家庭局域网的组网方案设计(28页).doc
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1、-家庭局域网的组网方案设计-第 26 页论文摘要 家庭无线局域网是信息技术下用户对网络需求的另一种表现。主要针对无线局域网组网的前期准备、无线路由的设置以及现阶段家庭无线局域网的缺陷和不足等方面来阐述,帮助人们进一步了解无线局域网组建的相关内容。随着计算机技术和电子信息技术的日渐成熟,电子产品以前所未有的速度迅速进入千家万户。而网络的普及,家庭用户对Internet的需求也越来越多。我们如果能将繁杂的电子产品有机的进行连接,组成一个家庭局域网,就可以实现软硬件资源共享,合理利用网络资源,满足各家庭成员的使用需求。如何选择简单有效的方式进行家庭局域网的构建是本文探讨的主题 关键词:家庭无线局域网
2、,路由,信息技术目录目录41.绪论6设计目的6设计内容6网络规划6网络设计7网络实施7网络的测试维护及网络的安全管理。72.需求分析8家庭组网的必要性8网络覆盖的空间范围8网络所提供的服务9网络管理和系统安全的需求9布线系统的需求93.网络规划10地理布局。10用户设备情况。103.3 用户单位的组织机构图,建筑物分布图11可行性分析114.网络设计124.网络设计12网络组网方案的设计12网络拓扑结构的选择12网络传输介质的选择12网络组网设备的选择14网络操作系统和网络协议的选择145.网络实施16网络布线16设备选择16组网设备的连接方法及安装20网线制作20安装网卡22网络软件安装25
3、直接电缆连接25组建无线对等局域网26通过Modem互联28通过USB联网线互联29网络协议的添加,及子网的划分方法及IP地址的设置306网络的测试维护及网络的安全管理347.成本核算378.总结389.参考文献39计算机网络课程设计是计算机科学与技术专业实践环节之一,是学习完计算机网络课程后进行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对OSI七层模型、TCP/IP模型的各层功能和设计思想的理解,掌握组建计算机网络的基本技术,特别是网络规划、设计和IP地址的分配,提高学生的应用能力。本课程设计要求培养以下四个方面的业务能力:(1)综合运用所学专业基本理论,提高查阅文献和资料的能力,其中包括提高阅读
4、外文资料的能力。(2)培养学生进行方案设计、系统分析、系统设计的能力。(3)培养学生组网方案设计和网络布线的能力。(4)提高学生进行技术总结和撰写说明书的能力。(1)地理布局。要求较为全面地了解用户单位的组织机构,建筑物布局,入网站点的数量、分布情况,所处楼层位置以及所属部门,站点间距,以及其他特殊需求或限制条件(如传输介质不便铺设的阻挡物、噪声集中区等特殊区域)等情况。(2)用户设备情况。要求台式机、手提电脑、打印机、扫描仪等设备都能方便进网,实现资源共享(如硬件、软件、数据资源共享等)。(3)要求采用用户单位的组织机构图,建筑物分布图等图形工具,以及相应的汇总材料,表述需求分析内容。(4)
5、可行性分析。包括技术可行性和经济可行性分析等。(1)网络组网方案的设计;(2)网络拓扑结构的选择;(3)网络传输介质的选择;(4)网络组网设备的选择;(5)网络操作系统的选择;(6)网络协议的选择等。 (1)网络布线。包括布线系统的设计,结构化布线技术的应用,布线总长度及走线方式的确定,布线所需的设备和遵循的标准等。网线的连接方法,(2)设备选择。组网所需设备的选型,性能要求,品牌质量,数量要求等。(3)组网设备的连接方法及安装步骤。包括网线的制作,网卡的安装,各网络设备间的物理参数要求等。(4)网络软件安装。如网络操作系统,网卡、打印机、扫描仪驱动程序等软件的安装方法及步骤等。(5)网络协议
6、的添加。如TCP/IP协议、IPX/SPX协议的添加等。(6)子网的划分方法及IP地址的设置等(IP地址可自设)。1.2.4网络的测试维护及网络的安全管理。包括网络测试维护应做的主要工作描述,网络安全管理的主要内容、主要措施和典型方法等。需求分析就是要充分了解用户对网络的功能需求以及确定网络建设的最终目标,这是整个网络规划和设计的起点,也是最后对网络进行功能检验的依据,需求分析最终应得出对网络系统组建的各个细节的明确定义。需要考虑以下内容:家庭组网的必要性组建家庭局域网最大的优势就是资源可以得到最大限度的利用,我们可以简单地将其总结为以下几点:(1)老机新用组建局域网可以让家中一些性能较弱的老
7、机共享到新机的部分功能,如共享新机的光驱、刻录机、打印机等,从而能够焕发青春;而新机则可以利用老机做一些颇具危险性的操作,减轻新机反复重装系统的麻烦。(2)增加娱乐性组建家庭局域网可以让家庭成员一起进行联网游戏、影视共享等。(3)共享宽带网络如今的宽带网络越发普及,组建家庭局域网使宽带资源得以充分发挥是很值得进行的。该家庭局域网的覆盖范围为一个家庭,可以是一个房间,几个房间之间或者是一栋楼里家庭局域网可实现文件传输,电子邮件的发送,虚拟终端等服务的系统需求家庭局域网管理的是范围是一个家庭,用户对网络管理功能的需求较大,网络管理功能涉及网络配置管理,性能管理,故障管理,安全管理等。需要了解建筑物
8、的内部结构和外部环境,根据用户的服务和业务类型,确定布线系统的类型和方式3.1地理布局。 本家庭局域网的覆盖范围为一个家庭,所以针对一个用户家庭的建筑而构建,入网的站点数量至少为2台计算机,可以分布在不同房间,也可以分布在不同楼层等,站点的距离可远可近,但由于是家庭局域网,所以覆盖范围较小,尤其如果采用无线局域网的组网方式,会造成用户上网的信号不稳定,易受干扰等情况。3.2用户设备情况。 组建局域网有一些必须要准备好的硬件设备,根据网线规划的不同,硬件的准备往往也会有很大不同实际上这是一个根据电脑数量来决定的事情。例如:(1)两台电脑家庭局域网至少要由两台以上的电脑来组成。两台电脑组建局域网的
9、方法非常多,通常有同轴电缆,双绞线, USB联网线,IEEE1394,无线等方式。根据这些组网方式,组建局域网所需的设备自然就出来了。(2)多台计算机多台计算机组建局域网通常需要双绞线,HUB,交换机等网络设备3.3 用户单位的组织机构图,建筑物分布图 图1 建筑物分布图技术可行性:技术上的可行性分析主要分析现有技术条件能否顺利完成开发工作,硬,软件配置能否满足开发者需要等。本局域网的软件系统基本上采用Microsoft公司开发的产品,兼容性,扩展性方面均不存在问题,网络环境是以太网的网络拓扑结构,网络协议是TCP/IP协议,现阶段利用现有的资源,在技术上是完全可以开发出来的经济可行性:本局域
10、网的软件需求都是一些基本的功能和应用,在现实中完全可以实现家庭局域网的组网方案有很多种,两台计算机之间可以采用直接电缆连接的方式,多台计算机之间则可以采用无线对等局域网连接,Modem连接或USB联网线互联家庭局域网属小型局域网,故采用总线和星型拓扑结构相结合较合适图二 拓扑结构网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体,如双绞线、同轴电缆、光纤,网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术传输。该局域网用到的传输介质主要有双绞线和同轴电缆。双绞线电缆(下称双绞线)是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质,是目前局域网最常用到的一种布线材料。为了降低信
11、号的干扰程度,电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成,双绞线也因此而得名。双绞线一般用于星型网的布线连接,两端安装有RJ-45头(水晶头),连接网卡与集线器,最大网线长度为100米,如果要加大网络的范围,在两段双绞线之间可安装中继器,最多可安装4个中继器,如安装4个中继器连5个网段,最大传输范围可达500米。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类,局域网中非屏蔽双绞线分为3类、4类、5类和超5类四种,屏蔽双绞线分为3类和5类两种。目前,局域网中常用到的双绞线一般都是非屏蔽的5类4对(即8根导线)的电缆线。这些双绞线的传输速率都能达到100Mbps。市场上出
12、售的3类双绞线外层保护胶皮薄,胶皮上标注“CAT 3”字样,外包装纸箱上标注有“3类”字样,售价较低;5类双绞线外层保护胶皮厚,胶皮上标注“CAT 5”字样,外包装纸箱上标注有“5类”字样,售价较高。购买时切勿图便宜而购买劣质5类双绞线,这些产品往往只能作为3类双绞线使用。超5类双绞线属非屏蔽双绞线,与普通5类双绞线比较,超5类双绞线在传送信号时衰减更小,抗干扰能力更强,在100M网络中,用户设备的受干扰程度只有普通5类线的1/4,是 为将来网络应用提供的解决方案,目前应用较少。所谓同轴电缆则是由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成。内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。根据
13、传输频带的不同,同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型。按直径的不同,同轴电缆可分为粗缆和细缆两种。细缆近年来发展较快,所以计算机局域网中一般如无特殊要求都使用细缆组网。细缆一般用于总线型网布线连接。利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡,两端头需安装终端电阻器。细缆网络每段干线长度最大为185米,每段干线最多接入30个用户。如要拓宽网络范围,需使用中继器,如采用4个中继器连接5个网段,使网络最大距离达到925米。细缆安装较容易,而且造价较低,但因受网络布线结构的限制,其日常维护不甚方便,一旦一个用户出故障,便会影响其他用户的正常工作。粗缆适用于较大局域网的网络干线,布线距离较长
14、,可靠性较好。用户通常采用外部收发器与网络干线连接。粗缆局域网中每段长度可达500米,采用4个中继器连接5个网段后最大可达2500米。用粗缆组网如直接与网卡相连,网卡必须带有AUI接口(15针D型接口)。用粗缆组建局域网虽然各项性能较高,具有较大的传输距离,但是网络安装、维护等方面比较困难,造价较高。(1)调制解调器和路由器的选择:按照宽带的接入方式,当用户通过电话线接入宽带时,必须同时购买调制解调器和无线路由器。而当用户使用光纤接入时,则只需购买无线路由器,就能实现共享上网。在选择调制解调器时,只需跟ADSL宽带传输速率匹配即可完成数模转化实现宽带上网。而对于无线路由器,不仅要考虑其传输速率
15、,还要考虑信号强度的覆盖范围,保证家庭范围内没有死角。(2)网卡的选择:对于台式机来说,要接入无线网络需要配备一块无线网卡。无线网卡分为内置PCI无线网卡和外置USB无线网卡。PCI无线网卡的优点是直接与电脑内存间交换数据,减轻了CPU的负担,但是信号接受位置不可调,易受到电脑主机的干扰,易掉线。而USB接口无线网卡具有即插即用、散热性能强、传输速度快的优点,加之价格便宜,成为扩展台式机的首选。“IPX/SPX兼容协议” NetWare和Windows NT服务器及Windows 9X计算机使用的通信语言,两台计算机间必须用相同的协议才能相互通信;“NetBEUI”用于连接Windows NT
16、、Windows for Workgroups 或LAN Manager 服务器的协议。如果用户不连接NetWare服务器,可以将“NetWate网络客户”条目删除;只使用“IPX/SPX兼容协议“NetBEUI”其中之就可以在Windows 9X对等网中通信。Windows 9X可以同时装入多种网络协议,但网络中多台机器的协议配置要一致,比如都使“IPX/SPX兼容协议”或均使用“NetBEUI”,使用过多的协议会使网络速度变慢。如要登录到NOVELL网络,则应设置好“IPX/SPX兼容协议”;如果登录Windows NT服务器,应根据网络管理员的要求添加协议;如想通过Windows NT服
17、务器连接Internet必须添加“TCP/IP”协议。如果家庭局域网中的所有电脑都放在一个房间内,那么只需将每根网线的两端用胶布写上相应序号,中间部分用束线箍将所有网线以3米一箍的方法集中放在一起就可以了,这样可以使房间内不会因网线分散而显得凌乱。如果是将每台电脑放在不同的房间,那么就要考虑到整个居室的美观问题了,我建议使用暗线的方式,即将网线放在通线管内,将通线管固定在墙壁上,这样做同样可以使维护变得很方便,但缺点是要增加一些费用,不过为了我们的生活环境变得美观还是值得的。(1)网络硬件设备网络硬件设备组成小型局域网的主要硬件设备有网卡、集线器等网络传输介质和中继器、网桥、路由器、网关等网络
18、互连设备。以下主要介绍网卡、集线器等网络传输介质和中继器、网桥、路由器、网关等局域网互连设备。网卡:网卡(Network Interface Card,NIC)也叫网络适配器,是连接计算机与网络的硬件设备。网卡插在计算机或服务器扩展槽中,通过网络线(如双绞线、同轴电缆或光纤)与网络交换数据、共享资源。选购网卡需考虑以下几个因素:速度。网卡的速度描述网卡接收和发送数据的快慢,10M的网卡价格较低(几十元钱一块),就目前的应用而言能满足普通小型共享式局域网传输数据的要求,考虑性价比的用户可以选择10M的网卡;在传输频带较宽的信号或交换式局域网中,应选用速度较快的100M网卡;总线类型。常见网卡按总
19、线类型可分为ISA网卡、PCI网卡等。ISA网卡以16位传送数据,标称速度能够达到10M。PCI网卡以32位传送数据,速度较快。目前市面上大多是10M和100M的PCI网卡。建议不要购买过时的ISA网卡,除非用户的计算机没有PCI插槽;接口。常见网卡接口有BNC接口和RJ-45接口(类似电话的接口),也有两种接口均有的双口网卡。接口的选择与网络布线形式有关,在小型共享式局域网中,BNC口网卡通过同轴电缆直接与其它计算机和服务器相连;RJ-45口网卡通过双绞线连接集线器(HUB),再通过集线器连接其它计算机和服务器。另外,在选用网卡时,还应查看其程序软盘所带驱动程序支持何种操作系统;如果用户对速
20、度要求较高,考虑选择全双工的网卡;若安装无盘工作站,需让销售商提供对应网络操作系统上的引导芯片(Boot ROM)。目前市售网卡多为软跳线设置即插即用网卡,只是低档网卡Windows 98不容易识别,安装设置略为困难。集线器:集线器(HUB)是局域网中计算机和服务器的连接设备,是局域网的星型连接点,每个工作站是用双绞线连接到集线器上,由集线器对工作站进行集中管理。最简独立型集线器有多个用户端口(8口或16口),用双绞线连接每一端口和网络站(工作站或服务器)的连接。数据从一个网络站发送到集线器上以后,就被中继到集线器中的其它所有端口,供网络上每一用户使用。独立型集线器通常是最便宜的集线器,最适合
21、于小型独立的工作小组、部门或者办公室。独立型集线器上均带有BNC接口,通常用于连接网络服务器。选择集线器主要从网络站容量考虑端口数(8口、16口或24口),从数据流考虑速度(10M、100M)。集线器型号、类型很多。(2)网络传输介质网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体,如双绞线、同轴电缆、光纤,网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术传输。以下主要讨论双绞线和同轴电缆。 双绞线电缆(下称双绞线)是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质,是目前局域网最常用到的一种布线材料。为了降低信号的干扰程度,电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互
22、扭绕而成,双绞线也因此而得名。双绞线一般用于星型网的布线连接,两端安装有RJ-45头(水晶头),连接网卡与集线器,最大网线长度为100米,如果要加大网络的范围,在两段双绞线之间可安装中继器,最多可安装4个中继器,如安装4个中继器连5个网段,最大传输范围可达500米。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类,局域网中非屏蔽双绞线分为3类、4类、5类和超5类四种,屏蔽双绞线分为3类和5类两种。目前,局域网中常用到的双绞线一般都是非屏蔽的5类4对(即8根导线)的电缆线。这些双绞线的传输速率都能达到100Mbps。市场上出售的3类双绞线外层保护胶皮薄,胶皮上标注“CAT 3”字样,
23、外包装纸箱上标注有“3类”字样,售价较低;5类双绞线外层保护胶皮厚,胶皮上标注“CAT 5”字样,外包装纸箱上标注有“5类”字样,售价较高。购买时切勿图便宜而购买劣质5类双绞线,这些产品往往只能作为3类双绞线使用。超5类双绞线属非屏蔽双绞线,与普通5类双绞线比较,超5类双绞线在传送信号时衰减更小,抗干扰能力更强,在100M网络中,用户设备的受干扰程度只有普通5类线的1/4,是 为将来网络应用提供的解决方案,目前应用较少。 同轴电缆则是由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成。内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。根据传输频带的不同,同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类
24、型。按直径的不同,同轴电缆可分为粗缆和细缆两种。细缆近年来发展较快,所以计算机局域网中一般如无特殊要求都使用细缆组网。细缆一般用于总线型网布线连接。利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡,两端头需安装终端电阻器。细缆网络每段干线长度最大为185米,每段干线最多接入30个用户。如要拓宽网络范围,需使用中继器,如采用4个中继器连接5个网段,使网络最大距离达到925米。细缆安装较容易,而且造价较低,但因受网络布线结构的限制,其日常维护不甚方便,一旦一个用户出故障,便会影响其他用户的正常工作。粗缆适用于较大局域网的网络干线,布线距离较长,可靠性较好。用户通常采用外部收发器与网络干线连接。粗缆局域网
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