簡單校園網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、十*課程設(shè)計說明書學(xué)院名稱：計算機與信息工程學(xué)院班級名稱：網(wǎng)工131學(xué)生 姓名： *學(xué) 號：09題目：簡單校園網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)指導(dǎo)教師姓名:*起止日期：計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院計算機與信息工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程課程名稱計算機網(wǎng)絡(luò)題目簡單校園網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)完成期限自2015年6月23日至2015年6月25日共1周一、項目的目的掌握構(gòu)建基于三層交換技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)的主要實現(xiàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的實 踐和主動思考能力。二、項目任務(wù)的主要內(nèi)容和要求(1) 每部門1個單獨的子網(wǎng)，自定義子網(wǎng)需要的IP地址數(shù)，至少有4 種不同的地址規(guī)模；(2) 使用私有地址滿足校內(nèi)計算機的接入需求，統(tǒng)計需要多少個C類 的IP地址段，并

2、從/16中選擇連續(xù)的地址來使用；(3) 計算每個部門的網(wǎng)絡(luò)地址、掩碼，并指定網(wǎng)關(guān)地址；內(nèi) 容 及 任 務(wù)(4) 每個子網(wǎng)1個單獨的VLAN,并使用三層交換機互連各VLAN。三、項目設(shè)計(研究)思路(1) 查閱相關(guān)資料，掌握校園網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn)所涉及的主要技術(shù)，如IP 地址的規(guī)劃、VLAN技術(shù)、三層交換機實現(xiàn)YLAN互聯(lián)技術(shù)等；(2) 根據(jù)項目需求，規(guī)劃校園網(wǎng)各個部門所在的IP子網(wǎng)，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓 撲；(3) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲，每個部分設(shè)計劃分一個VLAN,實現(xiàn)VLAN配置及 利用三層交換技術(shù)實現(xiàn)VLAN通信配置；(4) 測試驗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)各部門屬于單獨子網(wǎng)，

3、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)計要求撰寫簡單校園網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)方案的說明文檔。進度安排起止日期工作內(nèi)容對課程設(shè)計要求進行分析，討論出總體規(guī)劃。設(shè)計出一個最佳校園網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。完善拓撲圖，編寫、修正，測試。主要參考資料1 謝希仁.計算機網(wǎng)絡(luò)（第5版）H.北京：電子工業(yè)出版社.200&2 滿昌勇.計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（第3版）M.北京：清華大學(xué)出版社.2010.3 李環(huán).計算機網(wǎng)絡(luò)（第2版）M.中國鐵道出版社.2012.4 胡道元.計算機網(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）：X年X月X日系（教研室）主任意見（簽字）：X年X月X日正文部分1. 選

4、題背景隨著現(xiàn)代化教學(xué)活動的開展和與國內(nèi)外教學(xué)機構(gòu)交往的增多，對通過Internet網(wǎng)絡(luò) 進行信息交流的需求越來越迫切，為促進教學(xué)、方便管理和進一步發(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。通過實踐和結(jié)合有關(guān)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)的實際情況進行了系統(tǒng)分析，我們就校園網(wǎng)的建設(shè)構(gòu)建 比較切實可行的設(shè)計方案。根據(jù)小組的實地調(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1 1所示。逸

5、夫樓1號逸夫樓2號逸夫樓3號食堂男生宿舍女生宿舍A夕圖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各個子網(wǎng)的最佳路徑，實現(xiàn)路由選擇和網(wǎng)絡(luò)的互 連；而三層交換機技術(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 換機選擇支持三層交換技術(shù)的交換機，同一 VLAN之間的數(shù)據(jù)包傳輸直接由內(nèi)網(wǎng)普通交換 機來實現(xiàn)，不需要經(jīng)過核心交換機，不同VLAN之間的數(shù)據(jù)包傳輸則經(jīng)過三層交換機實現(xiàn) 交換技術(shù)，可以減輕核心交換

6、機的負擔，提髙網(wǎng)絡(luò)利用效率。在搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時，使用了服務(wù)器連接核心交換機，三層交換機也可通過路由器連 接外網(wǎng)進行通信，在局域網(wǎng)內(nèi)二層交換機使用六個普通交換機分給不同的建筑，每個建筑 內(nèi)使用一臺主機代表一個部門，同一個部門劃分為一個獨立的子網(wǎng)，一個子網(wǎng)使用一個 vlan,交換機之間采用交叉線通過trunk鏈路進行網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳輸，交換機與主機之 間采用直通線相連。3. 過程論述校園網(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IP地址的現(xiàn)實情況，將IP 地址規(guī)劃遵循如下原則來設(shè)計：（1）服務(wù)器區(qū)采用私IP地址，NAT后供人員遠程訪問；（2）與internet互聯(lián)設(shè)備IP地址采用

7、真實IP地址；（3）部分內(nèi)部互連采用私有IP地址。校園網(wǎng)絡(luò)拓撲圖參考上述設(shè)計方案，通過Tracket Packer仿真軟件實現(xiàn)方案的具體規(guī)劃，使用相應(yīng) 的網(wǎng)絡(luò)配置命令，模擬真實的校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用了一個三層交換機，一個服務(wù)器，六 個普通交換機，十二臺主機，交換機與主機之間使用直通線相連，交換機與交換機之間使 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。na.(66.3 292.168.4. 3nZL6?.4.2說 1“ 3 2圖3-2校園網(wǎng)絡(luò)拓撲圖VLAN的劃分（1）將不同建筑內(nèi)的多媒體教室和機房劃為同一個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

8、一個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)的借閱室單獨劃分為一個VLAN,借閱室使用的是獨立的借閱系統(tǒng)， 需要有獨立的子網(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VLAN。髙校學(xué)生的流動性大，例如換 寢室，畢業(yè)等，而導(dǎo)致的學(xué)生的人數(shù)和班級的變動。所以將宿舍單獨分出來。而男生與女 生對網(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VLANo根據(jù)上述內(nèi)容現(xiàn)將各部門劃分為以下5個VLAN,即：YLAN1、VLAN2、VLAN3、VLAN4、 VLAN5.具體劃分如下表所示:表

9、3-4-3 VLAN及IP地址規(guī)劃VLAIP網(wǎng)段部門IP地址具體劃分VLA/24多媒體教室、(VLA/24辦公室、VLA/24借閱室VLA/24男生宿舍VLA/24女生宿舍S校園網(wǎng)具體配置實現(xiàn)1.信息中心三層交換機的配置SwitchenSwitchttconf tSwitch(config)#hostname CenterCenter (config)#ip routingCenter(config)#vtp mode serverCenter (config)#vtp domain testCenter (config)#int fO/24Center(config-if)# switchp

10、ort trunk encapsulation dotlqCenter(config-if)# switchport mode trunkCenter(config-if)#int f0/20Center(config-if)# switchport trunk encapsulation dotlqCenter(config-if)# switchport mode trunkCenter (config)#int fO/1Center (config-if)# ip addCenter (config-if)#no shutchangedchanged%LINEPROTO-5-UPDOWN

11、: Line protocol on Interface FastEthernetO/1, state to downCenter(config-if)#%LINEPR()TO-5-UPD()WN: Line protocol on Interface FastEthernetO/11 state to upCenter (config-if)#exitCenter(config)#vlan 1Center (config)#vlan 2Center (config)#vlan 3Center(config)#vlan 4Center(config)#vlan 5Center (config)

12、#int vian 1Center(config-vlan)#ip addCenter(config-vlan)#no shutCenter(config-vlan)#int vian 2Center (config-vlan)#ip addCenter(config-vlan)#no shutCenter (config-vlan)#int vian 3Center (config-vlan)#ip addCenter (config-vlan)#no shutCenter(config-vlan)#int vlan 4Center (config-vlan)#ip addCenter (c

13、onfig-vlashutCenter (config-vlan)#int vian 5(Center (config-vlan)#ip addCenter(config-vlan)#no shutCenter(conf ig-vlan) #exitCenter(config)#*Z2 教學(xué)樓交換機的配置SwitchenSwitch#conf tSwitch (config)#hostname TeachTeach (config)#vtp mode clientTeach(config)#vtp domain testTeach(config)#int fO/24Teach(config-i

14、f)#switchport mode trunkTeach (conf ig-i f) ttint fO/23Teach(config-if)#switchport mode trunkTeach(config-if)#int fO/1Teach(config-if)#switchport access vian 1Teach (conf ig-i f) ttint fO/2Teach(config-if)#switchport access vian 2Teach(conf ig-if) #exitTeach (config)#Z3. 實驗樓交換機的配置SwitchenSwitchttcon

15、f tSwitch(config)#hostname LabLab(config)#vtp mode clientLab (config)#vtp domain testLab (config)#int fO/22Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int fO/23Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int fO/1Lab(config-if)#switchport access vian 1Lab (conf ig-if)ttint fO/2Lab(confi

16、g-if)#switchport access vian 2Lab (config-if)#exitLab (config) ttZ4. 圖書館交換機的配置SwitchenSwitch#conf tSwitch (config)#hostname LibrLibr (co nfig)# vtp mode die ntLibr(config)#vtp domain testLibr(config)ttint fO/22Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)ttint fO/23Libr(config-if)#switchport

17、mode trunkLibr(config-if)ttint fO/1Libr(config-if)#switchport access vlan 3Libr(config-if)#int fO/2Libr(config-if)#switchport access vian 2Libr (config-if)#exitLibr (config)5. 逸夫樓交換機的配置SwitchenSwitch#conf tSwitch (config)#hostname YifuYifu(co nfig )# vtp mode die ntYifu(config)#vtp domain testYifu(c

18、onfig)#int fO/23Yifu(config-if)#switchport mode trunkYifu(config-if)(tint fO/1Yifu(config-if)#switchport access vlan 1Yifu(config-if)#int fO/2Yifu(config-if)#switchport access vian 2Yifu(config-if)#exitYifu(config)#Z6. 1-8棟宿舍交換機的配置SwitchenSwitch#conf tSwitch(config)#hostname EdormEdorm (co nfig)# vt

19、p mode die ntEdorm(config)#vtp domain testEdorm(confi g)#int fO/24Edorm(config-if)#switchport mode trunkEdorm(configif)#int fO/23Edorm(config-if)#switchport mode trunkEdorm(config-if)#int fO/1Edorm(config-if)#switchport access vian 4Edorm(config-if) ttint fO/2Edorm(config-if)#switchport access vlan

20、5Edorm(conf i g-i f) #exitEdorm(config)#Z7. 逸夫宿舍交換機的配置SwitchenSwitch#conf tSwitch(config)#hostname YdormYdorm(config)#vtp mode clientYdorm(config)#vtp domain testYdorm(config)ttint fO/23Ydorm(config-if)#switchport mode trunkYdorm(config-if) ttint fO/24Ydorm(config-if)#switchport mode trunkYdorm(conf

21、ig-if)#int fO/1Ydorm(config-if)#switchport access vian 4Ydorm(config-if)#int fO/2access vian 5Ydorm(conf ig-if)#switchportYdorm(conf ig-if)#exitYdorm(config)#Z主機IP地址和網(wǎng)關(guān)的配置校園網(wǎng)共設(shè)置了 12臺主機，1臺服務(wù)器，為其分配為C類私有地址，從/16地址段中選擇連續(xù)的地址進行分配，以下是各主機和服務(wù)器的IP地址及默認網(wǎng)關(guān)的詳細分配表:表PI地址和網(wǎng)關(guān)配置表主機號IP地址默認網(wǎng)關(guān)PC1PC2(PC3PC4PC5PC6PC7?PC9PC

22、10PC11ServerO4. 結(jié)果分析查看三層交換機VLAN信息在核心三層交換機里配置show vian命令，查得內(nèi)容如下:StatusPorrs1 defaultactiveFaO/lz Fa0/2r Fa0/3r FaO/4Fa0/5r Fa0/6r Fa0/7z FaO/8Fa0/9r Fa0/10f FaO/llr FaO/12Fa0/13r Fa0/14rFa0/15rFaO/16Fa0/17r Fa0/18rFa0/19z FaO/21Fa0/22r Fa0/23zGigO/lrGigO/22 VLAN00023 VLAN00 034 VLAN00 045 VLAN00 05ac

23、tiveactiveactive active注：其他交換機查看配置同上。查看路由表在核心三層交換機里配置show ip route命令，查得內(nèi)容如下:C192.168.0.0/2419direcclyconnected,VlanlC192.1G8.1.0/24isdirectlyconnected,Vlan2C192.1G8.2.0/24isdirectlyecnneeted.Vlan3C192.168.3 0/24isdirec七L首connected,Vlan4C1S2.L5S.4.0/24isdirecclyccnneccedrVlanS測試主機連通性(1)處于同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機間聯(lián)通測

24、試測試同一 vlan同一網(wǎng)段之間的連通性，選vlan5中的主機PC9與vlan5中的主機PC 11 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)報的最長傳 輸時間為203ms,最短傳輸時間為93ms,平均傳輸時間為121ms0 ping得的結(jié)果如下圖4-1 所示:圖4T同一 vlsn同一網(wǎng)段主機間聯(lián)通測試使用Packet Tracer仿真軟件通過數(shù)據(jù)包傳輸測試主機之間的連通性，選擇測試教學(xué) 樓的多媒體教室與實驗樓的機房是否連通。PC0是多媒體教室里的一臺主機，它的IP地址是：,PC2是機房里的一臺主機，它 的IP地址是?，F(xiàn)在從主機PC0端開始向主機PC2發(fā)送

25、數(shù)據(jù)包，通過直通線到達switchO, 具體傳輸路線如下圖4-2所示：192. 168.0. 2192.1&S. 1. 2102. 168. 0. 3192. 168.1. 3圖4-2 PCO與PC2通信經(jīng)過switchO接著，主機PCO通過switchO和switchl之間的trunk鏈路到達switchl,實現(xiàn)網(wǎng)間通信，通過switchl與主機間的直通線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈CPC2,具體傳輸路線如下圖7-3所示：1-92. 188. 1. 3多賤體數(shù)至192. 168. 0. 2132.16$. 0. 3192. 168. 1. 2圖4-3 PCO與PC2通信經(jīng)過網(wǎng)間trunk鏈路最后，PCO向

26、PC2發(fā)送ICMP報文，顯示通信測試成功，測試最后狀態(tài)如下圖7-4所示:Q的段g類型時問（砂）PCOPC2ICMP0.000N0（編罰（刪A圖4-4網(wǎng)內(nèi)通信ICMP報文測試最后狀態(tài)（2）處于不同網(wǎng)絡(luò)間的主機間聯(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PC4與vlan2中的主機PC3 使用ping命令相ping,主機PC4所發(fā)送的4份數(shù)據(jù)有3個被主機PC3收到，數(shù)據(jù)丟包了 一個，各份數(shù)據(jù)報的最長傳輸時間為203ms,最短傳輸時間為172ms,平均傳輸時間為183ms。 ping得的結(jié)果如下圖4-5所示。圖4-5不同VLAN不同網(wǎng)段的主機間聯(lián)通測試使用Packet Trace

27、r仿真軟件通過數(shù)據(jù)包傳輸測試主機之間的連通性，選擇測試圖書 館的借閱室與實驗樓的辦公室是否連通。主機PC4圖書館借閱室的一臺主機，IP地址是。主機PC3是實驗樓辦公室的一臺主機, IP是。從主機PC4端開始向主機PC3發(fā)送數(shù)據(jù)包，通過直通線到達switch2,具體傳輸路 線如下圖4-6所示。F0/22hlFO/2a.V2IV3MPC-PTPC-PTPC-PTPC2PCSPC4機扇辦公皇借囪壘192. 168. 0. 3192.168. 1. 31-92.168.2. 2132.168.1.4F0/22-24X&2PC-PTPC5圖4-6 PC4與PC3通信經(jīng)過switch2接著，主機PC4通過switch2和switchl之間的trunk鏈路將數(shù)據(jù)包傳送到switchl, 具體傳輸路線如下圖4-7所示。192.16$. 1. 4132.168.2.2192.1&S.0. 3192.168.1. 3圖4-7 PC4與PC3通信經(jīng)過switchl接著，主機PC4通過switchO和switchl之問的trunk鏈路將數(shù)據(jù)包傳送到switchO, 具體傳輸路線如下圖4-8所示。圖4-8 PC4與PC3通信經(jīng)過switchO接著，主機PC4通過switchO和三層交換機之間