【《T股份有限公司局域网的组网设计实现》7400字（论文）】

局域网主要技术分析2.1局域网分析局域网（LocalAreaNetwork,LAN）是指覆盖局部区域的计算机网络，通常在机构内部使用。与广域网相比，局域网通常物理跨度和设备数很少但对带宽要求很高。对比OSI参考模型，局域网技术主要定义物理层和数据链路层的实现。即定义介质的物理特性，实现点对点的物理寻址和线路控制功能，也可能包括差错控制，流量控制等功能。在很多情况下，局域网的设计与实现不仅可以保证公司内部信息的安全，还可以阻挡网络上的一些恶意攻击。从而进一步提高公司的安全性。2.2主要技术分析本次实验所用到的模拟器是Cisco，可以快速地创建网络拓扑图，还可以直观的查看路由器的实际运行情况。能表现出复杂的技术概念以及网络系统的设计。（1）单臂路由技术单臂路由（router-on-a-stick）是在路由器的指定接口处，通过设置逻辑接口，进行封装协议，从而实现不同VLAN之间的通信。（2）生成树协议生成树协议（SpanningTreeProtocol，STP），可以通过阻断冗余链路从而达到消除环路的目的，大大减少了广播风暴。还可以帮助网络恢复联通性，当出现活动路径失效或者断开等问题时，STP协议就会对冗余备份链路进行激活，实现信息交流的目的。从而确保了以太网中无环路的逻辑拓扑结构。（3）HSRP协议热备份路由器协议（HSRP）是思科专有的协议，它的主要目的是为了当IP流量失败转移时，不会引起混乱。为网络中的网关提供冗余备份。其次，主机对单路由器的使用是被HSRP协议所允许的。当第一跳路由器出现问题时，可以通过HSRP协议恢复网络的连通性。系统中存在的大量路由器是实现HSRP功能的主要条件，一个虚拟路由器就是通过这些路由器形成的热备份组实现的。总而言之，HSRP协议确保了用户消息能够立即且透明地从第一跳被恢复转发。（4）网络互联技术网络互联技术是指将分布在不同地理位置、使用不同数据链路层协议的单个网络通过网络互联设备连接，使之成为一个更大规模的互连网络系统。网络互联的目的是使处于不同网络上的用户能够互相通信和相互交流，以实现更大范围的数据通信和资源共享。（5）三层交换机实现VLAN间互通技术三层交换机实现VLAN间互通技术是利用三层交换机的路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找路由表进行选路转发。在三层交换机中跨VLAN间路由，需要使用交换机中VLAN创建的虚拟接口，并且配置IP地址，虚拟接口是联系二层VLAN的IP接口，一个虚拟接口只能和一个VLAN相联系。需求分析和可行性分析3.1需求分析基于局域网组网的设计，为了进一步的括大企业的综合实力，主要目的是为了能够更高效、更可靠的传出信息与数据。该项目的设计分为天晴股份公司的总公司、仓库、A楼、B楼、C楼。总公司有三个楼层，分别为行政部门和产品开发部门。A楼为采买部门，B楼分为两层，分别为财务部门和人力资源部门。C楼为销售部门，有售前服务部门和售后服务部门。要求财务部门与外网不通，其他部门可以正常访问内网。同时要求外网不可以访问财务部门。财务部门可以访问其他部门的财务状况，但是一些部门不可以访问财务部门。售前部门和售后部门处于不同的VLAN。使用路由热备份功能让仓库管理更加可靠。利用网络互通技术保证无路由环路。在以上技术实现以后，不仅保证了各部门的有效交流，还保证了公司的安全性。3.2可行性分析（1）本次实验使用的是思科模拟器，不仅可以快速地建立网络拓扑还可以直观清楚的观察路由的运行情况。（2）由于是实现小型企业的局域网设计，实现的功能与步骤没有大型局域网那么复杂。（3）本人学习了计算机网络，路由技术与设计等课程，都是使用思科模拟器完成的实验，对思科模拟器和相关命令较为熟悉。（4）本次实验使用的网络设备较少，涉及的相关网络协议也没有太过复杂，因此出错概率低。局域网设计局域网拓扑结构根据对天晴股份公司的局域网分析，把局域网分为外网和内网两个部分。内网又包括仓库、采买部门、产品开发部门、人力资源部门、财务部门、行政部门和销售部门。其中销售部门又分为售前部门和售后部门。天晴股份公司局域网组网设计的拓扑图如图4-1所示：图4-1网络拓扑图VLAN的规划和IP地址的分配VLAN销售部VLAN信息销售部VLANID网段IP地址子网掩码网关PC6VLAN20193.168.2.XPC7VLAN10193.168.3.XPC8VLAN10193.168.3.XPC9VLAN20193.168.2.X人力资源部部VLAN信息人力资源部VLANID网段IP地址子网掩码网关PC10VLAN10193.168.10.XPC25VLAN10193.168.10.XPC26VLAN10193.168.10.XR4VLAN20193.168.20.XIP地址就是指英特网给每个路由器（主机）上的每个接口分配到的那个全世界独一无二的32位标识符。它是由网络号与主机号组成的，网络号是第一个字段，主机号是第二个字段。在整个网络中，每一个IP地址都是唯一的。这是因为网络编号前面的主机号所表示的网络范围有且仅有一个。表4-2各网络设备IP地址表设备端口IP地址子网掩码连接说明R0F0/0连接R10F0/连接R2E1/0连接R9E1/连接R5R2F0/0连接R0F0/1连接R3E1/0连接R11E1/1连接R4E1/2连接R11R3F0/0.1连接S4F0/0.2连接S4E1/0连接R2R4F0/0连接MS0F0/1连接R2R5F0/0连接R5F0/1连接S8E1/0连接R0R6F0/0连接R5F0/1连接S10R8F0/0连接内网F0/1连接S0R9F0/0连接S16F0/连接R0R10F0/0连接R0F0/1连接S9E1/0连接外网R11F0/0连接R2F0/1连接S2R12F0/0连接S22F0/1连接S21E1/0连接R2R14F0/0连接S22F0/1连接S21MS0F0/1连接PC25F0/2连接PC26F0/3连接PC10F0/4连接R44.3网络配置命令及验证4.3.1基础配置下方为交换机和路由器配置的常用模式，在实验过程中，几乎每个机器都要进行相应的配置。这里仅以二层交换机为例：Switch>/*用户模式Switch>en/*进入特权模式Switch#>cont/*进入全局模式各个模式的主要内容：用户模式：为仅查看模式，只允许有限数量的基本监控命令，不允许用户级别执行可以改变配置的任何命令。特权模式：管理员可以运用特权模式检查设备情况，进行配置或者管理命令，全局模式和其他的具体配置模式只有通过特权模式才能进行访问。（3）全局模式：全局模式是访问各个配置的前提，在全局模式下做出的配置对设备的工作情况会有一定的影响，各种不同的配置模式都需要从全局模式进入，用以配置设备的特定功能。4.3.2配置命令--RIPRIPv2协议是无类路由协议，它有两种认证方式，分别为明文认证和MD5认证。RIPv2不仅支持VLSM。它还可以在关闭了自动汇总的情况下采用手动汇总。运用触发更新等机制达到了加速路由计算的目的，其中组播更新可以对路由进行标记，用来过滤和做策略。通过在路由器上设置RIPv2协议，使得内部网络中各部门可以互相访问、交流数据等。配置方法如下（以R12为例）：Router(config)#routerripRouter(config-router)#version2Router(config-router)#networkRouter(config-router)#networkRouter(config-router)#network4.3.3配置命令--划分VLAN传统的交换机技术无法隔离广播域，一旦面对广播风暴只能束手就擒。为了减少销售部门的广播风暴，提高安全性。通过划分VLAN从而达到消除局域网内广播风暴的目的，便于部门管理，当出现ARP网关欺骗时，只会影响一个小广播域内的主机。划分VLAN的配置方法如下（以S4为例）：Switch(config)#vlan10Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#vlan20Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#intf0/2Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan10Switch(config-if)#exitSwitch(config)#intf0/3Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan204.3.4配置命令--单臂路由为了使企业的售前服务部门和售后服务部门可以正常通信，交换客户信息，给顾客带来更好的服务，采取了单臂路由功能。单臂路由是为了节约接口而实现不同VLAN间通信的一种技术，通过使用逻辑子接口，封装dot1q协议，从封装了相应dot1q标签的子接口将数据转发出去，从而实现不同VLAN间的通信。单臂路由的配置方法如下：分别在S4、S5上划分vlan10和vlan20，在S4与R3上设置trunk接口，S4配置如下：Switch(config)#intf0/1Switch(config-if)#switchportmodetrunkR3配置如下：Router(config)#intf0/0Router(config-if)#noshutRouter(config-if)#exitRouter(config)#intf0/0.1Router(config-subif)#encapsulationdot1q10Router(config-subif)#ipaddressRouter(config-subif)#exitRouter(config)#intf0/0.2Router(config-subif)#encapsulationdot1q20Router(config-subif)#ipaddress4.3.5配置命令--三层交换机实现不同VLAN间通信技术为了使三层交换机上不同的VLAN可以互相通信，有两种实现方法。方法一是划分不同的VLAN，通过VLANIP做网关。方法二是在三层交换机上关闭端口二层功能，配置端口的IP地址，实现路由。人力资源部通过三层交换机划分VLAN10和VLAN20，分别设置IP地址为和，从而实现了不同VLAN之间的路由。MS0配置方法如下：划分VLAN：Switch#vlan10Switch(vlan)#exitSwitch#vlan20Switch(vlan)#exit设置VLAN及各个VLAN的IP地址：Switch(config)#intf0/0Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan20Switch(config)#intf0/1Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan10Switch(config)#intf0/2Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan10Switch(config)#intf0/3Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan10Switch(config-if)#exitSwitch(config)#intvlan10Switch(config-if)#ipaddressSwitch(config-if)#exitSwitch(config)#intvlan10Switch(config-if)#ipaddress4.3.6配置命令--OSPF协议及网络互连OSPF通过路由的交互，每台路由器都从相邻的路由器学习到路由，并且加载到自己的路由表中，可以利用OSPF协议保存产品开发部门的链路状态。因为静态路由没有学习功能，无法学到RIP区域的路由。为了使产品开发部门与其他部门互相交流，还需要设置网络互通。因此只能在R5上配置默认路由，使R6学习到RIP区域内的网络，配置方法如下（以R5为例）：Router(config)#noipdomain-look//关闭域名解释Router(config)#intf0/0Router(config-if)#ipadddressRouter(config-if)#noshutdownRouter(config-if)#exitRouter(config)#intf0/1Router(config-if)#ipadddressRouter(config-if)#noshutdownOSPF相关配置：Router(config)#routerospf100Router(config-router)#net55area1Router(config-router)#net55area1网络互通相关配置：Router(config)#routerospf100Router(config-router)#redistributeripsubnets在路由器展示OSPF配置如下图4-2所示：图4-2OSPF配置4.3.7配置命令--HSRP协议为了保证仓库在冗余网络中可以与其他部门交流，可以通过备份路由器传输信息。HSRP协议可以在一个网段上设置多个不同权值的路由器，权职最高的路由器是该网段的主路由器，其他的都是该网段的备份路由器。当网段上的主路由器在一定的时间内没有发送报文，权值第二高的路由器就会充当该网段的主路由器，继续传输数据。当该网段的主路由器可以正常工作以后，权值第二高的路由器就会转换为备份路由器。当仓库里其中一个路由器出现问题时，采用HSRP协议。让R12和R14路由器共用一个虚拟的IP地址，作为网内其他主机的默认网关。HSRP的配置方法如下（以R12为例）：Router(config)#intf0/0Router(config-if)#standby1ip54Router(config-if)#standby1priority120//在网段优先级为120，是备份路由器Router(config-if)#exitRouter(config)#intf0/1Router(config-if)#standby2ip54Router(config-if)#standby2priority150//在网段优先级为150，是主路由器在路由器展示HSRP的配置如图4-3所示：图4-3HSRP配置4.3.8配置命令--生成树协议在行政部门配置生成树协议，设置根交换机为S16。可以通过阻断冗余链路从而达到消除环路的目的，大大减少了广播风暴。还可以帮助网络恢复联通性，当出现活动路径失效或者断开等问题时，就会对冗余备份链路进行激活，实现信息交流的目的。生成树的配置方法如下（以S16为例）：Switch(config)#spanning-treevlan1Switch(config)#spanning-treemodepvst在交换机展示生成树协议的配置如图4-4所示：图4-4生成树配置4.3.9配置命令--ACL协议ACL协议是用来控制路由器上进出的数据包，运用到路由器的接口指令列表上。路由器接口的指令列表是由permit和deny语句组成的控制手段，用来判断应该是转发还是丢弃。路由器通过读取数据包的首部信息，匹配访问控制列表中的规则，判断数据包的去向。读取的数据包的首部信息，主要是传输层的首部信息和网络层的首部信息。ACL不会过滤掉路由器本身发出的数据包，只会过滤掉路由器的数据流量。在财务部设置ACL协议，防止外网访问财务部。ACL协议是应用到路由器接口的指令列表，用来控制进出的数据包。ACL的配置方法如下：Router(config)#access-list1deny55Router(config)#access-list1permitanyRouter(config)#intf0/1Router(config-if)ipaccess-group1out4.3.10配置命令--NAT协议由于IP地址短缺，专有地址只能在网络内部使用，必须通过网络地址转换，专有地址才能在外部世界使用。NAT协议可以将企业内网私有IP地址转换为一个外网公有IP地址。本次局域网的组网设计就是采用NAT动态转换，将采买部门的内网私有IP地址网段随机转换成地址池NAT中~25中的某个公网IP地址。配置方法如下：Router(config)#ipnatpoolNAT55netmaskRouter(config)#access-list1permit55Router(config)#ipnatinsidesourcelist1poolNATRouter(config)#intf0/1Router(config-if)#ipnatinsideRouter(config-if)#exitRouter(config)#inte1/0Router(config-if)#ipnatoutside在路由器展示NAT配置如图4-5所示：图4-5NAT配置网络测试5.1网络互联测试通过实现网络互连技术，从而达到R6可以通过R5学习到其他路由器上的RIP协议。使产品开发部的两台路由器可以和其他部门的互通。此处为产品开发部门与行政部门互通，如下图5-1所示：图5-1网络互通测试结果图5.2NAT协议测试配置动态NAT转换，使内网中的网段可以转化为地址池NAT中的某一个中的某个公网IP地址。从而达到企业内网可以和外网互相交流的目的。如下图5-2、5-3所示：图5-2外网与采买部门测试结果图图5-3NAT动态转换图5.3生成树协议测试在局域网的设计中，行政部门运用了生成树协议。设置S16为根网桥，只有S16的根口和指定端口进入转发状态。S16的Fa0/2端口为冗余端口处于阻塞状态。当S16中的F0/1端口关闭时，冗余端口就会进入转发状态，使行政部门可以和其他部门交流，此处为行政部与采买部门互通。如下图5-4、5-5所示：图5-4冗余端口进入转发状态图5-5行政部门与采买部门测试图5.4HSRP协议测试仓库采用了HSRP协议，设置R12为网段的主路由器，为的备份路由器。设置R14为网段的主路由器，为网段的备份路由器。在网段，当R14出现问题时，R12就会作为网段的主路由器，继续传输数据。当R14可以正常使用时，主路由器就会切换为R14，重新开始传输数据。R12就会停止工作，转化为备份状态。此处为仓库与人力资源部门互通。如下图5-6、5-7所示：图5-6备份路由器转为主路由器图5-7仓库与人力资源部门测试图5.5三层交换机实现VLAN间互通测试将人力资源部划分VLAN10和VLAN20，通过使用VLANIP当网关，实现不同VLAN之间的互通。设置VLAN10的网关为，设置VLAN20的网关为。此处为人力资源部门与销售部门互通，如下图5-8所示：图5-8人力资源部门与销售部门测试图5.6单臂路由测试在销售部门划分VLAN10和VLAN20,VLAN10为售前部门，VLAN20为售后部门。不同VLAN之间是不能通信的，在R3上设置单臂路由，在端口Fa0/0处创建两个子接口，分别为F0/0.1和F0/0.2。两个端口的网关分别为和。使得售前部门和售后部门可以正常通信。如下图5-9所示：图5-9售前部门与售后部门测试图5.7ACL协议测试在财务部门使用ACL协议，通过访问控制链表，使得企业内网中除了财务部门，其他部门可以和外网互相交流。提高了财务部的安全性。此处为财务部门与外网无法传输数据包，如下图5-10所示：图5-10外网与财务部测试结果图结语虽然现在是科技大爆发的时代，但由于网络发展的太快，有的中小型企业网络跟不上时代，很多技术还保留在几年前的水平。