简单校园网的设计与实现

1、*课程设计说明书学院名称：计算机与信息工程学院班级名称：网工131学生姓名：*学号：2013211509题目： 简单校园网的设计与实现指导教师姓名：*起止 日期： 2015.06.23-2015.06.25计算机网络课程设计任务书学 院计算机与信息工程专 业网络工程课程名称计算机网络题 目简单校园网的设计与实现完成期限自2015年6月23日至2015年6月25日共1周内 容 及 任 务一、项目的目的掌握构建基于三层交换技术的校园网络的主要实现过程，培养学生的实践和主动思考能力。二、项目任务的主要内容和要求(1) 每部门1个单独的子网，自定义子网需要的IP地址数，至少有4 种/、同的地址规模；(

2、2) 使用私有地址满足校内计算机的接入需求，统计需要多少个C类的IP地址段，并从192.168.0.0/16中选择连续的地址来使用；(3) 计算每个部门的网络地址、掩码，并指定网关地址；(4) 每个子网1个单独的VLAN并使用三层交换机互连各 VLAN三、项目设计(研究)思路(1) 查阅相关资料，掌握校园网设计与实现所涉及的主要技术，如 IP地址的规划、VLANM术、三层交换机实现VLANS联技术等；(2) 根据项目需求，规划校园网各个部门所在的IP子网，设计网络拓扑；(3) 根据网络拓扑，每个部分设计划分一个 VLAN实现VLAN配置及利用三层交换技术实现VLAN1信配置；(4) 测试验证各

3、部门之间的连通性。四、具体成果形式和要求.(1)校园网各部门属于单独子网，利用发送PING包测试各部门之间的 连通性；(2)根据课程设计要求撰写简单校园网的设计与实现方案的说明文档。进度起止日期工作内容安排2015.06.23-2015.06.23对课程设计要求进行分析，讨论出总体规划。2015.06.25-2015.06.25设计出一个最佳校园网络规划。2015.06.29-2015.06.29完善拓扑图，编写、修正，测试。主要参考资料1谢希仁.计算机网络（第5版）M.北京:电子工业出版社.2008.2满昌勇.计算机网络基础（第3版）M.北京:清华大学出版社.2010.3李环.计算机网络（第

4、2版）M.中国铁道出版社.2012.4胡道元.计算机网络（第5版）M.北京:清华大学出版社.2010.指导教师意见（签字）：X年X月X日系（教研室）主任意见（签字）：X年X月X日正文部分1 .选题背景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

5、际情况进行了系统分析，我们就校园网的建设构建 比较切实可行的设计方案。根据小组的实地调查，我校现占地1500余亩，现有在校生14000 多名，教职员工800多名。学校主要建筑分布如下图11所示。6-8男生宿舍男生宿舍女生宿舍5-7女生宿舍2-4男生宿舍1-3女生宿舍体育馆教学楼图1-1学校主要建筑分布图2 .方案论证本校园网将采用三层交换技术，三层交换机技术与传统的路由技术不同，传统的路由 技术是通过一定的路由算法来选择到达各个子网的最佳路径，实现路由选择和网络的互连；而三层交换机技术是利用第三层（网络层）中的IP 数据的包头信息来加强二层交换，以便解决路由技术中转发效率较低的技术“瓶颈”。本

6、校园网的组建中，中心（核心）交换机选择支持三层交换技术的交换机，同一 VLAN之间的数据包传输直接由内网普通交换 机来实现，不需要经过核心交换机，不同 VLAN之间的数据包传输则经过三层交换机实现 交换技术，可以减轻核心交换机的负担，提高网络利用效率。在搭建网络环境时，使用了服务器连接核心交换机，三层交换机也可通过路由器连接外网进行通信，在局域网内二层交换机使用六个普通交换机分给不同的建筑，每个建筑内使用一台主机代表一个部门，同一个部门划分为一个独立的子网，一个子网使用一个vlan ，交换机之间采用交叉线通过trunk 链路进行网内、网间数据传输，交换机与主机之间采用直通线相连。3 . 过程论

7、述3.1 校园网 IP 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IP 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IP地址，NATt供人员远程访问；（ 2）与internet 互联设备IP 地址采用真实IP 地址；（ 3）部分内部互连采用私有IP 地址。3.2 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，使用了一个三层交换机，一个服务器，六个普通交换机，十二台主机，交换机与主机之间使用直通线相连，交换机与交换机之间使用交叉线相连。具体的校园网模拟环境

8、如下图3-2 所示。学煌砧独空招近史博会1启目CL 2 L3丸】66 L 2PC-PTClurterO学生宿畲PC-PTPC-PTPC-PT曾越隹:教烹'356O-24P5 - HulHl叫肯 Surk:hO 信中心地魁国怖M生在冬I421GS.3. aPC-PTPCS女富6.舍毁 IE 4 Z豆生亳含 ”之 154. k 2女生宿舍?2通PC-PT PC1DPC-PT P-C11PC-PT PC9速支需畲图3-2校园网络拓扑图3.3 VLAN的划分(1)将不同建筑内的多媒体教室和机房划为同一个VLAN方便于日常课程的学习和资料的共享。(2)将不同建筑内的办公室划为同一个 VLAN有利

9、于教师，工作人员之间的沟通与 交流，以及教学资料的共享。(3)将图书馆内的借阅室单独划分为一个 VLAN借阅室使用的是独立的借阅系统， 需要有独立的子网来规划，仅限于图书管理人员内部使用，方便图书的管理。(4)将宿舍划为男生宿舍和女生宿舍，各两个 VLAN高校学生的流动性大，例如换 寝室，毕业等，而导致的学生的人数和班级的变动。所以将宿舍单独分出来。而男生与女 生对网络的需求不一样，男生偏爱于玩游戏，比较占用带宽，所以将男女生分别划分VLAN根据上述内容现将各部门戈U分为以下 5个VLAN即：VLAN1 VLAN2 VLAN3 VLAN4 VLAN5.具体划分如下表所示:表3-4-3 VLAN

10、 及IP地址规划VLAIP网段部门IP地址具体划分VLA192.168.0多媒体教室、192.168.0.2192.168.0N1.1/24机厉.4VLA192.168.1办公室192.168.1.2192.168.1N2.1/24.5VLA192.168.2借阅室192.168.2.2N3VLA.1/24192.168.3男生宿舍192.168.3.2192.168.3N4.1/24.3VLA192.168.4女生宿舍192.168.4.2192.168.4N5.1/24.33.4 校园网具体配置实现1. 信息中心三层交换机的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch

11、(config)#hostname CenterCenter(config)#ip routingCenter(config)#vtp mode serverCenter(config)#vtp domain testCenter(config)#int f0/24Center(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1qCenter(config-if)# switchport mode trunkCenter(config-if)#int f0/20Center(config-if)# switchport trunk encapsula

12、tion dot1qCenter(config-if)# switchport mode trunkCenter(config)#int f0/1Center(config-if)# ip add 192.168.8.1 255.255.255.0Center(config-if)#no shut%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to downCenter(config-if)#%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface

13、 FastEthernet0/1, changed state to upCenter(config-if)#exitCenter(config)#vlan 1Center(config)#vlan 2Center(config)#vlan 3Center(config)#vlan 4Center(config)#vlan 5Center(config)#int vlan 1Center(config-vlan)#ip add 192.168.0.1 255.255.255.0Center(config-vlan)#no shutCenter(config-vlan)#int vlan 2Ce

14、nter(config-vlan)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0Center(config-vlan)#no shutCenter(config-vlan)#int vlan 3Center(config-vlan)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0Center(config-vlan)#no shutCenter(config-vlan)#int vlan 4Center(config-vlan)#ip add 192.168.3.1 255.255.255.0Center(config-vlan)#ip add 192.1

15、68.4.1 255.255.255.0Center(config-vlan)#no shutCenter(config-vlan)#exitCenter(config)#AZ2. 教学楼交换机的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname TeachTeach(config)#vtp mode clientTeach(config)#vtp domain testTeach(config)#int f0/24Teach(config-if)#switchport mode trunkTeach(config-if)#int f0/23T

16、each(config-if)#switchport mode trunkTeach(config-if)#int f0/1Teach(config-if)#switchport access vlan 1Teach(config-if)#int f0/2Teach(config-if)#switchport access vlan 2Teach(config-if)#exit3. 实验楼交换机的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname LabLab(config)#vtp mode clientLab(config)#vtp dom

17、ain testLab(config)#int f0/22Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int f0/23Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int f0/1Lab(config-if)#switchport access vlan 1Lab(config-if)#int f0/2Lab(config-if)#switchport access vlan 2Lab(config-if)#exitLab(config)#AZ4. 图书馆交换机的配置Switch

18、>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname LibrLibr(config)#vtp mode clientLibr(config)#int f0/22Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)#int f0/23Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)#int f0/1Libr(config-if)#switchport access vlan 3Libr(config-if)#int f0/2Libr(config-if)#

19、switchport access vlan 2Libr(config-if)#exitLibr(config)#AZ5. 逸夫楼交换机的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname YifuYifu(config)#vtp mode clientYifu(config)#vtp domain testYifu(config)#int f0/23Yifu(config-if)#switchport mode trunkYifu(config-if)#int f0/1Yifu(config-if)#switchport access vla

20、n 1Yifu(config-if)#int f0/2Yifu(config-if)#exitYifu(config)#AZ6. 1-8 栋宿舍交换机的配置Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#hostname EdormEdorm(config)#vtp mode clientEdorm(config)#vtp domain testEdorm(config)#int f0/24Edorm(config-if)#switchport mode trunkEdorm(config-if)#int f0/23Edorm(config-if)#switch

21、port mode trunkEdorm(config-if)#int f0/1Edorm(config-if)#switchport access vlan 4Edorm(config-if)#int f0/2Edorm(config-if)#switchport access vlan 5Edorm(config-if)#exitEdorm(config)#AZ7. 逸夫宿舍交换机的配置Switch>enSwitch#conf tYdorm(config)#vtp mode clientYdorm(config)#vtp domain testYdorm(config)#int f0

22、/23Ydorm(config-if)#switchport mode trunkYdorm(config-if)#int f0/24Ydorm(config-if)#switchport mode trunkYdorm(config-if)#int f0/1Ydorm(config-if)#switchport access vlan 4Ydorm(config-if)#int f0/2Ydorm(config-if)#switchport access vlan 5Ydorm(config-if)#exitYdorm(config)#AZ3.5主机IP地址和网关的配置校园网共设置了 12台

23、主机，1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：表3.5-1 PI地址和网关配置表主机号IP地址默认网关PC0192.168.0.2192.168.0.1PC1192.168.1.2192.168.1.1PC2192.168.0.3192.168.0.1PC3192.168.1.3192.168.1.1PC4192.168.2.2192.168.2.1PC5192.168.1.4192.168.1.1PC6192.168.0.4192.168.0.1PC7192.168.1.5192

24、.168.1.1PC8192.168.3.2192.168.3.1PC9192.168.4.2192.168.4.1PC10192.168.3.3192.168.3.1PC11192.168.4.3192.168.4.1Server。192.168.8.8192.168.8.14.结果分析4.1 查看三层交换机VLAN言息在核心三层交换机里配置show vlan命令，查得内容如下:VLAH NazzaStatus Fartsdef iaultactiveFaO/lr Fa0/2r EaO/3, Fa0/4FaO/5f FaO/6； Ja0/7r FaO/8FaO/9r FaO/iar FaO/

25、11, Fa13/12Fa0/13pFa0/17rFa0/14PFaoyia,FaO/lS, Fa-D/19rFa0/22r Fa0/23f GigO/1,F«0/lFaO/21GigrO/2active active active activeVLAN0。必VWIQQQ3VLAW(W04OANOOOS注：其他交换机查看配置同上。4.2 查看路由表命令，查得内容如下:在核心三层交换机里配置 show ip route192.1SB.0.0/24192.1SS.1.0/24192.1S8.2.0/24192.1G3.3.0/24192,1GS,4,0/24J.=isisdiiactly

26、 directly dire(rcly direcLly directlyconnect edr GQrmect ed r connected .ccnnectedVlanlUI an 2VI in3VI an 4VlanS4.3 测试主机连通性(1)处于同一网络内的主机间联通测试测试同一 vlan同一网段之间的连通性，选vlan5中的主机PC* vlan5中的主机PC11 使用ping命令相ping, PC9所发送的4份数据已全部被PC4收到，各份数据报的最长传 输时间为203ms最短传输时间为93ms平均传输时间为121ms ping得的结果如下图4-1 所示：图4-1同一 vlan同一网

27、段主机间联通测试使用Packet Tracer仿真软件通过数据包传输测试主机之间的连通性，选择测试教学 楼的多媒体教室与实验楼的机房是否连通。PCC多媒体教室里的一台主机，它的IP地址是：192.168.0.2 , PC2是机房里的一台主机，它的IP地址是192.168.0.3 。现在从主机PC0端开始向主机PC2发送数据包，通 过直通线到达switch。，具体传输路线如下图4-2所示:M场办公室192. 168. 0. 3密媒体教室1$2. 166 0. 2办公室192, 1G8 1 2132. 160. 1. 3图4-2 PC0与PC2通信经过switch。接着，主机 PCCffi过swi

28、tchO和switchl之间的trunk链路到达switchl ,实现网间通信，通过switchl与主机间的直通线将数据传输到主机PC2具体传输品&线如下图7-3所示：多媒体教室 办公室142. 1G3. 0, 2192. L&&. 1. 2机房 办公室192.1&6 0. 3152.166 1. A更蚣接物华核图4-3 PCC与PC2通信经过网间trunk链路最后，PCO向PC2发送ICMP®文，显示通信测试成功，测试最后状态如下图7-4所示:激活 显后状愈 来源爱官 目的设番 类型 罅色 时间（林）周期 顺序 维馆 制周,它由 PCO PCZ IC

29、MP 0X00 N 0 （箱信）（删,图4-4网内通信ICMP报文测试最后状态（2）处于不同网络间的主机间联通测试测试不同vlan不同网段之间的连通性，vlan3中的主机PC4与vlan2中的主机PC3 使用ping命令相ping ,主机PC4所发送的4份数据有3个被主机PC3攵到，数据丢包了 一个，各份数据报的最长传输时间为203ms最短传输时间为172ms平均传输时间为183ms ping得的结果如下图4-5所示。图4-5不同VLAN不同网段的主机间联通测试使用Packet Tracer仿真软件通过数据包传输测试主机之间的连通性，选择测试图书 馆的借阅室与实验楼的办公室是否连通。主机PC4

30、图书馆借阅室白一台主机，IP地址是192.168.2.2 。主机PC3是实验楼办公 室的一台主机，IP是192.168.1.1 。从主机PC4端开始向主机PC3发送数据包，通过直通 线到达switch2 ,具体传输路线如下图4-6所示。PC-PTPC-PTPC2PC3机房办公室192.163 0 3 192 18,1,2PC4PC5褶阅室办公茎192 16机 2. 2 192.168.PC'PT PC-PT图4-6 PC4与PC3通信经过switch2接着，主机PC4通过switch2和switch1之间的trunk链路将数据包传送到switch1 ,PC-PTpc-PTPC-PTPC-PTPC2PC3PC4PCS机肩132. l&e 0 3办公室1$2.16S 1 3借倒里 办公墓192150.2 2 192.163. L 4图4-7