簡單校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、*課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)院名稱： 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 班級(jí)名稱： 網(wǎng)工131 學(xué)生姓名： * 學(xué) 號(hào)： 2013211509 題 目： 簡單校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 指導(dǎo)教師姓 名： * 起止日期： 2015.06.23-2015.06.25 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué) 院計(jì)算機(jī)與信息工程專 業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程課程名稱計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)題 目簡單校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)完成期限自2015年6月23日至2015年6月25日共1周內(nèi)容及任務(wù)一、項(xiàng)目的目的 掌握構(gòu)建基于三層交換技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)的主要實(shí)現(xiàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和主動(dòng)思考能力。二、項(xiàng)目任務(wù)的主要內(nèi)容和要求 (1) 每部門1個(gè)單獨(dú)的子網(wǎng)，自定義子網(wǎng)需要的IP地址數(shù)，至少有

2、4種不同的地址規(guī)模； (2) 使用私有地址滿足校內(nèi)計(jì)算機(jī)的接入需求，統(tǒng)計(jì)需要多少個(gè)C類的IP地址段，并從192.168.0.0/16中選擇連續(xù)的地址來使用； (3) 計(jì)算每個(gè)部門的網(wǎng)絡(luò)地址、掩碼，并指定網(wǎng)關(guān)地址； (4) 每個(gè)子網(wǎng)1個(gè)單獨(dú)的VLAN，并使用三層交換機(jī)互連各VLAN。三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)（研究）思路 (1) 查閱相關(guān)資料，掌握校園網(wǎng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)所涉及的主要技術(shù)，如IP地址的規(guī)劃、VLAN技術(shù)、三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互聯(lián)技術(shù)等； (2) 根據(jù)項(xiàng)目需求，規(guī)劃校園網(wǎng)各個(gè)部門所在的IP子網(wǎng),設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?(3) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌總€(gè)部分設(shè)計(jì)劃分一個(gè)VLAN，實(shí)現(xiàn)VLAN配置及利用三層交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)V

3、LAN通信配置； (4) 測試驗(yàn)證各部門之間的連通性。四、具體成果形式和要求. (1)校園網(wǎng)各部門屬于單獨(dú)子網(wǎng),利用發(fā)送PING包測試各部門之間的連通性； (2) 根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求撰寫簡單校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案的說明文檔。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容2015.06.23-2015.06.23對(duì)課程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，討論出總體規(guī)劃。2015.06.25-2015.06.25設(shè)計(jì)出一個(gè)最佳校園網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。2015.06.29-2015.06.29完善拓?fù)鋱D，編寫、修正，測試。主要參考資料1 謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第5版）M.北京:電子工業(yè)出版社.2008.2滿昌勇.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（第3版）M.北京:清華大

4、學(xué)出版社.2010.3李環(huán).計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第2版）M.中國鐵道出版社.2012.4胡道元.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第5版）M.北京:清華大學(xué)出版社.2010.指導(dǎo)教師意見（簽字）： ×年×月×日系（教研室）主任意見（簽字）： ×年×月×日正文部分1選題背景隨著現(xiàn)代化教學(xué)活動(dòng)的開展和與國內(nèi)外教學(xué)機(jī)構(gòu)交往的增多，對(duì)通過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交流的需求越來越迫切，為促進(jìn)教學(xué)、方便管理和進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為現(xiàn)代教育機(jī)構(gòu)的必然選擇。本校園網(wǎng)是學(xué)校發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是提高學(xué)校教學(xué)和科研水平不可缺少的支撐環(huán)境。校園網(wǎng)一方面它為學(xué)校提供

5、各種本地網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，另一方面它是溝通學(xué)校校園網(wǎng)內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)的橋梁。通過實(shí)踐和結(jié)合有關(guān)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況進(jìn)行了系統(tǒng)分析，我們就校園網(wǎng)的建設(shè)構(gòu)建比較切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)小組的實(shí)地調(diào)查，我?，F(xiàn)占地1500余畝，現(xiàn)有在校生14000多名，教職員工800多名。學(xué)校主要建筑分布如下圖11所示。1-3女生宿舍6-8男生宿舍實(shí)驗(yàn)樓2-4男生宿舍教學(xué)樓食堂體育館圖書館5-7女生宿舍逸夫樓1號(hào)逸夫樓2號(hào)逸夫樓3號(hào)逸夫樓4號(hào)食 堂男生宿舍女生宿舍 圖1-1學(xué)校主要建筑分布圖2.方案論證本校園網(wǎng)將采用三層交換技術(shù)，三層交換機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的路由技術(shù)不同，傳統(tǒng)的路由技術(shù)是通過一定的路由算法來選擇到達(dá)各個(gè)子網(wǎng)的最佳路徑，實(shí)現(xiàn)

6、路由選擇和網(wǎng)絡(luò)的互連；而三層交換機(jī)技術(shù)是利用第三層（網(wǎng)絡(luò)層）中的IP數(shù)據(jù)的包頭信息來加強(qiáng)二層交換，以便解決路由技術(shù)中轉(zhuǎn)發(fā)效率較低的技術(shù)“瓶頸”。本校園網(wǎng)的組建中，中心（核心）交換機(jī)選擇支持三層交換技術(shù)的交換機(jī)，同一VLAN之間的數(shù)據(jù)包傳輸直接由內(nèi)網(wǎng)普通交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)，不需要經(jīng)過核心交換機(jī)，不同VLAN之間的數(shù)據(jù)包傳輸則經(jīng)過三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)交換技術(shù)，可以減輕核心交換機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高網(wǎng)絡(luò)利用效率。 在搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時(shí)，使用了服務(wù)器連接核心交換機(jī)，三層交換機(jī)也可通過路由器連接外網(wǎng)進(jìn)行通信，在局域網(wǎng)內(nèi)二層交換機(jī)使用六個(gè)普通交換機(jī)分給不同的建筑，每個(gè)建筑內(nèi)使用一臺(tái)主機(jī)代表一個(gè)部門，同一個(gè)部門劃分為一個(gè)獨(dú)立的子網(wǎng)

7、，一個(gè)子網(wǎng)使用一個(gè)vlan，交換機(jī)之間采用交叉線通過trunk鏈路進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳輸，交換機(jī)與主機(jī)之間采用直通線相連。3.過程論述3.1校園網(wǎng)IP地址規(guī)劃根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的趨勢，結(jié)合學(xué)校網(wǎng)絡(luò)目前真實(shí)IP地址的現(xiàn)實(shí)情況， 將IP地址規(guī)劃遵循如下原則來設(shè)計(jì)：（1）服務(wù)器區(qū)采用私IP地址，NAT后供人員遠(yuǎn)程訪問；（2）與internet 互聯(lián)設(shè)備IP地址采用真實(shí)IP地址；（3）部分內(nèi)部互連采用私有IP地址。3.2校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D參考上述設(shè)計(jì)方案，通過Tracket Packer仿真軟件實(shí)現(xiàn)方案的具體規(guī)劃，使用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置命令，模擬真實(shí)的校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用了一個(gè)三層交換機(jī)，一個(gè)服務(wù)器，六個(gè)普

8、通交換機(jī)，十二臺(tái)主機(jī)，交換機(jī)與主機(jī)之間使用直通線相連，交換機(jī)與交換機(jī)之間使用交叉線相連。具體的校園網(wǎng)模擬環(huán)境如下圖3-2所示。圖3-2 校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D3.3 VLAN的劃分（1）將不同建筑內(nèi)的多媒體教室和機(jī)房劃為同一個(gè)VLAN，方便于日常課程的學(xué)習(xí)和資料的共享。 （2）將不同建筑內(nèi)的辦公室劃為同一個(gè)VLAN，有利于教師，工作人員之間的溝通與交流，以及教學(xué)資料的共享。（3）將圖書館內(nèi)的借閱室單獨(dú)劃分為一個(gè)VLAN，借閱室使用的是獨(dú)立的借閱系統(tǒng)，需要有獨(dú)立的子網(wǎng)來規(guī)劃，僅限于圖書管理人員內(nèi)部使用，方便圖書的管理。（4）將宿舍劃為男生宿舍和女生宿舍，各兩個(gè)VLAN。高校學(xué)生的流動(dòng)性大，例如換寢室，畢

9、業(yè)等，而導(dǎo)致的學(xué)生的人數(shù)和班級(jí)的變動(dòng)。所以將宿舍單獨(dú)分出來。而男生與女生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求不一樣，男生偏愛于玩游戲，比較占用帶寬，所以將男女生分別劃分VLAN。 根據(jù)上述內(nèi)容現(xiàn)將各部門劃分為以下5個(gè)VLAN，即：VLAN1、VLAN2、VLAN3、VLAN4、VLAN5. 具體劃分如下表所示：表3-4-3 VLAN及IP地址規(guī)劃VLAN號(hào)IP網(wǎng)段部門IP地址具體劃分VLAN1192.168.0.1/24多媒體教室、機(jī)房192.168.0.2192.168.0.4VLAN2192.168.1.1/24辦公室192.168.1.2192.168.1.5VLAN3192.168.2.1/24借閱室192.

10、168.2.2VLAN4192.168.3.1/24男生宿舍192.168.3.2192.168.3.3VLAN5192.168.4.1/24女生宿舍192.168.4.2192.168.4.33.4校園網(wǎng)具體配置實(shí)現(xiàn)1. 信息中心三層交換機(jī)的配置Switch>en Switch#conf t Switch(config)#hostname Center Center(config)#ip routingCenter(config)#vtp mode serverCenter(config)#vtp domain test Center(config)#int f0/24 Center(

11、config-if)# switchport trunk encapsulation dot1qCenter(config-if)# switchport mode trunk Center(config-if)#int f0/20 Center(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1qCenter(config-if)# switchport mode trunk Center(config)#int f0/1 Center(config-if)# ip add 192.168.8.1 255.255.255.0 Center(conf

12、ig-if)#no shut %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to downCenter(config-if)#%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upCenter(config-if)#exit Center(config)#vlan 1 Center(config)#vlan 2 Center(config)#vlan 3 Center(c

13、onfig)#vlan 4 Center(config)#vlan 5 Center(config)#int vlan 1 Center(config-vlan)#ip add 192.168.0.1 255.255.255.0 Center(config-vlan)#no shut Center(config-vlan)#int vlan 2Center(config-vlan)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0 Center(config-vlan)#no shut Center(config-vlan)#int vlan 3Center(config-vl

14、an)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0 Center(config-vlan)#no shut Center(config-vlan)#int vlan 4Center(config-vlan)#ip add 192.168.3.1 255.255.255.0 Center(config-vlan)#no shut Center(config-vlan)#int vlan 5Center(config-vlan)#ip add 192.168.4.1 255.255.255.0 Center(config-vlan)#no shut Center(config

15、-vlan)#exitCenter(config)#Z 2.教學(xué)樓交換機(jī)的配置Switch>en Switch#conf t Switch(config)#hostname Teach Teach(config)#vtp mode client Teach(config)#vtp domain test Teach(config)#int f0/24Teach(config-if)#switchport mode trunkTeach(config-if)#int f0/23Teach(config-if)#switchport mode trunkTeach(config-if)#in

16、t f0/1 Teach(config-if)#switchport access vlan 1 Teach(config-if)#int f0/2 Teach(config-if)#switchport access vlan 2 Teach(config-if)#exitTeach(config)#Z 3. 實(shí)驗(yàn)樓交換機(jī)的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname LabLab(config)#vtp mode client Lab(config)#vtp domain testLab(config)#int f0/22Lab(co

17、nfig-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int f0/23Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int f0/1Lab(config-if)#switchport access vlan 1 Lab(config-if)#int f0/2Lab(config-if)#switchport access vlan 2Lab(config-if)#exitLab(config)#Z4. 圖書館交換機(jī)的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#h

18、ostname LibrLibr(config)#vtp mode client Libr(config)#vtp domain testLibr(config)#int f0/22Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)#int f0/23Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)#int f0/1Libr(config-if)#switchport access vlan 3 Libr(config-if)#int f0/2Libr(config-if)#switc

19、hport access vlan 2Libr(config-if)#exitLibr(config)#Z5.逸夫樓交換機(jī)的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname YifuYifu(config)#vtp mode client Yifu(config)#vtp domain testYifu(config)#int f0/23Yifu(config-if)#switchport mode trunkYifu(config-if)#int f0/1 Yifu(config-if)#switchport access vlan 1 Y

20、ifu(config-if)#int f0/2Yifu(config-if)#switchport access vlan 2Yifu(config-if)#exitYifu(config)#Z6. 1-8棟宿舍交換機(jī)的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname EdormEdorm(config)#vtp mode client Edorm(config)#vtp domain testEdorm(config)#int f0/24Edorm(config-if)#switchport mode trunkEdorm(config-i

21、f)#int f0/23Edorm(config-if)#switchport mode trunkEdorm(config-if)#int f0/1Edorm(config-if)#switchport access vlan 4 Edorm(config-if)#int f0/2Edorm(config-if)#switchport access vlan 5Edorm(config-if)#exitEdorm(config)#Z7. 逸夫宿舍交換機(jī)的配置 Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname YdormYdorm(config)

22、#vtp mode client Ydorm(config)#vtp domain testYdorm(config)#int f0/23Ydorm(config-if)#switchport mode trunkYdorm(config-if)#int f0/24Ydorm(config-if)#switchport mode trunkYdorm(config-if)#int f0/1Ydorm(config-if)#switchport access vlan 4 Ydorm(config-if)#int f0/2Ydorm(config-if)#switchport access vl

23、an 5Ydorm(config-if)#exitYdorm(config)#Z3.5主機(jī)IP地址和網(wǎng)關(guān)的配置 校園網(wǎng)共設(shè)置了12臺(tái)主機(jī)，1臺(tái)服務(wù)器，為其分配為C類私有地址，從192.168.0.0/16地址段中選擇連續(xù)的地址進(jìn)行分配，以下是各主機(jī)和服務(wù)器的IP地址及默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的詳細(xì)分配表：表3.5-1 PI地址和網(wǎng)關(guān)配置表主機(jī)號(hào)IP地址默認(rèn)網(wǎng)關(guān)PC0192.168.0.2192.168.0.1PC1192.168.1.2192.168.1.1PC2192.168.0.3192.168.0.1PC3192.168.1.3192.168.1.1PC4192.168.2.2192.168.2.1PC

24、5192.168.1.4192.168.1.1PC6192.168.0.4192.168.0.1PC7192.168.1.5192.168.1.1PC8192.168.3.2192.168.3.1PC9192.168.4.2192.168.4.1PC10192.168.3.3192.168.3.1PC11192.168.4.3192.168.4.1 Server0192.168.8.8192.168.8.14. 結(jié)果分析4.1查看三層交換機(jī)VLAN信息在核心三層交換機(jī)里配置show vlan命令，查得內(nèi)容如下： 注：其他交換機(jī)查看配置同上。4.2查看路由表在核心三層交換機(jī)里配置show ip

25、route命令，查得內(nèi)容如下：4.3測試主機(jī)連通性（1）處于同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)間聯(lián)通測試測試同一vlan同一網(wǎng)段之間的連通性，選vlan5中的主機(jī)PC9與vlan5中的主機(jī)PC11使用ping命令相ping，PC9所發(fā)送的4份數(shù)據(jù)已全部被PC4收到，各份數(shù)據(jù)報(bào)的最長傳輸時(shí)間為203ms，最短傳輸時(shí)間為93ms，平均傳輸時(shí)間為121ms。ping得的結(jié)果如下圖4-1所示： 圖4-1同一vlan同一網(wǎng)段主機(jī)間聯(lián)通測試使用Packet Tracer仿真軟件通過數(shù)據(jù)包傳輸測試主機(jī)之間的連通性，選擇測試教學(xué)樓的多媒體教室與實(shí)驗(yàn)樓的機(jī)房是否連通。PC0是多媒體教室里的一臺(tái)主機(jī)，它的IP地址是：192.168

26、.0.2 ，PC2是機(jī)房里的一臺(tái)主機(jī)，它的IP地址是192.168.0.3?，F(xiàn)在從主機(jī)PC0端開始向主機(jī)PC2發(fā)送數(shù)據(jù)包，通過直通線到達(dá)switch0，具體傳輸路線如下圖4-2所示：圖4-2 PC0與PC2通信經(jīng)過switch0接著，主機(jī)PC0通過switch0和switch1之間的trunk鏈路到達(dá)switch1，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間通信，通過switch1與主機(jī)間的直通線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)PC2，具體傳輸路線如下圖7-3所示：圖4-3 PC0與PC2通信經(jīng)過網(wǎng)間trunk鏈路最后，PC0向PC2發(fā)送ICMP報(bào)文，顯示通信測試成功, 測試最后狀態(tài)如下圖7-4所示：圖4-4網(wǎng)內(nèi)通信ICMP報(bào)文測試最后狀態(tài)（

27、2）處于不同網(wǎng)絡(luò)間的主機(jī)間聯(lián)通測試測試不同vlan不同網(wǎng)段之間的連通性， vlan3中的主機(jī)PC4與vlan2中的主機(jī)PC3使用ping命令相ping，主機(jī)PC4所發(fā)送的4份數(shù)據(jù)有3個(gè)被主機(jī)PC3收到，數(shù)據(jù)丟包了一個(gè)，各份數(shù)據(jù)報(bào)的最長傳輸時(shí)間為203ms，最短傳輸時(shí)間為172ms，平均傳輸時(shí)間為183ms。ping得的結(jié)果如下圖4-5所示。圖4-5 不同VLAN不同網(wǎng)段的主機(jī)間聯(lián)通測試使用Packet Tracer仿真軟件通過數(shù)據(jù)包傳輸測試主機(jī)之間的連通性，選擇測試圖書館的借閱室與實(shí)驗(yàn)樓的辦公室是否連通。主機(jī)PC4圖書館借閱室的一臺(tái)主機(jī)，IP地址是192.168.2.2。主機(jī)PC3是實(shí)驗(yàn)樓辦公室的一臺(tái)主機(jī)，IP是192.168.1.1。從主機(jī)PC4端開始向主機(jī)PC3發(fā)送數(shù)據(jù)包，通過直通線到達(dá)switch2，具體傳輸路線如下圖4-6所示。圖4-6 PC4與PC3通信經(jīng)過switch2接著，主機(jī)PC4通過switch2和switch1之間的trunk鏈路將數(shù)據(jù)包傳送到switch1，具體傳輸路線如下圖4-7所示。圖4-7 PC4與PC3通信經(jīng)過switch1接著，主機(jī)PC4通過switch