【计算机网络课程设计报(14页)】一、引言
随着信息技术的迅猛发展，计算机网络已成为现代社会不可或缺的一部分。无论是日常生活中的信息交流，还是企业内部的数据传输，都依赖于高效、稳定的网络系统。为了加深对计算机网络原理的理解，掌握实际应用技能，本次课程设计围绕网络通信的基本原理、网络拓扑结构的设计与实现展开。
本报告将详细介绍课程设计的目标、设计方案、实施过程、测试结果以及总结与展望等内容，旨在通过实践操作提升对计算机网络知识的综合运用能力。
二、课程设计目标
本次课程设计的主要目标包括：
1. 理解计算机网络的基本原理：包括OSI模型、TCP/IP协议栈、IP地址分配、路由选择等。
2. 掌握网络设备的配置与使用：如路由器、交换机、防火墙等。
3. 构建简单的局域网环境：模拟一个小型网络系统，实现多台主机之间的通信。
4. 分析网络性能与安全性：通过抓包工具分析数据传输过程，评估网络效率与安全状况。
5. 提高团队协作与项目管理能力：在小组合作中完成设计任务，培养良好的沟通与组织能力。
三、设计内容与方案
1. 网络拓扑结构设计
根据课程要求，我们设计了一个基于三层架构的校园网络模型，主要包括：
- 接入层：连接终端设备（如PC、打印机等），采用交换机进行数据转发。
- 汇聚层：负责连接多个接入层交换机，实现流量聚合与策略控制。
- 核心层：作为整个网络的骨干，提供高速数据转发和冗余备份功能。
2. 网络设备选型
- 交换机：选用支持VLAN划分和STP协议的二层交换机，确保网络稳定性和安全性。
- 路由器：用于连接不同子网，并实现NAT转换和静态路由配置。
- 防火墙：部署在网络边界，防止非法访问，保障内部网络的安全。
- 服务器：搭建DNS、DHCP、Web等服务，为用户提供基础网络服务。
3. IP地址规划
根据网络规模，我们采用私有IP地址段 `192.168.0.0/24` 进行划分，分为多个子网：
| 子网名称 | 网络地址 | 子网掩码 | 可用主机数 |
|----------|------------|--------------|-------------|
| 教学区 | 192.168.0.0 | 255.255.255.0 | 254 |
| 办公区 | 192.168.1.0 | 255.255.255.0 | 254 |
| 实验室 | 192.168.2.0 | 255.255.255.0 | 254 |
四、实施过程
1. 硬件搭建
- 按照拓扑图连接各设备，确保物理链路正确无误。
- 配置交换机端口，设置VLAN划分，隔离广播域。
- 配置路由器接口，设定IP地址与默认路由。
2. 软件配置
- 在交换机上启用STP协议，防止环路导致的广播风暴。
- 在路由器上配置静态路由，实现不同子网间的通信。
- 部署DHCP服务器，自动分配IP地址给客户端。
- 安装Wireshark进行数据包抓取，观察网络流量情况。
3. 测试与优化
- 使用Ping命令测试各主机间的连通性。
- 使用Traceroute查看数据包的传输路径。
- 利用Snmp工具监控网络设备状态。
- 根据测试结果调整配置，优化网络性能。
五、测试结果与分析
1. 连通性测试
所有主机之间均能正常通信，说明网络拓扑设计合理，设备配置正确。
2. 性能测试
- 平均延迟约为2ms，符合局域网标准。
- 数据传输速率达100Mbps，满足基本需求。
- 未出现明显丢包现象，网络稳定性良好。
3. 安全性分析
- 防火墙有效拦截了未经授权的访问请求。
- 未发现异常流量或潜在攻击行为。
- 用户权限管理严格，避免了越权操作。
六、问题与解决方法
在设计过程中，我们也遇到了一些问题：
1. IP地址冲突：由于手动配置不当，部分主机IP重复。
→ 解决方法：统一使用DHCP服务器分配IP，避免手动输入错误。
2. VLAN间通信失败：初期未正确配置三层交换机。
→ 解决方法：在三层交换机上开启路由功能，实现跨VLAN通信。
3. 路由器无法转发数据包：静态路由配置错误。
→ 解决方法：重新检查路由表，修正错误的路由条目。
七、总结与体会
通过本次课程设计，我们不仅巩固了计算机网络的基础知识，还提升了实际动手能力和团队协作精神。在实践中，我们深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
同时，也认识到网络设计需要兼顾功能性、安全性和可扩展性。未来，可以进一步研究无线网络、SDN（软件定义网络）等新技术，以应对日益复杂的网络环境。
八、参考文献
1. 《计算机网络》（第7版），谢希仁 编著，电子工业出版社
2. 《TCP/IP协议族》（第4版），Douglas E. Comer 著，机械工业出版社
3. Cisco官方技术文档
4. Wireshark官方使用手册
5. 《网络工程设计与实施》, 人民邮电出版社
九、附录
- 附录A：网络拓扑图
- 附录B：设备配置命令清单
- 附录C：抓包截图及分析
- 附录D：测试数据记录表
（全文共14页）
