組建簡單以太網(wǎng)

學(xué)院課程設(shè)計III課程設(shè)計設(shè)計說明書組建簡單以太網(wǎng)學(xué)生姓名學(xué)號班級網(wǎng)絡(luò)1202成績指導(dǎo)教師數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院2015年3月7日課程設(shè)計任務(wù)書2014—2015學(xué)年第二學(xué)期課程設(shè)計名稱：課程設(shè)計III課程設(shè)計課程設(shè)計題目：組建簡單以太網(wǎng)完成期限：自2015年3月5日至2015年3月13日共2周設(shè)計內(nèi)容：在CiscoPacketTracer中構(gòu)建一個局域網(wǎng)（有計算機、交換機和集線器構(gòu)成），并且對每臺計算機的IP地址和子網(wǎng)掩碼進行配置，讓局域網(wǎng)中的每臺計算機可以相互通信認識簡單的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(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、連通性測試等。指導(dǎo)教師：教研室負責(zé)人：課程設(shè)計評閱評語：指導(dǎo)教師簽名：年月日

摘要本次課程設(shè)計是通過PacketTracer軟件組建一個簡單的以太網(wǎng)，并采用PacketTracer軟件作為網(wǎng)絡(luò)模擬開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)該以太網(wǎng)，測試其連通性，采用計算機網(wǎng)絡(luò)原理進行配置和連接，使本以太網(wǎng)具有基本的連接、通信功能，由此對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有所掌握和學(xué)習(xí)。關(guān)鍵詞：計算機；以太網(wǎng)；PacketTracer目錄TOC\o"1-2"\h\u44291課題描述 1259982原理介紹

2250742.1實驗?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)計與實現(xiàn) 5168223.1網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計 550033.2PC機的IP設(shè)置 5119514測試及分析 711024.1測試連通性 7172794.2分析注意事項 10261625總結(jié) 1115346參考文獻 121課題描述本次課程設(shè)計是通過認識簡單的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)；掌握組建以太網(wǎng)的技術(shù)與設(shè)計方法；并且基本了解網(wǎng)卡的安裝、配置驅(qū)動程序、配置TCP/IP協(xié)議、連通性測試等操作，對計算機網(wǎng)絡(luò)原理有實踐性認識，提高對實際網(wǎng)絡(luò)問題的分析解決能力。開發(fā)工具：PacketTracer2原理介紹

2.1實驗?zāi)康募耙骯.實驗?zāi)康模菏褂秒p絞線實現(xiàn)雙機通信使用交換機構(gòu)建簡單的局域網(wǎng)理解傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓撲、交換機等概念掌握直通和交叉雙絞線的制作掌握交換機的使用。b.實驗器材：PC計算機、網(wǎng)卡、網(wǎng)線、RJ-45接頭、集線器/交換機等。Windows操作系統(tǒng)；TCP/IP協(xié)議；CiscoPacketTracer。c.實驗要求：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、軟件等各個方面與普通的計算機存在著非常大的差異。它作為網(wǎng)絡(luò)的靈魂，不僅擔(dān)負著繁重的處理任務(wù)，而且還要保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的穩(wěn)定。服務(wù)器具有可擴展性（Scalability）、可用性（Usability）、可管理性（Manageability）、可利用性（Availability）等四個特性。服務(wù)器可以按外觀、構(gòu)架、應(yīng)用層次、用途等進行詳細劃分。服務(wù)器的CPU、主板、內(nèi)存、硬盤等和PC機相比都比較特殊。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，價格低廉，使用方便。集線器的分類方式比較多，其中可以按獨立式、堆疊式、模塊式進行劃分。集線器之間有級聯(lián)和堆疊兩種方式。（3）交換機交換機工作在OSI模型的第二層，是局域網(wǎng)中一種核心的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。其基本功能有地址學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)/過濾決定、避免環(huán)路；交換方式有存儲轉(zhuǎn)發(fā)、直通式、無碎片模式三種。交換機可以根據(jù)傳輸速度和傳輸介質(zhì)、應(yīng)用層次、交換機結(jié)構(gòu)、交換機工作的協(xié)議層次等進行詳細劃分。交換機作為網(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)交換機采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)（Store-Forward）技術(shù)或直通（Cut-Through）技術(shù)來實現(xiàn)信息幀的轉(zhuǎn)發(fā)，也稱為交換式集線器。交換機和網(wǎng)橋的不同在于：交換機端口數(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，遠遠超過了普通網(wǎng)橋連接網(wǎng)絡(luò)時的轉(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。

交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機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，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個端口上，通過內(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)后交換機會“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。

使用交換機也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照MAC地址表，交換機只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯包的出現(xiàn)，避免共享沖突。交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(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，那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。

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

三層交換機

三層交換機就是具有部分路由器功能的交換機，三層交換機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)。對于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等規(guī)律性的過程由硬件高速實現(xiàn)，而象路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能，由軟件實現(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)兩臺計算機通過交叉雙絞線連接后可以實現(xiàn)雙機通信。（2）交換機級聯(lián)：直通線級聯(lián)：直通線的一端接到交換機的普通端口，另一端接到交換機的Uplink端口。交叉線級聯(lián)：交叉線的兩端分別連到兩臺交換機的普通端口上。（3）交換機堆疊：星形堆疊：用一臺有多個堆疊端口的交換機作為堆疊中心，其它交換機通過堆疊電纜與該交換機連接在一起。菊花堆疊：通過堆疊電纜將交換機一個一個串接起來，每臺交換機都只能同自身相鄰的交換機相連接3以太網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn)3.1網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以PacketTracer軟件作為網(wǎng)絡(luò)模擬開發(fā)環(huán)境組建簡單以太網(wǎng)，需要服務(wù)器、交換機、集線器和PC機若干，PC機和交換機、交換機和集線器、交換機和服務(wù)器之間采用直通雙絞線相連，交換機與交換機之間采用交叉線相連，模擬拓撲結(jié)構(gòu)如圖3.1所示圖3.1網(wǎng)絡(luò)拓撲圖3.2PC機的IP設(shè)置對每一臺pc端進行IP地址的的配置，同時還要對服務(wù)器進行IP地址的配置，以實現(xiàn)各臺PC端之間、PC機與主機之間的相互連通，其中要注意的是每一個相互聯(lián)通的兩端之間應(yīng)屬于同一個網(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機的Ip地址設(shè)置如圖3.3所示：圖3.3其他PC機的IP設(shè)置4測試及分析4.1測試連通性利用高層命令Ping命令對整個網(wǎng)絡(luò)的連接進行測試，如果Ping命令得到記錄和建立，則說明網(wǎng)絡(luò)的連通性良好；如果ping命令請求超時，則說明有某條網(wǎng)絡(luò)的連通性出現(xiàn)錯誤。（1）服務(wù)器與各個PC機的連通性測試如下圖4.1至圖4.4所示：圖4.1服務(wù)器與PC0的連通性測試圖圖4.2服務(wù)器與PC2的連通性測試圖圖4.3服務(wù)器與PC5的連通性測試圖圖4.4服務(wù)器與PC6的連通性測試圖（2）測試PC0與其他PC機的連通性如以下圖所示：圖4.5PC0與PC2的連通性測試圖圖4.6PC0與PC4的連通性測試圖圖4.7PC0與PC7的連通性測試圖（3）測試PC2與其他PC機的連通性如以下圖所示：圖4.8PC2與PC4的連通性測試圖圖4.9PC2與PC6的連通性測試圖（4）測試PC4與其他PC機的連通性如以下圖所示：圖4.10PC4與PC6的連通性測試圖4.2分析注意事項=1\*GB3①注意采用PING命令檢查兩個終端連通性時，必須確保兩個終端的IP地址屬于同一個網(wǎng)段。=2\*GB3②調(diào)試中應(yīng)避免操作系統(tǒng)開啟防火墻功能后對PING回應(yīng)功能的屏蔽。=3\*GB3③注意觀察并驗證兩個交換機通過千兆端口互連后的連通情況。5總結(jié)通過兩周的課設(shè)讓我以太網(wǎng)有了更深層的認識，并且對子網(wǎng)劃分、地址分配有了進一步了解。課設(shè)的主要目的是使用packettracer軟件組建簡單的以太網(wǎng)，其中最重要的便是對每臺電腦的IP地址的劃分。在實驗開始時，由于對CiscoPacketTracer軟件沒能熟練掌握，在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲圖時將同一網(wǎng)段PC的IP地址分配錯誤，導(dǎo)致在進行ping命令的時候出現(xiàn)Requesttimedout的錯誤提示，之后在老師對知識的講解和更正下重新構(gòu)建了拓撲模型圖才將錯誤得以改正。這也就要求我們在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)會通過查找網(wǎng)絡(luò)以及書籍的資料及時發(fā)現(xiàn)和改正錯誤，培養(yǎng)勇于探索與創(chuàng)新的學(xué)習(xí)思維。學(xué)習(xí)的過程堅決杜絕一個人埋頭苦干，還要與同學(xué)互相交流，向老師多多請教，這樣才