校園網(wǎng)絡課程設計

1、校園網(wǎng)絡課程設計-作者xxxx-日期xxxx【精品文檔】【精品文檔】滁滁州州學學院院課課程程設設計計報報告告課課程名稱：程名稱： 計算機網(wǎng)絡技術 設計題設計題目目： 簡單的校園網(wǎng)設計與實現(xiàn) 系系 別別： ： 計算機信息與工程學院 專專 業(yè)業(yè)： ： 2011計算機科學與技術 組組 別別： ： 第九組 起止日期起止日期: 2011年 12月24日2012年1月8日 指指導導教教師師: 趙生慧 趙國柱 計計算機與信息工程學院二算機與信息工程學院二0一一 一制一制【精品文檔】【精品文檔】課程設計任務書課程設計任務書課程設計題目簡單的校園網(wǎng)設計與實現(xiàn)組長學號2011220112班級2班系別計算機信息與工

2、程學院專業(yè)計算機科學與技術（2011專升本）組員 指導教師趙生慧 趙國柱課程設計目的為所在學校設計一個簡單的基于三層交換技術的校園網(wǎng)課程設計所需環(huán)境安裝Cisco Packet Tracer軟件的計算機課程設計任務要求(1) 自行定義每個部門需要的IP地址數(shù)，每部門1個單獨的子網(wǎng)，至少有4種不同的地址規(guī)模；(2) 分析校內IP地址總體需求，統(tǒng)計需要多少個C類的IP地址段，使用私有地址連接校內計算機，并從中選擇連續(xù)的地址使用；(3) 計算每個部門的網(wǎng)絡地址、掩碼，并指定網(wǎng)關地址；(4) 每個子網(wǎng)1個獨立的VLAN，并使用三層交換機互連各VLAN。課程設計工作進度計劃序號起止日期工 作 內 容分工

3、情況12011.12.2對課程設計要求進行分析，討論出總體規(guī)劃，然后各成員分別進行簡單拓撲實現(xiàn)。 22011.12.6對大家的各個拓撲設計進行整合，取優(yōu)補差，討論出出一個最佳校園網(wǎng)絡規(guī)劃。 32011.12.72012完善拓撲圖，編寫、修正，測試。 指導教師簽字： 年 月 日【精品文檔】【精品文檔】教研室審核意見：教研室主任簽字： 年 月 日目目 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.5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.7 IP地址合理規(guī)劃的意義 .7 IP地址規(guī)劃

4、.7 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.9 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.10 逸夫樓交換機的配置.106.2.5 1-8棟宿舍交換機的配置.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.12 查看配置信息.12 查看VLAN信息.13【精品文檔】【精品文檔】1-3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

5、號食 堂男生宿舍女生宿舍7.3 查看路由表.13 測試主機連通性.14 處于同一網(wǎng)絡內的主機間聯(lián)通測試.14 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.181設計背景隨著現(xiàn)代化教學活動的開展和與國內外教學機構交往的增多，對通過Internet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

6、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、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，開展學校現(xiàn)代化教育建設，建設具有規(guī)模的校園網(wǎng)絡，【精品文檔】【精品文檔】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，能夠最大限度地調動學生對

7、教學內容的積極性。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：（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部的文件資料、學校之間

8、的科研學術交流內容、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)內部用戶與外界之間的郵件業(yè)務提供服務，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)

9、，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所有的計算機，并從中選擇連續(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，內網(wǎng)連接服務器群。校園內，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【精品文檔】【精品文檔】舍。然后，同一類部門劃分一個獨立的子

10、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。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BoyGirlBoyGirl信息中心V1V2V1V2V3V2V1V2V4V5V4V5外網(wǎng)圖3-1 校園網(wǎng)絡設計規(guī)劃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。服務器群【精品文檔

11、】【精品文檔】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，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

12、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、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。【精品文檔】【精品文檔】 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

13、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)劃有如下的意義：（1）減少對各種資源（內存、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

14、遠程訪問；（2）與internet 互聯(lián)設備IP地址采用真實IP地址；（3）部分內部互連采用私有IP地址；5.3 VLAN劃分方案（1）將不同建筑內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

15、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，比較占用帶寬，所以將男女生分別劃分VLAN。 根據(jù)上述內容現(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)段部部門門IP地址具體劃分地址具體劃分VLAN1多媒體教室、機房【精品文檔】【精品文檔】VLAN2辦公室VLAN3192借閱室VLAN4男生宿舍VLAN5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 /進進入特入特權權模式模式Switch#conf t /進進入全局

16、模式入全局模式Switch(config)#hostname Center /設設置主機名置主機名為為CenterCenter(config)#ip routing/設設置路由置路由選擇選擇Center(config)#vtp mode server/設設置置VTP Server 模式模式Center(config)#vtp domain test /設設置置VTP域名域名為為testCenter(config)#int f0/24 /進進入入Fastethernet 0/24子接口模式子接口模式Center(config-if)# switchport trunk encapsulation

17、 dot1q/封裝端口封裝端口Center(config-if)# switchport mode trunk /端口配置端口配置為為Trunk模式模式Center(config-if)#int f0/20 /進進入入Fastethernet 0/20子接口模式子接口模式Center(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q/封裝端口封裝端口Center(config-if)# switchport mode trunk /端口配置端口配置為為Trunk模式模式Center(config)#int f0/1 /進進入入Fastethern

18、et 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 shut /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,

19、changed state to upCenter(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(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 /進進入入vlan 1 /為為vlan 1配置配置IP地址地址Center

20、(config-vlan)#no shut /激活激活vlan 1Center(config-vlan)#int vlan 2/進進入入vlan 2 /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/進進入入vlan 3【精品文檔】【精品文檔】 /為為vlan 3配置配置IP地址地址Center(config-vlan)#no shut /激活激活vlan 3Center(config-vlan)#int vlan 4/進進入入vlan 4 /為為vlan 4配置配置

21、IP地址地址Center(config-vlan)#no shut /激活激活vlan 4Center(config-vlan)#int vlan 5/進進入入vlan 5Center(config-vlan)#ip add /為為vlan 5配置配置IP地址地址Center(config-vlan)#no 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的的組組合合鍵鍵，可直接返回特，可直接返回特權權

22、模式模式6.2 二層交換機的配置教學樓交換機的配置Switchen /進進入特入特權權模式模式Switch#conf t /進進入全局模式入全局模式Switch(config)#hostname Teach /設設置主機名置主機名為為TeachTeach(config)#vtp mode client /設設置置VTP Client 模式模式Teach(config)#vtp domain test /設設置置VTP域名域名為為testTeach(config)#int f0/24/進進入入Fastethernet 0/24子接口模式子接口模式Teach(config-if)#switchpo

23、rt mode trunk/端口配置端口配置為為Trunk模式模式Teach(config-if)#int f0/23/進進入入Fastethernet 0/23子接口模式子接口模式Teach(config-if)#switchport mode trunk/端口配置端口配置為為Trunk模式模式Teach(config-if)#int f0/1 /進進入入Fastethernet 0/1子接口模式子接口模式Teach(config-if)#switchport access vlan 1 / access模式下，允模式下，允許許VLAN 1通通過過Teach(config-if)#int f

24、0/2 /進進入入Fastethernet 0/2子接口模式子接口模式Teach(config-if)#switchport access vlan 2 / access模式下，允模式下，允許許VLAN 2通通過過Teach(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Teach(config)#Z /即即Ctrl+Z的的組組合合鍵鍵，可直接返回特，可直接返回特權權模式模式 實驗樓交換機的配置SwitchenSwitch#conf tSwitch(config)#hostname LabLab(config)#vtp mode client Lab(

25、config)#vtp domain testLab(config)#int f0/22Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int f0/23Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int f0/1Lab(config-if)#switchport access vlan 1 Lab(config-if)#int f0/2Lab(config-if)#switchport access vlan 2【精品文檔】【精品文檔】Lab(config-if)#exitLab(

26、config)#Z 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 f0/22Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)#int f0/23Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)#int f0/1Libr(config-if)#switchport acc

27、ess vlan 3 Libr(config-if)#int f0/2Libr(config-if)#switchport access vlan 2Libr(config-if)#exitLibr(config)#Z逸夫樓交換機的配置SwitchenSwitch#conf tSwitch(config)#hostname YifuYifu(config)#vtp mode client Yifu(config)#vtp domain testYifu(config)#int f0/23Yifu(config-if)#switchport mode trunkYifu(config-if)#i

28、nt f0/1Yifu(config-if)#switchport access vlan 1 Yifu(config-if)#int f0/2Yifu(config-if)#switchport access vlan 2Yifu(config-if)#exitYifu(config)#Z 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(con

29、fig-if)#switchport mode trunkEdorm(config-if)#int f0/23【精品文檔】【精品文檔】Edorm(config-if)#switchport mode trunkEdorm(config-if)#int f0/1Edorm(config-if)#switchport access vlan 4 Edorm(config-if)#int f0/2Edorm(config-if)#switchport access vlan 5Edorm(config-if)#exitEdorm(config)#Z 逸夫宿舍交換機的配置SwitchenSwitch#

30、conf tSwitch(config)#hostname YdormYdorm(config)#vtp mode client Ydorm(config)#vtp domain testYdorm(config)#int f0/23Ydorm(config-if)#switchport 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-i

31、f)#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，從地址段中選擇連續(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)關配置表主機號主機號IP地址地址默認網(wǎng)關默認網(wǎng)關PC0PC1PC2PC3PC4【精品文檔】【精品文檔】PC5PC6PC7PC8PC9PC10PC11 Server07.測試與診斷7.1查看配置信息（1）在核心三層交換機里

32、配置show run命令, 查得內容如下：（2）在宿舍樓二層交換機里配置show run命令, 查得內容如下：（3）在教學樓二層交換機里配置show run命令, 查得內容如下：注：在其他交換機查看配置同上?！揪肺臋n】【精品文檔】查看VLAN信息在核心三層交換機里配置show vlan命令，查得內容如下： 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，查得內容如下：7.4 測試主機連通性處于同一網(wǎng)絡內的主機間聯(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

33、，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：【精品文檔】【精品文檔】圖7-1同一vlan同一網(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CPC2，具體傳輸路線如下圖7-3所示：【精品文檔】【精品文檔】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)內通信ICMP報文測試最后狀態(tài)處于不同網(wǎng)絡間