基于三层交换和虚拟局域网技术校园网设计实现分析

1、-. z网 络 工 程 期 末 综 合 报 告课程名称： 计算机网络工程 题 目：基于三层交换和虚拟局域网技术的校园网的设计与实现 学 院： 信息工程与自动化学院 前 言当今社会已步入信息社会，信息成为社会经济开展的核心因素，校园网的建立越来越受到各大校园的重视。校园网络的建立在全国各大校园中掀起一股热潮，许多学校都建起了自己的校园网。在校园网的建立中，应用三层交换技术作为局域网搭建方式已经成为了一种普遍流行的方式。基于三层交换的虚拟局域网技术主要采用VLAN技术对网段进展划分， 可以满足校园网络应用中不同方式的网络访问与应用。其对复杂的数据和不同类型的数据都具有良好的网络传输效能。校园网是利

2、用Internet 技术把一个学校的信息资源全部起来，使全校师生员工能共享和传递校园网络上的各种信息资源，同时又能通过通信线路与外部的Internet网络相互连接。校园网是学校教育资源的重要组成局部，已成为现代高等学校不可或缺的重要根底设施和根底条件。校园网建立为高校利用网络化、信息化手段提高教学质量、促进研究型自主学习提供了更为广阔、自由的教学与科研空间，从而推动了教育教学的整体变革。一个学校有了自己的校园网，一方面学校的教师和学生足不出校就能及时的获取外界的信息，了解到全国各地最新的动态，方便与其他地区的联系和信息的交流，有利于提高学校的科研教学水平，另一方面也能更好的管理学校，它能为现代

3、化教学、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供根本操作平台。建立校园网对每个学校来说都不是一件容易的事情，校园网不只是涉及技术方面，而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成份的综合化、信息化教学管理环境系统。文章首先对三层交换技术进展介绍， 主要介绍涉及到的 VLAN 技术和三层交换技术原理。其次根据学校局域网应用特点设计基于三层交换技术的校园虚拟局域网， 对网络构造设计和VLAN 规划设计进展介绍。最后，针对基于三层交换技术和虚拟局域网技术在虚拟机上构建校园网。 关键字：校园网；三层交换技术；虚拟局域网目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _To

4、c24285 1 需求分析4 1. HYPERLINK l _Toc326 1.1 需求业务4 1.1.2 用户需求 HYPERLINK l _Toc326 4 1.1.3 应用需求 HYPERLINK l _Toc22818 4 1.1.4 计算平台需求 HYPERLINK l _Toc24915 要了解协议的详细信息，请单击显示不用颜色的协议类型信息Info，这个功能非常强大：很详细的OSI模型信息和各层PDU。4设备的管理Packet Tracer 5.3提供了很多典型的网络设备，它们的功能不同，管理界面和使用方式也不同。在这里只介绍一下PC机和路由器这两个设备的设备管理方法。PC机：一

5、般情况下，PC机没有CLI，它只需要在图形界面下简单地配置一下就行了。一般通过Desktop选项卡下面的IP Configuation就行实现简单的IP地址、子网、网关和DNS的配置。此外还提供了拨号、终端、命令行只能执行一般的网络命令、Web浏览器和无线网络功能。如果要设置PC机自动获取IP地址，可以在Config选项卡里的Global Settings设置。路由器：选好设备，连好线后就可以直接进展配置了。然而有些设备，*路由器很多时候都要用到Serial口，但是如果只是把路由器放在图形界面中，而不做任何配置的话，它的Serial口是不能用的。这时候就需要对它进展一些必要的配置。点击一下路由

6、器，进入其配置界面后，有Physical、config、CLI三个，在Physical中，MODULES模块下有许多模块，最常用的有WIC-1T和WIC-2T。在最下面的左边是该对该模块的文字描述，最下面的右边是该模块的图,在模块的右边是该路由器的图。配置前界面如下列图4.3:图4.3 路由器配置前界面先关闭电源路由器的配置界面上有个小绿点，点击一下，小绿点消失，说明电源被关闭了。然后用鼠标左键按住WIC-1T或WIC-2T不放，托到你想放的插槽中即可，添加完模块后重新翻开电源，这个时候Serial口就能用了。配置后的界面如下列图4.4：图4.4 路由器配置后界面4.2.2仿真拓扑图经过一段时

7、间的规划与分析，建立的校园网需要包括教学楼、办公楼、实验楼和图书馆四个区域的所有计算机。我们给每个区域划分一个VLAN，教学楼是VLAN 2：54，办公楼属于VLAN 3：54，实验楼是VLAN 4：54，图书馆是VLAN 5：54，整体拓扑图如下列图4.5：图4.5 基于三层交换机的校园网构建的仿真拓扑图4.2.3主要设备介绍及配置在思科仿真软件中，用到的设备主要有：3560-24PS交换机核心层交换机、3560-24PS交换机会聚层交换机、2960-24TT交换机接入层交换机、路由器2811、效劳器Server-PT、和假设干个PC机。1、核心层、会聚层交换机的选择Cisco 356024

8、PS交换机Cisco 356024PS交换机是一个企业级独立式配线间交换机系列，支持平安融合应用的部署，并能根据网络和应用需求的开展，最大限度地保护投资。通过将10/100/1000和以太网供电(PoE)配置与万兆以太网上行链路相结合，Cisco 3560能够支持IP、无线和视频等应用，提高了员工生产率。Cisco 3560系列的主要特性：1Cisco 转换器模块，将上行链路从千兆以太网移植到万兆以太网 2PoE配置，为所有48个端口提供了15.4W PoE 3模块化电源，可带外部可用备份电源 4在硬件中提供组播路由、IPv6路由和访问控制列表 5带外以太网管理端口，以及RS-232控制台端口

9、 图4.6 Cisco 356024PS系列交换机Cisco 356024PS交换机的优点1易用性： Cisco 356024PS提供了大量易用特性，能方便快捷的进展配置；如利用DHCP，由一个引导效劳器对多个交换机进展自动配置，从而简化了交换机的部署。2可用性和可扩展性： Cisco 356024PS系列配备了一个强大的特性集，利用IP路由和能够最大限度地提高第二层网络可用性的全套生成树协议增强特性，实现了网络可扩展性和更高可用性。在标准生成树协议根底上增强的特性，大幅度延长了网络正常运行时间。3高性能IP路由： 思科快速转发硬件路由架构为Cisco 356024PS系列交换机提供了极高的I

10、P路由性能。根本的IP单播路由协议静态、RIPv1和RIPv2能够用于小型网络路由应用；先进的IP单播路由协议OSPF、EIGRP和BGPv4能够用于负载均衡和建立可扩展的LAN。需要IP Services特性集。2、接入层交换机的选择Cisco 296024TT交换机在接入层方案设计采用百兆交换机，因为 10 兆虽然在目前校园网使用中刚刚能到达要求，但是已经不适应功能越来越强的计算机与新的应用软件的开展，更不适应更快的计算机通讯产品的要求。因此方案将采用Cisco 2960 24TT交换机作为校园网工作组级接入交换机。并且我们通过 VLAN 技术，使每个教室或每个年级之间的互访得到有效的管理

11、和控制，提高网络的平安性。 设备介绍如下： Cisco 296024TT 智能以太网交换机是一个固定配置、可堆叠的独立设备系列，提供了线速快速以太网和千兆位以太网连接。这是一款最廉价的Cisco 交换产品系列，为中型网络和城域接入应用提供了智能效劳。作为思科最为廉价的交换产品系列，Cisco 296024TT在网络或城域接入边缘实现了智能效劳。 Cisco 296024TT交换机主要的优势：1在布线室配线间中实现了智能的效劳质量QoS、限速、访问控制列表ACL和多播效劳。2在多种介质上提供了升级到千兆位以太网的强大路径。3凭借置Cisco 集群管理套件可出色地管理并轻松地配置第2-4 层效劳。

12、4与Cisco 3560 系列集中会聚交换机相结合，用于IP 路由至网络核心 主要的城域接入优势。5通过高级QoS、限速、语音及多播特性提供广泛的效劳。6通过生成树协议改良和访问控制参数ACP来提供效劳可用性和平安性。7通过Cisco IE 2100 系列智能引擎支持和简单网络管理协议SNMP来实现效劳管理 。4.2.4一些重要的配置命令1配置核心交换机：三层交换机要想起到核心交换机的作用，应该把与会聚层交换机连接的端口起成trunk端口，具体配置如下： Switch(config)#int range f0/1-2 Switch(config-if-range)#sw mode trunk

13、Switch(config-if-range)#sw trunk encap dot将trunk的协议改为802.1q注：802.1q,就是dot1q是在路由器上配置的,是vlan的一种封装模式,Dot1q是一种普遍使用的标准，适用所有交换机与路由设备。而另一种模式是ISL,CISCO设备的专用协议，适用于Cisco设备。启用核心层交换机的路由功能，配置命令如下：Switch(config)#ip routing给核心交换机配置RIP协议：Switch(config)#router rip Switch(config-router)#version 2 Switch(config-router

14、)#e*it配置会聚层交换机会聚层交换机连接核心交换机和接入层交换机，它要想起到连接作用，需要把与核心层和接入层相连的端口都启用trunk端口，配置命令如下： Switch(config)#int range f0/1-5 Switch(config-if-range)#sw mode trunkSwitch(config-if-range)#sw trunk encap dot将trunk的协议改为802.1q会聚层交换机也要开通路由协议、配置RIP协议，命同核心交换机。5 性能测试当构建的校园网初具规模后，应该对校园网的整体运行情况做一下细致的测试和评估，主要的测试容应该包括：对管理IP地

15、址的测试；对一样VLAN的通信的测试；对不同VLAN的通信进展测试；对冗余链路的工作状态进展测试；对各种效劳器提供的效劳进展访问等。下面进展一些简单的测试。用PC1 分别ping PC0、PC2，命令分别是为 ,结果显示如下：图5.1 PC1与PC0、PC2的连通结果显示用PC1 ping WEB效劳器，命令为：,结果显示如下：图5.1 PC1与WEB的连通结果显示用PC0 ping PC7，命令为,结果显示如下：图5.1 PC1与PC0、PC2的连通结果显示 6 总结语时间过的真快，转眼间，几个月的毕业设计就快完毕了。在这几个月的时间里，我对于网络知识有了一个比拟系统的了解，可以说，这几个月

16、里我学到的与网络有关的知识比我大学三年的时间学到的都多。记得当时选这个题目的时候觉得这个毕业设计题目挺简单的，因为我们以前做过一个类似的，虽然比这个题目简单的多，但是我当时对自己真的很有信心。可是，真的开场做时，却有种无从下手的感觉。于是开场去图书馆查资料，上网搜资料，看了好多与校园网构建有关的知识后，已经对校园网有了一个根本的构建，于是开场着手做仿真局部。但是后面又遇到了一系列的问题，其中最令我困扰的就是PC机与核心交换机总是拼不通，于是开场查资料看看是哪里的问题，但是改了很屡次，还是不通，还好最后拼通了。这次毕业设计之所以到最后才做出来一些，我总结了一下原因有如下几点：1、开场的时候总是换

17、方案。在开场时只要是想到了一个方案，我便用仿真软件构建拓扑图并进展配置，但是当配置完了以后发现拼不通，如果找不到出错的地方，我便继续查资料看看有没有其他的方案，就这样换了五六种方案后还是没有做出来，最后却又回到了最初想的方案，这样一来不仅浪费了很多时间，还把整体思路弄的很乱，所以都没有什么进展。2、对根底知识掌握的不好。开场的时候有点急于求成，总是想找现有的资料，在很多配置命令都不懂的情况下就开场对拓扑图进展配置，以至于拼不同的时候都不知道是哪出了错。认识到这一点后，就从根底知识开场，慢慢的就掌握了一些比拟常用的命令的含义和用法，构建校园网的思路也清晰了很多。3、没有及时的请教别人。跟很多人交

18、谈的时候，他们都说我们这个题目是最简单的，所以在开场做题的时候遇到不会或不懂的地方没有向别人请教，怕别人笑话。但是眼看毕业设计就要完毕了，题目还没有做出来，也不在乎别人怎么看了，就问你了很多人，听他们的讲解，才知道自己错在哪了，该怎么改。这样不仅在最后的时刻做出了题目，还让自己学到了很多知识。总之，这次毕业设计让我学会了很多，网络知识方面、为人处世方面我学到了很多，这个就不用多说了，更重要的是我知道了很多事情只有亲自去做、亲身去实践才能获得意想不到的收获。说实话，我的题目做的并不完整，教师给我们的要把IPV4网和IPV6网连接起来，但是我这个只有IPV4的网，所以应该说我并没有把这个题目做出来。我现在做的网络还有一个缺点，平安度不高。但是由于我的能力有限，有很多缺乏的地方，敬请各位教师多多指点和更正。 参考文献1 马立新.局域网组建、管理与维护.:机械工业,2010年.2 海峰.局域网组网实训.：电子工业，2007年3 伟.数据通信与计算机网络.:理工大学,2004年.4美Michael Salvagno、任峥、丁青等译. Cisco网络设计手册M，：电子工业，2000年.5 晓辉.交换机路由器防火墙.电子工业，2007年 .6 石炎生.计算机网络工程实用教程.电子工业，2010年.7 梅.图解局域网组建与管理.机械工业，