网络工程规划与设计实训

1、网络工程规划与设计实训报告题 目：中型企业intranet网络冗余可靠性设计专 业：计算机科学与技术（网络）学生姓名： 劳华学 号： 1251210118指导教师： 莫永华 时 间：2015年11月18日目录目录2一、摘要3二、网络以及安全需求分析31.需求分析32.1基本通信需求42.2网络安全需求与可用性需求设计错误！未定义书签。三、总体设计（拓扑图）4四、LAN和WAN网络设计61.网络设备应用说明62.Vlan、ip 、路由规划83.设备配置7Vlan配置：错误！未定义书签。STP生成树：错误！未定义书签。五、布线系统12布线系统设计标准以及原则18工作区子系统19水平配线子系统19垂

2、直干线子系统19管理子系统20设备间子系统20六、网络管理设计20七、试验总结21一、 摘要局域网作为一种能够帮助移动人群保持网络连接的技术，在全球范围内受到来自多个领域用户的支持，目前已经获得迅猛发展。局域网的发展主要从公共热点(在公共场所部署的无线局域网环境)和企业组织机构内部架设两个方向铺开。随着计算机技术的迅速发展，在计算机上处理的业务也由基于单机的数学运算、文件处理，基于简单连接的内部网络的内部业务处理、办公自动化等发展到基于复杂的内部网（Intranet）、企业外部网（Extranet）、全球互联网（Internet）的企业级计算机处理系统和世界范围内的信息共享和业务处理。在系统处

3、理能力提高的同时，系统的连接能力也在不断的提高。但在连接能力信息、流通能力提高的同时，基于网络连接的安全问题也日益突出，整体的网络安全主要表现在以下几个方面：网络的物理安全、网络拓扑结构安全、网络系统安全、应用系统安全和网络管理的安全等。当今社会，信息已成为一种非常关键性的资源，为了更方便用户的使用，架设无线网络可以使用户不受时间、空间的限制，随时随地享有信息资源的分享。同时无线网络的灵活性使其能不受线缆的限制，可以随意增加和配置工作站。与有线网络网络相比，无线局域网不需要大量的工程布线，节省线路维护的费用而且无线局域网的布置，设定和维护更为容易。同时要使信息传输的快速、便捷，安全性和稳定可靠

4、性要求高，则需要一种更合理、更优化、弹性强、稳定性和扩展性好的布线技术，不仅要能够满足现在的需求，更重要的是迎接未来对配线系统的挑战。关键字：信息 局域网 布线技术 配线系统二、 网络以及安全需求分析1. 需求分析本次实训的题目是无线网络环境下的校园网络安全，首先是要保证校园网的基本通信，再次基础上要做到无线网络和有线网络的互通互联。在此之后还要确保各个链路之间的可靠性，在重点结点部位采取冗余设计。学校有四个主要的功能区划，分别是：财政部，人力部，市场部，生产部。财政部，主要是财务人员、多媒体会议室和综合型的办公室构成，在这些办公室内都需要有网络接入点的分布。而在多媒体会议室则需要有网络的接入

5、功能。人力部，主要是员工日常工作的网络需求。市场部，主要是面向客户的一个部门，需要多媒体的接入。生产部，这里是个网络结点分布较广的地方，为员工提供生产工作需求在该区域要采用网络接入。2. 功能需求2.1基本通信需求该企业要建立符合本单位办公需要的局域网，因此需要建设高性能的局域网，实现数据管理、电子邮件、多媒体通信、数据库管理信息系统及实现内部局域网的互联，并且和Internet互联。其局域网应是一个以宽带IP网为目标，建立数据、语音、视频三网合一的一体化网络。为提高网络可靠性及安全性，需要在主干网采用光纤布线。局域网应实现虚拟局域网的功能，以确保全网的良好性能及网络安全性。主干网交换机应具有

6、很高的包交换速度，整个网络应具有三层交换功能。主干网络应该采用成熟的、可靠的千兆位以太网技术作为网络的主干。局域网应选用先进的网管软件，建立完善的网络管理体系。同时，局域网的接入也是一个重要的通信实现组成部分。在设备方面，应该选择有成功案例的网络厂商的设备，同时为Internet、拨号用户和移动用户提供接口，网络应具有良好的扩展性。三、 总体设计（拓扑图）总体采用自顶向下的网络工程设计方法。如图（1-1）图1-1下图为具体施工连线图。按照需求，学校部门VLAN分配图：VLAN2:192.168.2.1/24 VLAN3:192.168.3.1/24VLAN4:192.168.4.1/24楼栋到

7、中心核心机房采用trunk链路，中心机房配置vtp服务器，各个部门可以学习服务器的vlan数据库。然后再进行分配。具体分配的过程中，初步按照机构，功能划分vlan。图1-5四、 LAN和WAN网络设计网络技术主要包括一下内容：l 逻辑网络图l VLAN策略图l 网络管理l TCP/IP地址设计l 安全设计1. 网络设备应用说明路由器和交换机都可以通过配置来分割局域网和提供附加的带宽。如果应用项目需要支持多路径、智能化数据包发送的或者广域网访问，那么就需要路由器。本案例中局域网通过一个路由器与外网相连。内网通过交换机来缓解通信速率的问题。交换机能够有效的阻隔以太网中的冲突域。在局域网的设计中，是

8、安装交换机还是路由器主要取决于满足给定的性能需求水平下的成本。网络设计不能单一的选择交换机或者路由，这里采用路由器和交换机的联合使用，从而达到高性能的网络水平。在设备的选择中，设备的选择也是一个重要的问题！2. Vlan、ip 、路由规划网络设计中，对网络地址的规划是很重要的，在设计局域网的时候分配ip地址合理与否直接关系到网络的性能，局域网中不得随意选择网络中使用的地址，也不能在网络中随机分配地址。本案例是组建一个网站，那么首先要计算该局域网中的信息点的个数，选择响应的私有地址网段。公有三类私有地址分别是：A:10.x.x.x/8B:172.16.x.x/16C:192.168.x.x/16

9、如果选择A类地址，那么网络中的结点数量为224个= 16777216个地址，这显然太多，不适合本案例！C类地址。192有2的32-24次方个地址：256所以这里选择172网段。子网掩码采用24为 所以每个网段就是256台计算机。这里使用172.16.x.x/24 第一个X别是子网网段。公用256个子网。每个部门一个子网。下面就是这些网络ip的分配情况。3. 设备配置三层交换机SW1的配置：配置vtpsw1#vlan database Sw1(vlan)#vtp domain xkyChanging VTP domain name from server to xkySw1(vlan)#vtp

10、serverSw1(vlan)#vlan 2Sw1(vlan)#vlan 3配置vtp服务器的时候我们要注意复习一下vtp的知识：vtp(vlan trunk protocol)默认时所有交换机都配置为VTP服务器模式，配置时我们可以想一个VTP域名，用来标识这个VTP域，同时可以加一些验证信息配置域内口令，还可以设置操作模式和交换机的修剪功能，在这里我们配置SW1的VTP域名为SERVER，不启用域内口令验证功能了，默认时SW1就工作在服务器的模式下。SW2、SW3、SW4我们直接用一条命令：sw2(config)#vtp mode client  同时把相连的线路接口都设为中继模

11、式，来传送多个VLAN信息，这样每个VTP客户端都会学到VTP服务器SW1上配置的VLAN信息了，所以我们只在SW1也就是VTP服务器上来添加修改VLAN 的数量，来管理整个网络的VLAN信息。客户端学到VLAN后，可以设置不同的接口加入到不同的VLAN里。看配置SW1:前面我们已经配置了vtp域，同时配置了两个vlan 2 和3 。接下来我们把端口F0/3 F0/4 F0/13 F0/14 配置为trunk模式Sw1(config-if)#inter f0/3Sw1(config-if)#switch trunk encap dot1qSw1(config-if)#switch mode t

12、runk或者sw1(config)#interface range fastEthernet 0/3 - fastEthernet 0/4  /这个命令是同时配置多个连续的端口也可以用简写的命令：Interface range f0/3 -4 效果是一样的sw1(config-if-range)#switchport mode trunk  /让后配置trunk模式同样的方法配置F0/13 - F0/14看配置SW2:sw2(config)#vtp mode clientsw2(config)#interface range f0/3 - 4sw2(config-if-ra

13、nge)#switchport mode trunksw2(config)#interface range f0/13 - 14sw2(config-if-range)#switchport mode trunk看配置SW3:sw3(config)#vtp mode clientsw3(config)#interface range f0/13 -1 4sw3(config-if-range)#switchport mode trunk看配置SW4:sw4(config)#vtp mode clientsw4(config)#interface range f0/13 -1 4sw4(conf

14、ig-if-range)#switchport mode trunk现在SW2 SW3 SW4 如果不出问题的话已经学到了VTP服务器通告的VLAN 2 VLAN 3的信息了。这时候其实每个VLAN都已经运行了生成树协议，只是根桥的选择是严格按照交换机的优先级来选择的，有时候自动选择的根桥并不是最理想的，比如三层交换机是性能最好的，做根桥也是最恰当的，可有时候却不能称为根桥，这时候我们就需要手工指定不同VLAN的根桥了，手工制定根桥可以修改优先级，或者直接指定，我们下面来看看指定SW1为VLAN2的根桥并作为VLAN3的备份根桥，指定SW2为VLAN3的根桥并作为VLAN2的备份根桥：看SW1

15、的配置：sw1(config)#spanning-tree vlan 2 root primary   /作为VLAN2的根桥sw1(config)#spanning-tree vlan 3 root secondary   /作为VLAN3的备份根桥看SW2的配置：sw2(config)#spanning-tree vlan 3 root primary   /作为VLAN3的根桥sw2(config)#spanning-tree vlan 2 root secondary   /作为VLAN

16、2的备份根桥配置SW1和SW2之间的以太网通道：Ethernet Channel以太通道 以太通道也称为以太端口捆绑、端口聚集或以太链路聚集，以太通道为交换机提供了端口捆绑的技术，允许两个交换机之间通过两个或多个端口并行连接，同时传输数据，以提供更高的带宽。 通过端口聚集协议（PAgP） 建立以太通道，端口聚合是目前许多交换机支持的一个高级特性。配置命令 Switch（config）#interface range 需要做通道的接口 Switch（config-range）#channel-group 1 mode on 以太通道的特点：以太网通道最多可以捆绑8条物理链路，可以是双绞线，也可以

17、是光纤。 以太通道的规则：参与捆绑的端口必须属于同一个VLAN，或者都是中继模式 如果端口配置是中继模式，则链路中的两个端口必须都是中继模式 所有参与捆绑的端口的物理参数必须相同，例如全部为半双工或者全部为全双工。我们这里配置SW1和SW2的F0/3-F0/4捆绑成以太网通道sw1(config)#interface range f0/3 -4sw1(config-if-range)#switchport mode trunk sw1(config-if-range)#channel-group 1 mode on sw1(config-if-range)#同样的方法，配置SW2这样他们之间就

18、成功了.我们现在来看一下这个网络的状态.就像最上面的拓扑状态一样.以太网通道为阻塞状态并没有起到快速传输数据的作用.为什么呢？我们到每个交换机上来看看，生成树协议最终生成的网络拓扑.sw1#show spanning-tree vlan 2VLAN0002  Spanning tree enabled protocol ieee  Root ID    Priority    20482           

19、;  Address     00E0.8FAD.1847             This bridge is the root             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec 

20、Bridge ID  Priority    20482  (priority 20480 sys-id-ext 2)             Address     00E0.8FAD.1847             Hello Time  2 sec&#

21、160; Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec             Aging Time  20Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type - - - - - - Fa0/13     

22、0;     Desg FWD 19        128.13   P2p Fa0/14           Desg FWD 19        128.14   P2pSW1上的F0/13 F0/14在VLAN2中都为根端口，处于转发状态。sw2#show spanning

23、-tree vlan 2VLAN0002  Spanning tree enabled protocol ieee  Root ID    Priority    20482             Address     00E0.8FAD.1847         

24、    Cost        19             Port        14(FastEthernet0/14)             Hello Time  2

25、sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec  Bridge ID  Priority    28674  (priority 28672 sys-id-ext 2)             Address     0050.0F9C.7DC1      

26、60;      Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec             Aging Time  20Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr

27、 Type- - - - - -Fa0/13           Altn BLK 19        128.13   P2pFa0/14           Root FWD 19        128.14   P

28、2psw2#我们看到，f0/14端口为根端口，处于转发状态.sw3#show spanning-tree vlan 2VLAN0002  Spanning tree enabled protocol ieee  Root ID    Priority    20482             Address     00E0.8FAD.1847 &

29、#160;           Cost        19             Port        13(FastEthernet0/13)       

30、60;     Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec  Bridge ID  Priority    32770  (priority 32768 sys-id-ext 2)             Address     0000.0

31、C57.88D6             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec             Aging Time  20Interface        Role

32、Sts Cost      Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/1            Desg FWD 19        128.1    P2pFa0/14           Desg FWD 19 

33、       128.14   P2pFa0/13           Root FWD 19        128.13   P2p我们看到F0/1为指定端口，F0/13为根端口，F0/14为指定端口 都处于转发状态。sw4#show spanning-tree vlan 2VLAN0002  Spanning tr

34、ee enabled protocol ieee  Root ID    Priority    20482             Address     00E0.8FAD.1847             Cost  

35、60;     19             Port        14(FastEthernet0/14)             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward

36、 Delay 15 sec  Bridge ID  Priority    32770  (priority 32768 sys-id-ext 2)             Address     0090.2B9C.B829             Hell

37、o Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec             Aging Time  20Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/1   

38、;         Desg FWD 19        128.1    P2pFa0/13           Desg FWD 19        128.13   P2pFa0/14   &#

39、160;       Root FWD 19        128.14   P2p我们看到SW4上：F0/1端口为指定端口，F0/13端口为指定端口，F0/14端口为根端口，也都处于转发状态，经过以上的验证我们可以的得出，VLAN2经过生成树算法，得到的无环冗余网络拓扑为：如果上面的拓扑中SW3的F0/14接口断了，那么会出现什么样的情况呢，备份线路又是怎么起到作用呢？我们把SW3的F0/14接口给SHUTDOWN了，然后观察效果.备份链路马上

40、起到了作用，那么VLAN3的链路和上面的也差不多。 这是以太网通道起到作用的时刻.在上面我们看到交换机SW3 的，F0/1接口为指定端口，出于转发状态。在这里出于转发状态是正确的，但是为制定端口就不正确了，意思是他也参与了STP的过程，其实这个接口我们不需要参与STP整个状态的，因为它下面接的是主机。所以我们可以把端口设置为快速端口，不参与STPsw3(config)#int f0/1sw3(config-if)#spanning-tree portfast把SW3上把F0/1 F0/2 接口分别加入到VLAN2 VLAN3上sw3(config)#int f0/3sw3(confi

41、g-if)#switchport access vlan 2 sw3(config-if)#int f0/4sw3(config-if)#switchport access vlan 3局域网的VLAN我们部署好了，现在开始部署VLAN间通信：配置SW2：w2(config)#int vlan 2sw2(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0 sw2(config-if)#no shutsw2(config-if)#int vlan 3sw2(config-if)#ip add 192.168.3.1 255.255.255.0sw2(

42、config-if)#no shutsw2(config-if)#exitsw2(config)#ip routing  /开启三层交换功能，同时也开启SW1的三层交换功能sw1(config)#ip routing这样，我们VLAN 间就可以通信了PC>ipconfigIP Address.: 192.168.2.10Subnet Mask.: 255.255.255.0Default Gateway.: 192.168.2.1PC>ping 192.168.3.1Pinging 192.168.2.1 with 32 bytes of data:Request tim

43、ed out.Reply from 192.168.3.1: bytes=32 time=31ms TTL=255Reply from 192.168.3.1: bytes=32 time=62ms TTL=255Reply from 192.168.3.1: bytes=32 time=62ms TTL=255Ping statistics for 192.168.3.1:    Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss),Approximate round trip times in milli-s

44、econds:    Minimum = 31ms, Maximum = 62ms, Average = 51msPC>ping 192.168.3.20Pinging 192.168.3.20 with 32 bytes of data:Request timed out.Reply from 192.168.3.20: bytes=32 time=111ms TTL=127Reply from 192.168.3.20: bytes=32 time=93ms TTL=127Reply from 192.168.3.20: bytes=32 time=12

45、5ms TTL=127Ping statistics for 192.168.3.20:    Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss),Approximate round trip times in milli-seconds:    Minimum = 93ms, Maximum = 125ms, Average = 109msPC>如果我们不需要VLAN间通信了，怎么办呢？关闭三层交换机的路由功能，VLAN间就不能通信了。配置公司的外部业务访问配置SW2：sw

46、2#conf tEnter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.sw2(config)#int f0/10sw2(config-if)#no swsw2(config-if)#no switchport   /关闭次接口的交换功能sw2(config-if)#ip add 10.0.0.1 255.0.0.0   /为此接口设置IP地址sw2(config-if)#no shutsw2(config-if)#exitsw2(config)#router rip 

47、  /配置路由协议RIPv2sw2(config-router)#version 2sw2(config-router)#no autosw2(config-router)#no auto-summary sw2(config-router)#network 10.0.0.0sw2(config-router)#network 192.168.2.0sw2(config-router)#network 192.168.3.0sw2(config-router)#配置R1:r1#conf tEnter configuration commands, one per line. 

48、; End with CNTL/Z.r1(config)#int f0/1r1(config-if)#ip add 10.0.0.2 255.0.0.0r1(config-if)#no shutr1(config-if)#int f0/0r1(config-if)#ip add 20.0.0.1 255.0.0.0r1(config-if)#no shutr1(config-if)#exitr1(config)#router ripr1(config-router)#version 2r1(config-router)#no autor1(config-router)#no auto-summ

49、ary r1(config-router)#network 10.0.0.0r1(config-router)#network 20.0.0.0r1(config-router)#endr1#我们查看路由表：sw2#show ip routeCodes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area &#

50、160;     N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP       i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area&#

51、160;      * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR       P - periodic downloaded static routeGateway of last resort is not setC    10.0.0.0/8 is directly connected, FastEthernet0/10R    20.0.0.0/8 1

52、20/1 via 10.0.0.2, 00:00:25, FastEthernet0/10C    192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan2C    192.168.3.0/24 is directly connected, Vlan3sw2#r1#show ip routeCodes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP      

53、D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP       i -

54、IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area       * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR       P - periodic downloaded static routeGateway of last resort is not setC    10.0.0.0/8 i

55、s directly connected, FastEthernet0/1C    20.0.0.0/8 is directly connected, FastEthernet0/0R    192.168.2.0/24 120/1 via 10.0.0.1, 00:00:23, FastEthernet0/1R    192.168.3.0/24 120/1 via 10.0.0.1, 00:00:23, FastEthernet0/1r1#然后我们在R1上接一个电脑配置IP地址，模拟出网络上的SERV

56、ER.最后我们就可以实现公司上internet了PC>ipconfigIP Address.: 192.168.2.20Subnet Mask.: 255.255.255.0Default Gateway.: 192.168.2.1PC>ping 20.0.0.2Pinging 20.0.0.2 with 32 bytes of data:Request timed out.Reply from 20.0.0.2: bytes=32 time=125ms TTL=126Reply from 20.0.0.2: bytes=32 time=94ms TTL=126Reply from

57、 20.0.0.2: bytes=32 time=95ms TTL=126Ping statistics for 20.0.0.2:    Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss),Approximate round trip times in milli-seconds:    Minimum = 94ms, Maximum = 125ms, Average = 104msPC>tracert 20.0.0.2Tracing route to 20.0.0.2 o

58、ver a maximum of 30 hops:   1   47 ms     62 ms     62 ms     192.168.2.1  2   93 ms     94 ms     78 ms     10.0.0.2  3   125 ms 

59、   125 ms    94 ms     20.0.0.2Trace complete.五、 布线系统大厦布线采用综合布线方式，根据结构化综合布线标准，网络由采用模块化和分层星型拓扑结构, 它一般可分为六个子系统：工作区子系统、水平配线子系统、垂直干线子系统、设备间子系统、管理子系统、建筑群子系统。针对王庄集团大厦的网络设计，需要用到其中的五个子系统。布线系统设计标准以及原则· IEEE802.3 10-BAST-T· IEEE802.3 100-BAST-T· EIA/

60、TIA 568 EIA/TIA 569 EIA/TIA-TSB36/40· ISO/IEC 11801· ANSI FDDI/TPDDJ 100Mbps· CCITT ATM 155Mbps/622Mbps综合布线系统的总体设计主要从以下几个方面考虑： 系统的综合性能支持各种数字、数据通信、多媒体技术以及信息管理系统，能适应当前和未来15年技术发展的基本需要。 系统的先进性和灵活性电脑、电话的传输介质完全相同，均使用非屏蔽双绞线（UTP）配线不必重复投资，提高投资效益 电脑、电话插座相同，均使用RJ45，调配方便符合任何厂家不同电脑系统及电话交换机的应用可以保证1

61、5年不落后于最新技术的发展 完全符合将来综合业务网 (ISDN) 的发展要求 采用星型拓扑结构布线，确保系统的稳定性和安全性 虽为尖端技术，但使用与管理却非常容易，在使用上采用模块化 系统模块化除水平线缆外，系统内所有的接插件均为积木式的标准件（如：工作区的单孔或双孔非屏蔽插座等）。以确保管理和扩张的简易化。 系统扩展性系统具有可扩展性，一旦用户需要，便可以对系统随意扩展。 系统的经济性减少一次性的投资，并确保系统具有很高的可靠性和极低的故障率，将运行与维护费用减至最低限度。 系统的可靠性用户系统对使用环境（温度-20+50摄氏度，相对湿度35%- 95%）具有良好的适应性，并确保具有极低的故

62、障率。 设计的合理性系统在设计时不仅考虑到它的开放性、先进性和灵活性，而且还必须认真考虑整个系统设计的合理性和实用性，能够在最经济的方式下，达到高速信息通道所要求的目的。工作区子系统工作区布线子系统由终端设备连接到信息插座的联机(或软线)组成, 它包括装配软线、适配器和连接所需的扩展软线。大厦应根据各工作区信息点位置的不同，选择相应的信息插座：采用墙面及地埋型插座，尽量采用暗装方式。本方案中的信息插座均为电话、终端、网络通用设计，接终端或接网络由用户根据需要自由选择。我们选用带标识5类的信息出口，可以支持高速数据传输，明显的标识可让用户方便地区分和使用电话系统和计算机系统。以上所有数据和话音的接口按8芯线设计，为今后高速局域网的扩展留有发展空间。水平配线子系统水平配线子系统考虑数据采用超五类UTP信息模块、语音采用RJ11信息模块。走廊的墙角顶上应安装有金属桥架或PVC电线管，进入房间时，从桥架或PVC电线管引出以PVC电线管暗装方式由墙壁而下到各个信息点。符合EIA/TIA 568标准的5类线，在100米范围内保证100Mbps的传输速率，能够充分满足各种宽带信