cuò)誤得以改正。這也就要求我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中學(xué)會(huì)通過(guò)查找網(wǎng)絡(luò)以及書籍的資料及時(shí)發(fā)現(xiàn)和改正錯(cuò)誤，培養(yǎng)勇于探索與創(chuàng)新的學(xué)習(xí)思維。學(xué)習(xí)的過(guò)程堅(jiān)決杜絕一個(gè)人埋頭苦干，還要與同學(xué)互相交流，向老師多多請(qǐng)教，這樣才