在packet_trace下模拟校园网络建设.doc

在Packet Tracer下模拟校园网络建设数学与计算机系 网络工程专业学号 118722012014 姓名 秦翔 指导教师 李立耀【摘要】简单介绍了在Packet Tracer中搭建校园网络，搭建完毕后的测试，以及搭建校园网络的用途分析，使校园的各个部门在信息化的管理中高效运行。【关键字】Packet Tracer;校园网络；模拟1.Packet Tracer简介Packet Tracer 是由思科（Cisco Inc）公司发布的一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。可以学习IOS的配置、锻炼故障排查能力。该软件仿真度很高，受到业内的极高评价。2.校园网络需求分析2.1教学需求校园网必须具备教学、管理和通讯三大功能。教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行教学和科研工作；学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；通过网上学习学会信息处理能力。2.2行政需求学校的管理人员可通过校园网络上的各种互联网应用软件方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产、安全监控等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享，实时且不受地域的限制来监控校园安全。因此，校园网的建设必须有明确的建设目标。3.校园网络设计思路核心机房（昌檀楼）图书馆（含WLAN）电子阅览室教学区办公区电子图书、光盘管理科学楼机房教学楼外语楼教务教学实验室后勤安保食堂刷卡、卡务中心安保监控本图表现了学校网络的简单结构，本文将围绕这一基本结构进行校园网络的设计3.1核心机房设计3.1.1选址 基于我校实际情况，由于昌檀楼属于我校数学与计算机系的实训大楼，因此将核心机房设置于昌檀楼内。此设置不仅能够利用昌檀楼内已经接入的优质网络带宽，而且还可为建成后为学生参观教学提供现成案例。3.1.2设备需求及用途简介网管服务器对校园网网络设备进行综合管理。网络管理是校园网必须考虑的关键技术，这里的网络管理主要指网络设备及其系统的管理，它包括配置、性能、安全、故障管理等，网络管理设计需要在配置每个网络设备时，都选择具有网络管理代理的、驻留有网络管理协议的设备。网络管理设计的另一方面，是配置一个网络管理中心，配置网络管理平台，在平台上运行管理每个网络设备的应用软件。网管软件应能够支持对网络进行设备级和系统级的管理，并能支持通用浏览器进行网络设备的管理及配置。校园路由器用于校园内网与外部互联网和教育网的接入，我校师生众多，需要高品质带宽，因此可通过路由器接入外网光纤来满足我校师生接入互联网的需求。Intranet Web服务器提供Intranet Web网站服务。我校可以利用校园网建立校内网站，在网站上可以提供学习资料（教学视频、课件、习题等）下载、BBS论坛、校园活动通知等内容。校园监控视频储存服务器我校校园面积较大，安装的摄像监控较多，为了方便管理，所有的摄像监控所拍摄的视频可储存在此服务器上。并且在服务器上安装web管理软件（监控设备厂家提供），方便校内保安实时监控校园全景。数据库服务器我校师生众多，在实际教学生活过程中会产生较大尺寸的数据。如考试成绩、个人课程表、校园卡余额及消费信息等。这些数据关系师生切身利益，因此设置一台独立服务器进行管理以保障安全性和储存空间的足够性。数据库信息会被许多终端设备的调用，如教务网站、餐卡充值中心电脑，食堂刷卡设备等，在调用的同时服务器会产生大量读写数据，因此数据库服务器的性能要求较高。核心交换机此交换机用来划分校园各区域（如教学区、行政楼等）的VLAN，并且与核心机房服务器、外网链接。校园DNS服务器用来对校园内部网站域名的解析。E-Mail服务器用来校园内部用户发送接收邮件，具有较好的安全性。 UPS不间断电源设置考虑到电网供电的不稳定性，需要在核心机房加装UPS来保障电压不稳定时对设备的保护和断电时对数据传输的保障。3.1.3机房维护考虑到核心机房设备多、散热大的特点，因此机房需要做好温度、湿度控制工作。机房内设备为校园内各部门通讯正常的保障，因此还需做好安保，需24小时保安值守。为了保障机房内各设备的正常运行，还需要安排技术人员值守。3.2教学区（含教学楼、外语楼、实验楼、科学楼）设计思路3.2.1科学楼设计思路科学楼房屋面积多且学生人群较少，因此在科学楼设置教学区核心交换机、教学资源服务器和科学楼普通交换机。科学楼内各教室多媒体设备接入科学楼普通交换机实现网络接入，共享教学资源。3.2.2教学楼设计思路在教学楼设置普通交换机，与科学楼核心交换机相连。教学楼内各多媒体设备与教学楼普通交换机相连。3.2.3实验楼设计思路在实验楼设置普通交换机，与科学楼核心交换机相连。试验楼内各多媒体设备与试验楼普通交换机相连。3.2.4外语楼设计思路在外语楼设置普通交换机，与科学楼核心交换机相连。外语楼内各多媒体设备与外语楼普通交换机相连。3.3行政区设计思路行政区设置一个核心交换机，终端设备有IP电话、网络打印机、办公人员电脑。3.4图书馆设计思路3.4.1图书馆核心机房图书馆核心机房设置有核心交换机与校园核心机房相连。配备电子书籍和图书光盘储存服务器，方便师生下载内容。3.4.2电子阅览室设计思路电子阅览室方便同学阅读电子书籍服务器中的内容，同时可以浏览外网。3.4.3WLAN设计由于图书馆属于公共学习区域，建立WLAN覆盖区可以方便师生利用自己的无线终端（笔记本电脑、平板电脑等）接入图书服务器和互联网。3.5学生及教职工宿舍网络设计学生及教职工宿舍网络（有线、无线）已经由电信和移动两家网络运营商铺设完成，本次设计中不予体现。3.5IP地址及VLAN划分表根据学校的部门数量划分，将学校分为以下几个VLAN部门VLAN号VLAN名称IP网段默认网关核心机房VLAN10核心机房/24教学区VLAN20科学楼/24VLAN21外语楼/24VLAN22教学楼/24VLAN23实验楼/24图书馆VLAN30图书馆/24办公区VLAN40教师办公/24VLAN41行政管理/24后勤VLAN50食堂、卡务中心/24VLAN51安保监控/244设计过程4.1网络拓扑图按照此拓扑图连接各设备4.2VLAN划分在核心交换机中执行以下命令（以校园核心交换机为例，其他类似）：SwitchenableSwitch#vlan database% Warning: It is recommended to configure VLAN from config mode, as VLAN database mode is being deprecated. Please consult user documentation for configuring VTP/VLAN in config mode.Switch(vlan)#vlan 10 name hexinjifangVLAN 10 added: Name: hexinjifang至此，核心机房的VLAN划分成功，并将其命名为hexinjifang4.3将VLAN划入相应端口在核心交换机中执行以下命令（以校园核心交换机为例，其他类似）：SwitchenableSwitch#configure terminal（进入配置模式）Switch(config)#interface fa0/5（选择端口fa0/5）Switch(config-if)#switchport access vlan 10 （将VLAN10加入端口fa0/5）4.4在校园路由器中给每个VLAN配置网关在校园路由器中执行以下命令RouterRouterenableRouter#configure terminal（进入配置模式）Router(config)#interface fa0/0（选择端口）Router(config-if)#no shutdown（打开端口）Router(config)#interface fa0/0.1（选择子端口）Router(config-subif)#encapsulation dot1q 10Router(config-subif)#ip address （给VLAN10配置默认网关和子网掩码）4.5对核心交换机配置Trunk在核心交换机中执行以下命令SwitchenableSwitch#configure terminalSwitch(config)#interface fa0/1Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1qSwitch(config-if)#switchport mode trunk4.6校园E-mail、DNS服务器的配置4.6.1DNS服务器配置：上图展示了在DNS服务器中配置校园内部网站（）的域名以及相应的邮件服务解析，邮件的解析是pop和smtp连个子域名，服务类型是CNname。4.6.2邮件系统的配置在邮件服务器上创建邮箱帐号：在PC客户端（我选择的是“教师电脑1”和“实验楼电脑”）上进行实验，先进行配置：之后编辑一封邮件，从ID1（选择在“教师电脑1”上面）向ID2发送。在另一台PC（在“实验楼电脑”）上接收：如上图所示，接收成功。4.7图书馆区域设计4.7.1电子阅览室与图书馆里服务器在图书馆中，为了保证各设备直接相互访问，我将各设备划分在同一Vlan30中，且为了方便管理，使用固态IP。4.7.2WLAN设计为了让广大师生的WiFi设备快速顺利接入WLAN网络，我在此加入DHCP服务器，方便设备自动获取IP、子网掩码和DNS，达到快速接入WLAN的目的。4.8测试网络连通情况4.8.1测试VLAN内网络是否可以互联在VLAN中任意选择一台终端，在命令提示符中用ping命令测试4.8.2测试VLAN是否划分成功任意选取两个VLAN中的两台终端设备，然互将两台的IP改为同一网络段，再用ping命令测试是否可以相互通信，如不能相互通信，则说明VLAN划分正常。4.8.3测试Trunk是否连通以及是否可以连接到核心机房服务器在VLAN中任意选择一台终端，在命令提示符中用ping命令测试5.制作过程体会心得此次实验所用到的知识大多数来自于参与我系举办的网络设计大赛，在自我理解消化的基础上联系我校实际环境设计出本校园网。在本次设计过程中参考了百度百科中“校园网络集成”词条，CCNA学习指南等书籍。由于校园网的规划与设计设计层面很多，而我的水平也比较有限，所以在论述中不可能面面具到，文中的不足和错误在所难免。该方案存在许多不足之处。该组网离实际还是有相当的距离，需要进行不断地补充和完善。通过本次课程设计我们学到了不少新的东西，也发现了大量的问题，有些在设计过程中已经解决，有些还有待今后慢慢学习只要学习就会有更多的问题，有更多的难点，但也会有更多的收获。本次设计的主要目的是熟悉使用Packet Tracer软件进行网络设计，其中最重要的便是Vlan的划分。其次，通过本次自主设计可以对校园网络有更加深入的认识。通过自己的努力，我基本上完成了这次的任务，在互联网相关论坛查阅资料的过程中，发现了在校园网中经常使用的一些技术，如NAT、ACL、STP生产树等，这些技术在校园网实际使用过程中产生较大作用，希望在以后的课程学子中能够学习到这些知识。建设校园网是一件困难的工作，需要大量的前期工作及周密的论证、谨慎的决策、紧张的施工和科学的管理。学校的网络化建设必然会对学校的信息化建设起到巨大的推动作用，为学校的办公提供简单、有效、便捷的理想环境，为学校的教育教学改革提供有效的数据信息。