校園網(wǎng)絡課程設計

1、1目目 錄錄1. 設計背景設計背景.42. 需求分析需求分析.43. 校園網(wǎng)系統(tǒng)設計校園網(wǎng)系統(tǒng)設計.53.1 校園網(wǎng)規(guī)劃.53.2 校園網(wǎng)絡拓撲圖.64. 技術路線技術路線.75. vlan 及及 ip 地址的劃分地址的劃分.75.1 ip 地址合理規(guī)劃的意義 .75.2 ip 地址規(guī)劃 .75.3 vlan 劃分方案.76. 校園網(wǎng)具體配置實現(xiàn)校園網(wǎng)具體配置實現(xiàn).86.1 信息中心三層交換機的配置.86.2 二層交換機的配置.96.2.1 教學樓交換機的配置.96.2.2 實驗樓交換機的配置.106.2.3 圖書館交換機的配置.106.2.4 逸夫樓交換機的配置.106.2.5 1-8 棟宿

2、舍交換機的配置.116.2.6 逸夫宿舍交換機的配置.116.3 主機 ip 地址和網(wǎng)關的配置.127. 測試與診斷測試與診斷.127.1 查看配置信息.127.2 查看 vlan 信息.137.3 查看路由表.137.4 測試主機連通性.147.4.1 處于同一網(wǎng)絡內(nèi)的主機間聯(lián)通測試.147.4.2 處于不同網(wǎng)絡間的主機間聯(lián)通測試.15參考文獻參考文獻.1821-3 女生宿舍6-8 男生宿舍實驗樓2-4 男生宿舍教學樓食堂體育館圖書館5-7 女生宿舍逸夫樓 1號逸夫樓 2號逸夫樓 3號逸夫樓 4號食 堂男生宿舍女生宿舍1設計背景隨著現(xiàn)代化教學活動的開展和與國內(nèi)外教學機構交往的增多，對通過 i

3、nternet 網(wǎng)絡進行信息交流的需求越來越迫切，為促進教學、方便管理和進一步發(fā)揮學生的創(chuàng)造力，校園網(wǎng)絡建設成為現(xiàn)代教育機構的必然選擇。本校園網(wǎng)是學校發(fā)展的重要基礎設施，是提高學校教學和科研水平不可缺少的支撐環(huán)境。校園網(wǎng)一方面它為學校提供各種本地網(wǎng)絡應用，另一方面它是溝通學校校園網(wǎng)內(nèi)外部網(wǎng)絡的橋梁。通過實踐和結合有關學校網(wǎng)絡的實際情況進行了系統(tǒng)分析，我們就校園網(wǎng)的建設構建比較切實可行的設計方案。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。學校主要建筑分布如下圖 11 所示。 圖 1-1 學校主要建筑分布圖2.需求分析校園網(wǎng)是以學校的教學、

4、管理、科研、信息交流和資源共享為目的，以一個學校的管轄區(qū)域為覆蓋范圍的局域網(wǎng)，是通過與 internet 的互連實現(xiàn)信息交流和資源共享的系統(tǒng)。為了提高學校的管理效益和教學質量，開展學?，F(xiàn)代化教育建設，建設具有規(guī)模的校園網(wǎng)絡，整個校園網(wǎng)建設遵循“經(jīng)濟高效、領先實用” 原則，既要具有發(fā)展余地，又要比較實用，要集計算機技術、網(wǎng)絡技術于一體，能夠最大限度地調(diào)動學生對教學內(nèi)容的積極性。依據(jù)我校的實際情況，考慮到本校園網(wǎng)為中小型規(guī)模的組網(wǎng)，但對通信量的要求較高，本校園網(wǎng)設計的需求目標是將學校的各種 pc 工作站，終端設備和局域網(wǎng)連接起來，在網(wǎng)上發(fā)布和獲取教育資源，并在此基礎上建立能滿足教學、科研和管理工作

5、需求的軟、硬件環(huán)境，開發(fā)各類信息和應用系統(tǒng)，為學校中的各類人員提供充分的網(wǎng)絡信息服務。主要提供以下幾種功能：3（1）web 服務：所有合法用戶可以通過 web 瀏覽的方式獲得校園網(wǎng)絡中的信息，學生可以通過web 瀏覽的方式在線學習；（2）ftp 服務：主要是利用 ftp 服務來提供各種資料和技術文檔的上傳和下載。包括學校教所需要的資源、國家相關部門或學校內(nèi)部的文件資料、學校之間的科研學術交流內(nèi)容、學生或老師對學習資料的索取等；（3）郵件服務器：提供郵件收發(fā)服務；（4）電子郵件：主要為學校教學、科研、日常管理、老師學術交流、學校與外部的業(yè)務來往等提供郵件服務；為校園網(wǎng)內(nèi)部用戶與外界之間的郵件業(yè)務

6、提供服務，還為學校師生交流提供相應的郵件服務。3.校園網(wǎng)系統(tǒng)設計3.1 校園網(wǎng)規(guī)劃結合本校園實際情況，根據(jù)學校主要信息點的分布情況，現(xiàn)將校園網(wǎng)規(guī)劃如下：(1)列出需要組網(wǎng)的主要建筑：教學樓，實驗樓，圖書館，逸夫樓，1-8 棟宿舍，逸夫宿舍。(2)通過調(diào)查，考慮這些樓層的主要部門的職責，可以將它們劃分成如下幾個部門：教室，辦公室，圖書館，男生宿舍，女生宿舍。每個部門設置一個單獨的子網(wǎng)，每個子網(wǎng)搭建一個獨立的 vlan。(3)選擇使用 c 類私有地址連接校內(nèi)所有的計算機，并從 /24 中選擇連續(xù)的地址塊使用。根據(jù)以上對校園網(wǎng)規(guī)劃的考慮，我們設計出了下面的整體設計思路流程： 信

7、息中心設置在教學樓，為核心三層交換機，三層交換機可通過路由器連接外網(wǎng)進行通信，內(nèi)網(wǎng)連接服務器群。校園內(nèi)，主要建筑為 5 座，教學樓、實驗樓、圖書館、逸夫樓、學生宿舍，每座建筑分別使用一個二層交換機，下面連接各臺主機，每臺主機代表一個部門。學生宿舍劃分為兩處，一處為逸夫樓宿舍，一處為 1-8 棟宿舍。兩處宿舍分別再用兩個普通交換機，下面連接不同的主機代表男生宿舍和女生宿舍。然后，同一類部門劃分一個獨立的子網(wǎng)，給這個子網(wǎng)劃分為一個獨立的 vlan，具體規(guī)劃如下圖 3-1 所示。4教學樓實驗樓圖書館逸夫樓學生宿舍1-8 棟宿舍逸夫宿舍多媒體教室辦公室機房辦公室借閱室辦公室多媒體教室辦公室boygir

8、lboygirl信息中心v1v2v1v2v3v2v1v2v4v5v4v5外網(wǎng)圖 3-1 校園網(wǎng)絡設計規(guī)劃圖3.2 校園網(wǎng)絡拓撲圖參考上述設計方案，通過 tracket packer 仿真軟件實現(xiàn)方案的具體規(guī)劃，使用相應的網(wǎng)絡配置命令，模擬真實的校園網(wǎng)網(wǎng)絡環(huán)境，使用了一個三層交換機，一個服務器，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。下面的原圖端口有問題：服務器群5正確的圖如下圖 3-2 校園網(wǎng)絡拓撲圖4.技術路線 本校園網(wǎng)將采用三層交換技術，三層交換機技術與傳統(tǒng)的路由技術不同，傳統(tǒng)的路由技術是通過一

9、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)絡的互連；而三層交換機技術是利用第三層（網(wǎng)絡層）中的 ip 數(shù)據(jù)的包頭信息來加強二層交換，以便解決路由技術中轉發(fā)效率較低的技術“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6傳輸則經(jīng)過三層交換機實現(xiàn)交換技術，可以減輕核心交換機的負擔，提高網(wǎng)絡利用效率。 在搭建網(wǎng)絡環(huán)境時，使用了服務器連接核心交換機，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

10、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。5.vlan 及 ip 地址的劃分5.1 ip 地址合理規(guī)劃的意義在網(wǎng)絡規(guī)劃中，ip 地址方案的設計至關重要，好的 ip 地址方案不僅可以減少網(wǎng)絡負荷，還能為以后的網(wǎng)絡擴展打下良好的基礎。 ip 地址的合理是保證網(wǎng)絡順利運行和網(wǎng)絡資源有效利用的關鍵。校區(qū) ip 地址的分配應該盡可能地利用申請到的地址空間，充分考慮到地址空間的合理使用，保證實現(xiàn)最佳的網(wǎng)絡內(nèi)地址分配及業(yè)務流量的均勻分布。具體地來說 ip 地址的合理規(guī)

11、劃有如下的意義：（1）減少對各種資源（內(nèi)存、cpu 的處理能力以及網(wǎng)絡帶寬等）的需求ip 地址的合理規(guī)劃有利于網(wǎng)絡中路由的匯聚，因而可以使得路由器中的路由表數(shù)目以及鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫等占用的內(nèi)存減少，同時更新所占用的網(wǎng)絡帶寬也降低了；（2）有利于 ip 地址空間的合理使用；（3）優(yōu)化業(yè)務流量的分布；（4）有利于故障診斷。5.2 ip 地址規(guī)劃根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)絡技術發(fā)展的趨勢，結合學校網(wǎng)絡目前真實 ip 地址的現(xiàn)實情況， 將 ip 地址規(guī)劃遵循如下原則來設計：（1）服務器區(qū)采用私 ip 地址，nat 后供人員遠程訪問；（2）與 internet 互聯(lián)設備 ip 地址采用真實 ip 地址；（3）部分內(nèi)部互連

12、采用私有 ip 地址；5.3 vlan 劃分方案（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習和資料的共享。 （2）將不同建筑內(nèi)的辦公室劃為同一個 vlan，有利于教師，工作人員之間的溝通與交流，以及教學資料的共享。（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7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。高校學生的流動性大，例如換寢室，畢業(yè)等，而導致的學生的人數(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)絡的需求不一樣，男生偏愛于玩游戲，比較

13、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 vlan，即：vlan1、vlan2、vlan3、vlan4、vlan5.具體劃分如下表所示：表 5-1 vlan 及 ip 地址規(guī)劃vlan 號號ip 網(wǎng)段網(wǎng)段部門部門ip 地址具體劃分地址具體劃分vlan1/24多媒體教室、機房vlan2/24辦公室vlan3/24借閱室vlan4/24男生宿舍192.168.

14、3.2vlan5/24女生宿舍 6.校園網(wǎng)具體配置實現(xiàn)6.1 信息中心三層交換機的配置switchen /進入特權模式進入特權模式switch#conf t /進入全局模式進入全局模式switch(config)#hostname center /設置主機名為設置主機名為 centercenter(config)#ip routing/設置路由選擇設置路由選擇center(config)#vtp mode server/設置設置 vtp server 模式模式center(config)#vtp domai

15、n test /設置設置 vtp 域名為域名為 testcenter(config)#int f0/24 /進入進入 fastethernet 0/24 子接口模式子接口模式center(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q/封裝封裝 ieee802.1q 端口端口center(config-if)# switchport mode trunk /端口配置為端口配置為 trunk 模式模式center(config-if)#int f0/20 /進入進入 fastethernet 0/20 子接口模式子接口模式center(confi

16、g-if)# switchport trunk encapsulation dot1q/封裝封裝 ieee802.1q 端口端口center(config-if)# switchport mode trunk /端口配置為端口配置為 trunk 模式模式center(config)#int f0/1 no switchport /進入進入 fastethernet 0/1 子接口模式子接口模式center(config-if)# ip add /配置配置 fa0/1 接口的接口的 ip 地址地址center(config-if)#no shu

17、t /激活激活 fa 0/1 接口接口%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 up8center(config-if)#exit /退出子接口模式，返回全局模式退出子接口模式，返回全局模式center(config)#vlan 1 /建立建立 vlan 1center

18、(config)#vlan 2 /建立建立 vlan 2center(config)#vlan 3 /建立建立 vlan 3center(config)#vlan 4 /建立建立 vlan 4 center(config)#vlan 5 /建立建立 vlan 5center(config)#int vlan 1 /進入進入 vlan 1center(config-vlan)#ip add /為為 vlan 1 配置配置 ip 地址地址center(config-vlan)#no shut /激活激活 vlan 1center(config-v

19、lan)#int vlan 2/進入進入 vlan 2center(config-vlan)#ip add /為為 vlan 2 配置配置 ip 地址地址center(config-vlan)#no shut /激活激活 vlan 2center(config-vlan)#int vlan 3/進入進入 vlan 3center(config-vlan)#ip add /為為 vlan 3 配置配置 ip 地址地址center(config-vlan)#no shut /激活激活 vlan

20、3center(config-vlan)#int vlan 4/進入進入 vlan 4center(config-vlan)#ip add /為為 vlan 4 配置配置 ip 地址地址center(config-vlan)#no shut /激活激活 vlan 4center(config-vlan)#int vlan 5/進入進入 vlan 5center(config-vlan)#ip add /為為 vlan 5 配置配置 ip 地址地址center(config-vlan)#no

21、shut /激活激活 vlan 5center(config-vlan)#exit/退出子接口模式，返回全局模式退出子接口模式，返回全局模式center(config)#z /即即 ctrl+z 的組合鍵，可直接返回特權模式的組合鍵，可直接返回特權模式6.2 二層交換機的配置6.2.1 教學樓交換機的配置switchen /進入特權模式進入特權模式switch#conf t /進入全局模式進入全局模式switch(config)#hostname teach /設置主機名為設置主機名為 teachteach(config)#vtp mode client /設置設置 vtp client 模式

22、模式teach(config)#vtp domain test /設置設置 vtp 域名為域名為 testteach(config)#int f0/24/進入進入 fastethernet 0/24 子接口模式子接口模式teach(config-if)#switchport mode trunk/端口配置為端口配置為 trunk 模式模式teach(config-if)#int f0/23/進入進入 fastethernet 0/23 子接口模式子接口模式teach(config-if)#switchport mode trunk/端口配置為端口配置為 trunk 模式模式teach(conf

23、ig-if)#int f0/1 /進入進入 fastethernet 0/1 子接口模式子接口模式teach(config-if)#switchport access vlan 1 / access 模式下，允許模式下，允許 vlan 1 通過通過teach(config-if)#int f0/2 /進入進入 fastethernet 0/2 子接口模式子接口模式teach(config-if)#switchport access vlan 2 / access 模式下，允許模式下，允許 vlan 2 通過通過teach(config-if)#exit/退出子接口模式，返回全局模式退出子接口模

24、式，返回全局模式teach(config)#z /即即 ctrl+z 的組合鍵，可直接返回特權模式的組合鍵，可直接返回特權模式96.2.2 實驗樓交換機的配置switchenswitch#conf tswitch(config)#hostname lablab(config)#vtp mode client lab(config)#vtp domain testlab(config)#int f0/22lab(config-if)#switchport mode trunklab(config-if)#int f0/23lab(config-if)#switchport mode trunkl

25、ab(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)#z6.2.3 圖書館交換機的配置switchenswitch#conf tswitch(config)#hostname librlibr(config)#vtp mode client libr(config)#vtp domain testlibr(config)#int f0/22l

26、ibr(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)#switchport access vlan 2libr(config-if)#exitlibr(config)#z6.2.4 逸夫樓交換機的配置switchenswitch#conf tswi

27、tch(config)#hostname yifuyifu(config)#vtp mode client yifu(config)#vtp domain testyifu(config)#int f0/23yifu(config-if)#switchport mode trunkyifu(config-if)#int f0/1yifu(config-if)#switchport access vlan 1 10yifu(config-if)#int f0/2yifu(config-if)#switchport access vlan 2yifu(config-if)#exityifu(con

28、fig)#z6.2.5 1-8 棟宿舍交換機的配置switchenswitch#conf tswitch(config)#hostname edormedorm(config)#vtp mode client edorm(config)#vtp domain testedorm(config)#int f0/24edorm(config-if)#switchport mode trunkedorm(config-if)#int f0/23edorm(config-if)#switchport mode trunkedorm(config-if)#int f0/1edorm(config-if)

29、#switchport access vlan 4 edorm(config-if)#int f0/2edorm(config-if)#switchport access vlan 5edorm(config-if)#exitedorm(config)#z6.2.6 逸夫宿舍交換機的配置switchenswitch#conf tswitch(config)#hostname ydormydorm(config)#vtp mode client ydorm(config)#vtp domain testydorm(config)#int f0/23ydorm(config-if)#switchp

30、ort 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 vlan 5ydorm(config-if)#exitydorm(config)#z6.3 主機 ip 地址和網(wǎng)關的配置校園網(wǎng)共設置了 12 臺主機，1 臺服務器，為其分配為 c 類私有地址

31、，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器的 ip 地址及默認網(wǎng)關的詳細分配表：表 6-1 pi 地址和網(wǎng)關配置表11主機號主機號ip 地址地址默認網(wǎng)關默認網(wǎng)關pc0pc1pc2pc3pc4pc5pc6pc7192.168.

32、1.1pc8pc9pc10pc11 server07.測試與診斷7.1 查看配置信息（1）在核心三層交換機里配置 show run 命令, 查得內(nèi)容如下：（2）在宿舍樓二層交換機里配置 show run 命令, 查得內(nèi)容如下：12（3）在教學樓二層交換機里配置 show run 命令, 查得內(nèi)容如下：注：在其他交換機查看配置同上。7.2 查看 vlan 信息在核心三層交換機里配

33、置 show vlan 命令，查得內(nèi)容如下： 注：其他交換機查看配置同上。7.3 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：7.4 測試主機連通性7.4.1 處于同一網(wǎng)絡內(nèi)的主機間聯(lián)通測試（1）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 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)報的最長傳輸時間為 203ms，最短傳輸時間為 93ms，平均傳輸時間為 121ms。ping 得的結果如下圖 7-1 所示：13圖 7-1 同一 vlan 同一

34、網(wǎng)段主機間聯(lián)通測試（2）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)送數(shù)據(jù)包，通過直通線到達 switch0，具體傳輸路線如下圖 7-2 所示：圖 7-2 pc0 與 pc2 通信經(jīng)過 switch0接著，主機 pc0 通過 switch0 和 switch1 之間的 trunk 鏈路到達 switch1，實現(xiàn)網(wǎng)間通信，通過switch1 與主機間的直通線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C pc2，具體傳輸路線如下圖 7-3 所示：14圖 7-3 pc0 與 pc2 通信經(jīng)過網(wǎng)間 trunk 鏈路最后，pc0 向 pc2 發(fā)送 icmp 報文，顯示通信測試成功, 測試最后狀態(tài)如下圖 7-4 所示：圖7-4 網(wǎng)內(nèi)通信 icmp 報文測試最后狀態(tài)7.4.2 處于不同網(wǎng)絡間的主機間聯(lián)通測試（1）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