无线网络技术满分期末大作业

期末大作业设计报告课程名称：无线网络应用姓名：学院：系：专业：学号：指导教师：张昱，史笑兴，李惠忠2014年11月24日概况描述1、某教学区有四栋教学楼A、B、C、D楼，目前A楼有6个电脑用户，B楼有4个电脑用户，C楼有6个电脑用户，D楼有7个电脑用户。其中A、B、C楼三楼呈三角形分布，彼此间距大约为30米左右；D楼和其他三楼的距离大约为50米左右，不超过100米（注：D楼的具体位置可自定，50米为D楼距其他三楼中最近一楼的距离）。从现实条件来看，A、B、C三楼有线、无线连接组网均可，D楼和其他三楼间视野通透但不适合有线组网，只适合无线连接。现需将四个楼连接成可互相访问的综合网络；并且各楼内的用户有增加的趋势，设计时要予以长远考虑，便于扩展设计。2、网络资源规划：（子网掩码均为255.255.255.0）A楼地址池分配为：192.168.1.1——192.168.1.100B楼地址池分配为：192.168.1.101——192.168.1.200C楼地址池分配为：192.168.2.1——192.168.2.100D楼地址池分配为：192.168.2.101——192.168.2.2003、可供使用的网络设备有：（参考各次实验中所使用过的网络设备的具体型号）TP-LINKTL-WR847N型无线路由器若干台TP-LINKTL-WA801N型无线AP若干台TP-LINK有线交换机和集线器若干台TP-LINK有线路由器若干台网线若干所有的电脑单机中均配置有线和无线网卡图中左上为A楼，左下面为B楼，中间为C楼，右边为D楼。其中C楼特别选出了一台高性能机器作为Server。具体实现步骤首先需要购置需要用到的网络设备才能进行组网：表1.网络设备采购清单名称数量单价/元总价/元TP-LINKTL-WR847N无线路由器4个110440TP-LINKTL-WA801N无线AP1个255255五类网线200米1200合计895以上预算基于网络参考价格给出，实际采购时可能会有出入，而网线出于保险起见比150米多购买50米。以上设备总价应该可以控制在一千元左右。楼层内网络的组建：表2.各网络设备IP地址配置设备名称LAN口WAN口RouterA192.168.1.1192.168.2.201RouterB192.168.1.101192.168.3.1（悬空不用）RouterC192.168.2.1192.168.1.201RouterD192.168.2.203192.168.4.1（悬空不用）APD192.168.2.202无如之前的网络拓扑图中所示，A楼和B楼中各设置一台无线路由器，分别为RouterA和RouterB，C楼需要设置一台RouterC，D楼除了需要RouterD,还需要一台APD，并设为APClient模式，才能实现与RouterC的无线连接，从而克服D楼与其他楼无法有线组网的限制。以上五台设备均应该按照表2所给参数设置IP地址。另外，还需要把C楼中Server的无线网卡IP设为192.168.2.100，有线网卡IP设为192.168.2.210，通过无线网卡开启Ad-Hoc模式，在C楼内便可以实现Ad-Hoc组建的WLAN网络相连。表3.各大楼DHCP服务器的设置楼宇DHCP服务器IP地址池分配范围A楼RouterA192.168.1.1～192.168.1.100B楼RouterB192.168.1.101～192.168.1.200C楼Server192.168.2.2～192.168.2.99D楼RouterD192.168.2.101～192.168.2.200如表3设置四栋楼的DHCP服务器，同时必须禁用掉其他不在表中的自带DHCP功能的设备的DHCP功能，而各大楼网内普通客户端PC只要连接到各楼内的DHCP服务器，选择自动获取IP地址，就可以动态地分配IP地址同时避免IP地址冲突。楼宇之间的互联：A、B楼之间的互联较为简单，只需要将RouterB与RouterA的LAN口用直通线相连，则A、B就能直接互访。C、D楼之间通过APD的Client模式，将RouterC的MAC地址添加在APD的连接地址中，再将APD的接口与RouterD的LAN口直接相连；RouterC的LAN口则与Server的有线网卡相连。这样C、D之间也能互相访问了。表4.各设备网关配置设备网段网关A楼用户192.168.1.x192.168.1.1B楼用户192.168.1.x192.168.1.1C楼用户192.168.2.x192.168.2.1D楼用户192.168.2.x192.168.2.103按照上表配置各楼内用户的网关，实际上为各自网段中对外连接路由器的LAN口地址，其中C楼用户也包含了Server的有线和无线网卡。RouterA和RouterC处于不同网段，在完成了各自IP地址和网关配置的前提下，只需要用两根网线，一根将RouterA的WAN口与RouterC的LAN口相连，另一根将RouterA的LAN口与RouterC的WAN口相连，则C已经可以访问到A、B。但此时D仍然无法跨越到A、B所处网段，因为其WAN口悬空，无法得知如何才能访问1.x网段，需要明确指出，于是可以在RouterD上设置静态路由表，具体参数为：目的IP地址：192.168.1.0子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.2.1其中默认网关即RouterC的LAN口IP，这样一来当D楼的PC要处理到1.x网段的请求时，就会先转到RouterC的LAN口去，而通过C就可以成功转到1.x网段。需要注意的是，尽管RouterD的WAN口悬空不用，也不能将其IP设置为1.x或2.x网段否则会影响静态路由的跳转。同理，B楼目前同样无法访问2.x网段，按照类似的方法设置RouterB的静态路由表：目的IP地址：192.168.2.0子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.1.1默认网关设为了RouterA的LAN口IP，当访问2.x网段时也会经过A转入2.x网段，也要注意RouterB的WAN口IP不能设置成1.x或2.x网段。虽然也可以通过添加一根线将RouterB的WAN口和RouterC的LAN口相连，就无需以上设置，但比起添加一根50米的线，修改静态路由显得更加经济简便。至此A、B、C和D四栋大楼已经可以实现互访，但仍需为各无线设备选择合适的信道，才能各覆盖区域之间保证通信顺畅。表5.无线设备SSID和信道选择无线设备SSID网段信道RouterArouter@A192.168.1.x1RouterBrouter@B192.168.1.x11RouterCrouter@C192.168.2.x6RouterDrouter@D192.168.2.x6APDAP_Client@D192.168.2.x6Server无线网卡Ad_Hoc@C192.168.2.x6信道选择主要考虑1、6、11三个信道几乎不会互相干扰，因此不同覆盖区域的设备可以在这三个信道中选用不同的信道较为合理，同时也显示了容易辨识的SSID。但实际上还应该根据周围其他网络的信道使用情况灵活选取信道，此时可能需要wirelessmon类型的软件对周边信道使用情况进行监控，本次设计假设周边不存在干扰。Server的配置在Server上选择允许无线网卡通过有线网卡共享网络，即可以实现WLAN网络与外部网络的相连。又由于DNS服务只能由Server提供，整个网络内需要使用DNS服务的PC都需要把DNS服务器设为Server有线网卡的IP地址，即192.168.2.210。至此，四栋大楼的网络组建基本完成。测试方案说明对于四栋大楼网络连通性的检测，主要通过命令行中的ping命令来完成，而在各PC端互ping之前首先应通过ipconfig命令确认自己分配到的IP地址，若IP地址分配失败，应该检查该设备所对应的DHCP服务器是否正常工作。检查各大楼内部PC连通性在A,B,D三栋楼内只需用同楼PC互相ping对方的IP地址，能ping通说明楼内的局域网组建成功。而C楼内除了PC间互相ping通外，还需要用各PC专门对Server的有线网卡IP执行ping命令，若不能ping通则说明有线网卡的共享网络设置异常；然后断开Ad-Hoc连接，让C楼除了Server的其他机器连接到RouterC，再尝试ping通Server，若无法ping通，说明Server和RouterC的有线连接存在问题。直至以上ping操作都能顺利完成，才表明楼内局域网组建正确。检查同网段内的PC连通性用A,B楼内的PC互相ping对方楼内的PC，若都能ping通，说明RouterA和RouterB连接正确。同样用C,D楼内的PC互ping，若能ping通，说明APD和RouterC,D均正常工作，否则应检查RouterD和APD的连接是否有效以及APClient工作模式的设置是否正确。检查不同网段的PC连通性用D楼的PC对A，B楼的PC执行ping操作，用B楼的PC对C,D楼的PC执行ping操作，若都能ping通，表明静态IP设置正确，且RouterA,RouterC的LAN口和WAN口互联正确。由于网络中节点间路径唯一，理论上此时A,C必定也能ping通其他楼的PC，保险起见仍应一一测试避免某些单机配置错误。4.检查所有大楼PC的外网连通性在C楼Server有线网卡接入外网的情况下，用任一大楼内的PC以域名形式访问外网（或对域名执行ping操作），若能联通，表明DNS服务器工作正常且有线网卡共享网络设置正确；若能上QQ但无法访问外网域名，表明DNS服务器配置存在问题，需要在单机上进行检查。在完成以上连通性检查后，整个网络组建最终完成，可以投入使用。设计总结本次设计基于A,B,C,D四栋大楼有固定少量用户而设计，但同时也具有一定的可扩展性，当某栋大楼接入新设备的时候，只需要完成DNS的设置，而IP自动从该楼DHCP服务器获得即可，还是非常方便的。考虑到组网的实用性，我的设计一开始就考虑要和外网联通，由于采用Ad-Hoc模式组网，可以省去一个AP，充分利用了Server的两个网卡。另一方面这次的设计属于二层网络结构，各楼层内的网络配置相对简单，使用了尽可能少的无线设备，也方便排查网络错误。然而这样的设计也存在一些缺点，比如C楼网络设备负担较重，若其他楼内某些PC上疯狂下载数据，可能导致C楼和整个网络拥堵甚至瘫痪，这是由于所有PC共享了同一个宽带账号，而网络里没有进行流量控制，所以接入的设备上网会互相影响。解决这个缺陷的话需要改变网络结构，如采用目前比较主流的三层网络结构，使用三层交换设备来管理各楼的网络，每栋楼用不同的虚拟网关分开，形成几个vlan，这样各楼PC既可以互相访问，上网又不会互相干扰。上图是基于交换机的组网模式，采用了三层网络结构的理念，其中核心层位于C楼，A,B,D楼也各有一个交换机作为接入层，注意D楼由于无法有线和C楼相连，需要将SWD的上行端口接入APD，仍然由APD间接连入RouterC中转。由于网络规模小，联网距离短，此网络没有专门设置汇聚层，接入层设备直接通过上行端口连接到核心层。而C楼的交换机SWC自身还需要接入一个路由器Router0，由该路由器专门提供NAT功能才能实现内网IP到外网的转换。但由于我对交换机的配置并不熟悉，上图中并未列出详细的网络参数，因此仅作为一种改进方案的设想，当有大量新用户接入的时候，可以考虑采用此方法，尽管成本会显著增加。讨论、心