實驗室小型互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計

1、成 績 評 定 表學(xué)生姓名班級學(xué)號專 業(yè)電子信息工程課程設(shè)計題目計算機網(wǎng)絡(luò)評語組長簽字：成績?nèi)掌?2016 年 10 月 日課程設(shè)計任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與工程專 業(yè)學(xué)生姓名班級學(xué)號課程設(shè)計題目計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室小型互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計實踐教學(xué)要求與任務(wù): 1）查閱資料，根據(jù)用戶需求，掌握小型互連網(wǎng)的設(shè)計方法；2）熟練掌握CISCO路由器、交換機及PC及機的基本配置命令；3）用掌握的CISCO基本配置命令調(diào)試通整個網(wǎng)絡(luò)。（至少要有兩個LAN一個WAN，網(wǎng)間設(shè)備之間能互通）4)WAN 的路由選擇：（1）靜態(tài)路由 （2）要有默認路由 （3）動態(tài)路由（RIP路由）VLAN設(shè)置工作計劃與進度安排:1、1-2 教師布

2、置課設(shè)題目及課設(shè)要求，指導(dǎo)同學(xué)安裝軟件并熟悉軟件平臺的使用方法2、3-8 查閱課外資料，調(diào)研用戶需求，選擇合適的設(shè)備，設(shè)計滿足用戶需求的拓撲結(jié)構(gòu)。3、9-16熟悉模擬軟件環(huán)境。掌握路由器、交換機、PC機的基本配置和相關(guān)命令4、16-28 導(dǎo)入拓撲圖，利用網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，調(diào)試通整個網(wǎng)絡(luò)，使其網(wǎng)中所有設(shè)備能互相通信。5、29-32驗收、完成課程設(shè)計報告。指導(dǎo)教師： 2016 年 月 日專業(yè)負責(zé)人：2016 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長：2016 年 月 日摘 要本次課程設(shè)計是用BOSON軟件實現(xiàn)小型互連網(wǎng)和虛擬局域網(wǎng)的綜合設(shè)計。通過查閱資料，根據(jù)用戶需求，掌握小型網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)計方法。要求包含局域網(wǎng)（LA

3、N），廣域網(wǎng)（WAN），并且設(shè)置虛擬局域網(wǎng)（VLAN），實現(xiàn)網(wǎng)間設(shè)備的互通。選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，IP地址規(guī)劃，利用Boson Netsim Designer 繪制網(wǎng)絡(luò)拓撲圖。在繪制完實驗拓撲圖后，可以將其保存并裝入Boson NetSim 中開始實驗配置。Boson:路由器模擬器BOSON NETSIM是目前最好的路由器模擬軟件，說是路由器有些片面，因為它不僅是可以模擬路由器，同時可以模擬交換機，通過它的自定義網(wǎng)絡(luò)拓撲功能都可以實現(xiàn)計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的仿真。它模擬了Cisco IOS相當大部分的命令，可以模擬真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的配置，方便測試錯誤。關(guān)鍵詞: BOSON軟件;局域網(wǎng);虛擬局域網(wǎng);IP地

4、址目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc21775 1 Boson實驗平臺介紹 PAGEREF _Toc21775 1 HYPERLINK l _Toc16393 1.1 Boson Network Designer簡介 PAGEREF _Toc16393 1 HYPERLINK l _Toc23594 1.2 Boson NetSim簡介 PAGEREF _Toc23594 2 HYPERLINK l _Toc28487 2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 PAGEREF _Toc28487 3 HYPERLINK l _Toc17247 2.1工作原理 PAGEREF _Toc1724

5、7 4 HYPERLINK l _Toc4857 2.2系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc4857 6 HYPERLINK l _Toc9205 2.3劃分網(wǎng)段、IP地址 PAGEREF _Toc9205 6 HYPERLINK l _Toc1878 2.4設(shè)備介紹 PAGEREF _Toc1878 7 HYPERLINK l _Toc6440 3 配置 PAGEREF _Toc6440 8 HYPERLINK l _Toc29437 3.1交換機Switch 1的配置： PAGEREF _Toc29437 8 HYPERLINK l _Toc11792 3.2交換機Switch 2的配置

6、： PAGEREF _Toc11792 8 HYPERLINK l _Toc32728 3.3交換機Switch 3的配置： PAGEREF _Toc32728 9 HYPERLINK l _Toc11113 3.4路由器Route 1的配置： PAGEREF _Toc11113 9 HYPERLINK l _Toc2087 3.5路由器Route 2的配置： PAGEREF _Toc2087 10 HYPERLINK l _Toc19726 3.6 PC1PC10的配置： PAGEREF _Toc19726 10 HYPERLINK l _Toc16550 4 驗證結(jié)果 PAGEREF _T

7、oc16550 11 HYPERLINK l _Toc25576 5 小型虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc25576 13 HYPERLINK l _Toc28977 5.1 拓撲結(jié)構(gòu)： PAGEREF _Toc28977 13 HYPERLINK l _Toc20629 5.2 配置 PAGEREF _Toc20629 14 HYPERLINK l _Toc5981 5.2.1 Switch 1的配置 PAGEREF _Toc5981 14 HYPERLINK l _Toc25628 5.2.2 在switch1中劃分vlan PAGEREF _Toc25628 14 HYPERL

8、INK l _Toc27341 5.3 驗證 PAGEREF _Toc27341 15 HYPERLINK l _Toc24419 5.3.1 Switch 1的VLAN劃分： PAGEREF _Toc24419 15 HYPERLINK l _Toc14678 5.3.2 VLAN1與VLAN2的連通性測試: PAGEREF _Toc14678 15 HYPERLINK l _Toc20297 6 結(jié)果分析 PAGEREF _Toc20297 16 HYPERLINK l _Toc310 7 結(jié)論 PAGEREF _Toc310 16 HYPERLINK l _Toc12943 參考文獻 P

9、AGEREF _Toc12943 171 Boson實驗平臺介紹1.1 Boson Network Designer簡介Boson Network Designer 是用戶用來繪制自己定制的實驗網(wǎng)絡(luò)拓撲圖的工具。它的主界面分為菜單欄、設(shè)備連接列表、設(shè)備連接信息和繪圖區(qū)四個部分，如圖1.1所示。下面介紹一下各個部分的主要功能。圖1.1 Boson Network Designer界面（1）菜單欄“File”菜單主要完成拓撲圖文件的新建、打開、保存、另存、打印等操作，拓撲圖文件的擴展名為“.top”。（2）設(shè)備連接列表Boson Network Designer包含的設(shè)備和連接有：Cisco 80

10、0、1000、1600、1700、2500、2600、3600、4500八個系列42種路由器；Cisco Catalyst 1900、2900、3500三個系列3三種交換機；Ethernet、Serial、ISDN三種布線元件；Win98、TACACS、TFTP三種PC機器。（3）設(shè)備連接信息列表在設(shè)備連接列表中選中一個具體型號的設(shè)備或連接后，設(shè)備連接信息列表區(qū)會顯示出該設(shè)備的接口數(shù)量和類型，如圖1.2所示。對于類型為可選的接口，在添加設(shè)備到繪圖區(qū)時再確定是否使用。圖1.2 連接信息列表區(qū)（4）繪圖區(qū)繪圖區(qū)是Boson Network Designer的主窗口，提供了各種設(shè)備連接的放置平臺，可

11、以在設(shè)備列表中選擇設(shè)備添加，在該區(qū)域內(nèi)直接修改。在下文的實驗中將詳細說明它的使用方法。1.2 Boson NetSim簡介Boson NetSim用來模擬路由器、交換機等各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搭建起來的實驗環(huán)境。用戶可以在該軟件上對虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行配置、測試，也可以對運行的協(xié)議進行診斷。它的主界面分為菜單欄、工具欄、設(shè)備配置界面三個部分，如圖1.3所示。下面介紹一下各個部分的主要功能。圖1.3 Boson NetSim 主界面（1）菜單欄菜單欄包括File、Modes、Devices、Tools、Ordering、Window、Help七個部分。（2）工具欄工具欄的前3個按鈕用來快速切換正在配置的路由器

12、、交換機、PC機，與“Devices”菜單的功能相同。第4個按鈕用來打開實驗導(dǎo)航器，與“Lab Navigator” 菜單的功能相同。第5個按鈕用來顯示當前實驗的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖。第6個按鈕用來顯示“遠程控制面板”，“Remote Control”菜單功能相同。（3）設(shè)備配置界面設(shè)備配置界面是用戶輸入路由器、交換機、PC機配置命令的地方，也是用戶觀察路由器、交換機、PC機信息輸出的地方。路由器和交換機的配置方法與“超級終端”相同，PC機的配置方法與Windows狀態(tài)下cmd命令行方式相似。2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實驗室的方案設(shè)計基于以下幾個方面考慮:(1)內(nèi)容豐富實驗室設(shè)備能涵蓋局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、無線、網(wǎng)絡(luò)安全、

13、VoIP、綜合布線等實用技術(shù)功能模塊,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)實踐課程與理論課內(nèi)容的緊密結(jié)合,全方位為學(xué)生提供實踐動手的機會。(2)設(shè)備完善同類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備多種不同的型號,為學(xué)生在實驗中提供廣泛的操作平臺,在對比中學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)中對比,進一步拓寬眼界。(3)拓撲靈活靈活的拓撲設(shè)計只需要通過簡單的跳線即可改變拓撲,滿足多種實驗要求,并且可以根據(jù)多種需求進行擴展,讓學(xué)生在實驗中有機會充分發(fā)揮創(chuàng)新能力,根據(jù)實驗?zāi)康淖孕型瓿蓪嶒灥脑O(shè)計與配置,并且可實現(xiàn)實驗室內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與校園網(wǎng)的輕松連接。(4)易于維護實驗后能夠迅速恢復(fù)實驗設(shè)備,以免影響下一個班級的上機使用,這就需要一個易于維護與恢復(fù)的實驗環(huán)境,包括對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及終端計

14、算機的恢復(fù)。(5)安全可靠設(shè)備系統(tǒng)具備較高的安全性、容錯能力,并且能防止內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)受到外部攻擊和感染病毒,保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及終端計算機的安全。(6)環(huán)境友好結(jié)合多媒體教學(xué),加強教與學(xué)的互動,讓學(xué)生邊學(xué)邊做,邊做邊學(xué)。2.1工作原理局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是指傳輸距離有限，傳輸速率較高，以共享網(wǎng)絡(luò)資源為主要目的的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。將一個網(wǎng)絡(luò)限制在物理上較小的區(qū)域之內(nèi)，可以減少從網(wǎng)絡(luò)上一臺計算機發(fā)送數(shù)據(jù)到最遠處計算機的時延。局域網(wǎng)是共享介質(zhì)的廣播式分組交換網(wǎng)。在局域網(wǎng)中，所有的計算機都連接到共享的傳輸介質(zhì)上，任何計算機發(fā)出的數(shù)據(jù)包都會被其他計算機接收到。由于局域網(wǎng)是共享

15、介質(zhì)的通信系統(tǒng)，所以共享介質(zhì)的信道分配技術(shù)是局域網(wǎng)的核心技術(shù)。拓撲結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)決定了各種局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)傳輸速率、通信效率等特點，也決定了局域網(wǎng)的應(yīng)用。VLAN概述 傳統(tǒng)的局域網(wǎng)中，通常一個工作組（Workgroup）是在同一個網(wǎng)段上，每個網(wǎng)段可以是一個邏輯工作組或子網(wǎng)。多個邏輯工作組之間通過實現(xiàn)互連的網(wǎng)橋或路由器來交換數(shù)據(jù)。因此，邏輯工作組的組成要受節(jié)點所在網(wǎng)段的物理位置限制。虛擬局域網(wǎng)功能：VLAN（Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng)）是指在交換式局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用網(wǎng)絡(luò)管理軟件構(gòu)建的可跨越不同網(wǎng)段、不同網(wǎng)絡(luò)的端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)。一個VLAN組成一個邏輯

16、子網(wǎng)，即一個邏輯廣播域，它可以覆蓋多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，允許處于不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)用戶加入到一個邏輯子網(wǎng)中。同時，在同一臺交換機上也可以劃分多個VLAN。IEEE于1999年頒布用以標準化VLAN實現(xiàn)方案的IEEE 802.1q協(xié)議標準草案。利用以太網(wǎng)交換機可以很方便地實現(xiàn)虛擬局域網(wǎng)VLAN。這里要指出，虛擬局域網(wǎng)其實只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。由于虛擬局域網(wǎng)是用戶和網(wǎng)絡(luò)資源的邏輯組合，因此可按照需要將有關(guān)設(shè)備和資源非常方便地重新組合，使用戶從不同的服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫中存取所需的資源。VLAN在網(wǎng)絡(luò)管理中具有以下三個優(yōu)點：控制廣播風(fēng)暴：采用VLAN技術(shù)，可將交換機的某個交換端口

17、劃分到某個VLAN中，一個VLAN的廣播風(fēng)暴不會影響到其他VLAN的性能。提高網(wǎng)絡(luò)整體安全性：共享式局域網(wǎng)中的用戶只要連接到一個集線器的端口，就能訪問集線器所連接網(wǎng)段上的所有其他用戶，因而很難保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。而VLAN能限制個別用戶的訪問以及控制廣播組的大小和位置，甚至鎖定某臺設(shè)備的MAC地址。方便的網(wǎng)絡(luò)管理：網(wǎng)絡(luò)管理員能借助VLAN技術(shù)輕松地管理整個網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)管理員只需設(shè)置幾條命令就能很快地建立一個VLAN，并將分布在不同地方的用戶設(shè)置到VLAN中。VLAN的劃分方式VLAN劃分的方式分為靜態(tài)VLAN和動態(tài)VLAN。靜態(tài)VLAN靜態(tài)VLAN是基于端口的VLAN，它是將端口強制性地分配給VL

18、AN。這是一種最經(jīng)常使用的配置方式。靜態(tài)VLAN容易實現(xiàn)和監(jiān)控，而且比較安全。這是一種最簡單的VLAN。劃分靜態(tài)VLAN時，既可以把同一交換機的不同端口劃分為同一VLAN；也可以把不同交換機的端口劃分為同一VLAN。可以把位于不同物理位置、連接在不同交換機上的用戶按照一定的邏輯功能和安全策略進行分組，根據(jù)需要將其劃分為同一或不同的VLAN。靜態(tài)VLAN通常使用網(wǎng)絡(luò)管理軟件來配置和維護端口。若需要改變端口的屬性，必須手動重新配置，所以具有很好的安全性。動態(tài)VLAN動態(tài)VLAN是一種較為復(fù)雜的劃分方法。它可以分為：基于MAC地址的VLAN劃分，根據(jù)每個主機的MAC地址來劃分?；贗P地址的VLAN

19、，新站點在入網(wǎng)時無需進行太多配置，交換機則根據(jù)各站點網(wǎng)絡(luò)地址自動將其劃分成不同的虛擬局域網(wǎng)。在靜態(tài)VLAN和動態(tài)VLAN的實現(xiàn)技術(shù)中，基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)智能化程度最高，實現(xiàn)起來也最復(fù)雜。一般采用基于端口和基于MAC地址配合使用。2.2系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖路由器1的Se0口與路由器2的Se0相連；eth口與交換機1的fe1口相連路由器2的Se0口與路由器1的Se0相連，eth口與交換機2的fe1口相連各PC機的eth口與交換機的fe口相連交換機之間通過fe口相連R2的eth端口2.3劃分網(wǎng)段、IP地址劃分網(wǎng)段類型網(wǎng)段默認網(wǎng)關(guān)LAN1LAN2WAN劃分IP地址主機ip地址默認網(wǎng)關(guān)

20、PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC72.4設(shè)備介紹設(shè)備型號數(shù)量Cisco805路由器2Cisco2950交換機3主機 線路若干Cisco Catalyst 2950系列交換機 Cisco Catalyst 2950系列智能以太網(wǎng)交換機是一個固定配置、可堆疊的獨立設(shè)備系列，提供了快速以太網(wǎng)和千兆位以太網(wǎng)連接。這是一款最廉價的Cisco交換產(chǎn)品系列，為中型網(wǎng)絡(luò)和城域接入應(yīng)用提供了智能服務(wù)。作為思科最為廉價的交換產(chǎn)品系列，Cisco Catalyst 2950系列在網(wǎng)絡(luò)或城域接入邊緣實現(xiàn)了智能服務(wù)。 Cisco805路由器作為Cisco 805系列的最新成員，Cisco 805串行路由器集成了

21、Cisco IOS技術(shù)，它通過幀中繼、專線、X.25或異步撥號網(wǎng)絡(luò)提供安全可靠的Internet訪問，為小型辦公室進行大型企業(yè)聯(lián)網(wǎng)提供所需的一切。選擇通過串行線路連接上網(wǎng)的小型辦公室可以將Cisco IOS軟件的功能用于安全的Internet訪問、治理性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）等高級應(yīng)用。Cisco 805路由器非凡適合擁有多個頻繁上網(wǎng)用戶的小型辦公室，而且成本有效，因為它是一個獨立的路由器，能夠給多個用戶提供一個固定的Internet連接。每個人不再需要單獨配置調(diào)制解調(diào)器來訪問信息。3 配置3.1交換機Switch 1的配置：3.2交換機Switch 2的配置：3.3交換機Switc

22、h 3的配置：3.4路由器Route 1的配置：在Route1中設(shè)置動態(tài)路由：3.5路由器Route 2的配置：在Route2中設(shè)置動態(tài)路由：3.6 PC1PC10的配置：PC2PC10的配置與此類似，只要更換成自己的IP地址和網(wǎng)關(guān)即可。4 驗證結(jié)果winipcfg查看PC1的IP地址：Route1的動態(tài)路由：Route 2的動態(tài)路由：PC1與PC4的連通性測試：PC2與PC6的連通性測試：PC5與PC3的連通性測試：PC1與PC2的連通性測試：PC4與PC7的連通性測試：5 小型虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計5.1 拓撲結(jié)構(gòu)：圖5.1系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)各PC機的eth口與交換機的fe口相連劃分VLANVLAN號

23、VLAN名稱網(wǎng)段默認網(wǎng)關(guān)10VLAN111220VLAN25.2 配置5.2.1 Switch 1的配置5.2.2 在switch1中劃分vlan5.3 驗證5.3.1 Switch 1的VLAN劃分：5.3.2 VLAN1與VLAN2的連通性測試: PC1與PC2的連通性測試： PC1與PC3的連通性測試：6 結(jié)果分析測試網(wǎng)絡(luò)連通性后可知，無論是LAN-LAN、LAN-WAN還是LAN-WAN-LAN網(wǎng)絡(luò)都能正常連通。由show ip route命令知路由器的動態(tài)路由設(shè)置正常。由show vlan命令知VLAN劃分正常，測試VLAN的連通性知VLAN的工作也正常，能滿足不同分組之間廣播數(shù)據(jù)的屏蔽性，提高的數(shù)據(jù)的安全。從連通結(jié)果可以看出，因為PC1機與PC