计算机网络设计与安全技术 课件2 局域网络设计

《计算机网络设计与安全技术》第2章

局域网络设计1学习内容：（1）局域网络配置基础；（2）基于双绞线的小型局域网设计案例；（3）无线局域网架设案例。学习目标：（1）能够理解网络拓扑、设备和传输介质特性，探索局域网络的工程设计方法；（2）通过有线和无线局域网设计过程的案例学习，培养小型局域网络的应用设计能力。22.1

局域网络配置基础计算机网络主要由硬件系统、软件系统和网络信息组成。342.1.1局域网的拓扑结构2.1.2网络设备以路由器和交换机为主，部分局域网下还有集线器和信号转换器。路由器兼有局域网和广域网接口，无线路由器用于局域网终端设备之间的WIFI无线连接。52.1.3传输媒体可分为两大类：有线的传输媒体和无线的传输媒体。在有线的传输媒体中，电磁波沿着固体媒体（铜线或光纤）向前传播，而无线的传输媒体则是利用大气和外层空间作为传播电磁波的通路。65G技术，具有高速率、低时延和大连接特点，速率标准是1.4Gbps，下行峰值速率500Mbps及以上，最高下载速率能达到1.4Gbps；最高上行速率约为100Mbps。将成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。7

卫星互联网也被称作空天互联网

2023年，中国首次在偏远地区实现低轨卫星互联网在电力通信领域的测试应用。在没有地面通信基站的情况下，利用卫星信号，也可以支撑电力巡检、应急保障等任务。82.2

基于双绞线的小型局域网设计案例2.2.1设计需求描述案例包括需求描述、设计要点出发，开展网络拓扑设计和实验室布局设计，最后给出工程概算和采购设备与材料的调研，培养网络工程设计能力。假设有两个计算机实验室房间，需要通过若干网络设备构建一个小型局域网。每个房间最多只能放置60台计算机，而需要连网的计算机有100台（都有网卡），FTP和WEB服务器共两台（有内置网卡）。最远的计算机距交换机20m。两个房间需要共用一套刷卡系统，实现统一管理，学生登录信息将放在WEB服务器上。9具体设计要求：（1）请使用VISIO工具，设计该局域网络拓扑结构，要求网络结构清晰，具有较好的可扩展性。（2）请使用VISIO工具，设计该实验室网络布局图，使其能够清晰地描述实际房间的设备和布线分布情况，使其具有利用率高、安全性好、布局合理等特点。（3）性能价格比计算：①上网查找和选配相应的交换机、路由器等设备，以及网线和水晶头材料，要求提供完整截图的相应图片及其指标。②计算下列参数：使用的交换机个数、RJ-45接头个数。③按照布局图测算整个实验环境所需的双绞线长度（精确到1m），要求给出计算过程。④计算选购网络设备和联网材料的价格。⑤请查找网络资料，估算该网络布线工程的其他费用。102.2.2局域网络拓扑设计要点采用星型需要考虑以下方面：（1）

网络拓扑类型采用星型模型构成的树型网络，每个交换机连接多台主机。同时，交换机之间通过交叉线实现级联方式。（2）

网络安全在特定应用领域，需要增加防火墙、入侵检测系统、入侵防护系统，强化网络安全。对于Web服务，甚至还需要引入网页防篡改系统。（3）

跨网段互联如果涉及到不同网段的互联，需要增加路由器。路由器还具有数据包过滤作用，实现基本的防护功能。（4）

交换机的选择考虑交换机的端口数、是否千兆口、是否需要光纤口、是否需要可管理功能等内容。（5）

网络地址分配如果启用DHCP协议，则IP地址是自动分配的。但是，本项目要采用静态分配方法，需要为每台计算机分配IP地址，培养学生网络地址划分的基本应用能力。112.2.3局域网络拓扑设计示例12132.2.4实验室布局设计案例1415161718192.2.4网络工程概算要点

网络工程的直接费用包括设备材料购置费用、人工费用、辅助材料费、仪器工具费、赔补费用和其他。这里介绍网络设备材料费用，一般包括购买构成网络工程实体结构所需的材料、设备、软件等原料的费用和运输费用。

材料名目常见的有：非屏蔽超五类双绞线、信息插座与面板、配线架、机柜、PVC槽、RJ45水晶头、U型夹、托架等。如果采用光纤传输，还需要购置光纤、ST头和耦合器、光纤接线盒、光纤跳线、光纤制作配件等。202.3

无线局域网架设

无线局域网在日常的生活和工作中随处可见，其配置比较简单，但在网络安全、性能评测优化和网络扩展方面，一直是配置的重点和难点。要学会使用和正确配置无线网络设备，形成架设小型无线局域网的能力，具有无线网络安全防护意识和技能。利用本组学生至少3部手机，分别测试手机到本组无线路由器之间不同距离和连通强度的关系，每个手机至少要记录5个水平距离，直到信号强度为零。在条件允许的情况下，可以记录垂直距离方向的强度变化。通过记录的多组数据，画出趋势图和平均变化图，进一步利用拟合方法求得拟合曲线和方程。2.3.1基本实验要求21

无线信号是通过电磁波在空中传输的，路由器和终端（如手机、笔记本等）之间的障碍物会对信号传输造成很大衰减，比如承重墙、隔墙、挡板、家具等，穿过的障碍物越多信号越弱。因此，需要考虑无线网扩展方法。2.3.2无线网络扩展方法22基于HyFi的无线解决方案本章小结

本章从网络工程实战出发，在局域网系统的基本组成基础上，重点阐述了2个典型实验案例：

一是基于双绞线的小型局域网设计案例，从网络拓扑设计、实验室布局设计、网络工程概算、网络建设设备与材料调研等