計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 校園網(wǎng)的組建與應(yīng)用摘要：本文針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備環(huán)境，對(duì)校園網(wǎng)的組網(wǎng)方式進(jìn)行了研究和模擬，并最終提出了一套完整的校園網(wǎng)組網(wǎng)方案。實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)路由器、交換機(jī)等組網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行了認(rèn)真的研究。關(guān)于路由器，我們實(shí)現(xiàn)了本地基本配置，并分別使用路由器的串口和以太網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)了不同網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，對(duì)路由器靜態(tài)及動(dòng)態(tài)路由機(jī)制進(jìn)行了探究。關(guān)于交換機(jī)，我們實(shí)現(xiàn)了VLAN的劃分以及不同VLAN間的相互通信，對(duì)廣播風(fēng)暴現(xiàn)象的產(chǎn)生原理及解決方案進(jìn)行了特定的實(shí)驗(yàn)。綜合兩者的功能，我們對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，討論和改進(jìn)。最后通過實(shí)驗(yàn)和模擬提出了一套完整的校園網(wǎng)組建方案。在此方案中，我們?cè)趯?shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)互通的情況下，我們進(jìn)行了I

2、P地址的劃分，IP地址利用DHCP進(jìn)行自動(dòng)分配。并根據(jù)模擬實(shí)際，對(duì)不同的主機(jī)進(jìn)行VLAN劃分，同時(shí)保證不同VLAN間的相互訪問與特定VLAN的保護(hù)與單向訪問。同時(shí)構(gòu)建內(nèi)部防火墻保證校園網(wǎng)與外部的安全訪問。構(gòu)建了完整可靠的網(wǎng)絡(luò)之后，依據(jù)校園網(wǎng)的功能和服務(wù)需求，我們搭建了FTP服務(wù)器，用于提供基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。限于實(shí)驗(yàn)室條件的限制，我們的方案并不是完全能夠適用于現(xiàn)實(shí)的。但是，通過實(shí)驗(yàn)使我們對(duì)校園網(wǎng)乃至更大的網(wǎng)絡(luò)有了更加深刻的了解。目錄1、 前言隨著信息的調(diào)整膨脹，全球信息已經(jīng)進(jìn)入以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心的時(shí)代。作為科技先導(dǎo)的教育行業(yè)，計(jì)算機(jī)校園網(wǎng)已是教育進(jìn)行科研和現(xiàn)代化管理的重要手段。近幾年、校園網(wǎng)已經(jīng)取

3、得很大的發(fā)展，中國(guó)教育科研網(wǎng)投入運(yùn)營(yíng)，全國(guó)多所高校校園網(wǎng)絡(luò)開通聯(lián)網(wǎng)。隨著學(xué)校教育手段的現(xiàn)代化，很多學(xué)校已經(jīng)逐漸開始將學(xué)校的管理和教學(xué)過程向電子化方向發(fā)展，校園網(wǎng)的有無(wú)以及水平的高低也將成為評(píng)價(jià)學(xué)校及學(xué)生選擇學(xué)校的新的標(biāo)準(zhǔn)之一，此時(shí)，校園網(wǎng)上的應(yīng)用系統(tǒng)就顯得尤為重要。一方面，學(xué)生可以通過它在促進(jìn)學(xué)習(xí)的同時(shí)掌握豐富的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)信息知識(shí)，毫無(wú)疑問，這是學(xué)生綜合素質(zhì)中極為重要的一部分；另一方面，基于先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和其上的應(yīng)用系統(tǒng)，將極大的促進(jìn)學(xué)校教育的現(xiàn)代化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)高水平的教學(xué)和管理。學(xué)校目前正加緊對(duì)信息化教育的規(guī)劃和建設(shè)。開展的校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，旨在推動(dòng)學(xué)校信息化建設(shè)，其最終建設(shè)目標(biāo)是將建設(shè)成為一個(gè)

4、借助信息化教育和管理手段的高水平的智能化、數(shù)字化的教學(xué)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，最終完成統(tǒng)一軟件資源平臺(tái)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理、統(tǒng)一軟件資源系統(tǒng)，并保證將來可擴(kuò)展骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)帶寬為10G，為用戶提供高速接入網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)、在線服務(wù)、教育資源共享等各種應(yīng)用；利用現(xiàn)代信息技術(shù)從事管理、教學(xué)和科學(xué)研究等工作。最終達(dá)到在網(wǎng)絡(luò)方面，更好的對(duì)眾多網(wǎng)絡(luò)使用及數(shù)據(jù)資源的安全控制，同時(shí)具有高性能，高效率，不間斷的服務(wù)，方便的對(duì)網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備和應(yīng)用進(jìn)行有效的時(shí)事控制和管理。2、 綜述2.1 概述從物理意義上來說，校園網(wǎng)就是一種局域網(wǎng)。校園網(wǎng)是各類型網(wǎng)絡(luò)中一大分支，有著非常廣泛的應(yīng)用及代表性。作為新技術(shù)的發(fā)祥地，學(xué)

5、校、尤其是高等院校，和網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系是密不可分的。作為“高新技術(shù)孵化器”的高校，是知識(shí)、人才的高地，資源十分豐富，比其他行業(yè)更渴求網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)新應(yīng)用，希望能有一個(gè)高性能、穩(wěn)定、可靠的校園網(wǎng)來促進(jìn)自身在研究、學(xué)術(shù)上的進(jìn)步。 因此，提高校園網(wǎng)的使用效率是校園網(wǎng)建設(shè)的重要考核指標(biāo)之一。2.2 組建校園網(wǎng)的目的1. 校園網(wǎng)為學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)服務(wù)，促使學(xué)生學(xué)習(xí)最優(yōu)化。2. 校園網(wǎng)為教師的教育教學(xué)和科研活動(dòng)服務(wù)，促使教師教育教學(xué)最優(yōu)化。3. 校園網(wǎng)為學(xué)校教育教學(xué)管理服務(wù)，促使學(xué)校管理最優(yōu)化。2.3校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)校園網(wǎng)的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)基本上是混合型的，它是由星型、總線型等典型拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)組成，在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化布線工程中

6、多采用星型結(jié)構(gòu)，主要用于同一樓層，由各個(gè)房間的計(jì)算機(jī)間用集線器或者交換機(jī)連接產(chǎn)生的，它具有施工簡(jiǎn)單，擴(kuò)展性高，成本低和可管理性好等優(yōu)點(diǎn)；而校園網(wǎng)在分層布線主要采用樹型結(jié)構(gòu)；每個(gè)房間的計(jì)算機(jī)連接到本層的集線器或交換機(jī)，然后每層的集線器或交換機(jī)在連接到本樓出口的交換機(jī)或路由器，各個(gè)樓的交換機(jī)或路由器再連接到校園網(wǎng)的通信網(wǎng)中，由此構(gòu)成了校園網(wǎng)的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)。當(dāng)然這其中還有對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如vlan的劃分，各不同區(qū)域的細(xì)劃分都需要根據(jù)學(xué)校情況來定。校園網(wǎng)絡(luò)中心以及各分校區(qū)均通過2M E1光纖或ADSL接入Internet。對(duì)于我們畫定的區(qū)域如圖書館、宿舍等，都可以通過100M交換口連入校園網(wǎng)，而各個(gè)

7、終端可以采用10/100M共享式端口。目前的校園網(wǎng)大多數(shù)是純?nèi)龑拥慕粨Q網(wǎng)絡(luò)。由于交換機(jī)都具有三層功能，匯聚層一般已經(jīng)可以與接入層歸納為一個(gè)層次。各樓層和各樓之間的交換設(shè)備都直接上連到核心設(shè)備上。2.4北郵校園網(wǎng)絡(luò)介紹北京郵電大學(xué)三期校園網(wǎng)是2004年開始建設(shè)的。隨著我校網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、IPv6等新技術(shù)的興起，以及萬(wàn)兆位網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，三期校園網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。 原有的二期校園網(wǎng)主要采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用千兆交換以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行骨干互聯(lián)。隨著校內(nèi)用戶數(shù)量的增多，用戶信息量需求的激增，二期校園網(wǎng)已不能完成高帶寬、新業(yè)務(wù)的發(fā)展，三期校園網(wǎng)改造的主要目的是將整個(gè)校園網(wǎng)的性能、帶寬進(jìn)行全網(wǎng)的改造及

8、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的部署。 三期校園網(wǎng)的主干先期采用環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，后采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。核心層骨干設(shè)備之間提升至萬(wàn)兆互聯(lián),由教學(xué)區(qū)、學(xué)生宿舍區(qū)、服務(wù)器群3個(gè)核心節(jié)點(diǎn) 組成。核心曾設(shè)備分別采用思科和華為3com萬(wàn)兆交換機(jī)，三個(gè)核心層骨干設(shè)備萬(wàn)兆聯(lián)到中心節(jié)點(diǎn)設(shè)備。在教學(xué)區(qū)內(nèi)，各教學(xué)樓采用Cisco、Extreme 系列產(chǎn)品，使用千兆交換機(jī)與核心交換機(jī)相連，各辦公室、教室百兆接入；宿舍網(wǎng)在二期的基礎(chǔ)上學(xué)生宿舍區(qū)又新增2個(gè)宿舍樓，使用Cisco、華為3com系 列產(chǎn)品，每個(gè)宿舍樓采用千兆交換機(jī)與核心交換機(jī)相連，各宿舍百兆接入。 同時(shí)重新規(guī)劃了IP地址，在防止MAC地址及IP地址的盜用、防止私起DHCP服務(wù)器、防病

9、毒攻擊、對(duì)惡意用戶監(jiān)控等方面也應(yīng)用了很多先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理手段，使校園網(wǎng)絡(luò)的安全性有了很大的提高。 鑒于IPv4向IPv6過渡的長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，校園網(wǎng)三期中使用了同時(shí)支持IPV4與IPV6雙棧的三層交換機(jī)，搭建了IPv6環(huán)境，完成了十 五211 校園網(wǎng)公共服務(wù)體系的建設(shè)目標(biāo)。使得我校師生可以對(duì)IPv6網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行研究、訪問。同時(shí)逐步在IPv6網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中開展純IPv6業(yè)務(wù)，如：IPv6組播、 IPv6 FTP、IPv6流媒體資源服務(wù)集群等。更多學(xué)校通過IPV6與我校相連，從我校獲得更多網(wǎng)絡(luò)資源。 校本部的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋所有教學(xué)樓、禮堂和風(fēng)雨操場(chǎng)等室外場(chǎng)所，支持支持IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)，逐步升級(jí)支持

10、IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)。 三期校園網(wǎng)的建設(shè)大大提高了網(wǎng)絡(luò)的性能和帶寬，實(shí)現(xiàn)了校本部、校區(qū)間的高速互聯(lián)，使北郵校園網(wǎng)成為可管理、可增值、可持續(xù)發(fā)展的校園網(wǎng)絡(luò)。 三期建設(shè)同時(shí)對(duì)郵件系統(tǒng)做了重大調(diào)整，建設(shè)了及防病毒、防垃圾系統(tǒng)于一體的郵件系統(tǒng)，為在校學(xué)生、教工、校友提供了免費(fèi)的郵件服務(wù)。新郵件系統(tǒng)的注冊(cè)與收費(fèi)項(xiàng)目的繳費(fèi)工作也比以前更加方便，用戶只需在web上提交個(gè)人信息或充值密碼即可自助完成。2.5整體組網(wǎng)方案及功能實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：（1）小型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的資源共享通過路由器、交換機(jī)及VPN技術(shù)將校園網(wǎng)中的所有計(jì)算機(jī)連接起來，形成簡(jiǎn)單的共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。通過使用飛鴿傳書和FTP等實(shí)現(xiàn)文件、

11、資料的共享，通過WWW來訪問內(nèi)部的網(wǎng)頁(yè)信息。（2）VLAN設(shè)置虛擬局域網(wǎng)，使得各個(gè)教學(xué)樓和宿舍樓的計(jì)算機(jī)劃分到一個(gè)廣播域，減少擁塞，這樣可以很好的控制不必要的廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。同時(shí)，若沒有路由的話，不同VLAN之間不能相互通訊，這樣增加了校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中不同部門之間的安全性。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過配置VLAN之間的路由來全面管理內(nèi)部不同管理單元之間的信息互訪。（3）防火墻在NAT服務(wù)器中設(shè)置防火墻，有效隔離了公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與Internet的不安全連接，保證公司內(nèi)部信息的安全。（4） 通信服務(wù)最終用戶通過廣域網(wǎng)連接可以收發(fā)電子郵件、實(shí)現(xiàn)Web應(yīng)用、接入互聯(lián)網(wǎng)、進(jìn)行安全的廣域網(wǎng)訪問。3、 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的探索與搭

12、建為了對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有一個(gè)很清楚的認(rèn)識(shí),并了解路由器和交換機(jī)的各個(gè)功能，我們嘗試了多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3.1模型一鍵入指令：vlan 2quirvlan 3quitinterface ethernet1/0/1port access-type accessport access vlan 2quitinterface ethernet1/0/2port access-type accessport access vlan 2quitinterface ethernet1/0/3port access-type accessport access vlan 3quit 主機(jī)設(shè)置：主機(jī)D1 IP

13、 mask 主機(jī)D2 IP mask 主機(jī)D3 IP mask 將D1、D2分配到同一VLAN2，兩者可以互相PING通，而VLAN3中的D3與VLAN2中的D1、D2均無(wú)法PING通。3.2模型二鍵入指令：S1vlan 2quirvlan 3quitinterface ethernet1/0/1port access-type accessport access vlan 2quitinterface ethernet1/0/2port acc

14、ess-type accessport access vlan 3quitS2interface ethernet1/0/1port access-type accessport access vlan 2quit 主機(jī)設(shè)置：主機(jī)D1 IP mask 主機(jī)D2 IP mask 主機(jī)D3 IP mask S1下的D1與S2下的D3均位于VLAN2，兩者可以互相PING通，而因?yàn)槲挥诓煌腣LAN，相同交換機(jī)下的D1和D2卻無(wú)法PING通。實(shí)現(xiàn)了不同

15、交換機(jī)的相同VLAN 之間能通，不同VLAN 之間不通的功能。利用這個(gè)拓?fù)淇梢詫?shí)現(xiàn)在教學(xué)樓內(nèi)讓兩個(gè)子網(wǎng)之間互相不通，而讓不同辦公室間因業(yè)務(wù)需求需要聯(lián)通的子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互相通信。3.3模型三這個(gè)實(shí)驗(yàn)里我們想解決同一個(gè)交換機(jī)下的不同VLAN 的終端互聯(lián)互通的問題。為了實(shí)現(xiàn)拓?fù)洌覀冊(cè)谌龑咏粨Q機(jī)上劃分出VLAN，并給出IP 地址，還將特定端口設(shè)置為trunk狀態(tài)。當(dāng)一臺(tái)二層交換機(jī)下有數(shù)個(gè)不同VLAN或若干不同網(wǎng)段的PC機(jī)時(shí)，二層交換機(jī)將會(huì)阻斷他們的連通。這時(shí)如果不同VLAN 或不同網(wǎng)段的PC 機(jī)需要連接，就需要借助于三層交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同VLAN或者不同網(wǎng)段之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)之間使用Trunk端口時(shí)，多

16、個(gè)VLAN的信息都將可以從這個(gè)連接上通過。這個(gè)模型可以將不同宿舍樓劃分為不同的VLAN，同時(shí)也可以使他們互相通信，通過一個(gè)校園網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)上的三層交換機(jī)使得不同宿舍樓不同VLAN間互相通信。 鍵入指令：vlan 2port ethernet1/0/1interface vlan2ip address quitS1vlan 3port ethernet1/0/1interface vlan3ip address quitinterface ethernet1/0/1port link-type tr

17、unkport trunk permit vlan 2 3 主機(jī)設(shè)置：主機(jī)D1 IP mask 主機(jī)D2 IP mask 下圖是我們測(cè)試拓?fù)鋾r(shí)的截圖，由圖可見分屬不同網(wǎng)段的終端之間能夠ping 通（ ping ）：3.4模型四這個(gè)結(jié)構(gòu)是建立在上一個(gè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的，旨在實(shí)現(xiàn)不同二層交換機(jī)下相同VLAN 的互相通信。三層交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)可以直接由IP地址對(duì)應(yīng)到出端口，完全由硬件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)D1的數(shù)據(jù)經(jīng)過S2時(shí)，將被打上VLAN2的標(biāo)簽信息，三層交換機(jī)識(shí)別后將其直接

18、轉(zhuǎn)發(fā)，效率較高。這個(gè)模型對(duì)應(yīng)于我們的企業(yè)網(wǎng)，可以用來實(shí)現(xiàn)科研樓不同樓層同一部門之間的通信。每個(gè)樓層一臺(tái)二層交換機(jī)，將處在不同樓層的相同部門劃分為同一VLAN，即可無(wú)障礙通信鍵入指令：valn 2port ethernet1/0/1interface vlan2ip address quitinterface ethernet1/0/1port link-type trunkport trunk permit vlan 2 主機(jī)設(shè)置：主機(jī)D1 IP mask 主機(jī)D3 IP

19、mask 下圖是我們測(cè)試拓?fù)鋾r(shí)的截圖，由圖可見之間能夠ping 通4、 組網(wǎng)實(shí)踐4.1 VLAN劃分4.1.1配置命令三層交換機(jī)S1的VLAN配置：system-viewvlan 10port Ethernet1/0/2interface vlan 10ip address port link-type trunkport trunk permit vlan allquitvlan 20port Ethernet1/0/3interface vlan 20ip address 255.255.2

20、55.0port link-type trunkport trunk permit vlan allquit二層交換機(jī)S2的VLAN配置：system-viewvlan 10port Ethernet0/1 to Ethernet0/4quitvlan 20port Ethernet0/5 to Ethernet0/8quitinterface Ethernet0/10port link-type trunkquit二層交換機(jī)S3的VLAN配置：system-vewvlan 10port Ethernet0/1 to Ethernet0/8 quitinterface Ethernet0/10

21、port link-type trunkquit4.1.2網(wǎng)絡(luò)測(cè)試以上第一幅圖顯示了相同VLAN主機(jī)間可以相互通信，第二幅圖顯示了不同VLAN間實(shí)現(xiàn)通信。由此說明了VLAN搭建完成并測(cè)試通過。4.2 DHCP服務(wù)4.2.1 DHCP配置路由器r1配置dhcp enabledhcp server ip-pool 1 ；配置地址池1，給VLAN10分配IPnetwork mask gateway-list dns-list dhcp server ip-pool 2；配置地址池2，

22、給VLAN20分配IPnetwork mask gateway-list dns-list dhcp server ip-pool 3；配置地址池3，用于無(wú)線網(wǎng)分配IPgateway-list dns-list quitdhcp server forbidden-ip ；設(shè)置保留地址dhcp server forbidden-ip dhcp server forbid

23、den-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip 192.1

24、68.3.3dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip dhcp server forbidden-ip interface GigabitEthernet0/1；設(shè)置與三層交換機(jī)S1直連端口的地址ip address quitinterface GigabitEthernet0/0

25、.10vlan-type dot1q vid 10；建立VLAN子虛接口10ip address ；設(shè)置接口IPquitinterface GigabitEthernet0/0.20vlan-type dot1q vid 20；建立VLAN子虛接口20ip address ；設(shè)置接口IPquitinterface GigabitEthernet0/1dhcp select server global-pool；指定為全局地址池quit中繼交換機(jī)s1配置dhcp enable；三層交換機(jī)啟動(dòng)DHCP服務(wù)dhcp relay server-group 1 ip ；DHCP服務(wù)器地址設(shè)置interface vlan 10dhcp select relay；使用中繼dhcp relay server-select 1；選擇設(shè)置好的DHCP服務(wù)組quitvlan 20quitinte