计算机网络课程设计报告-校园网网络构建方案设计和实现

XX大学计算机科学与技术学院（计算机网络课程设计）XXX200X-X-XX1一、具体设计任务（1）题目：校园网网络构建方案设计与实现（2）任务：某高校现有两个地理位置分离的分校区，每个校区入网信息点有2000多个，现准备通过科教网接入因特网，但从科教网只申请到4个C类网络（222.191.1.0——222.191.4.0），为了安全，要求每个分校区的学生公寓子网和教师子网不在同一广播域。同时，学校有若干台应用服务器，同时对内和对外提供Web等网络服务。（3）要求：（1）分析以上情况，结合实验室条件，完成需求分析；（2）列出所需设备，设计完成网络拓扑结构图；（3）在实验环境下完成设备的具体配置；（4）调试验证。二、基本思路及所涉及的相关理论（1）相关理论：虚拟局域网VLAN的划分；网络地址转换NAT（静态NAT配置、动态NAT配置及端口多路复用PAT）；路由表的配置（回址路由和默认路由）；网际控制报文协议ICMP。（2）基本思路：●虚拟局域网VLAN[1]主要为了解决交换机在进行局域网互连时无法限制广播的问题。这种技术可以把一个LAN划分成多个逻辑的LAN——VLAN，每个VLAN是一个广播域，VLAN内的主机间通信就和在一个LAN内一样，而VLAN间则不能直接互通。所以通过虚拟局域网VLAN技术可以很好地达到把每个分校区的学生公寓子网和教师子网分在不同的广播域。这样，广播报文被限制在一个VLAN内，使得学生公寓子网和教师子网不能直接通信。所以，虚拟局域网VLAN技术不但增强了局域网的安全性，同时也灵活于构建虚拟工作组，用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，所以也很好解决了该高校有两个地理位置分离的分校区的问题，使得网络构建和维护更方便灵活。而且VLAN是在数据链路层的，划分子网是在网络层的，所以不同子网之间的VLAN即使是同名也不可以相互通信。●网络地址转换[2]（NetworkAddressTranslation或简称NAT）是一种在IP数据包通过路由器或防火墙时重写源IP地址或目的IP地址的技术。借助于NAT[3]，私有(保留)地址的“内部”网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。NAT将自动修改IP报文头中的源IP地址和目的IP地址，IP地址校验则在NAT处理过程中自动完成。而是随机的，所有被授权访问上Internet的私有IP地址可随机转换为任何指定的合法IP地址。也就是说，只要指定哪些内部地址可以进行转换，以及用哪些合法地址作为外部地址时，就可以进行动态转换。动态转换可以使用多个合法外部地址集。当ISP提供的合法IP地址略少于网络内部的计算机数量时，可以采用动态转换的方式。所以，针对学校只申XX大学计算机科学与技术学院（计算机网络课程设计）XXX200X-X-XX2请到4个C类网络（222.191.1.0——222.191.4.0），而该高校的每个校区入网信息点就达到2000多个的情况，可以利用动态NAT配置解决这个IP地址不足的问题。端口多路复用(PortaddressTranslation,PAT)是指改变外出数据包的源端口并进行端口转换，即端口地址转换(PAT，PortAddressTranslation).采用端口多路复用方式。内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自Internet的攻击。因此，目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式。所以在真实方案中，该高校最好是用PAT的配置来解决几千个入网信息点却只有几百个合法IP地址的问题。三、设计方案（设备、拓扑结构图）3.1、网络实验室总体结构规划从网络实验室建设的总体构思出发,方案主要包括了四大模块：实验机柜组、终端实验用计算机、无线设备。实验室总体拓扑见图1。拓扑图13.1.1、实验机柜组实验室共有6个分组实验机柜,每个分组实验机柜中有6台设备:3725路由器1台,2620路由器2台,3750交换机1台,2950交换机2台。机柜中不同的设备具有不同的特性,能较XX大学计算机科学与技术学院（计算机网络课程设计）XXX200X-X-XX3全面地涵盖实验内容,具体拓扑连接方式见图2。其中Cisco3725路由器具备多个NM和HDSM插槽,可根据服务需求进行扩展配置,而且语音模块可实现普通模拟语音与IP语音的对接,与核心机房中的IPCC系统相结合可建立真实的语音通信环境。2620路由器具有高速路由性能,能提供全面的协议和服务,包括虚拟专用网、防火墙保护、加密、WAN优化和经过改进的多媒体支持功能,并且支持多服务语音数据网络。Catalyst3750交换机可实现高达32Gbps的堆叠互联,可以使用服务质量(QoS)、速率限制、访问控制列表和基本的静态和路由功能,利用2950交换机可以将组内的学生实验使用的计算机组成局域网。各实验分组机柜中的设备均上连至本机柜中的3750交换机,汇聚后再通过3750交换机上连至核心功能机柜中的核心交换机6509,如图2,可将实验室网络设备形成星形拓扑的连接方式。分组实验柜和核心功能柜中的理线架均采用双排理线架,学生若要进行跳线,只需在理线（1）设备：DCRS-5526S三层交换机（2台）DCR-2626路由器（2台）直连双绞线（4根）交叉双绞线（3根）Console电缆（1根）[注：该线本实验没用到]PC机（4台）（2）拓扑结构图：（利用MicrosoftOfficeVisio环境绘制拓扑结构图如下：）VLAN1:192.168.1.2VLAN100:192.168.2.1(端口1-8)VLAN200:192.168.3.1(端口9-16)F0/0192.168.1.1F0/1222.191.1.1F0/1222.191.1.2F0/0192.168.10.1IP:192.168.10.2网关:192.168.10.1IP:192.168.2.2网关:192.168.2.1IP:192.168.3.2网关:192.168.3.1IP:192.168.1.110网关:192.168.1.2VLAN100VLAN200VLAN1VLAN1由于客观原因，我们第五组实验设备缺少一台三层交换机A校区B校区Router-ARouter-BSwitch-A实际实验时我们把该PC的IP地址配置为192.168.2.3亦可。在此说明一下。四、具体配置步骤（1）Switch-A三层交换机上VLAN的划分：Switch-A交换机VLAN端口成员IP地址XX大学计算机科学与技术学院（计算机网络课程设计）XXX200X-X-XX41缺省VLAN192.168.1.21001~8192.168.2.12009~16192.168.3.1第一步：交换机恢复出厂设置switch#setdefaultswitch#writeswitch#reload第二步：给交换机设置IP地址即管理IP。switch#configswitch(Config)#interfacevlan1switch(Config-If-Vlan1)#ipaddress192.168.1.2255.255.255.0switch(Config-If-Vlan1)#noshutdownswitch(Config-If-Vlan1)#exitswitch(Config)#exit第三步：创建vlan100和vlan200。switch(Config)#switch(Config)#vlan100switch(Config-Vlan100)#exitswitch(Config)#vlan200switch(Config-Vlan200)#exitswitch(Config)#验证配置：switch#showvlanswitch(Config-Vlan100)#switchportinterfaceethernet0/0/1-8！给vlan100加入端口1-8SettheportEthernet0/0/1accessvlan100successfullySettheportEthernet0/0/2accessvlan100successfullySettheportEthernet0/0/3accessvlan100successfullySettheportEthernet0/0/4accessvlan100successfullySettheportEthernet0/0/5accessvlan100successfullySettheportEthernet0/0/6accessvlan100successfullySettheportEthernet0/0/7accessvlan100successfullySettheportEthernet0/0/8accessvlan100successfullyswitch(Config-Vlan100)#exitswitch(Config)#vlan200！进入vlan200switch(Config-Vlan200)#switchportinterfaceethernet0/0/9-16switch#showvlanVLANNameTypeMediaPorts---------------------------------------------------------------------------1defaultStaticENETEthernet0/0/17Ethernet0/0/18Ethernet0/0/19Ethernet0/0/20Ethernet0/0/21Ethernet0/0/22Ethernet0/0/23Ethernet0/0/24100VLAN0100StaticENETEthernet0/0/1Ethernet0/0/2Ethernet0/0/3Ethernet0/0/4Ethernet0/0/5Ethernet0/0/6Ethernet0/0/7Ethernet0/0/8XX大学计算机科学与技术学院（计算机网络课程设计）XXX200X-X-XX5200VLAN0200StaticENETEthernet0/0/9Ethernet0/0/10Ethernet0/0/11Ethernet0/0/12Ethernet0/0/13Ethernet0/0/14Ethernet0/0/15Ethernet0/0/16第五步：配置交换机各vlan虚接口的IP地址DCRS-5526S(Config)#intvlan100DCRS-5526S(Config-If-Vlan100)#ipaddress192.168.2.1255.255.255.0DCRS-5526S(Config-If-Vlan100)#noshutDCRS-5526S(Config-If-Vlan100)#exitDCRS-5526S(Config)#intvlan200DCRS-5526S(Config-If-Vlan200)#ipaddress192.168.3.1255.255.255.0DCRS-5526S(Config-If-Vlan200)#noshutDCRS-5526S(Config-If-Vlan200)#exitDCRS-5526S(Config)#部分验证配置如下图：（2）配置Router-A路由器上两个接口的IP地址：Router-A配置表F0/0192.168.1.1/24F0/1222.191.1.1/24（3）配置Router-B路由器上两个接口的IP地址：Router-B配置表F0/0192.168.10.1/24XX大学计算机科学与技术学院（计算机网络课程设计）XXX200X-X-XX6F0/1222.191.1.2/