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计算机网络课程设计

目录

课程设计概述

网络拓扑结构设计

IP地址规划与子网划分

路由协议配置与实现

网络安全策略部署

服务器搭建与配置

总结与展望

01

课程设计概述

Chapter

培养学生综合运用计算机网络基本理论和技术的能力，提高分析和解决问题的能力。

通过课程设计，使学生掌握计算机网络规划、设计、实施和维护的基本方法。

培养学生的团队协作精神，提高学生的创新意识和实践能力。

学生需完成一个中小型网络的规划与设计，包括网络拓扑结构、IP地址规划、路由设计、网络安全等方面的内容。

网络设计需符合实际需求，具备可扩展性和可维护性；设计方案需包含详细的技术文档和图纸。

设计任务

设计要求

评分标准

设计方案的创新性、实用性、技术难度和文档质量等方面将作为评分的主要依据。

考核方式

课程设计采用答辩的方式进行考核，学生需提交设计方案并现场答辩，接受老师和同学的提问和评审。

02

网络拓扑结构设计

Chapter

网状拓扑

节点之间通过多条链路互联，形成复杂的网络结构。优点是冗余度高、可靠性好，缺点是结构复杂、成本高。

星型拓扑

所有节点连接到中心节点，中心节点负责数据的转发和交换。优点是易于管理和维护，缺点是中心节点故障会导致整个网络瘫痪。

环型拓扑

节点首尾相连形成一个闭环，数据在环中单向传输。优点是数据传输方向固定，缺点是任意节点故障都可能导致网络中断。

总线型拓扑

所有节点连接到一条公共传输线路上，数据在总线上双向传输。优点是结构简单、成本低，缺点是总线故障会导致整个网络瘫痪，且数据传输效率低。

选择依据：网络规模、业务需求、可靠性要求、成本预算等。

优缺点分析

星型拓扑适合小规模、集中管理的网络，易于扩展和维护，但中心节点压力大、成本高；

总线型拓扑适合简单、低成本的网络环境，但数据传输效率低、总线故障影响大；

网状拓扑适合大规模、高可靠性的网络，冗余度高、容错能力强，但结构复杂、成本高。

环型拓扑适合需要数据单向传输的场景，如视频监控等，但任意节点故障都可能导致网络中断；

构建一个高效、可靠的企业局域网，满足日常办公、文件共享、视频会议等需求。

设计目标

采用星型与网状相结合的混合拓扑结构。核心层采用高性能交换机实现高速数据交换；汇聚层采用多台交换机分别连接不同部门或楼层；接入层采用智能交换机或无线路由器连接用户设备。同时，部署防火墙、入侵检测系统等安全设备保障网络安全。

设计方案

03

IP地址规划与子网划分

Chapter

IP地址是互联网协议地址的简称，用于标识网络中的设备，确保数据能够准确传输到目标设备。

IP地址定义

IP地址可分为IPv4和IPv6两大类。IPv4地址由32位二进制数表示，常用点分十进制表示法；IPv6地址由128位二进制数表示，用于解决IPv4地址耗尽问题。

IP地址分类

IP地址由网络号和主机号两部分组成，网络号用于标识不同的网络，主机号用于标识同一网络中的不同设备。

IP地址结构

子网划分定义

01

子网划分是将一个大的IP网络分割成多个小的子网，每个子网具有独立的网络号和主机号，以提高网络管理的灵活性和效率。

子网掩码

02

子网掩码用于区分IP地址中的网络号和主机号，通过与IP地址进行按位与运算得到网络地址。子网掩码的长度决定了子网的规模和数量。

CIDR表示法

03

CIDR（无类别域间路由）表示法是一种简洁的子网划分表示方法，它将IP地址和子网掩码合并为一个斜杠分隔的数字串，如192.168.1.0/24表示一个C类网络的子网掩码为255.255.255.0。

需求分析

某高校校园网需要为教学楼、办公楼、学生宿舍等区域提供网络服务，每个区域需要划分不同的子网，以确保网络安全和管理便利。

根据需求，选择适当的IP地址段进行规划。例如，可以选择一个B类网络地址段172.16.0.0/16，并将其划分为多个子网。

根据实际需求，将B类网络划分为多个C类子网。例如，可以将172.16.0.0/16划分为8个C类子网，每个子网的地址为172.16.x.0/24（x=1~8），每个子网可容纳254台主机。

为每个区域分配相应的子网地址段，并为每个设备分配具体的IP地址。例如，教学楼可分配172.16.1.0/24网段，办公楼可分配172.16.2.0/24网段等。

IP地址规划

子网划分

地址分配

04

路由协议配置与实现

Chapter

1

2

3

手动指定目标网络和下一跳地址或出口接口。

配置静态路由

配置简单，适用于小型网络；但缺乏灵活性，不适合大型网络。

静态路由优缺点

网络规模较小、网络结构相对稳定的场景。

静态路由适用场景

01

02

03

04

RIP协议配置

启用RIP进程，指定版本（RIPv1或RIPv2），宣告网络。

动态路由协议优缺点

自动发现和维护路由，适用于大型