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计算机网络期中大作业选题名称：小型软件公司办公网络解决方案 选 题 人： 吴长福 班 级： 卓越141 学 号： 8000114105 指导老师： 李岚 南昌大学软件学院2015.11.22学生姓名： 吴长福 学 号： 8000114105 专业班级： 卓越141班 作业类型： 验证 综合 设计 创新 日期： 2016.11.25 成绩： 1. 目的： 熟悉和掌握概述、物理层、数据链路层和网络层教材前四章的基本知识。 熟练使用Cisco Packet Tracer 软件，包括构建拓扑网络和基本网络设置。 了解基本网络设备的应用和真实使用情况。 深入了解计算机网络相关知识的实际应用，明确课程学习的目的性。2内容：对于一个小型的软件公司提出一套合理的办公网络解决方案，并且说明该解决方案的优点和不足。某集团公司给下属子公司甲分配了一段IP地址192.168.5.0/24，现在甲公司有两层办公楼（1楼和2楼），统一从1楼的路由器上公网。1楼有100台电脑联网，2楼有53台电脑联网。如果你是该公司的网管，你该怎么去规划这个IP？目录小型软件公司办公网络解决方案41.计算机网络发展的基本状况41.1 计算机网络是什么41.2 计算机网络的特征以及广域网41.3 局域网51.4 互联网51.5计算机病毒61.6计算机网络存在的重大意义62.需求分析72.1基本需求72.2需要实现的功能72.3性能以及原理73设备选型83.1设备83.2方案：84网络构建94.1方案一94.2 方案二94.3方案三：105总结116.附录11小型软件公司办公网络解决方案指导老师李岚 学生吴长福（南昌大学软件学院）1. 计算机网络发展的基本状况1.1 计算机网络是什么从20世纪80年代末期以来，随着计算机技术的迅猛发展，计算机的应用也逐步渗透到我们生活的各个方面和社会生产技术的各个领域。现在是信息化的时代，数据需要分步同时处理，以及世界各地大量信息资源需要共享等种种的需求，促使当代的计算机技术跟通信技术进行了一次又一次的“相亲”，而它们结合的直接产物就是计算机网络。关于计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。另外，从广义上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。从用户角度看，计算机网络是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。一个比较通用的定义是：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。1.2 计算机网络的特征以及广域网计算机网络必须具备以下几个特征：1、两台或者两台以上的有独立操作系统的计算机。2、计算机之间要有通信介质将其互连。3、遵循一定的网络协议。（引自计算机应用基础北京邮电大学出版社出版）它的发展经历了60年代的萌芽和70年代的兴起，更是在80年代中计算机网络尤其是局域网得到了蓬勃的发展。90年达到现在则被称为计算机网络的年代。随着人们不断的创新和网络技术的成熟，计算机网络将会有更大的应用。而在计算机网络的发展中，不得不说的一个计算机网络里程碑就是1960年美国国防部高级研究计划局网arpa网的问世。Arpa刚开始的时候只能供四台计算机互连，后来到1976年则演变到能提供100多台电脑的互连。那时的arpa网不仅跨越了美洲大陆，连通了美国东部和西部的许多高等院校和研究机构，而且通过通信卫星与夏威夷和欧洲等地区的计算机网络互相连通。（参考文献初识英特网1999年沈阳教育学院学院学报苏妍著）或许是看到了计算机网络发展的大好前景，继arpa网之后，英国，法国等欧洲发达国家及日本相继建成了许多全国性的计算机网络，例如英国的epss网，法国的cyclades网等，这些计算机网络都是跨越广阔的地理范围，通常线路大多采用xx线，少数铺设了专用的线路。这类网络的作用是现实远距离的计算机之间的数据传输和信息共享，这类计算机网络称为广域网（WideAreaNetwork，WAN），也称远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。它由许多交换机组成的，交换机之间采用点到点线路连接，几乎所有的点到点通信方式都可以用来建立广域网，包括租用线路、光纤、微波、卫星信道。而广域网交换机实际上就是一台计算机，有处理器和输入，输出设备进行数据包的收发处理。1.3 局域网另一种与广域网相对的网络称为局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是指在某一区域内由多台计算机通过网桥、网关实现各异种机型终端之间互联的计算机组。利用微波技术通过网关连到公共数据网络上，形成地区性信息系统，一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。LAN相对于广域网有诸如高可靠性、易扩缩和易于管理及安全等多种特性。（部分摘抄自百度百科）虽然广域网跟局域网是不同的，但是只要两者结合互连，就可以形成局部和远程处理，有限地域范围的资源共享和广大地域范围的资源共享相结合的国际网网络。上面讲了网络的两种分类，其实在现实生活中我们真正遇得最多的还要算是局域网，因为它可大可小，无论在单位还是在家庭实现起来都比较容易，应用也是最广泛的一种网络。1.4 互联网事实上，当我们一听到网络，第一反应就是上，上微博，看电影等等，而这里用到的网络就是下面介绍的：互联网。1991年8月6日，提出互联网（WorldWideWeb，简称）设想并被称为“互联网之父”的英国科学家蒂姆伯纳斯-李和他的同事们在欧洲粒子物理研究所（简称CERN）的一部NeXT计算机上架设了人类历史上的第一个互联网网站。互联网又因其英文单词“Internet”的谐 音，又称 为“英特网”。在互联网应用如此发展的今天，它已是我们每天都要打交道的一种网络，无论从地理范围，还是从网络规模来讲它都是最大的一种网络，就是我们常说的“Web”、“”和“万维网”等多种叫法。从地理范围来说，它可以是全球计算机的互联，这种网络的最大的特点就是不定性，整个网络的计算机每时每刻随着人们网络的接入在不断的变化。当我们连在互联网上的时候，我们的计算机可以算是互联网的一部分，但一旦当我们断开互联网的连接时，我们的计算机就不属于互联网了。但它的优点也是非常明显的，就是信息量大，传播广，无论我们身处何地，只要联上互联网你就可以对任何可以联网用户发出我们的信函和广告。尽管上面说到的蒂姆伯纳斯-李是开启互联网生活的第一人，但我们也不应忘记如今已贵为“教主”的苹果前掌门人史蒂夫乔布斯如果当时没有他和他的团队倾力打造的NeXT计算机，也就没有今天的互联网，因为无论是第一款图形浏览器，还是第一个网络服务器，都是在NeXT上运行的。据说当年用户甚至曾被告知，如果NeXTcube服务器关闭的话，那么整个“网络”也将停止运行。互联网是全球性的。这就意味着我们目前使用的这个网络，不管是谁发明了它，是属于全人类的。这种“全球性”并不是一个空洞的政治口号，而是有其技术保证的。互联网的结构是按照“包交换”的方式连接的分布式网络。因此，在技术的层面上，互联网绝对不存在中央控制的问题。互联网就是能够相互交流，相互沟通，相互参与的互动平台。1987年9月20日从北京向海外发出的中国第一封电子邮件。这也预示着,互联网时代悄然叩响了我国的大门。此后，我国网民规模继续呈现持续快速发展的趋势。截至2008年6月底，中国网民数量达到2.53亿人，2007年底美国 网 民 数为2.18亿人，按照美国近年来的的网民增长速度估算，美国网民人数在2008年6月底不会超过2.3亿人，因此中国网民规模已跃居世界第一位。比去年同期增长了9100万人，在2008年上半年，中国网民数量净增量为4300万人。越来越多的居民认识到互联网的便捷作用，随着网民规模与结构特征上网设备成本的下降和居民收入水平的提高，互联网正逐步走进千家万户。目前全球互联网普及率最高的国家是冰岛，已经有85.4%的居民是网民。中国的邻国韩国、日本的普及率分别为71.2%和68.4%。与中国经济发展历程有相似性的俄罗斯互联网普及率则是20.8%。一方面，中国互联网与互联网发达国家还存在较大的发展差距，中国整体经济水平、居民文化水平再上一个台阶，才能够更快地促进中国互联网的发展；另一方面，这种互联网普及状况说明，中国的互联网处在发展的上升阶段，发展潜力较大。1.5计算机病毒说到互联网，那么互联网中的害虫-电脑病毒，也不会令我们感到陌生。病毒不是来源于突发或偶然的原因。病毒来自于一次偶然的事件，那时的研究人员为了计算出当时互联网的在线人数，然而它却自己“繁殖”了起来导致了整个服务器的崩溃和堵塞。先了解下”电脑病毒“的定义：计算机病毒（puterVirus）在中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例中被明确定义，病毒指“编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码”。与医学上的“病毒”不同，计算机病毒不是天然存在的，是某些人利用计算机软件和硬件所固有的脆弱性编制的一组指令集或程序代码。它能通过某种途径潜伏在计算机的存储介质（或程序）里，当达到某种条件时即被激活，通过修改其他程序的方法将自己的精确拷贝或者可能演化的形式放入其他程序中，从而感染其他程序，对计算机资源进行破坏，所谓的病毒就是人为造成的，对其他用户的危害性很大！对于电脑病毒只要我们建立良好的安全习惯，经常升级安全补丁就能够很好的防护电脑病毒。1.6计算机网络存在的重大意义计算机网络是人类社会有史以来第一个世界性的图书馆和第一个全球性论坛。任何人，无论来自世界的任何地方，在任何时候，任何年龄，他或者她都可以参加，计算机网络永远不会关闭。而且，无论你是谁，你永远是受欢迎的。你不会由于不同的肤色、不同的穿戴、不同的宗教信仰而被排挤在外。在当今的世界里，唯一没有国界、没有歧视、没有政治的生活圈属于互联网。通过网络信息的传播，全世界任何人，不分国籍、种族、性别、年龄、贫富，互相传送经验与知识，发表意见和见解。计算机网络是人类历史发展中的一个伟大的里程碑，它正在对人类社会的文明悄悄地起着越来越大的作用。也许会像瓦特发明的蒸汽机导致了一场工业革命一样，计算机网络将会极大地促进人类社会的进步和发展。这些且让我们拭目以待。2.需求分析2.1基本需求吞吐量：该小型软件公司申请的是一个C类的地址，至少要保证有253台主机能够上网，由于是企业型网络，网络的吞吐量尽量要保证最大值，这就需要使用到交换机，因为集线器会限制吞吐量。管理：此公司分为楼上楼下，故需要合理的分配IP，便于进行管理。一楼至少需要101个可用地址，二楼至少需要54个可用地址。2.2需要实现的功能一楼至少拥有101个IP地址可用，二楼至少拥有54个IP地址可用，每台主机能够独自拥有带宽，保证每台主机能够拥有100M的吞吐量，主机的IP可以从服务器自动获取。一楼与二楼之间可以进行正常的通信。2.3 性能以及原理吞吐量不能限制在个别主机，就是说各个主机之间不应该互相影响，使用交换可以达到该需求。交换机是三层协议设备，因此在同一网段的IP的掩码必须是相同的。若通过边长掩码进行划分子网，那么每个子网内部的网关必须一致。这样在通过路由器解析的时候，路由器才能正确地解析目的地址是否属于另一个子网。3设备选型3.1设备根据需求分析可知，该公司的网络构建需要的设备：服务器、路由器、交换机、主机、网络配置线型号分别为：服务器Server-PT，路由器Router-PT,交换机2950-24和3560-24ps，直通线，交叉线，串口线。3.2方案：方案一：不进行子网划分，直接接入，不在内部区分一二楼，所有的电脑都由服务器配地址。且所有主机都用交换机连接，再通过主干交换机连接到服务器。编号设备名称型号数量价格备注01服务器联想x3750Server-PT126500京东促销02交换机2950-2484400价格来自中关村03线材若干方案二：通过网内改变掩码来进行子网划分，一楼与二楼的主机分别接在交换机上面，由各自的服务器分配IP地址，1楼一个网段，至少拥有101个可用IP地址；2楼一个网段，至少拥有54个可用IP地址，再通过路由器进行通信，但是一楼和二楼共用一个路由器：编号设备名称型号数量价格备注01服务器联想x3750Server-PT226500京东促销02交换机2950-2484400价格来自中关村03线材若干04路由器华为AR2220 ( Router-PT)18268价格来自中关村05交换机3560-24ps211699中关村在线方案三：在方案二的基础上，分别用两个路由器和两个路由器，楼上和楼下实现单独管理：编号设备名称型号数量价格备注01服务器联想x3750Server-PT226500京东促销02交换机2950-2484400价格来自中关村03线材若干04路由器华为AR2220 ( Router-PT)28268价格来自中关村05交换机3560-24ps211699中关村在线4网络构建4.1方案一不区分楼上楼下，所以也就不需要划分子网：楼上楼下的主机掩码都是一样的，路由器只负责接入外网，内网里的主机全部接在交换机上面来进行管理：可用地址：192.168.5.1-192.168.5.254（共254个可用地址）：总共153台主机，拓扑如下：IP子网掩码网络位置网关主机192.168.5.2-254192.168.5.0/24192.168.5.0192.168.5.14.2 方案二一楼：100台主机二楼：53台主机路由器一台，服务器两台，因此至少需要100+53+2+2=157个可用地址。接着根据一楼和二楼需要的地址进行简单的子网划分，因为只用了一个路由器，所以最好将整个网段直接划分两个相邻的子网：一楼至少一百：故掩码最多增加1位，相当于可用的主机长度为：27=128,。此种划分一楼和二楼各拥有至少126个可用地址，满足该公司的需求。IP子网掩码网络位置网关一楼192.168.5.2-126255.255.255.128/25192.168.5.0192.168.5.1路由器1接口0192.168.5.1255.255.255.128/25192.168.5.0192.168.5.1路由器1接口1192.168.5.129255.255.255.128/25192.168.5.128192.168.5.129二楼192.168.5.129-254255.255.255.128/25192.168.5.128192.168.5.129服务器1192.168.5.3255.255.255.128/25192.168.5.128192.168.5.1服务器2192.168.5.133255.255.255.128/25192.168.5.128192.168.5.1294.3方案三：在方案二的基础上面，增加一个路由器，采用路由器直连的方式进行划分子网，因为两台路由器要占用一个网段的量IP来进行互联，因此需要划分三个不同的子网：一楼和二楼以及路由器。具体规划：根据需求，划分为三个网段：1楼：网络地址：【192.168.5.0/25】主机IP地址：【192.168.5.1/25192.168.5.126/25】子网掩码：【192.168.5.128/25】2楼：网络地址：【192.168.5.192/26】主机IP地址：【192.168.5.193/26192.168.5.254/26】子网掩码：【192.168.5.192/26】路由器互联：网络地址：【192.168.5128/30】两个IP地址：【192.168.5.130/26、192.168.5.131/26】子网掩码分别为：【192.168.5.128】【192.168.5.192】IP子网掩码网络位置网关一楼192.168.5.2-126192.168.5.128/25192.168.5.0192.168.5.1路由器1接口0192.168.5.1192.168.5.128/25192.168.5.0192.168.5.1路由器1接口s0192.168.5.130192.168.5.128/25192.168.5.128192.168.5.130路由器2接口0192.168.5.193192.168.5.192/26192.168.5.192192.168.5.193路由器2接口s0192.168.5.131192.168.5.128/25192.168.5.128192.168.5.131二楼192.168.5.193-254192.168.5.192/26192.168.5.192192.168.5.193服务器1192.168.5.3192.168.5.128/25192.168.5.0192.168.5.1服务器2192.168.5.195192.168.5.192/25192.168.5.192192.168.5.1935总结优点缺点方案一设备投入资金很小非常不便于管理，所有的主机处于同一子网，消耗大量资源，严重影响吞吐量，容易引起全体通信瘫痪方案二设备投入资金适中，楼上楼下划分了子网，便于管理两个子网的状态会相互影响方案三设备投入资金适中，划分子网，通过两个路由直接连接两个子网，便于管理，且子网划分相对比较灵活，两个子网的状态不会互相影响，即使其中一个子网瘫痪，另外一个子网也能够正常通信，且保证了带宽。线路布置相对较为复杂。投入的资金比方案一和二多。最终选择方案三，结合各方案的优缺点，方案三更加人性化以及灵活性好，便于管理，网络的抗压力更强。6.附录参考文献：计算机应用基础北京邮电大学出版社出版 初识英特网1999年沈阳教育学院学院学报苏妍著计算机世界网络世界计算机网络（中版，美译中版）