校園小型互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建課程設(shè)計(jì)報(bào)告分解

摘要本次課程設(shè)計(jì)是用BOSON軟件實(shí)現(xiàn)小型互連網(wǎng)的綜合設(shè)計(jì)。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，校園網(wǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育背景下的必要基礎(chǔ)設(shè)施，成為學(xué)校提高水平的重要途徑。通過(guò)查閱資料，了解了一個(gè)成熟的校園網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法，并且設(shè)計(jì)了一個(gè)小型互連網(wǎng)絡(luò)。此網(wǎng)絡(luò)包含局域網(wǎng)（LAN），廣域網(wǎng)（WAN），設(shè)置了虛擬局域網(wǎng)（VLAN），路由選擇協(xié)議可選擇RIP或者靜態(tài)路由選擇方式，最終實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)間設(shè)備的互通與隔離。具體操作為利用BosonNetsim繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，在繪制完實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D后，將其保存并裝入軟件中開始實(shí)驗(yàn)配置。關(guān)鍵詞：小型互連網(wǎng)絡(luò)虛擬局域網(wǎng)RIPBosonNetsim目錄1課程設(shè)計(jì)目的 12課程設(shè)計(jì)要求 13軟、硬件環(huán)境 14網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃案例 35小型互連網(wǎng)及VLAN的設(shè)計(jì) 85.1小型互連網(wǎng)的設(shè)計(jì) 85.1.1拓?fù)鋱D的設(shè)計(jì) 85.1.2設(shè)備選擇 95.1.3劃分網(wǎng)段及IP地址規(guī)劃 95.1.4設(shè)備配置 95.1.5測(cè)試結(jié)果 175.2VLAN的設(shè)計(jì) 215.2.1拓?fù)鋱D的設(shè)計(jì) 215.2.2設(shè)備選擇 215.2.3IP地址及VLAN規(guī)劃 215.2.4設(shè)備配置 216心得體會(huì) 257參考文獻(xiàn) 261課程設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)是用BOSON軟件實(shí)現(xiàn)小型互連網(wǎng)的綜合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不同局域網(wǎng)之間的互連以及局域網(wǎng)通過(guò)廣域網(wǎng)的互連。學(xué)習(xí)并熟悉BOSON軟件的一般操作和運(yùn)用，在加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課本知識(shí)的理解的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)小型互連網(wǎng)絡(luò)并對(duì)其進(jìn)行分析，并且進(jìn)一步理解互連網(wǎng)的基本組成、VLAN的基本原理及劃分等相關(guān)知識(shí)。利用BOSONNetsim對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)配置并測(cè)試。2課程設(shè)計(jì)要求1．查閱資料，根據(jù)用戶需求，掌握小型互連網(wǎng)的設(shè)計(jì)方法；2．熟練掌握CISCO路由器、交換機(jī)及PC及機(jī)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(gè)網(wǎng)絡(luò)。（至少要有兩個(gè)LAN一個(gè)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(rèn)路由（3）動(dòng)態(tài)路由（RIP路由）5．VLAN設(shè)置3軟、硬件環(huán)境硬件環(huán)境MicrosoftWindows，是美國(guó)微軟公司研發(fā)的一套操作系統(tǒng)，它問(wèn)世于1985年，起初僅僅是Microsoft-DOS模擬環(huán)境，后續(xù)的系統(tǒng)版本由于微軟不斷的更新升級(jí)，不但易用，也慢慢的成為家家戶戶人們最喜愛(ài)的操作系統(tǒng)。Windows采用了圖形化模式GUI，比起從前的DOS需要鍵入指令使用的方式更為人性化。隨著電腦硬件和軟件的不斷升級(jí)，微軟的Windows也在不斷升級(jí)，從架構(gòu)的16位、32位再到64位，甚至128位，系統(tǒng)版本從最初的Windows1.0到大家熟知的Windows95、Windows98、WindowsME、Windows2000、Windows2003、WindowsXP、WindowsVista、Windows7、Windows8、Windows8.1、Windows10（預(yù)覽版）和WindowsServer服務(wù)器企業(yè)級(jí)操作系統(tǒng)，不斷持續(xù)更新，微軟一直在致力于Windows操作系統(tǒng)的開發(fā)和完善。軟件環(huán)境BosonNetSim是推薦的網(wǎng)絡(luò)虛擬軟件，可以模擬路由器和部分交換機(jī)，而且是它最先提出自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓δ?，大多?shù)人都使用Boson來(lái)練手CCNA和CCNP的。Boson算得上是目前最流行的，操作最接近真實(shí)環(huán)境的模擬工具。可以毫不夸張地說(shuō)，它就是真實(shí)設(shè)備的縮影。與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相比，使用它省去了我們制作網(wǎng)線連接設(shè)備，頻繁變換CONSOLE線，不停地往返于設(shè)備之間的環(huán)節(jié)。同時(shí)，它的命令也和最新的Cisco的IOS保持一致，它可以模擬出Cisco的中端產(chǎn)品35系列交換機(jī)和45系列路由器。它還具備一項(xiàng)非常強(qiáng)大的功能，那就是自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及連接。通過(guò)Boson我們可以隨意構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，PC、交換機(jī)、路由器都可被模擬出來(lái)，而且它還能模擬出多種連接方式(如PSTN、ISDN、PPP等)。圖3.1bosonnetsim軟件界面圖3.1的界面中，左側(cè)為軟件自帶的拓?fù)鋱D的配置及說(shuō)明，右側(cè)為lab創(chuàng)建界面，將繪制好的拓?fù)鋱D裝入lab中后可以對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行配置測(cè)試。通過(guò)點(diǎn)擊NetMap可進(jìn)入繪圖界面，如圖3.2所示。圖3.2繪圖區(qū)4網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃1.選擇合適的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前常用的主干網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)有100Mbps的快速以太網(wǎng)，100Mbps的FDDI和155/622Mbps的ATM網(wǎng)絡(luò)，千兆以太網(wǎng)等。在充分考慮建設(shè)原則，滿足應(yīng)用需要和適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)三個(gè)方面的問(wèn)題后，我們選擇了千兆位以太網(wǎng)GigabitEthernet，理由是：以低廉的價(jià)格提供高帶寬。本系統(tǒng)對(duì)骨干網(wǎng)的帶寬要求十分嚴(yán)格，而千兆位以太網(wǎng)提供10倍于快速以太網(wǎng)的性能而價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其10倍，與ATM相比，其價(jià)格則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于622MbpsATM。良好的兼容性和管理的簡(jiǎn)單性。千兆位以太網(wǎng)保留802.3以太網(wǎng)幀格式以及802.3的對(duì)象規(guī)格，從而能夠從原有設(shè)施（如WindowsNT和Novell局域網(wǎng)等）平滑地升級(jí)至千兆性能，現(xiàn)有的線纜、操作系統(tǒng)、協(xié)議、桌面應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)管理策略與工具都得以保留。相反，ATM必須使用局域網(wǎng)仿真才能與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施兼容，與其使用仿真的以太網(wǎng)，不如使用真正的以太網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理的技術(shù)要求上，千兆以太網(wǎng)比ATM要簡(jiǎn)單得多。支持千兆以太網(wǎng)的第3/4層交換機(jī)的出現(xiàn)。這大大地增強(qiáng)了千兆以太網(wǎng)在園區(qū)的地位，原來(lái)認(rèn)為的以太網(wǎng)的一些不足，如對(duì)多媒體應(yīng)用的支持、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多鏈路負(fù)載分享、基于標(biāo)準(zhǔn)的虛擬網(wǎng)等，已被新的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)所解決。考慮到校園網(wǎng)應(yīng)用的特殊性，隨著應(yīng)用的發(fā)展，普通數(shù)據(jù)的傳輸量將會(huì)大量增加；視頻的應(yīng)用將會(huì)迅速發(fā)展，如采用VOD方式的視頻教學(xué)、交互式的視頻會(huì)議等。綜上所述，本方案主要選擇千兆以太網(wǎng)技術(shù)來(lái)構(gòu)建用戶的需求，對(duì)二層結(jié)點(diǎn)和桌面微機(jī)的接入也采用快速以太網(wǎng)，建立一個(gè)基于多層、全交換的虛擬園區(qū)網(wǎng)。2.選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主干網(wǎng)設(shè)計(jì)采用星、環(huán)型相結(jié)合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)匯接各子網(wǎng)，形成中心交換，中心節(jié)點(diǎn)與各個(gè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)分別通過(guò)光纖相連，各二級(jí)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)環(huán)構(gòu)成校園網(wǎng)主干信息通道。中心節(jié)點(diǎn)選用高性能交換機(jī)，放置在網(wǎng)絡(luò)中心內(nèi)。流量按層次劃分，跨越工作組網(wǎng)段的流量匯接到子網(wǎng)，跨越子網(wǎng)的流量匯接到主干；子網(wǎng)通過(guò)三層交換機(jī)連接到主干網(wǎng)，各個(gè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)均為匯聚層交換機(jī)，分別置于教學(xué)樓、辦公大樓、圖書館及網(wǎng)絡(luò)中心。中心節(jié)點(diǎn)與各個(gè)二級(jí)交換機(jī)采用單模室外光纖，通過(guò)電纜溝地埋走線進(jìn)行連接，傳輸速率1000Mbps。同在一樓內(nèi)各子網(wǎng)的工作組交換機(jī)通過(guò)5類UTP與本樓內(nèi)的二級(jí)交換機(jī)連接，每個(gè)子網(wǎng)按部門劃分成多個(gè)工作組網(wǎng)，桌面機(jī)連接到基層網(wǎng)段上，服務(wù)器、工作站連接到高層網(wǎng)段，主干網(wǎng)上不直接入用戶網(wǎng)絡(luò)，教師家中的微機(jī)及遠(yuǎn)程用戶可通過(guò)VPN進(jìn)入校園網(wǎng)。中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)光纖與CERNET和Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高速接入。網(wǎng)絡(luò)中心建有各類服務(wù)器提供整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)，部分服務(wù)器通過(guò)光纖直接與中心節(jié)點(diǎn)的核心交換機(jī)連接實(shí)現(xiàn)高速服務(wù)響應(yīng)和集中控制和管理。從而全面提供Web、VOD、DNS、媒體制作、CAI、MIS、Ilas、Email、AntiVirus、IDS、Firewall、Discmirror、SAN磁盤陣列、計(jì)費(fèi)、網(wǎng)管服務(wù)器、FTP等功能。在網(wǎng)絡(luò)出口和關(guān)鍵子網(wǎng)可設(shè)立防火墻和入侵偵測(cè)，防止來(lái)自內(nèi)部或外部的惡意攻擊。對(duì)學(xué)校各辦公室和教室、各大樓實(shí)施結(jié)構(gòu)化布線。樓宇之間主干采用室外光纖，水平布線采用五類雙絞線UTP，而設(shè)備間選用理線架、光纖配線架及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的內(nèi)容：（1）基礎(chǔ)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)是提供計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的物理基礎(chǔ)。對(duì)于學(xué)校而言，應(yīng)包括骨干光纜鋪設(shè)、樓內(nèi)綜合布線系統(tǒng)以及撥號(hào)線路的申請(qǐng)與提供。綜合布線是信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。它主要針對(duì)建筑的計(jì)算機(jī)與通信的需求而設(shè)計(jì)的，具體是指在建筑物內(nèi)和在各個(gè)建筑物之間布設(shè)的物理介質(zhì)傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不同類型的信息傳輸。（2）網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，建設(shè)支撐校園網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這是學(xué)校校園網(wǎng)建設(shè)的核心。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)應(yīng)當(dāng)提供擴(kuò)展、易于管理、可靠性高、性價(jià)比好的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（3）INTERNET/INTRANET基礎(chǔ)環(huán)境TCP/IP已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)技術(shù)，而基于TCP/IP的INTERNET/INTRANET技術(shù)成為校園網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模式，采用這種模式可以為未來(lái)應(yīng)用的可擴(kuò)展性和可移植性奠定基礎(chǔ)。INTERNET/INTRANET基礎(chǔ)環(huán)境要提供基于TCP/IP的整個(gè)數(shù)據(jù)交換的邏輯支撐，它的好壞直接影響到管理、使用的方便性以及擴(kuò)展的可行性。（4）應(yīng)用信息平臺(tái)為整個(gè)校園網(wǎng)提供統(tǒng)一簡(jiǎn)便的開發(fā)和應(yīng)用環(huán)境、信息交互和搜索平臺(tái)。（5）專有應(yīng)用系統(tǒng)包括多媒體教學(xué)、辦公自動(dòng)化、VOD視頻點(diǎn)播、課件制作管理、圖書館系統(tǒng)等。3.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的考慮（server、client）系統(tǒng)軟件在整個(gè)軟件架構(gòu)中處于最底層，直接與各種類型的硬件設(shè)備交互，主要作用是有效地支配和管理系統(tǒng)中的各種硬件資源。系統(tǒng)軟件的選擇，從理論上講，可以采用Unix，Linux，Windwos或NetWare。但是系統(tǒng)軟件的選擇又是跟硬件平臺(tái)的選擇緊密關(guān)聯(lián)的。如果硬件平臺(tái)采用的是IBM公司的小型機(jī)，則操作系統(tǒng)十有八九就是采用IBM的AIX；如果硬件平臺(tái)采用HP的Unix服務(wù)器，則一般采用HP-UIX。對(duì)于PC服務(wù)器，操作系統(tǒng)可以采用微軟的Windows系列、Linux系統(tǒng)或Sun公司的Solaris86。經(jīng)比較，決定服務(wù)器采用微軟Windows2000Server。工作站的系統(tǒng)最好采用Windows2000Professional或WindowsNTWorkstation，安全性比Windows98好一些。此外，與微軟操作系統(tǒng)平臺(tái)配合，選用MicrosoftSQLServer2000作為數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)軟件。4.完整拓?fù)鋱D圖4.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D5.選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備表4.1設(shè)備選擇序號(hào)名稱品牌單位數(shù)量備注1路由器Cisco3640個(gè)12三層交換機(jī)CiscoWS-C3560E-24PD-E個(gè)13二層交換機(jī)CISCOSRW224G4P個(gè)144硬件防火墻個(gè)15超五類UTP雙絞線箱10062M原裝跳線條1073M原裝跳線條108施工輔料套1盡量選取同一廠家的設(shè)備，這樣在設(shè)備可連性、技術(shù)支持、價(jià)格等因素等各方面有優(yōu)勢(shì)。在網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)中，主干設(shè)備選擇應(yīng)預(yù)留一定的能力，以便于將來(lái)擴(kuò)展；而低端設(shè)備則夠用既可，因低端設(shè)備更新較快，易于擴(kuò)展。選擇的設(shè)備要滿足用戶的需要，主要是要符合整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的要求以及實(shí)際端口數(shù)的要求。選擇名牌設(shè)備廠商，以獲得性能價(jià)格比較更優(yōu)的設(shè)備以及更好的售后保證。6.IP地址規(guī)劃IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分是由IANA（Internet地址分配機(jī)構(gòu)）統(tǒng)一分配的，而主機(jī)位IP地址是由得到網(wǎng)絡(luò)地址的機(jī)構(gòu)或組織自行分配。IP地址的獲得：有兩種方式，一種是靜態(tài)方式，一種是動(dòng)態(tài)方式。

學(xué)校從組建校園網(wǎng)以來(lái)一直采用用戶靜態(tài)IP地址分配。在交換機(jī)上采用VLAN（Virtual

LAN,虛擬局域網(wǎng)）技術(shù)解決廣播帶來(lái)的不良影響。我們學(xué)校劃分VLAN的方式是基于接口來(lái)劃分VLAN。交換機(jī)通過(guò)接口和客戶端相接，只要通過(guò)配置命令將交換機(jī)的接口分給不同的VLAN，就相當(dāng)于把這些客戶端劃分到了不同的廣播域。

無(wú)論是局域網(wǎng)，還是廣域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)之間的通信，最終都表現(xiàn)為將數(shù)據(jù)包從某種形式的鏈路上的初始節(jié)點(diǎn)出發(fā)，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳遞到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終傳送到目的節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)包在這些節(jié)點(diǎn)之間的移動(dòng)都是由ARP負(fù)責(zé)將IP地址映射到MAC地址上來(lái)完成的。數(shù)據(jù)包在傳送過(guò)程中會(huì)不斷詢問(wèn)相鄰節(jié)點(diǎn)的MAC地址。交換機(jī)、端口、IP地址

三者的綁定。為了防止IP地址被盜用，就通過(guò)簡(jiǎn)單的交換機(jī)端口綁定（端口的MAC表使用靜態(tài)表項(xiàng)），可以在每個(gè)交換機(jī)端口只連接一臺(tái)主機(jī)的情況下防止修改MAC地址的盜用。第一種方法：如果是可網(wǎng)管交換機(jī)還可以提供：交換機(jī)、端口、IP地址三者的綁定，一般綁定MAC地址都是在交換機(jī)和路由器上配置的。通過(guò)這些設(shè)置，可以將局域網(wǎng)中的IP地址和MAC地址綁定，任何人在終端上任意更改IP地址，都不能使其登陸互連網(wǎng)，這樣就便于網(wǎng)絡(luò)管理員更好的維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常、安全的運(yùn)行。5小型互連網(wǎng)及VLAN的設(shè)計(jì)5.1小型互連網(wǎng)的設(shè)計(jì)5.1.1拓?fù)鋱D的設(shè)計(jì)圖5.1拓?fù)鋱D5.1.2設(shè)備選擇表5.1設(shè)備選擇設(shè)備設(shè)備型號(hào)Router1Cisco1605路由器Router2Cisco1605路由器Router3Cisco806路由器Router4Cisco805路由器Switch1Cisco2950交換機(jī)Switch2Cisco2950交換機(jī)Switch3Cisco2950交換機(jī)Switch4Cisco2950交換機(jī)5.1.3劃分網(wǎng)段及IP地址規(guī)劃1.網(wǎng)段表5.2網(wǎng)段類型網(wǎng)段默認(rèn)網(wǎng)關(guān)LAN1LAN2LAN3WANWAN2WAN32.IP地址表5.3IP地址主機(jī)IP地址默認(rèn)網(wǎng)關(guān)PC11PC22PC31PC42PC51PC62PC715.1.4設(shè)備配置1.路由器配置1）R1動(dòng)態(tài)路由選擇配置2）R2動(dòng)態(tài)路由選擇配置3）R3動(dòng)態(tài)路由選擇配置4）R4動(dòng)態(tài)路由選擇配置若采用靜態(tài)路由選擇方式，則路由器配置路由選擇時(shí)需改為下述命令：靜態(tài)路由選擇配置1）R12）R23）R34）R42.交換機(jī)配置1）Switch12）Switch23）Switch33.PC機(jī)配置1）PC12）PC23）PC34）PC45）PC56）PC67）PC75.1.5測(cè)試結(jié)果1）RIP路由表2）靜態(tài)路由選擇的路由表3）路由器R1到其他路由器的連通性4）PC1到PC3、PC1到R4的連通性5）PC5到PC1的連通性6）PC7到PC1、PC7到PC3的連通性由測(cè)試結(jié)果得知網(wǎng)絡(luò)是連通的。5.2VLAN的設(shè)計(jì)5.2.1拓?fù)鋱D的設(shè)計(jì)圖5.2vlan拓?fù)鋱D5.2.2設(shè)備選擇表5.1設(shè)備選擇設(shè)備設(shè)備型號(hào)Switch1Cisco2950交換機(jī)Switch2Cisco2950交換機(jī)5.2.3IP地址及VLAN規(guī)劃表5.2IP地址VLAN號(hào)VLAN名稱網(wǎng)段默認(rèn)網(wǎng)關(guān)10VLAN11～22120VLAN2320VLAN325.2.4設(shè)備配置1.交換機(jī)配置1）Switch1VLAN劃分2）Switch2VLAN劃分本設(shè)計(jì)劃分了三個(gè)VLAN，分別為VLAN1、VLAN2和VLAN3。其中PC1、PC2和PC4在VLAN1中，PC3在VLAN2中，PC6在VLAN3中。2.PC機(jī)配置1）PC12）PC23）PC34）PC45）PC55.2.5測(cè)試結(jié)果1）PC1到PC2的連通性PC1和PC2在同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)VLAN1中，故兩者連通。2）PC1到PC3的連通性PC1屬于VLAN1，PC3屬于VLAN2，兩者不連通。3）PC1到PC4的連通性PC1和PC4在同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)VLAN1中，故兩者連通。4）PC1到PC5的連通性PC1屬于VLAN1，PC5屬于VLAN3，兩者不連通。5）PC3到PC5的連通性PC3屬于VLAN2，PC5屬于VLAN3，兩者不連通。由以上測(cè)試結(jié)果得出：同一個(gè)VLAN下的主機(jī)可以通信，否則不可以通信。6心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)我通過(guò)查