基于Packettracer设计校园网.doc

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1、基于Packet Tracer校园网设计院系：计算机科学及技术学院 学生姓名： 学 号： 第 15 页目录一、课程设计内容及要求111二、校园网原理介绍1校园网12三、 校园网设计分析334四 设计过程及模块分析54.1 网络拓扑54.2 交换机配置54.3 IP及路由配置64.4 DHCP服务64.5 DNS HTTP Email服务设置84.6 WLAN配置114.7 外部网络接入(NAT)124.8 STP生成树15五、总结及体会16一、课程设计内容及要求校园网核心是使用带路由功能三层交换机，连接全校各部门、网络中心服务器与因特网出口路由器。使得校内各主机互连互通。并接入因特网。在Cis

2、eo Packet Tracer软件界面下方选择相应设备画出校园网拓扑图。学校每个部门被划到一个VLAN（虚拟局域网）中，以减小广播冲突，提高通信效率。各部门配置有汇聚层交换机，上联核心层交换机，下联各房间接入层交换机，接入层交换机直接连接终端用户。 本文通过以下内容实现设计了校园网l 配置Cisco交换机l 配置VLANl WLANl 配置Cisco路由器l 配置动态路由RIP协议l 路由器实现Vlan间通信l DHCP 服务器配置l DNS服务器配置l Email服务设置l FTP服务设置l NATl STP生成树协议.1) 校园网应具有一定规模，节点数量与各部门子网数量；2) 校园网内部

3、结构采用接入层汇聚层核心层多层交换结构。即使用接入层交换机、汇聚层交换机、核心层交换机连接校园网内各节点，用VLAN划分各部门子网，并通过核心层路由器实现及Internet与其它网络通信；3) 校园网内设WWW服务器、DNS服务器、Email服务器。使用内部IP地址，并通过NAT转换实现及外网之间通信；二、校园网原理介绍校园网计算机网络是计算机与通信技术相结合必然产物，它对计算机系统组织与工作方式产生了深远影响。脱离了网络计算机已经不是一台完整计算机了，难怪Sun公司提出“网络就是计算机”。根据网络覆盖范围大小，把网络分成局域网（LAN，Local Area Network）、城域网（MAN，

4、Metropolitan Area Network）与广域网（WAN，Wide Area Network）。校园网（Campus Network）介于局域网与城域网之间，一般覆盖几公里范围。校园网系统=布线系统+网络设备+计算机硬件设备+系统软件+应用软件校园网必须具备教学、管理与通讯三大功能。教师可以方便地浏览与查询网上资源，进行教学与科研工作；学生可以方便地浏览与查询网上资源实现远程学习；通过网上学习学会信息处理能力。学校管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间信息数据交换，实现网上信息采集与处理自动化，实现信息与设备资源共享，因此，

5、校园网建设必须有明确建设目标。校园网总体设计原则是：开放性采用开放性网络体系，以方便网络升级、扩展与互联；同时在选择服务器、网络产品时，强调产品支持网络协议国际标准化； 可扩充性从主干网络设备选型及其模块、插槽个数、管理软件与网络整体结构，以及技术开放性与对相关协议支持等方面，来保证网络系统可扩充性； 可管理性利用图形化管理界面与简洁操作方式，合理地网络规划策略，提供强大网络管理功能；使日常维护与操作变得直观，便捷与高效； 安全性内部网络之间、内部网络及外部公共网之间互联，利用VLAN/ELAN、防火墙等对访问进行控制，确保网络安全； 投资保护选用性能价格比高网络设备与服务器；采用网络架构与设

6、备充分考虑到易升级换代，并且在升级时可以最大限度地保护原有硬件设备与软件投资； 易用性应用软件系统必须强调易用性，用户界友好，带有帮助与查询功能，用户可以通过Web查询。 校园网组网技术一般有以下选择： 主干网技术选择 主要选择千兆（适合于高校）或百兆以太网技术来构建校园网络，对两层结点与桌面微机接入也采用快速以太网，建立一个基于多层、全交换虚拟园区网。 校园网在设计上应具备以下特性才能够满足需求，并保证建成后网络在一个较长时间内具有较强可用性与一定先进性。 1、高性能及技术先进性 校园网网络系统要求具有较高数据通信能力与较大带宽；并在主干网上提供较强可扩展性。为了及时、迅速地处理网络上传送数

7、据，网络应有较高网络主干速度。 2、高可靠性 网络要求具有高可靠性，高稳定性与足够冗余，提供拓扑结构及设备冗余与备份，为了防止局部故障引起整个网络系统瘫痪，要避免网络出现单点失效。在网络骨干上要提供备份链路，提供冗余路由。在网络设备上要提供冗余配置，设备在发生故障时能以热插拔方式在最短时间内进行恢复，把故障对网络系统影响减少到最小，避免由于网络故障造成用户损失； 3、安全性 校园网作为一个支持众多用户、同时与INTERNET/CERNET存在连接网络，网络安全性在整个网络中是个很重要问题，应该采用一定手段控制网络安全性，以保证网络正常运行。网络中应采取多种技术从内部与外部同时控制用户对网络资源

8、访问。网络系统还应具备高度数据安全性与保密性，能够防止非法侵入与信息泄漏。4、可管理性 强有力网管软件是有效地进行网络管理助手，网管软件应能够支持对网络进行设备级与系统级管理，并能支持通用浏览器进行网络设备管理及配置。灵活设置每个用户对Internet访问功能，能够对每个用户实行管理；并且能够实现计费管理。 5、可扩充性 随着应用规模不断扩大，要求网络可以方便地扩充容量，支持更多用户及应用；随着网络技术不断发展，网络必须能够平滑地过渡到新技术与设备，保证现有投资。 6、VLAN划分 根据校园网实际需求，属于同一部门工作人员可能在不同建筑物中，但需要在一个逻辑子网内。网络站点增减，人员变动，无论

9、从网络管理，还是用户角度来讲，都需要虚拟网技术支持。因此在网络主干中要支持三层交换及VLAN划分。在整个网络中使用虚拟网技术，以提高网络安全性与灵活性。 7、多层交换技术 通过三层交换技术，特别是基于硬件第三层交换，可以充分地利用交换机包处理能力，实现真正线速交换。 8、对多媒体应用支持 校园网要求具有数据、图像、语音等多媒体实时通讯能力；并在主干网上提供足够带宽与可保证服务质量，满足大量用户对带宽基本需要，并保留一定余量供突发数据传输使用，最大可能地降低网络传输延迟。整个网络在服务质量、预留宽带设置、合理进行带宽管理方面应提供优良品质。 三、 校园网设计分析网络中心图书馆学生宿舍教师宿舍机房

10、教学区办公区图书管理机房教室办公室教务教学实验室图1图1表现了学校网络简单结构，本文将围绕这一基本结构进行校园网络设计。根据学校部门数量划分，将学校分为以下几个VLANVLAN号VLAN名称IP网段默认网关部门VLAN10图书馆图书馆VLAN20学生宿舍宿舍VLAN30教师宿舍192.168.3.0/24192.168.3.1VLAN40机房192.168.4.0/24192.168.4.1教学区VLAN41办公室192.168.5.0/24192.168.5.1VLAN42教室192.168.6.0/24192.168.6.1VLAN43实验室192.168.7.0/24192.168.7.

11、1VLAN60办公192.168.8.0/24192.168.8.1办公区VLAN61教务192.168.9.0/24192.168.9.1VLAN50服务器群服务器群校园网组网主要采用了三层交换机模型，以下简要介绍接入层，分布层，核心层设计要点。接入层网络接入层是最终用户被许可接入网络点。 该层能通过访问控制列表提供对用户流量进一步控制，不过，该分层主要功能是为最终用户提供网络接入。在局域网环境中接入层主要功能如下：提供交换带宽与第二层服务，如基于MAC 地址VLAN成员资格与数据流过滤。当然，在这7 层也可以提供安全特性。接入层主要关注通过低成本，高端口密度设备提供这些功能。分布层网络分布

12、层是网络接入层与核心层之间分界点。 分布层也帮助定义与区分网络核心层。该分层提供了边界定义，并在该处对潜在费力数据包操作进行处理。在局域网环境中，分布层执行最多功能：l VLAN聚合；l 部门级或工作组接入；l 广播域多点厂播域定义；l VLAN间路由；l 介质转换等；核心层核心层是局域网主干, 其主要目是尽可能快地交换数据。网络这个分层不应该被牵扯到费力数据包操作或者任何减慢数据交换处理。 应该避免在核心层使用像访问控制列表与数据包过滤这类功能。 核心层主要负责以下工作：l 提供交换区块间连接；l 提供到其他区块（如服务器区块）访问；l 尽可能快地交换数据帧或数据包；四 设计过程及模块分析4

13、.1 网络拓扑图2图2是整个网络设计拓扑图，可以看出，由中心交换机为核心，星型结构网络。4.2 交换机配置接入层交换机：接入层交换机端口要有两种配置，及主机相连端口配置access协议并把对应vlan划入端口，及分布层交换机相连端口配置trunk协议。部分程序如下：SwitchenSwitch#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 10Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#int range fa0/1-24Switch(

14、config-if-range)#switchport access vlan 20Switch(config-if-range)#exit分布层交换机：分布层交换机端口配置trunk协议。包含本段vlan。部分程序如下：Switch(config)#int fa0/2Switch(config-if)#switchport mode trunk4.3 IP及路由配置路由配置为动态路由协议rip协议,RIP是一种分布式基于距离矢量路由选择协议，是因特网标准协议，其最大优点就是实现简单，开销较小。规模较小网络中，使用RIP协议较多。三层交换机IP及路由配置程序如下：Switch(config)#

15、vlan 10Switch(config-vlan)#exit Switch(config)#int vlan 10Switch(config-if)#no shutdownSwitch(config-if)#exitSW-3L(config)#interface f0/2SW-3L(config-if)#no switchport SW-3L(config-if)#ip address 168.192.10.2 255.255.255.0 SW-3L(config-if)#no shutdownSwitch(config-if)#exit路由配置：Switch(config)#ip rout

16、ingSwitch(config)#router ripSwitch(config-router)#version 2Switch(config-router)#exit路由器路由配置：4.4 DHCP服务所谓DHCP中继，即是跨网段为主机分配IP地址等配置，DHCP Server及DHCP Client处于不同网段，这时就需要DHCP中继代理所谓DHCP中继，即是跨网段为主机分配IP地址等配置，DHCP Server及DHCP Client处于不同网段，这时就需要DHCP Relay。本试验中将VLan20 配置DHCP服务，由DHCP服务器192.168.15.4提供。DHCP服务器设置P

17、C端设置自动获取跨网动态分配IP时，三层交换机对端口要配置配置DHCP中继代理。interface vlan 20ip address 192.168.2.1 4.5 DNS HTTP Email服务设置DNS是域名系统(Domain Name System)缩写，每一个域名都对应一个惟一IP地址，在Internet上域名及IP地址之间是一一对应，DNS就是进行域名解析服务器。DNS服务器配置：HTTP服务：超文本传输协议（HTTP，Hyper Text Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛一种网络协议。所有WWW文件都必须遵守这个标准 作用：是用于从WWW服务器传输超文

18、本到本地浏览器传输协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少在PC端使用浏览器访问.163，实验证明DNS解析有效，HTTP服务正常：Email设置：SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）即简单邮件传输协议,它是一组用于由源地址到目地址传送邮件规则，由它来控制信件中转方式。POP协议：协议支持离线邮件处理，当邮件发送到服务器后，电子邮件客户端会调用邮件客户端程序，下载所有未阅读电子邮件，同时邮件服务器会删除该邮件。首先定义邮件服务器为192.168.13.2，定义域名为163，并添加两个用户，如下图所示：在DNS配置相应邮件服务解析：pop与smtp服务类型是

19、CNname在PC客户端上实验，先进行配置：之后编辑一封邮件，从123向124发送。在另一台PC上接收：如上图所示，接收成功。4.6 FTP服务设置 Transfer Protocol，文件传输协议） 是 TCP/IP 协议组中协议之一。FTP协议包括两个组成部分，其一为FTP服务器，其二为FTP客户端。其中FTP服务器用来存储文件，用户可以使用FTP客户端通过FTP协议访问位于FTP服务器上资源。此外，由于FTP传输效率非常高，在网络上传输大文件时，一般也采用该协议。ftp服务配置：简单命令运行：dir（可以显示FTP目录）get asa842-k8.bin 4.7 WLAN配置WLAN，即

20、无线局域网，基于IEEE802.11标准无线局域网允许在局域网络环境中使用可以不必授权ISM频段中2.4GHz或5GHz射频波段进行无线连接。它是相当便利数据传输系统，它利用射频（Radio Frequency； RF）技术，使用电磁波，取代旧式碍手碍脚双绞铜线（Coaxial）所构成局域网络，在空中进行通信连接，使得无线局域网络能利用简单存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”理想境界。在本试验中使用无线路由器来实现无线接入。对于本实验中无线路由，需要分配给其一个指定IP地址，其内部局域网自动配置：设置完毕后将Laptop1更换为无线接入模块，地址自动获取，即可连入网络。4.8

21、外部网络接入(NAT)NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是1994年提出。当在专用网内部一些主机本来已经分配到了本地IP地址，但现在又想与因特网上主机通信时，可使用NAT方法，装有NAT软件路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效外部全球IP地址。外部网络访问需要在路由器上配置WIC-2T端口。注意：1.配置路由器需要将网络地址添加到rip协议中去，这样才能联通。 2.两个路由器时钟频率要设置成同步。即时钟频率相同。PC1访问外部网络：NAT:网络地址转换(NAT,Network Address Translation)被广泛应用于各种类型Inter

22、net接入方式与备种类型网络中。原因很简单，NAT不仅完美地解决了lP地址不足问题，而且还能够有效地避免来自网络外部攻击，隐藏并保护网络内部计算机。NAT实现方式有三种，即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat 与 端口多路复用OverLoad。端口多路复用是指改变外出数据包源端口并进行端口转换，即端口地址转换(PAT，Port AddressTranslation).采用端口多路复用方式。内部网络所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。同时，又可隐藏网络内部所有主机，有效避免来自internet攻击。因此，目前

23、网络中应用最多就是端口多路复用方式。Nat配置：Router(config)#interface FastEthernet0/0Router(config-if)#ip nat insideRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface Serial0/0Router(config-if)#ip nat outsideRouter(config-if)#exitRouter(config)#ip nat inside source list 1 pool 5ijsj overloadRouter(config)#end把内网端口及200.1.1.3

24、-200.1.1.254 端口映射。成功：查看出口路由器映射表4.9 STP生成树STP全称是spanning-tree protocol,STP协议是一个二层链路管理协议，它在提供链路冗余同时防止网络产生环路，及VLAN配合可以提供链路负载均衡。生成树协议现已经发展为多生成树协议与快速生成树协议(RSTP,Rapid Spanning Tree Protocol,IEEE802.1W)。配置如下：Switch(config)#int range fa 0/3 - 4Switch(config-range)#switchport mode turnkSwitch(config-range)#e

25、xitSwitch(config)#spanning-tree mode rapid-pvstSwitch(config)#endSwitch#shows spanning-tree五、总结及体会这次实验课程给予了我们一次锻炼机会，由于校园网规划及设计层面很多，而我水平也比较有限，所以在论述中不可能面面具到，文中不足与错误在所难免，整个组网过程是我收集各种资料以及摸索出来。该方案存在许多不足之处。该组网离实际还是有相当距离，需要进行不断地补充与完善。通过本次课程设计我们学到了不少新东西，也发现了大量问题，有些在设计过程中已经解决，有些还有待今后慢慢学习只要学习就会有更多问题，有更多难点，但也会有更多收获。课程主要目是熟悉使用packet tracer软件进行网络设计，其中最重要便是Vlan划分与服务器配置以及外网访问。通过努力，基本上完成了这次任务，但是由于识欠缺及时间限制，还有很多网络技术没有提到，如VPN等等，希望有机会能再次通过实验课程锻炼自身。