校园局域网的组建计算机网络课程设计.doc

计算机网络课程设计 计算机网络课程设计报告2011 2012学年第2学期单 位 专 业 学生姓名 学 号 指导教师 目 录一、课程设计的题目、目的及要求2 1.1 课程设计题目.2 1.2 课程设计目的.2 1.3课程设计要求.2二、课程设计的内容2 2.1课题任务.2 2.2课题要求.2 2.3相关理论.2 2.4基本思路.3 2.5设备选型.4三、绘制网络拓扑结构图4四、详细设计步骤4 4.1 需求分析.4 4.2划分vlan及分配ip地址.5 4.3配置路由器.5 五、网络设备配置的代码5 5.1交换机代码.5 5.2路由器代码.5 5.3结果验证.6六、课程设计总结8一、 课程设计的题目、目的及要求1.1 课程设计题目：校园局域网的组建1.2 课程设计目的： 通过对计算机网络课程所学知识的综合运用，融会贯通课程中所学的理论知识，加深对网络基础知识和技术的理解，提高分析问题和实践解决问题的能力。1.3课程设计要求： 要求能根据小组所拟的题目进行需求分析，然后规划并绘制网络拓扑结 构图，拓扑结构图可以是树形、星形、网状形、环状形及混合形结构的之一，同时完成网络中系统硬件、软件的选型，并且能够根据拓扑进行路由器或交换机的代码配置实现。二、 课程设计的内容2.1课题任务： 某大学有两个分离的校区，每个校区入网信息点有2000多个，现准备通过教育网接入因特网，但从教育网只申请到4个c类网络（222.191.1.0222.191.4.0），为了安全，要求每个分校区的学生公寓子网和教师子网不在同一广播域。同时，学校有若干台应用服务器，同时对内和对外提供web等网络服务。2.2课题要求： （1）分析以上情况，结合实验室条件，完成需求分析；（2）列出所需设备，设计完成网络拓扑结构图；（3）在实验环境下完成设备的具体配置；（4）调试验证。2.3相关理论：1.虚拟局域网vlan的划分；2.网络地址转换nat（静态nat配置、动态nat配置及端口多路复用pat）；3.路由表的配置（默认路由）；4.网际控制报文协议icmp。2.4基本思路：1.虚拟局域网vlan主要为了解决交换机在进行局域网互连时无法限制广播的问题。这种技术可以把一个lan划分成多个逻辑的lanvlan，每个vlan是一个广播域，vlan内的主机间通信就和在一个lan内一样，而vlan间则不能直接互通。所以通过虚拟局域网vlan技术可以很好地达到把每个分校区的学生公寓子网和教师子网分在不同的广播域。这样，广播报文被限制在一个vlan内，使得学生公寓子网和教师子网不能直接通信。所以，虚拟局域网vlan技术不但增强了局域网的安全性，同时也灵活于构建虚拟工作组，用vlan可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，所以也很好解决了该高校有两个地理位置分离的分校区的问题，使得网络构建和维护更方便灵活。而且vlan是在数据链路层的，划分子网是在网络层的，所以不同子网之间的vlan即使是同名也不可以相互通信。2.网络地址转换（network address translation或简称nat）是一种在ip数据包通过路由器或防火墙时重写源ip地址或目的ip地址的技术。借助于nat私有(保留)地址的“内部”网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的ip地址，一个局域网只需使用少量ip地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与internet的通信需求。nat将自动修改ip报文头中的源ip地址和目的ip地址，ip地址校验则在nat处理过程中自动完成。3.nat的实现方式有三种，即静态转换static nat、动态端口转换dynamic pool nat 和 动态地址转换dynamic nat nat。其中静态转换是指将内部网络的私有ip地址转换为公有ip地址，ip地址对是一对一的，是一成不变的，某个私有ip地址只转换为某个公有ip地址。动态端口转换也是一对一的，是一成不变的，某个私有ip地址只转换为某个公有ip地址。而动态地址转换是多对多的，指将内部网络的私有ip地址转换为公用ip地址时，ip地址对是不确定的，而是随机的，所有被授权访问上internet的私有ip地址可随机转换为任何指定的合法ip地址。也就是说，只要指定哪些内部地址可以进行转换，以及用哪些合法地址作为外部地址时，就可以进行动态转换。动态转换可以使用多个合法外部地址集。当isp提供的合法ip地址略少于网络内部的计算机数量时，可以采用动态转换的方式。所以，针对学校只申请到4个c类网络（222.191.1.0222.191.4.0），而该高校的每个校区入网信息点就达到2000多个的情况，可以利用动态nat配置解决这个ip地址不足的问题。2.5设备选型：2960-24tt三层交换机（2台）router-pt路由器（2台）直连双绞线（6根）交叉双绞线（3根）pc机（4台）dce线（1根）三、 绘制网络拓扑结构图（利用packet tracert 环境绘制拓扑结构图如下：）四、 详细设计步骤4.1 需求分析:校园网络整体分为三个层次：核心层、汇聚层、接入层。为实现校区内的高速互联，核心层由1个核心节点组成，包括教学区区域、服务器群；汇聚层设在每栋楼上，每栋楼设置一个汇聚节点，汇聚层为高性能小核心型交换机，根据各个楼的配线间的数量不同，可以采用1台或者2台汇聚层交换机进行汇聚，为了保证数据传输和交换的效率，现在各个楼内设置三层楼内汇聚层，楼内汇聚层设备不但分担了核心设备的部分压力，同时提高了网络的安全性；接入层为每栋楼的接入交换机，是直接与用户相连的设备。本实施方案从网络运行的稳定性、安全性及易于维护性出发设计，以满足需求。4.2划分vlan及分配ip地址:vlan号的分配规划vlan划分原则：便于管理。vlan划分理念：详细划分。学生子网vlan100, 教师子网vlan200名称vlan端口ip地址学生子网vlan1001-8192.168.2.0/24教师子网vlan2009-16192.168.3.0/244.3配置路由器:rounter3配置默认路由，rounter4配置nat五、 网络设备配置的代码 5.1交换机代码:第一步：给交换机设置ip地址即管理ip。switch#config switch(config)#interface vlan 1 switch(config-if-vlan1)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0 switch(config-if-vlan1)#no shutdown switch(config-if-vlan1)#exit switch(config)#exit 第二步：创建vlan100和vlan200switch(config)#switch(config)#vlan 100switch(config-vlan100)#exitswitch(config)#vlan 200switch(config-vlan200)#exitswitch(config)#第三步：给vlan100和vlan200添加端口switch(config)#vlan 100 switch(config-vlan100)# interface fastethernet 0/1-8 switch(config-if-range)#swit acce vlan 100switch(config-if-range)#exitswitch(config)#vlan 200 switch(config-vlan200)# interface fa 0/9-16 switch(config-if-range)#swit acce vlan 200switch(config-if-range)#exit5.2路由器代码:1.配置router3路由器上两个接口的ip地址：router-a配置表f0/0192.168.1.1/24s2/0222.191.1.1/242.配置router4路由器上两个接口的ip地址：router-b配置表f0/0192.168.10.1/24s2/0222.191.1.2/243.router3路由器默认路由的配置：配置类型配置命令默认路由ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 222.191.1.24.router4路由器动态nat配置：本实验实际对router4配置动态nat过程如下：routerenabrouter#configconfiguring from terminal, memory, or network terminal? enter configuration commands, one per line. end with cntl/z.router(config)#inte fa 0/0router(config-if)#ip nat inside router(config-if)#inte s 2/0router(config-if)#ip nat outside router(config-if)#ip nat pool to_internet 222.191.1.2 222.191.1.2 netmask 255.255.255 router(config)#access-list 10 permit 192.168.10.0 0.0.0.255 router(config)#ip nat inside source list 10 pool to_internet overloadrouter(config)#end5.3结果验证:1.详细结果验证ping测试：（1）校区a ping 各个网段的结果如下：分别是ping192.168.2.1通、ping222.191.1.1通、ping222.191.1.2通、ping192.168.10.1通。（2）校区b入网信息点ping各个网段的结果如下：分别是ping192.168.10.1通、ping222.191.1.1通、ping222.191.1.2通、ping192.168.1.1通。六、课程设计总结 本次课程设计从选题到完成，我和小组成员一共花了将近八天的时间，在这两周中，我收获很多。首先通过本次课程设计我对网络实验，特别是vlan划分有了更深的认识，对于把网络运用到实际生活实践中有了更强的兴趣；其次更加锻炼了我的动手能力，通过自己在思科模拟软件上做实验，让我更加熟练地掌握了网络划分的方法；最后加强了我的团队合作能力，以前我总是认为自己一个人可以独立完成一项任务，其实不然。这次通过和同学合作，感觉效率很高，走的弯路很少，同时也加强了同学间的友谊，真是一