计算机网络课程设计——校园网的规划与设计
摘要
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)顯示出了它蓬勃發(fā)展的生命力，它逐漸進(jìn)入了人們的家居生活，使得當(dāng)今社會(huì)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化越來越來明顯。由于Internet的信息和服務(wù)內(nèi)容不斷的擴(kuò)大，使得用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求急劇增加。家庭、學(xué)生宿舍等場(chǎng)所紛紛布網(wǎng)加入到Internet中，越來越多的家庭或?qū)W生宿舍中都不只一臺(tái)電腦，那么如何架構(gòu)不受地域性影響，價(jià)廉速快的實(shí)用型網(wǎng)絡(luò)。校園網(wǎng)已成為各學(xué)校必備的重要信息基礎(chǔ)設(shè)施,其規(guī)模和應(yīng)用水平已成為衡量學(xué)校教學(xué)與科研綜合實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)志。在某學(xué)院校園網(wǎng)目前的實(shí)際情況在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前技術(shù)的發(fā)展方向和用戶的實(shí)際需求，制訂了學(xué)院校園校園網(wǎng)建設(shè)的整體設(shè)計(jì)方案。通過校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)，為師生提供教學(xué)、科研和綜合信息服務(wù)。本文在局域網(wǎng)技術(shù)和先進(jìn)發(fā)展基礎(chǔ)上，分析了建立校園網(wǎng)的意義，建設(shè)原則和目的，并詳細(xì)闡述了其設(shè)計(jì)方案過程。文章從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)方案、管理、布局等方面討論了校園網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，詳細(xì)介紹了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、VLAN劃分、IP分配、擴(kuò)展訪問、NAT配置。最后通過相關(guān)軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理以及實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全性。分了解組網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)目前校園網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合當(dāng)前智能化校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求分析，設(shè)計(jì)出一個(gè)校園的網(wǎng)絡(luò)模型，并對(duì)模型進(jìn)行各方面的細(xì)化。根據(jù)模型圖對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x型。使用模擬軟件Cisco Packet Tracer對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置，包括IP地址的規(guī)劃、路由協(xié)議的選擇以及交換機(jī)的配置等。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化 組網(wǎng)技術(shù) IP地址規(guī)劃 交換機(jī)配置 NAT
一、任務(wù)概述
1.1 設(shè)計(jì)目的
深入理解網(wǎng)絡(luò)工程的三層層次設(shè)計(jì)模型，掌握網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)地址
規(guī)劃與設(shè)計(jì)、綜合布線設(shè)計(jì)等技術(shù)，可以對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、安裝、
連接與設(shè)置，掌握小型校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和組建方法。
1.2 項(xiàng)目任務(wù)和要求
網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三層層次模型，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃，綜合布線，設(shè)
備安裝、連接、配置，大型網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、組建。
1.3 參考資料
（1）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，郭雅，電子工業(yè)出版社。
（2）《網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)教程：系統(tǒng)集成方法》，陳鳴，機(jī)械工業(yè)出版社。
（3）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第七版)》，謝希仁，電子工業(yè)出版社。
（4）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)》，吳學(xué)毅，機(jī)械工業(yè)出版社。
（5）CSDN博主「VictorHan01」的原創(chuàng)文章，原文鏈接：基于Packet trace的小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)_VictorHan01的博客-CSDN博客_思科模擬器搭建中小型企業(yè)網(wǎng)
（6）CSDN博主「漁夫陶」的原創(chuàng)文章，原文鏈接：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)——企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與搭建_漁夫陶的博客-CSDN博客_企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)
（7）CSDN博主「編程界菜須鯤」的原創(chuàng)文章，原文鏈接：思科模擬器的簡(jiǎn)單安裝和使用_編程界菜須鯤的博客-CSDN博客_思科模擬器安裝教程
（8）B站up主「大樹下有個(gè)嘟嘟」視頻，視頻連接：
【校園網(wǎng)】綜合組網(wǎng)配置過程拆解_嗶哩嗶哩_bilibili
二、開發(fā)環(huán)境
1、運(yùn)行windows系統(tǒng)的pc
2、使用Cisco Packet Tracer進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的搭建與配置
三、項(xiàng)目需求分析
（1）在校園局域網(wǎng)中，要求使用三層架構(gòu)。在核心層使用三層交換機(jī)作為核心交換機(jī)，負(fù)責(zé)核心交換。匯聚層使用兩個(gè)交換機(jī)來匯聚流量，將流量匯入核心層。接入層交換機(jī)負(fù)責(zé)連接設(shè)備，提升端口密度。
（2）校園中不同的樓要?jiǎng)澐講lan，不同接入層交換機(jī)上劃入不同vlan，具體設(shè)計(jì)根據(jù)具體要求而定。
（3）局域網(wǎng)內(nèi)部設(shè)置dns服務(wù)器和http服務(wù)器，以便域名解析和外網(wǎng)訪問企業(yè)官網(wǎng)。核心層之上。
（4）核心層之上，核心路由器負(fù)責(zé)流量轉(zhuǎn)發(fā)以及配置nat和做端口映射。
四、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
4.1 總體設(shè)計(jì)
核心部分拓?fù)錇槿龑蛹軜?gòu)。對(duì)于核心層，使用兩臺(tái)多層交換機(jī)作為核心交換機(jī)，兩臺(tái)核心交換機(jī)分別連上路由器，兩核心交換機(jī)之間使用鏈路聚合。對(duì)于匯聚層，使用兩臺(tái)交換機(jī)，兩臺(tái)交換機(jī)中每一臺(tái)都分別于兩臺(tái)核心交換機(jī)相連，保證可靠性。對(duì)于接入層，暫時(shí)使用四臺(tái)交換機(jī)，每臺(tái)交換機(jī)劃入一個(gè)vlan，負(fù)責(zé)一個(gè)虛擬局域網(wǎng)的連接，其中有一臺(tái)負(fù)責(zé)連接校園網(wǎng)的服務(wù)器群。
4.2 功能設(shè)計(jì)
（1）交換機(jī)上配置mstp。暫定局域網(wǎng)內(nèi)有vlan10，vlan20，vlan30，vlan40，vlan100。設(shè)定一個(gè)多生成樹組中有實(shí)例instance1和instance2，將vlan10，vlan20，vlan100劃入instance1，將vlan30，vlan40劃入instance2。將多層交換機(jī)1定為instance1的根交換機(jī)，將多層交換機(jī)2定為instance2的根交換機(jī)。
（2）核心交換機(jī)做網(wǎng)關(guān)，以減輕路由器負(fù)擔(dān)。多層交換機(jī)1做vlan10，vlan20和vlan100的網(wǎng)關(guān)，多層交換機(jī)2做vlan30，vlan40的網(wǎng)關(guān)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的冗余，讓多層交換機(jī)1做vlan30，vlan40的備份網(wǎng)關(guān)，多層交換機(jī)2做vlan10，vlan20和vlan100的備份網(wǎng)關(guān)。
（3）用多層交換機(jī)1實(shí)現(xiàn)vlan10，vlan20和vlan100的dhcp功能，用多層交換機(jī)2實(shí)現(xiàn)vlan30和vlan40的dhcp功能。
（4）多層交換機(jī)1、多層交換機(jī)2上配置路由，指向路由器0.
（5）路由器0上配置接口IP，寫入到局域網(wǎng)的靜態(tài)路由，以及到外網(wǎng)的缺省路由。
（6）路由器0上配置nat，局域網(wǎng)內(nèi)所有IP從AR1到外網(wǎng)時(shí)都做IP地址轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為公網(wǎng)地址。
（7）多層交換機(jī)1和多層交換機(jī)2上使用ospf協(xié)議服務(wù)。
（8）路由器0上配置端口映射，外網(wǎng)pc可以通過認(rèn)證的方式對(duì)多層交換機(jī)1和多層交換機(jī)2進(jìn)行運(yùn)維，也可以訪問企業(yè)的官網(wǎng)（www.xpu.com）
4.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
?
（1）搭建拓?fù)淙鐖D
（2）規(guī)劃IP地址。局域網(wǎng)內(nèi)暫定劃分5個(gè)vlan，其中vlan10-40作為用戶vlan，vlan100作為服務(wù)器群的vlan。
IP地址規(guī)劃：
192.168.10.1/24 vlan10
192.168.20.1/24 vlan20
192.168.30.1/24 vlan30
192.168.40.1/24 vlan40
192.168.100.0/24 vlan100 用于服務(wù)器群
10.1.101.0/24多層交換機(jī)1和路由器之間的網(wǎng)段
10.1.102.0/24?多層交換機(jī)2和路由器之間的網(wǎng)段
202.207.150.0/24 路由器0 和ISP（運(yùn)營(yíng)商路由器）之間的網(wǎng)段
100.1.1.0/24 公網(wǎng)上用于測(cè)試的一個(gè)網(wǎng)段
交換機(jī)上建立vlan，建立虛接口，給各個(gè)接口配置相應(yīng)的IP地址。
（3）各個(gè)交換機(jī)根據(jù)設(shè)定配置接口類型，并配置接口允許列表。
（4）多層交換機(jī)1和多層交換機(jī)2上建立多生成樹組1，其中建立兩個(gè)實(shí)例instance1和instance2，分別將vlan10，vlan20、vlan100和vlan30，vlan?40劃入兩實(shí)例中，instance1的根交換機(jī)定為多層交換機(jī)1，instance2的根交換機(jī)定為多層交換機(jī)2。分別在各個(gè)交換機(jī)上配置mstp。
（5）兩核心交換機(jī)上配置vrrp。
兩交換機(jī)上配置虛接口以及虛接口的IP地址，具體映射見下表。
[110/2] via 192.168.10.252, 00:55:08, Vlan10
[110/2] via 192.168.20.252, 00:55:08, Vlan20
[110/2] via 192.168.30.252, 00:55:08, Vlan30
[110/2] via 192.168.40.252, 00:55:08, Vlan40
[110/2] via 192.168.100.252, 00:55:08, Vlan100
（6）在兩核心交換機(jī)上開啟dhcp服務(wù)，建立對(duì)應(yīng)的地址池，并配置相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)地址。在虛接口上開啟dhcp。
（7）兩核心交換機(jī)上和路由器開啟ostp協(xié)議服務(wù)。
（8）局域網(wǎng)服務(wù)器群設(shè)置有一個(gè)dns服務(wù)器和一個(gè)http服務(wù)器，dns服務(wù)器作為各個(gè)內(nèi)網(wǎng)各個(gè)網(wǎng)段的默認(rèn)dns服務(wù)器。http服務(wù)器供內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)訪問。
（9）多層交換機(jī)1和多層交換機(jī)2上寫入缺省路由，指向路由器0。路由器上寫入缺省路由，指向ISP，寫入用戶網(wǎng)段的靜態(tài)，指向兩核心交換機(jī)。
（10）路由器0上與ISP相連的接口上配置nat，101.1.101.0/16網(wǎng)段內(nèi)的地址轉(zhuǎn)換為211.1.1.0。
（11）路由器0上配置端口映射，分別將訪問211.1.1.0的指定端口轉(zhuǎn)換為訪問多層交換機(jī)1和多層交換機(jī)2的5端口以及http服務(wù)器。
五、程序的運(yùn)行和測(cè)試結(jié)果
1.內(nèi)網(wǎng)用戶網(wǎng)段可以連接外網(wǎng)網(wǎng)段
?
?
2.內(nèi)網(wǎng)可以互通
?
3.內(nèi)網(wǎng)可以訪問服務(wù)器群
?
六、設(shè)計(jì)中的問題及心得
1、配置過程中多生成樹的配置出現(xiàn)問題。通過更規(guī)范的操作解決問題。
2、靜態(tài)路由出現(xiàn)問題。路由器上對(duì)用戶網(wǎng)段的路由匯總與核心交換機(jī)上的缺省路由相遇，產(chǎn)生了環(huán)路。通過刪除匯總的路由改為對(duì)各個(gè)用戶網(wǎng)段的單個(gè)的路由解決問題。
3、端口映射出現(xiàn)問題，內(nèi)網(wǎng)可以登錄核心交換機(jī)而外網(wǎng)不能登錄。相同的配置在其他相同的配置在其他拓?fù)渲锌梢詫?shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，疑似模擬器的問題。
七、附錄
部分核心配置：
1、PC端配置
以PC0為例
IP Address：192.168.10.1
Subnet Mask:255.255.255.0
Default Gateway:192.168.10.254
DNS Server:192.168.100.2
2、接入交換機(jī)配置
以教學(xué)樓接入交換機(jī)為例
??en
conf t
ho Jiaoxue
end
show vlan
圖片略
讓生成樹快速收斂
sh run
conf t
int range f0/1-2
span
spanning-tree po
spanning-tree portfast
end
類似配置圖書館、宿舍樓、實(shí)訓(xùn)樓幾個(gè)接入交換機(jī)`
3、創(chuàng)建多個(gè)vlan
以交換機(jī)1為例，為其分配了vlan10 、vlan20
En
conf t
ho Huiju-1
do show vlan
vlan 10
vlan 20
end
conf t
int range f0/1-4
sw
switchport mo run
switchport mo trunk
end
show vlan
wri
其他幾個(gè)交換機(jī)同理
Vlan劃分正常：
shixun#show vlan
VLAN Name ????????????????????????????Status ???Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1 ???default ?????????????????????????active ???Fa0/3, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6
????????????????????????????????????????????????Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10
????????????????????????????????????????????????Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13, Fa0/14
????????????????????????????????????????????????Fa0/15, Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18
????????????????????????????????????????????????Fa0/19, Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22
????????????????????????????????????????????????Fa0/23, Fa0/24, Gig1/1, Gig1/2
40 ??VLAN0040 ????????????????????????active ???Fa0/1, Fa0/2
1002 fddi-default ????????????????????act/unsup
1003 token-ring-default ??????????????act/unsup
1004 fddinet-default ?????????????????act/unsup
1005 trnet-default ???????????????????act/unsup
VLAN Type ?SAID ??????MTU ??Parent RingNo BridgeNo Stp ?BrdgMode Trans1 Trans2
---- ----- ---------- ----- ------ ------ -------- ---- -------- ------ ------
1 ???enet ?100001 ????1500 ?- ?????- ?????- ???????- ???- ???????0 ?????0
40 ??enet ?100040 ????1500 ?- ?????- ?????- ???????- ???- ???????0 ?????0
1002 fddi ?101002 ????1500 ?- ?????- ?????- ???????- ???- ???????0 ?????0 ??
1003 tr ???101003 ????1500 ?- ?????- ?????- ???????- ???- ???????0 ?????0 ??
1004 fdnet 101004 ????1500 ?- ?????- ?????- ???????ieee - ???????0 ?????0 ??
1005 trnet 101005 ????1500 ?- ?????- ?????- ???????ibm ?- ???????0 ?????0 ??
Remote SPAN VLANs
------------------------------------------------------------------------------
Primary Secondary Type ?????????????Ports
------- --------- ----------------- ------------------------------------------
Trunk創(chuàng)建正常：
shixun#show run
Building configuration...
Current configuration : 1162 bytes
!
version 12.2
no service timestamps log datetime msec
no service timestamps debug datetime msec
no service password-encryption
!
hostname shixun
!
!
!
!
spanning-tree mode pvst
!
interface FastEthernet0/1
?switchport access vlan 40
?switchport mode access
!
interface FastEthernet0/2
?switchport access vlan 40
?switchport mode access
!
interface FastEthernet0/3
?switchport mode trunk
!
interface FastEthernet0/4
4、多層交換機(jī)配置
通過HSRP+STP的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)
en
show vlan
sh run
conf t
s trun
s trunen
s trunendo
s trunendo
sw
switchport trun
switchport trunk en
switchport trunk encapsulation do
switchport trunk encapsulation dotlq
sw mo run
sw mo trunk
end
把多層交換機(jī)1的Hostname設(shè)置為Core1
多層交換機(jī)2同樣的配置過程
5.鏈路聚合的配置
Core1#conf t
int po
int port-channel 1
sw trun
sw trunk en
sw trunk encapsulation do
sw trunk encapsulation dotlq
sw mot run
sw mo trunk
int range f0/3-4
chann
channel-gr
channel-group 1 moi
channel-group 1 mo
channel-group 1 mode on
channel-group 1 mode o?
on
channel-group 1 mode ?
channel-group 1 mode on
channel-group 1 mode on
end
多層交換機(jī)2同理
Core2#conf t
span
spanning-tree vlan 10、20、30 roo
spanning-tree vlan 10、20、30 root se
spanning-tree vlan 10、20、30 root ?
spanning-tree vlan 10、20、30 root
span
spanning-tree vlan 10、20、100 roo
spanning-tree vlan 10、20、100 root se
spanning-tree vlan 10、20、100 root secondary
span
spanning-tree vlan 30、40 roo
spanning-tree vlan 30、40 root pri
spanning-tree vlan 30、40 root primary
end
wri
sh run
多層交換機(jī)鏈路聚合配置正常：
Core2#show etherchannel summary
Flags: ?D - down ???????P - in port-channel
????????I - stand-alone s - suspended
????????H - Hot-standby (LACP only)
????????R - Layer3 ?????S - Layer2
????????U - in use ?????f - failed to allocate aggregator
????????u - unsuitable for bundling
????????w - waiting to be aggregated
????????d - default port
Number of channel-groups in use: 1
Number of aggregators: ??????????1
Group ?Port-channel ?Protocol ???Ports
------+-------------+-----------+----------------------------------------------
1 ?????Po1(SU) ??????????- ?????Fa0/3(P) Fa0/4(P)
6、配置HSRP
以vlan10為例
int vlan 10
ip routing
int vlan 10
end
sh run
Core1#conf t
int vlan 10
ip add
ip address 192.168.10.251 255.255.255.0
sta
standby
standby 1 ip 192.168.10.254
sta
standby 1 pri
standby 1 priority 120
sta
standby 1 pre
standby 1 preempt ?
<cr>
standby 1 preemptend
多層交換機(jī)2同理
HSRP配置正常：
Core1#show standby brief
?????????????????????P indicates configured to preempt.
?????????????????????|
Interface ??Grp ?Pri P State ???Active ?????????Standby ????????Virtual IP
Vl1 ????????1 ???120 P Active ??local ??????????192.168.10.252 ?192.168.10.254
Vl2 ????????1 ???120 P Active ??local ??????????192.168.20.252 ?192.168.20.254
Vl1 ????????1 ???120 P Active ??local ??????????192.168.100.252 192.168.100.254
Vl3 ????????1 ???100 P Standby ?192.168.30.252 ?local ??????????192.168.30.254
Vl4 ????????1 ???100 P Standby ?192.168.40.252 ?local ??????????192.168.40.254
7.將多層交換機(jī)設(shè)置成三層端口進(jìn)行通信
ip int brief
Core1#conf t
int f0/5
no sw
no switchport
ip ad
ip address 10.1.101.2 255.255.255.252
no shu
no shutdown
end
wri
多層交換機(jī)2 同理
8.路由器的ospf配置
conf t
no router ospf 1
logadjcency-changes
network 10.1.102.0.0.0.3 area 0
ne
twork 192.168.10.0.0.0.0.255 area0
network 192.168.20.0.0.0.0.255 area0
network 192.168.30.0.0.0.0.255 area0
network 192.168.40.0.0.0.0.255 area0
network 192.168.100.0.0.0.0.255 area0
end
多層交換機(jī)2同理
9.路由器地址的配置
以路由器0為例
conf t
int se1/0
no shu
no shutdown
ip ad
ip address 211.1.1 255.255.255.252
no shu
no shutdown
end
其他路由器同理
10.路由器NAT的配置
conf t
ip nat in
ip nat inside
int se1/0
nat ou
ip nat outside
exit
acc
access-list 10 per
access-list 10 permit 192.168.0.0 0.0.255.255
ip nat in
ip nat inside sou
ip nat inside source ?
ip nat inside source li
ip nat inside source list 10 in
ip nat inside source list 10 interface ?
ip nat inside source list 10 interface se1/0
ip nat inside source list 10 interface se1/0 overload
end
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络课程设计——校园网的规划与设计的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： html代码雨特效代码,简易代码雨特效
- 下一篇： COMSOL指南：COMSOL案例库文件