燎原中学网络规划与设计

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1项目概述........................................................................................................................1

1.1选题背景..............................................................................................................1

1.2项目简介..............................................................................................................1

2项目需求分析................................................................................................................2

2.1需求分析..............................................................................................................2

3网络规划设计................................................................................................................3

3.1具体规则..............................................................................................................3

3.2地址划分..............................................................................................................3

3.3网络拓扑图..........................................................................................................4

4网络设备选型................................................................................................................5

4.1选型要求.............................................................................................................5

4.2核心层设备.........................................................................................................5

4.3汇聚层设备.........................................................................................................6

4.4接入层设备.........................................................................................................7

4.5防火墙设备.........................................................................................................8

5相关技术.......................................................................................................................8

5.1VLAN技术..........................................................................................................8

5.2OSPF技术...........................................................................................................9

5.3DHCP技术..........................................................................................................9

5.4NAT技术.....................................................................................9

6网络配置.......................................................................................................................9

6.1Vlan与接口配置.................................................................................................9

6.2OSPF配置.........................................................................................................11

6.3DHCP配置........................................................................................................12

6.4防火墙IP地址与ospf配置.............................................................................13

6.5NAT配置...........................................................................................................14

7网络测试......................................................................................................................14

I

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8设计小结......................................................................................................................15

II

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燎原中学网络规划与设计

1项目概述

1.1选题背景

燎原中学创立于1955年，位于广东普宁市燎原镇泥沟乡，原名普宁市第二

中学分校，拥有深厚教育底蕴。该校紧随时代发展，致力于提供优质现代化教

学环境。然而，面对教育信息化的快速发展及信息技术革新，现有校园网络设

施暴露出带宽瓶颈、设备老化、安全性欠佳、覆盖不均等问题，制约了师生对

高速、稳定、安全网络服务的使用，阻碍了在线学习、远程协作等先进教育应

用的实施。

鉴于教育领域正经历数字化、网络化深刻变革，以及移动互联网、物联网、

人工智能等新兴技术在教育中的广泛应用，构建适应多元化接入、智能化管理、

高度可扩展的新型校园网络体系势在必行。为此，燎原中学启动校园网络全面

改造升级项目，旨在打造一个高效、安全、智能且前瞻性的校园网络系统。新

系统需实现全校无线高速覆盖，保障教学活动流畅进行，具备灵活资源分配以

适应不同教学场景的性能需求，强化网络安全防护，符合法规及行业标准，并

通过先进管理平台实现网络实时监控、故障预警及自动化运维，以降低成本、

提升服务品质。

本项目旨在解决现有网络问题，顺应教育信息化趋势，构建既能满足当前

教学实践，又能应对未来教育变革挑战的智慧校园网络，助力燎原中学保持信

息化教育竞争力，为培养21世纪信息化社会所需高素质人才提供有力技术支

持。

1.2项目简介

互联网的普及与大数据时代的来临，给校园网络建设带来了新的挑战。当

前校园网络普遍存在速度慢、稳定性差、操作繁琐等问题，具体表现为：

1.异构传输线路与性能瓶颈：各学院及工作终端各自采用独立的传输线

路，导致网络速率差异大、安全性及可靠性不足。随着终端设备数量增加，这

些问题愈发严重，不利于全校范围内的统一高效管理。

2.系统访问模式受限：大部分校园信息系统难以适应客户端/服务器模式，

远程访问时带宽消耗大，影响交互效率。

1

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3.新兴业务需求增长：随着多媒体教学、电子图书馆、视频监控等多元化

业务的广泛应用，校园网络的服务边界不断扩大，对网络性能提出更高要求。

鉴于现有校园网存在的问题及短期内全面替换系统的不现实性，网络改造

升级应遵循科学化原则，设计一套既能满足未来发展需求又能兼容现有系统的

综合解决方案，具体要求如下：

1.平滑整合与兼容性：避免对现有网络进行颠覆式改变，确保各学院网络

系统能平稳过渡并融入校园网架构，实现无缝衔接。

2.便捷接入与高可扩展性：网络设计应便于用户接入，具备良好的扩展性，

能迅速响应新增设备或服务的需求。

3.带宽充足与高性能：保证网络具备足够的带宽供应，为各类应用系统提

供高速、流畅的数据传输环境，满足多媒体教学、大容量数据交换等高带宽需

求场景。

4.集中化运维与安全管理：建立集中化的网络管理系统，实现对校园网资

源的统一监控、配置与故障排查，同时加强网络安全防护，为校内外师生提供

安全、稳定的电子邮件、BBS论坛、Web服务等网络应用环境。。

2项目需求分析

2.1需求分析

燎原中学网络建设需求明确，旨在打造高效、稳定、可靠且具前瞻性的校

园网络系统。具体需求包括：

1.强大的可扩展性，应对教学规模扩大、新技术引入及师生需求变化。

2.充足带宽与高速传输，满足高带宽需求，确保长期可用性与先进性。

3.高性能处理与容错机制，保障数据处理效率、网络响应速度及服务连续

性。

4.多协议支持与外网适应性，确保内外网资源安全、高效交互。

5.高度可靠性设计，实现故障下关键服务不中断，提升网络稳定性和可靠

性。

6.实用与先进性，确保网络运行稳定快速、耐用，为学校未来发展注入科

技动力。

2

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3网络规划设计

3.1具体规则

本次燎原中学校园网设计规划中，一共有5栋楼，具体分配如下：

（1）采用树形结构与核心-汇聚-接入三层模型相结合的方式去设计。

（2）接入交换机有LSW1分别划分两个VLAN，vlan10和vlan20对应教学

楼1和教学楼2；LSW2划分一个VLAN，vlan30对应办公楼，可以访问外网；L

SW3划分一个VLAN，vlan40对应图书馆；LSW4划分一个VLAN，vlan50对应食

堂。

（3）各大楼的接入交换机通过光纤连接到汇聚交换机，汇聚交换机通过万

兆光纤连接核心交换机。

（4）为了保证网络内部可以通信，同时网络规模不大，建立一个单区域O

SPF。

（5）校园网设备的IP通过核心交换机DHCP下发。

（6）为了校园网的安全，在接入层设置端口安全以及做好出口的NAT转换。

3.2地址划分

根据校园内建筑以及上网设备数量作IP地址及VLAN的规划和设备接口规

划，燎原中学IP地址及VLAN规划如下表1所示：

表1VLAN及IP地址划分

VLANID网段默认网关描述

VLAN10192.168.1.0/24192.168.1.254jxl1

VLAN20192.168.2.0/24192.168.2.254jxl2

VLAN30192.168.3.0/24192.168.3.254bg

VLAN40192.168.4.0/24192.168.4.254ts

VLAN50192.168.5.0/24192.168.5.254st

燎原中学IP地址及设备接口规划如下表2所示：

表2设备接口规划表

设备接口对端设备接口

FW1GE0/0/0外网外网

3

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FW1GE0/0/1HXGE0/0/1

HXGE0/0/2HX-1GE0/0/3

HXGE0/0/3HX-2GE0/0/3

HJ-1GE0/0/1JR-1Ethernet0/0/1

HJ-1GE0/0/2JR-2Ethernet0/0/1

HJ-2GE0/0/1JR-3Ethernet0/0/1

HJ-2GE0/0/2JR-4Ethernet0/0/1

3.3网络拓扑图

燎原中学网络拓扑图大体结构采用分层方式进行设计。各层设备选用如锐

捷公司产品。网络接入层的基本信息搜集，网络设计前期准备。然后是核心区

域设计，核心区域设计需要安全和高性能，在这里要合理的进行设备选型和策

略控制以及要选择好的网络结构来支撑核心网，安全设计以保证整网安全，出

口设计到网络费用问题，以实用为主。燎原中学网络拓扑图设计如图1所示。

图1燎原中学网络拓扑图

4

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4网络设备选型

4.1选型要求

设备选型在网络构建中的重要性不言而喻，它直接影响着网络效能、可靠

度、经济性和运维效果。精准选型的核心目标在于保障网络稳健运行、提升运

作效率并降低成本消耗。具体决策时应重点考虑以下方面：

1.性能匹配：根据网络规模、预期业务量等参数，精选既能满足现时需求

又能适应未来扩展的硬件与软件配置，确保整体性能符合标准。

2.可靠性保障：选择业界声誉良好、产品质量过硬的品牌、型号及供应商，

以强化网络结构的稳定性和故障抵抗能力。

3.技术支持与服务：合作方须具备出色的售后服务体系和技术支持能力，

确保设备故障能够得到及时、有效的处理，维持网络正常运转。

本次设备主要采用锐捷公司产品，其具体选型如表3所示。

表3设备选型

设备厂商设备型号设备名称

RUIJIERG-S6150-48VS8CQ-X核心交换机

RUIJIERG-S6120-48XS8CQ汇聚层交换机

RUIJIERG-S2910-24GT4SFP-L接入层交换机

RUIJIERG-WALL1600-Z3200防火墙

4.2核心层设备

核心层设备选用RG-S6150-48VS8CQ-X，RG-S6150-48VS8CQ-X如图2显示。

图2RG-S6150-48VS8CQ-X

具体参数如表4所示。

表4RG-S6150-48VS8CQ-X参数

RG-S6150-48VS8CQ-X

48个10G/25G(授权支持25G*)SFP28光口，8个40G/100GQSFP28光口，

固定端口

4个模块化风扇，2个可插拔模块化电源

2.56Tbps/48Tbps

交换容量

(25G授权后4.8Tbps/48Tbps*）

5

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1920Mpps/2800Mpps

包转发率

（25G授权后2000Mpps/2900Mpps*）

支持4K802.1QVLAN

支持PortbasedVLAN

Vlan支持PrivateVLAN

支持VoiceVLAN

支持GVRP

支持IP、MAC、端口三元素绑定

支持IPv6、MAC、端口三元素绑定

过滤非法的MAC地址

支持基于端口和MAC的802.1x

支持MAB

支持Portal和Portal2.0认证

支持ARP-Check

支持DAI

支持ARP报文限速

支持防网关ARP欺骗

安全特性支持广播风暴抑制

管理员分级管理和口令保护

支持RADIUS和TACACS+

设备登陆管理的AAA安全认证

支持SSH

支持BPDUGuard

支持IPSourceGuard

支持CPP、NFPP

支持端口保护

支持IPv6SAVI

支持NDSnooping

4.3汇聚层设备

汇聚层设备选用RG-S6120-48XS8CQ，RG-S6120-48XS8CQ如图3显示。

图3RG-S6120-48XS8CQ

具体参数如表5所示。

表5RG-S6120-48XS8CQ参数

RG-S6120-48XS8CQ

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48个10GSFP+光口，8个40G/100GQSFP28光口，2个模块化电源插槽，4

固定端口

个模块化风扇插槽

交换容量2.56T/48.96T

包转发率1920Mpps

支持4K802.1QVLAN

支持PortbasedVLAN

Vlan支持PrivateVLAN

支持GVRP

支持SuperVLAN

过滤非法的MAC地址

支持广播风暴抑制

管理员分级管理和口令保护

支持RADIUS和TACACS+

安全特性

支持SSH

支持BPDUGuard

支持CPP、NFPP

支持IPv6SAVI

4.4接入层设备

接入层设备选用RG-S2910-24GT4SFP-L，RG-S2910-24GT4SFP-L如图4显示。

图4RG-S2910-24GT4SFP-L

具体参数如表6所示。

表6RG-S2910-24GT4SFP-L参数

RG-S2910-24GT4SFP-L

固定端口24个10/100/1000M自适应电口，4个1GSFP光口，固化单交流电源

交换容量336Gbps/3.36Tbps

包转发率51Mpps/126Mpps

支持4K802.1QVLAN

支持PortbasedVLAN

支持MACbasedVLAN

Vlan支持ProtocolbasedVLAN

支持PrivateVLAN

支持VoiceVLAN

支持GVRP

安全特性过滤非法的MAC地址

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支持广播风暴抑制

管理员分级管理和口令保护

支持RADIUS和TACACS+

支持SSH和SSHV2.0

支持BPDUGuard

支持CPP、NFPP

支持端口保护

4.5防火墙设备

防火墙设备选用RG-WALL1600-Z3200，RG-WALL1600-Z3200如图5显示。

图5RG-WALL1600-Z3200

具体参数如表7所示。

表7RG-WALL1600-Z3200参数

RG-WALL1600-Z3200

8个GE电口

1个GE光口

1个10GE光口

固定端口

1个数据复用口(GE0/0)

1个

2个USB2.0接口

拓展槽无

硬盘标配无，扩展1TBHDD或240G/480GSSD硬盘

电源固化单电源

5相关技术

5.1VLAN技术

接入层技术包括VLAN、端口安全、802.1X。VLAN（VirtualLocalAreaN

etwork）虚拟局域网，VLAN技术在中学网络规划设计中扮演着关键角色，通过

实现广播域隔离、提升网络安全性、简化管理、优化IP地址使用以及保障服务

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质量，为构建高效、安全、易管理且能满足多元化教学需求的校园网络环境提

供了有力支撑。

5.2OSPF技术

OSPF（OpenShortestPathFirst，开放式最短路径优先）技术，OSPF技

术在中学网络规划与设计中实现了高效路由选择、快速故障恢复、易于管理的

大规模网络架构、增强的安全防护以及对先进应用服务的良好支持，是构建稳

定、高效、安全校园网络不可或缺的一部分。

5.3DHCP技术

DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，动态主机配置协议）DHCP

在中学的网络规划中起核心作用，通过自动化分配IP地址及网络参数，简化配

置，避免冲突，支持设备移动性，减少故障，从而提升管理效率、资源利用率、

用户体验和网络稳定性。

5.4NAT技术

NAT（NetworkAddressTranslation，网络地址转换），NAT技术在中学

网络规划中，主要实现私有IP地址与公网IP地址之间的转换，有效解决IP地

址短缺问题，隐藏内部网络结构，增强网络安全，同时支持多设备共享单个公

网IP上网，简化网络扩展与管理。

6网络配置

6.1Vlan与接口配置

交换机JR-1配置如下所示。

switch#configureterminal进入全局配置模式。

switch(config)#hostnameJR-1将交换机主机名更改为JR-1。

switch(JR-1)#vlanbatch10,20批量创建VLAN10和VLAN20。

switch(JR-1)#interfaceVlan10进入VLAN10的虚拟接口配置模式。

switch(JR-1-Vlan10)#description为VLAN10接口添加描述信息“jxl1”。

jxl1

switch(JR-1-Vlan10)#exit退出VLAN10的虚拟接口配置模式。

switch(JR-1)#interfaceVlan20进入VLAN20的虚拟接口配置模式。

switch(JR-1-Vlan20)#description为VLAN20接口添加描述信息“jxl2”。

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jxl2

switch(JR-1-Vlan20)#exit退出VLAN20的虚拟接口配置模式。

switch(JR-1)#interfaceEthernet

进入Ethernet0/0/3物理接口配置模式。

0/0/3

switch(JR-1-Ethernet0/0/3)#switc

将该接口设置为接入（Access）模式。

hportmodeaccess

switch(JR-1-Ethernet0/0/3)#switc

将接口加入到VLAN10和VLAN20中。

hportaccessvlan10,20

switch(JR-1-Ethernet0/0/3)#exit退出Ethernet0/0/3物理接口配置模式。

switch(JR-1)#interfaceEthernet

进入Ethernet0/0/13物理接口配置模式。

0/0/13

switch(JR-1-Ethernet0/0/13)#swit

将该接口设置为接入（Access）模式。

chportmodeaccess

switch(JR-1-Ethernet0/0/13)#swit

将接口加入到VLAN10和VLAN20中。

chportaccessvlan10,20

switch(JR-1-Ethernet0/0/13)#exit退出Ethernet0/0/13物理接口配置模式。

switch(JR-1)#interfaceEthernet

进入Ethernet0/0/1物理接口配置模式。

0/0/1

switch(JR-1-Ethernet0/0/1)#switc

将该接口设置为中继（Trunk）模式。

hportmodetrunk

switch(JR-1-Ethernet0/0/1)#switc

允许VLAN10和VLAN20通过该中继接口。

hporttrunkallowedvlanadd10,20

switch(JR-1-Ethernet0/0/1)#exit退出Ethernet0/0/1物理接口配置模式。

switch(JR-1)#interfaceEthernet

进入Ethernet0/0/2物理接口配置模式。

0/0/2

switch(JR-1-Ethernet0/0/2)#switc

将该接口设置为中继（Trunk）模式。

hportmodetrunk

switch(JR-1-Ethernet0/0/2)#switc允许VLAN10和VLAN20通过该中继接口。

hporttrunkallowedvlanadd10,20汇聚交换机HJ-1配置

汇聚交换机HJ-1配置如下所示。

switch#configureterminal进入全局配置模式。

switch(config)#hostnameHJ-1将交换机主机名更改为HJ-1。

switch(HJ-1)#vlanbatch批量创建VLAN10、VLAN20、VLAN30、

10,20,30,40,50VLAN40和VLAN50。

switch(HJ-1)#interfacerange同时进入GigabitEthernet0/0/1至

GigabitEthernet0/0/1-30/0/3接口配置模式。

switch(HJ-1-GigabitEthernet0/0/1-3)#

将这些接口设置为中继（Trunk）模式。

switchportmodetrunk

switch(HJ-1-GigabitEthernet0/0/1-3)#

允许VLAN10、VLAN20、VLAN30、VLAN

switchporttrunkallowedvlanadd

40和VLAN50通过这些中继接口。

10,20,30,40,50

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switch(HJ-1-GigabitEthernet0/0/1-3)#退出GigabitEthernet0/0/1至0/0/3

exit接口配置模式。交换机HX配置

交换机JR-1配置如下所示。

switch#configureterminal进入全局配置模式。

switch(config)#interfaceVlan10进入VLAN10的虚拟接口配置模式。

switch(config-if-Vlan10)#ipaddress为VLAN10接口配置IP地址

192.168.1.1255.255.255.0192.168.1.1/24。

switch(config-if-Vlan10)#exit退出VLAN10的虚拟接口配置模式。

switch(config)#interfaceVlan20进入VLAN20的虚拟接口配置模式。

switch(config-if-Vlan20)#ipaddress为VLAN20接口配置IP地址

192.168.2.1255.255.255.0192.168.2.1/24。

switch(config-if-Vlan20)#exit退出VLAN20的虚拟接口配置模式。

switch(config)#interfaceVlan30进入VLAN30的虚拟接口配置模式。

switch(config-if-Vlan30)#ipaddress为VLAN30接口配置IP地址

192.168.3.1255.255.255.0192.168.3.1/24。

switch(config-if-Vlan30)#exit退出VLAN30的虚拟接口配置模式。

switch(config)#interfaceVlan40进入VLAN40的虚拟接口配置模式。

switch(config-if-Vlan40)#ipaddress为VLAN40接口配置IP地址

192.168.4.1255.255.255.0192.168.4.1/24。

switch(config-if-Vlan40)#exit退出VLAN40的虚拟接口配置模式。

switch(config)#interfaceVlan50进入VLAN50的虚拟接口配置模式。

switch(config-if-Vlan50)#ipaddress为VLAN50接口配置IP地址

192.168.5.1255.255.255.0192.168.5.1/24。

switch(config-if-Vlan50)#exit退出VLAN50的虚拟接口配置模式。

6.2OSPF配置

routerospf1启动并进入OSPF进程1配置模式

手动配置OSPF进程1的RouterID为

router-id1.1.1.1

1.1.1.1

进入OSPF区域0（骨干区域）配置模

area0.0.0.0

式

network192.168.1.00.0.0.255area0.0.0.0192.168.1.0/24宣告至OSPF区域0

network192.168.2.00.0.0.255area0.0.0.0将192.168.2.0/24宣告至OSPF区域0

network192.168.3.00.0.0.255area0.0.0.0将192.168.3.0/24宣告至OSPF区域0

network192.168.4.00.0.0.255area0.0.0.0将192.168.4.0/24宣告至OSPF区域0

network192.168.5.00.0.0.255area0.0.0.0将192.168.5.0/24宣告至OSPF区域0

end结束配置模式，返回特权EXEC模式

writememory保存配置更改

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6.3DHCP配置

servicedhcp开启DHCP服务功能

ipdhcpexcluded-address192.168.1.253

192.168.1.254

ipdhcpexcluded-address192.168.2.253

192.168.2.254

ipdhcpexcluded-address192.168.3.253配置DHCP地址池中不参与自动分配

192.168.2.254的IP地址范围（针对所有地址池）

ipdhcpexcluded-address192.168.4.253

192.168.2.254

ipdhcpexcluded-address192.168.5.253

192.168.2.254

ipdhcppoolvlan10创建名为vlan10的DHCP地址池

设置DHCP地址池可动态分配的网段

network192.168.1.0255.255.255.0

为192.168.1.0/24

设置DHCP地址池网关为

default-router192.168.1.254

192.168.1.254

ipdhcppoolvlan20创建名为vlan20的DHCP地址池

设置DHCP地址池可动态分配的网段

network192.168.2.0255.255.255.0

为192.168.2.0/24

设置DHCP地址池网关为

default-router192.168.2.254

192.168.2.254

ipdhcppoolvlan30创建名为vlan30的DHCP地址池

设置DHCP地址池可动态分配的网段

network192.168.3.0255.255.255.0

为192.168.3.0/24

设置DHCP地址池网关为

default-router192.168.3.254

192.168.3.254

ipdhcppoolvlan40创建名为vlan40的DHCP地址池

设置DHCP地址池可动态分配的网段

network192.168.4.0255.255.255.0

为192.168.4.0/24

设置DHCP地址池网关为

default-router192.168.4.254

192.168.4.254

ipdhcppoolvlan50创建名为vlan50的DHCP地址池

设置DHCP地址池可动态分配的网段

network192.168.5.0255.255.255.0

为192.168.5.0/24

设置DHCP地址池网关为

default-router192.168.5.254

192.168.5.254

interfaceVlanif10进入VLAN10虚拟接口配置模式

指定DHCP服务器IP地址，启用DHCP

iphelper-address[DHCP_SERVER_IP]

中继代理功能（假设同一台设备不充当

12

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DHCP服务器角色）

noshutdown启用该接口

interfaceVlanif20进入VLAN20虚拟接口配置模式

iphelper-address[DHCP_SERVER_IP]同上，指定DHCP服务器IP地址

noshutdown启用该接口

interfaceVlanif30进入VLAN30虚拟接口配置模式

phelper-address[DHCP_SERVER_IP]同上，指定DHCP服务器IP地址

noshutdown启用该接口

6.4防火墙IP地址与ospf配置

FW1#system-view切换到全局配置模式，在此模式下可以

配置设备的整体属性和各个接口的配

置。

[FW1]sysnameFW1更改设备的主机名，将其命名为“FW1”，

便于管理和识别网络中的设备。

[FW1]interfaceGigabitEthernet0/0/0进入编号为0/0/0的千兆以太网接口配

置模式，在此模式下可对该接口进行特

定配置。

[FW1-GigabitEthernet0/0/0]ipaddress为GigabitEthernet0/0/0接口分配IPv4

10.1.1.124地址10.1.1.1，并设置子网掩码为/24（即

255.255.255.0），使该接口具有网络通

信的能力。

[FW1-GigabitEthernet0/0/0]quit退出当前的GigabitEthernet0/0/0接口配

置模式，返回到上级配置模式。

[FW1]interfaceGigabitEthernet0/0/1与第3条命令类似，进入编号为0/0/1

的另一个千兆以太网接口配置模式。

[FW1-GigabitEthernet0/0/1]ipaddress为GigabitEthernet0/0/1接口分配IPv4

192.168.0.124地址192.168.0.1，并设置子网掩码为

/24，使其也能参与网络通信。

[FW1-GigabitEthernet0/0/1]quit退出当前的GigabitEthernet0/0/1接口配

置模式，返回到上级配置模式。

[FW1]ospf1启动并进入OSPF协议进程1的配置模

式，用于配置OSPF路由协议。

[FW1-ospf-1]router-id1.1.1.1为OSPF进程1设置固定的RouterID为

1.1.1.1，确保在整个自治系统内的唯一

标识。

[FW1-ospf-1]area0.0.0.0进入OSPF进程1下的骨干区域（Area

0）配置模式，以便配置区域内的路由信

息。

[FW1-ospf-1-area-0.0.0.0]network声明接口GigabitEthernet0/0/1所在网段

192.168.0.00.0.0.255（192.168.0.0/24）加入OSPFArea0，并

13

湖南商务职业技术学院毕业设计

启用OSPF在此网段上的路由通告和学

习。

6.5NAT配置

iproute0.0.0.00.0.0.010.1.1.2设置缺省静态路由，目标网络为

0.0.0.0/0，下一跳地址为10.1.1.2

iproute192.168.0.0255.255.0.010.1.1.2设置静态路由，目标网络为