校园网设计.doc

课程设计题目：校园网设计专业：通信工程班级：12243姓名：陈学号：20324指导老师：罗老师 2014年12月15日目录1、 需求分析 . .2、 总体设计.3、 校园网详细设计.3.1 校园网规划 .3.2 校园网拓扑图 .4、VLAN及IP地址的划分 . 4.1 地址合理规划的意义. 4.2 IP地址规划.5、校园网的具体设计. 5.1 配置路由.5.2 配置交换机.5.3 主机E地址和网关配置.6、测试连通性. 6.1 测试主机连通性. 6.2 测试主机与服务器之间的连通性.7、设计总结 .8、 参考资料 . 1、 需求分析校园网是以学校的教学、管理、科研、信息交流和资源共 享为目的 ，以一个 学校的管辖区域为覆盖范围的局域网 ，是通过与 Internet 的互连实现信息交流和 资源共享的系统。为了提高学校的管理效益和教学质量 ，开展学校现代化教育建 设，建设具有规模的校园网络 ，整个校园网建设遵循“经济高效、领先实用”原 则，既要具有发展余地，又要比较实用 ，要集计算机技术、网络技术于一体 ，能 够最大限度地调动学生对教学内容的积极性。 依据实际情况 ，考虑到校园网为中小型规模的组 网，但对通信量的要求较高 ，本 校园网设计的需求目标是将学校的各种 PC 工作站，终端设备和局域网连接起来 ， 在网上发布和获取教育资源 ，并在此基础上建立能满足教学 、科研和管理工作需 求的软、硬件环境 ，开发各类信息和应用系统，为学校中的各类人员提供充分的 网络信息服务。为整个学院的 PC 机分配分配 E 地址并根据情况设计网络 ，使每个局域网 能互相通信，每台 PC 机都能与服务器通信。2. 总体设计2、随着现代化教学活动的开展和与国内外教学机构交往的增多，对通过 Internet 网络进行信息交流的需求越来越迫切，为促进教学、方便管理和进一步 发挥学生的创造力 ，校园网络建设成为现代教育机构的必然选择。本校园网是学校发展的重要基础设施 ，是提高学校教学和科研水平不可缺少 的支撑环境。校园网一方面它为学校提供各种本地网络应用 ，另一方面它是沟通 学校校园网内外部网络的桥梁 。通过实践和结合有关学校网络的实际情况进行了系统分析，我们就校园的建设构建比较切实可行的设计方案。 根据某学院有 1900 台个人计算机，50 台服 务器，其中办公用计算机 60 台，教学用计算机 60 台， 科研用计算机 120 台， 研 究生计算机 200 台， 其余为学生实验电脑 ，设计校园网。分配的 E地址为 ： 服务器 ：172.16.1.1-172.16.1.61尼 网关为： 172.16.1.62/26个人计算机： 192.168.0.非一192.168.7.255学院现在路由器若干台。 24 口二 层交换机若干台。3.校园网系统设 计3.1 校园网规划结合学院共 1900 台电脑的实际情况 ，根据学校主要计算机使用分布情况 ，现将校园网规划如下：(1）列出需要组网的主要类型计算机 ：50 台服务器，办公用计算机 60 台，教学用计算机 60 台，科研用计算机 120 台，研究生计算机 200 台，其余学生实验 电脑。(2）考虑每种计算机的用途 不一样，可以将它们划分成如 下几个子网：办公 用网 ，教学用网 ，科研用网 ，研究生用网 ，学生实验用网。每个子网搭建一个独 立的 vlan 。接internet 路由器(3）选择使用 C 类私有地址连接校内所有的计算机，并从 192.168.0.0/24 中选择连续的地址块使用。 根据以上对校 园网规划的考虑，我们设计出了下面的整体设计思路流程 ： 三层交换机通过路由器连接外网进行通信 ，内网连接服务器群。校园内，主要计算机用途有五类 ，办公用计算机 ，教学用计算机，科研用计算机 ，研究生用 计算机 ，学生实验计算机 ，每类计算机分别用一个普通交换机 ，下面连接各台主 机，然后，同一个用途的计算机划分一个独立的子网 ，给这个子网划分为一个独 立的 vlan ，具体规划如下图所示。 交换机1 交换机2服务器科研计算机1科研计算机2办公计算机研究生计算机学生计算机1学生计算机23.2 校园网络拓 扑 图参考上述设计方案 ，通过 Tracket Packer 仿真软件实现方案的具体规划 ，使 用相应的网络配置命令 ，模拟真实的校园网网络环境 ，使用了三个路由器 ，两个 个服务器，六个普通交换机 ，七台主机 ，交换机与主机之间使用直通线相连 ，交 换机与路由器之间也使用直通线相连 ，路由器与路由器之间使用串口线。具体的 校园网模拟环境如下图所示。4、VLAN 及 IP 地址的划分4.l IP 地址合理规划的意义在网络规划中， IP 地址方案的设计至关重要 ，好的 IP 地址方案不仅可以减 少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。IP 地址的合理是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键。校区IP 地 址的分配应该尽可能地利用申请到的地址空间 ，充分考虑到地址空间的合理使用，保证实现最佳的网络内地址分配及 业务流量的均匀分布。具体地来说 IP 地址的合理规划有如 下的意义：( 1)减少对各种资源（内存、 CPU 的处理能力以及网络带宽等）的需求 一IP 地址的合理规划有利 于网络中路由的汇聚，因而可以使得路由器中的路由表数目 以及链路状态数据库等占用的 内存减少，同时更新所占用的网络带宽也降低了：(2）有利于 IP 地址空间的合理使用： (3）优化业务流量的分布： (4 ）有利于故障诊断。4.21P 地址规划根据互联网络技术发展的趋势，结合学校网络目前真实 F地址的现实情况，将 IP 地址规划遵循如 下原则来设计：(1）服务器区采用私 E地址， NAT 后供人员远程访问： (2）与 internet 互联设备 E 地址采用真实 E 地址： (3）部分内部互连采用私有 E地址：4.3VLAN 划分方案4.31 配置 11 个 VLANVLAN 1: 172.16.1.1-172.16.1.61/26 用于服务器群； VLAN 11:192.168.0.128/26 用于 50 台办公用计算机接入 ： VLAN 22: 192.168.0.192/26用于 60 台 教学用计算机接入 ：VLAN 33: 192.168.0.1/25用于 120 台科研用计算机接入 ：VLAN 44: 192.168.1.1/24用于 200 台 研究生用计算机接入 ：VLAN 55: 192.168.2.1-192.168.7 .251 /24用于 200 台 研究生用计算机接入；网段名Ip始地址Ip末地址子网掩码默认网关服务器172.16.1.2172.16.1.62255.255.255 .192172.16.1.62办公计算机192.168.0.129192.168.0.190255.255.255 .192192.168.0.129教学计算机192.168.0.193192.168.0.254255.255.255 .192192.168.0.193科研计算机192.168.0.1192.168.0.254255.255.255 .128192.168.0.1研究生计算机192.168.1.1192.168.1.254255.255.255 .0192.168.1.1学生计算机1192.168.2.1192.168.2.254255.255.255 .0192.168.2.1学生计算机2192.168.3.1192.168.3.254255.255.255 .0192.168.3.1 5.校园网具体配置实现5.1 配置路由器配置路由器 1配置以太网 FastEthernet0/0 接口Ra (config)# interface FastEthernet0/0H接口的引用方式 interfacetype slot#/port#Ra (config-if)# ip address 192.168.0.1 255.255.255.192 II为该接口配置 E地址Ra (config-if)# no shutdown/ （缺省时，接口都是关闭的。输入此命令开启接口）配置串行 SerialO/O 接口Ra(config)# interface SerialO/ORa(config-if)# clock rate 56000II设定时钟周期 Ra(config-if)# ip address 192.168.8.1 255.255.255.0 Ra(config-if) #no shutdown开启接口接口 Ethernetl /O 配置Router(config)#interface Ethernet 1/0Router(config-if)#ip address 192.168.0.65 255.255.255.192接口 Ethemetl/1 配置Router(config)#interface Ethernetl!lRouter(config-if)#ip address 192.168.0.129 255.255.255 .128接 口Ethemetl /2 配置Router(config)#interface Ethernet 1/2Router(config-if)#ip address 172.16.1.62 255.255 .255.192配置路由协议Ra(config)# rout町ripH启用 RIP 路由协议Ra(config-router)#network 172.16.0.0H加入路由通报网络Ra(config-router)#network 192. 168.0.0Ra(config-router)#network 192.168.8.0配置路由器 2 接 口Ethemetl /O 配置 RouterenableRouter#configure terminalEnter configuration commands, one per line.End with CNTL/Z. Router(config)#interface Ethernet 1/0Router(config -if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0接口 Ethernetl / 1配置Router(config)#interface Ethernet 1/1Router(config -if)#ip address 192.168.2.1255.255.255.0接口 Ethernetl /2 配置Router(config)#interface Ethernet 1/2Router(config-if)#ip address 192.168.7.1 255.255.255.0串口 SerialO/O 配置Ra(config)# interface SerialO/ORa(config-if)# clock rate 56000 II （串行线中 DCE 端需设定时钟）Ra(config-if)# ip address 192.168.8.2 255.255.255.0Ra(config-if) #no shutdown缺省时接口都是关闭的。输入此命令开启接口）Ra(config)# interface SerialOllRa(config-if)# clock rate 56000Ra(config-if)# ip address 10.0.1.1 255.0.0.0 Ra(config-if) #no shutdown配置路由协议Ra(config)# rout町 r中 H启用 RIP 路由协议Ra(config-router）的ietwork 192.168.1.0II加入路由通报网络Ra(config-router)#network 192.168.2.0Ra(config-router)#network 192.168.7.0Ra(config-router)#network 192.168.8.0Ra(config-router)#network 10.0.0.0配置路由器 3配置串行 SerialOIO 接口Ra(config)# interface SerialOIORa(config-if)# clock rate 56000II设定时钟周期 Ra(config-if)# ip address 10.0.1.2 255.0.0.0 Ra(config-if) #no shutdownN开启接口配置路由协议Ra(config)# router ripII启用 RIP 路由协议Ra(config-router)#network 10.0.0.0II加入路由通报网络5.3 主机 IP 地址和网关 的配置校园网共设置了7 台主机， 2 台服务器，为其分配为 C 类私有地址 ，从 192.168.0.0/ 16 地址段中选择连续的地址进行 分配，以下是各主机和服务器的 IP 地址及默认 网关的详细分配表 ：主机名称IP 地址默认网关子网掩码科研用计算机1192.168.0.125192.168.0.1255.255 .255.128科研用计算机2192.168.0.126192.168.0.1255.255 .255.128教学用计算机192.168.0.254192.168.0.193255.255 .255.192办公计算机192.168.0.190192.168.0.190255.255 .255.192研究生计算机192.168.1.2192.168.1.1255.255 .255.0学生实验计算机 1192.168.2.2192.168.2.1255.255 .255.0学生实验计算机 2192.168.7.2192.168.7.1255.255 .255.0服务器 。172.16.1.2172.16.1.62255.255 .255.1926、测试连通性6.1 测试主机连通性6.1.1 处于同一网络内的主机问联通测试(1）测试同vlan 同一网段之间的连通性 ，选 vlanl 1 中的办公用计算机 2 与 vlan33 中的主机科研用计算机使用 ping 命令相 ping ，办公用计算机 1所发送的 4 份数据 己全部被科研用计算机收到 ，各份数据报的最长传输时间为 lms，最短传 输时间为 Oms ，平均传输时间为 Oms 。ping 得的结果如下 图所示：(2）接着，科研用计算机2 通过 switchO 和 switch2 之间的 access 链路到达 switch2 ，实现网间通信，通过switchO 与主机间的直通线将数据传输到科研用计 算机， 具体传输路线如下图所示：(3）最后，办公用计算机 2 向科研用计算机发送 ICMP 报文，显示通信测试成功，测试最后状态如 下图所示：6.1.2 处于不同网络间的主机间联通测试( 1）测试不同vlan 不同网段之间的连通性， vlan22 中的主机教学用计算机 与 vlan44 中的主机研究生用计算机使用 ping 命令相 ping ，各份数据报的最长传 输时间为 17ms，最短传输时间为 lms，平均传输时间为 5mso ping 得的结果如 下图所示：(2）接着，办公用计算机通过 switch2 和 router0 之间的 access 链路到达Router1 ，再由 router1 和 switch4 之间的 access 链路到达研究生用计算机， 实现网间通信，具体传输路线如下图所示：y冉也Z剖(3）最后，教学用计算机向科研用计算机发送 ICMP 报文，显示通信测试成功，测试最后状态如下图所示 ：6.2 测试主机与服务器之间的连通性(1) 测试主机与服务器 之间的连通性，以学生实验计算机 l与服务器。 之间 的通信为例，使用 ping 命令相 ping ，各份数据报的最长传输时间为 17ms，最短 传输时间为 lms，平均传输时间为 5ms。ping 得的结果如下图所示。(2）接着，学生用计算机通过 switch4 和 router1 之间的 access