二層交換機組網(wǎng)方案設計

1、計算機網(wǎng)絡課程設計二層交換機組網(wǎng)方案院（系）名稱專業(yè)班級學號學生姓名指導教師2010年6月13日課程設計任務書20092010學年第二學期專業(yè)：網(wǎng)絡工程學號： : 課程設計名稱： 計算機網(wǎng)絡課程設計設計題目：二層交換機組網(wǎng)方案-需求分析及設備B的設置完成期限：自2010年5月31日至2010年06月06日共1周設計目的：能夠充分利用所學的計算機網(wǎng)絡知識，建立一個以二層交換機為媒介的小型局域網(wǎng)，通過這個局域網(wǎng)可以對該網(wǎng)上的其他主機進行連通，利用較少而 又簡單的設備，達到組網(wǎng)連通的作用。功能要求：包括兩個二層交換機，數(shù)臺主機，組建一個簡單小型的局域網(wǎng)，實現(xiàn) 此局域網(wǎng)部的通信。設計的任務：對此次組網(wǎng)

2、進行整體規(guī)劃和布局，分析各個方面的需求及設備的選用，包括怎樣設計，劃分VLAN的必要性，網(wǎng)絡拓撲的定義及意艾。、開發(fā)工具：交換機，visio。二、進度安排:序號階段容所需時間1布置任務及調(diào)研2天2系統(tǒng)分析與設計3天3調(diào)試及報告撰寫2天合計7天三、主要參考資料: 計算機網(wǎng)絡教程（第2版）希人人民郵電 2007計算機網(wǎng)絡交換路由實驗實訓指導（第2版） 王鴻運2010校園網(wǎng)組建與管理清華大學 王竹林2002.1指導教師（簽字）：教研室主任（簽字）：批準日期：年 月 日21世紀是一個以網(wǎng)絡為核心的信息時代。要實現(xiàn)信息化，就必須依靠完善 的網(wǎng)絡，同時也需要與之相關的設計與服務。本課程設計，主要基于交換機

3、的設置，建立一個以交換機為媒介的小型局域 網(wǎng)的組網(wǎng)方案，例如校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等。由于在教學教育領域，資源共享、教學 網(wǎng)絡化、辦公自動化無疑是大勢所趨，為了讓師生之間、教工之間達成互聯(lián)互通， 很多中小學校、大學都需要急需建立校園網(wǎng)。由于條件限制，本課程設計只進行 了一個小的模擬測試，并沒有實地布線操作。此次模擬測試只使用了兩臺二層交 換機，兩臺主機以及數(shù)根網(wǎng)線進行簡單的配置，然后測試。關鍵詞：交換機switch;主機PC：局域網(wǎng)：LANo TOC o 1-5 h z 一、課程設計的目的和意義1二、二層交換機的工作原理1三、設計題目和要求23.1設計題目23.2設計要求2四、設計容24. 1需求分析

4、24.2設計原則34.3網(wǎng)絡拓撲設計方案34.4子網(wǎng)設計方案44. 5交換機B的VLAN劃分和配置64. 6測試7五、設計成成果及心得8參考文獻10參考10一、課程設計的目的和意義21世紀是一個Internet為核心的信息時代，要實現(xiàn)信息化，就必須依靠完 善的網(wǎng)絡。通過利用二層交換機組網(wǎng)設計，使學生在對計算機網(wǎng)絡技術(shù)與發(fā)展整 體了解基礎上，掌握vlan原理，掌握二層交換機vlan的劃分方法，和如何驗證 vlan的劃分，掌握跨二層交換機相同vlan間通信的調(diào)試方法，了解交換機的 trunk 口。是廣大網(wǎng)民對網(wǎng)絡如何運行和管理有了進一步的了解。二、二層交換機的工作原理二層交換技術(shù)是發(fā)展比較成熟，二

5、層交換機屬數(shù)據(jù)鏈路層設備，可以識別數(shù) 據(jù)包中的MAC地址信息，根據(jù)MAC地址進行轉(zhuǎn)發(fā)，并將這些MAC地址與對應的端 口記錄在自己部的一個地址表中。具體的工作流程如下：當交換機從某個端口收到一個數(shù)據(jù)包，它先讀取中的源MAC地址，這樣它 就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的；再去讀取中的目的MAC地址，并在地址表中查找相應的端口：如表中有與這目的MAC地址對應的端口，把數(shù)據(jù)包直接復制到這端口上；如表中找不到相應的端口則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口上，當目的機器對源 機器回應時，交換機又可以學習一目的MAC地址與哪個端口對應，在下次傳送數(shù) 據(jù)時就不再需要對所有端口進行廣播了。不斷的循環(huán)這個過程，對于

6、全網(wǎng)的MAC地址信息都可以學習到，二層交換機就是 這樣建立和維護它自己的地址表。從二層交換機的工作原理可以推知以下三點：由于交換機對多數(shù)端口的數(shù)據(jù)進行同時交換，這就要求具有很寬的交換總 線帶寬，如果二層交換機有N個端口，每個端口的帶寬是M,交換機總線帶寬超 過NXM,那么這交換機就可以實現(xiàn)線速交換；學習端口連接的機器的MAC地址，寫入地址表，地址表的大小(一般兩種 表示方式：一為BEFFER RAM, 一為MAC表項數(shù)值)，地址表大小影響交換機的接 入容量；還有一個就是二層交換機一般都含有專門用于處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC(App I i cat i on specific I ntegrate

7、d Ci rcuit)芯片，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度可以做到 非?？臁Ｓ捎诟鱾€廠家采用ASIC不同，直接影響產(chǎn)品性能。以上三點也是評判二層交換機性能優(yōu)劣的主要技術(shù)參數(shù)。三、設計題目和要求3.1設計題目題目：二層交換機的組建3.2設計要求設計要求：Internet的風起云涌，帶動了網(wǎng)民數(shù)量的急速增長，上網(wǎng)已經(jīng)成了許多人的 生活必需品，網(wǎng)吧亦因應而生，滿足相當一部分網(wǎng)民的上網(wǎng)需求。網(wǎng)吧的硬件設備主要包括主機和網(wǎng)絡設備，而其中網(wǎng)絡設備是整個網(wǎng)吧的 核心，對于網(wǎng)吧的經(jīng)營者而言，如何選擇一套可靠穩(wěn)定、具備良好的擴充性、并 且具有優(yōu)秀的性價比的設備，是網(wǎng)吧經(jīng)營者首先要考慮的重要條件。隨著VOD、網(wǎng)絡游戲等網(wǎng)絡應用的迅

8、速發(fā)展，人們對計算機和網(wǎng)絡帶寬的 需求越來越高。早期的網(wǎng)吧通常規(guī)模較小、檔次較低，且出口帶寬較窄，已遠遠 不能滿足網(wǎng)民們?nèi)找嬖鲩L的需求。因此現(xiàn)有的網(wǎng)吧急需升級，而在新建網(wǎng)吧的時 候，也需要站在一個較高的起點上。四、設計容4.1需求分析隨著生產(chǎn)發(fā)展，對工作效率和管理水平現(xiàn)代化要求的提高，對數(shù)據(jù)流暢通和 信息共享提出了更高的要求：根據(jù)具體情況，在計算機網(wǎng)絡的規(guī)劃、設計和實施中遵循以下原則:充分考慮業(yè)務需求和業(yè)務發(fā)展趨勢，具有實用性、靈活性、安全性、先進性。 整個網(wǎng)絡建設應具備連續(xù)性，要保護現(xiàn)有的投資，充分利用現(xiàn)有的計算機資源和 通訊資源。網(wǎng)絡的可靠性要高，在考慮現(xiàn)有的通訊網(wǎng)絡的基礎上，計算機網(wǎng)的

9、拓撲結(jié)構(gòu)應盡量采用穩(wěn)定可靠的結(jié)構(gòu)形式，冗余備份以保證整個網(wǎng)絡的高可靠 性。網(wǎng)絡應具有高度的開放性，即對設備的技術(shù)開放和對其他網(wǎng)絡的接入開放 （如:Internet） o經(jīng)濟實用性，設備的選型應有最優(yōu)的性能價格比，以最省的投 資實現(xiàn)盡可能多的功能。易于操作和工程實施，立足于實際。4.2設計原則實用性和經(jīng)濟性系統(tǒng)建設始終貫徹面向應用，注重實效的方針。堅持使用、經(jīng)濟的原則建設 局域網(wǎng)。先進性和成熟性系統(tǒng)設計既要采用先進的技術(shù)和方法。又要注意結(jié)構(gòu)，設備的相對成熟，不 但能反映當今的技術(shù)水平，而且具有發(fā)展?jié)摿??？煽啃院头€(wěn)定性從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設備性能、系統(tǒng)管理、廠商技術(shù)支持及維修能力等 方而著手，確

10、保系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，達到最大的平均無故障時間。安全性和性在網(wǎng)吧的設計中，既考慮變化的要求，必須充分考慮一最簡的方法、最低的 投資，實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展和維護，采用可網(wǎng)管產(chǎn)品，降低人力資源的費用，提高網(wǎng) 絡的易用性。信息點和用戶需求：按照要求網(wǎng)吧信息點總數(shù)為N個，其中普通為（XX個），液晶區(qū)為（XX個），豪華區(qū)（XX個），為電子服務器、 文件服務服務器等為部單位服務，WWW服務器、遠程登錄等實現(xiàn)遠程學習，從外 部獲得資源。可擴展性：規(guī)模較大、環(huán)境良好的網(wǎng)吧越來越得到網(wǎng)民們的青睞，同時 國家有關部門對網(wǎng)吧規(guī)模的標準也越來越高，網(wǎng)吧的規(guī)?；鸵?guī)化經(jīng)營正成為一 種趨勢。4.3網(wǎng)絡拓撲設計方案針對網(wǎng)吧

11、經(jīng)營的現(xiàn)狀，我組提出了一套完整的網(wǎng)吧網(wǎng)絡解決方案。選用設備包括：1、DCS-3926S二層交換機四臺2、PC機若干臺3、DSA-3100P 打印機4、以太網(wǎng)卡5、路由器一臺6、網(wǎng)線若干因此本網(wǎng)吧網(wǎng)絡設計的拓撲結(jié)構(gòu)圖如下所示：網(wǎng)吧一般采用星型結(jié)構(gòu)進行連接，星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡中有一個唯一的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點（中央結(jié)點），每一計算機都通過單獨的通信線路連接到中央結(jié)點，信息傳送方 式、訪問協(xié)議十分簡單，由于其實利用中央結(jié)點可方便地提供服務和重新配置網(wǎng) 絡：單個連接點的故障只影響一個設備，不會影響全網(wǎng)，容易檢測和隔離故障， 便于維護。INTERNET-圖4. 1詳細拓撲結(jié)構(gòu)圖4.4子網(wǎng)設計方案IP地址合理規(guī)劃在網(wǎng)絡規(guī)劃

12、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E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)劃有如下的意艾：1、減少對各種資源（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

13、流量的分布；4、有利于故障診斷。IP地址空間的分配與合理使用與網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡組織及路由政策有非 常密切的關系，將對校區(qū)網(wǎng)的可用性、可靠性與有效性產(chǎn)生顯著影響，應充分考 慮本地網(wǎng)對IP地址的需求，以滿足未來業(yè)務發(fā)展對IP地址的需求。IP地址規(guī)劃根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的趨勢，結(jié)合網(wǎng)吧目前真實IP地址的現(xiàn)實情況，我 們建議IP地址規(guī)劃遵循如下原則來設計：K 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、部分部互連采用私有IP地址；4、面向用戶的私有IP地址，由統(tǒng)一出口的邊緣設備（路由器、防火墻）進 行地址翻譯。即出口路由器（防火墻）互聯(lián)

14、采用合法IP地址；公共服務器如WWW/FTP/DNS/ 資源服務器等均采用合法地址（或從安全角度考慮采用私有IP）;部分接入用戶 采用私有保留IP地址相連。這樣設計，既可以充分利用已有的公網(wǎng)IP地址，解決了 IP地址空間不足的， 既可以方便的實現(xiàn)互通互連，而且將地址翻譯（NAT）這種耗費設備資源的工作 由網(wǎng)絡邊緣設備分擔，提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸整體性能。4.4.3網(wǎng)絡VLAN設計在網(wǎng)吧的整個網(wǎng)絡規(guī)劃當中，VLAN的劃分是非常重要的部分，很好的利用VLAN技術(shù)的功能，能起到事半功倍的效果，對整個網(wǎng)絡的性能也是事關重要的。 主要突出為以下幾點：VLAN劃分，可以避免廣播風暴，在骨干網(wǎng)絡中尤為突出，在多媒

15、體、視頻 點播等很容易引超廣播信息；劃分之后，VLAN是廣播只在子網(wǎng)中進行，不會做 無意義的廣播，消除了廣播風暴產(chǎn)生的條件。VLAN劃分，可以增加網(wǎng)絡的安全性，在不同的VLAN之間不能隨意通訊，只 限與本子網(wǎng)間通訊，不會對其他的子網(wǎng)產(chǎn)生干擾。要進行訪問，需要通過三層交 換，這樣信息流就得到相當好的控制。網(wǎng)絡管理系統(tǒng)采用完全獨立的IP子網(wǎng)和VLAN,實現(xiàn)更如安全的對所有網(wǎng)絡 設備進行管理。建立VLAN和IP子網(wǎng)的對應關系。提高管理效率，實現(xiàn)虛擬的工作組，減少站點的移動和改變的開銷。VLAN間的子網(wǎng)訪問，可以在三層交換機上實現(xiàn)，子網(wǎng)間的通訊也可以在匯 聚設備上實行，分流核心交換機的三層交換，優(yōu)化了

16、組網(wǎng)VLAN 號起始IP子網(wǎng)掩碼說明VLAN 10192. 168. 1. 1255. 255. 255. 0網(wǎng)管中心VLANVLAN 20192. 168. 2. 1255. 255. 255. 0普通區(qū)VLANVLAN 30192. 168. 3. 1255. 255. 255. 0液晶區(qū)VLANVLAN 40192. 168.4. 1255. 255. 255. 0豪華區(qū)VLAN表4-2 VLAN及IP編址方案4.5交換機B的VLAN劃分和配置switch#conf i gswitch(comfit)#int van 1 swi tch (conf i g-i f-v I an1)#i

17、p address 192. 168. 2. 12 255. 255. 255. 0 swi tch (conf i g- i f-vIan1)#no shutdownswitch (config)#vlan 10sw i tch (conf i g-vIan10)#sw i nt e 0/0/1 set the port ethernet0/0/1 access vI an 10 successfuI Iy sw i tch(conf i g) #vI an 20swi tch (conf ig-vIan20)sw int e 0/0/2-8setthepor tethernet0/0/2a

18、ccessvlI an20setthepor tethernet0/0/3accessvlI an20setthepor tethernet0/0/4accessvlI an20setthepor tethernet0/0/5accessvlI an20setthepor tethernet0/0/6accessvlI an20setthepor tethernet0/0/7accessvlI an20setthepor tethernet0/0/8accessvlI an20successfuI Iy successfuI Iy successfuI Iy successfuI Iy suc

19、cessfuI Iy successfuI Iy successfuI Iysw i tch (conf i g)#vI an 30sw i tch (conf i g-vIan20)#sw i nt e 0/0/9-15set the portethernetO/0/9 access vI an 30 successfuI Iysetthepor tethernet0/0/10accessvlI an30setthepor tethernet0/0/11accessvlI an30setthepor tethernet0/0/12accessvlI an30setthepor tethern

20、et0/0/13accessvlI an30setthepor tethernet0/0/14accessvlI an30setthepor tethernet0/0/15accessvlI an30switch(config)#vlan 40sw i tch (conf i g-vIan40)#sw i nt e 0/0/16-23setthepor tethernet0/0/16accessvlI an40setthepor tethernet0/0/17accessvlI an40setthepor tethernet0/0/18accessvlI an40setthepor tethe

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22、sfuI Iy successfuI Iy4.6測試PC1pingPC2:單擊“開始”輸入“CMD”,打開Dos,輸入 ping 01 -toC:WINDOWSsystem32cmcLeKe ping 192.16a2.101 -tReply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Replyfrom from from from from from from from from from from from from from from from192.168192

23、.168192.168192.168192.168192.168192.168192.168192.168192.168192.168192.168192.168192.168192.16801： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101： .2.101：bytes=32 tinelns bytes=32 tinelns hytes=32 tinelns bytes=32 tinelns byt

24、e=32 tineln hyte=32 tineln bytes=32 tinelns bytes=32 ti.Relns hytes=32 tineliis hytes=32 tinelns hytes=32 tinelns hytes=32 tinelns hytes=32 tinelns bytes=32 tinelns hytes=32 tineins bytes=32 tinelnsTTL=128TTL=128TTL=128TTL=128TTL=128TTL=128TTL=128TTL=128T7L=128TTL=128T7L=128TIL=128TIL=i28TTL=128TTL=

25、12ST7L=i28Reply Reply Reply Reply Reply Reply Reply Replyfrom from from from from from from from01： bytes=32 01： bytes=32 01： bytes=32 01： bytes=32 01： bytes=32 01： bytes=32 01： bytes=32 01： bytes=32timelnis tiRelns timelnis tLineins tiiuelRS tiRelns tiineins tinelnisTTL=128TIL=128TTL=128TIL=128TIL=128TIL=128TIL=128TIL=128ping通了，說明成功了。五、設計成成果及心得通過本次計算機網(wǎng)絡課程設計，我更加充分的理解了課本上的知識，并能夠 加以擴展，從而應用于實踐當中，在visio軟件中虛