某某校园网设计与配置实例

此书为ChinaITLab网校讲师张保通原创作品,点击下图可以下载电子书。内容简介路由、交换与远程访问技术不仅仅是思科的CCNP课程及考试的重点。更是现代计算机网络领域中三大支撑技术体系。它们几乎涵盖了一个完整园区网实现的方方面面。常常有学员说无法学以致用，其实，CCNP课程中的每个章节都对应着实际工程中的每个小的案例。只不过，实际工程是各个小案例的综合。在遇到一个实际工程的时候，我们不妨采用自顶向下、模块化的方法、参考3层模型来进行工程的设计和实施。本文以实例的形式对校园网络的设计方案进行分析并给出校园网络关键设备的配置步骤、配置命令以及诊断命令和方法。通过本文，相信读者能够系统地掌握中小型园区网的设计、实施以及维护方法及技巧。关于作者天津大学计算机硕士，ChinaITLab网校教研中心讲师，曾任华北航天工业学院网管、优秀教师。具有近十年的系统集成项目设计及实施经验。精通多种网络产品及技术，拥有CCIE、CIW、MCSE2000等证书。拥有扎实的计算机网络系统理论基础，在国家级出版社主编出版过多部网络著作。公开发表过多篇网络安全相关的论文。具有VisualBasic、VisualFoxpro、PowerBuilder、VisualC++等编程开发经历。曾作为主要技术负责人承担过多个网络安全管理、入侵检测等科研项目的开发工作。拥有多年的成功授课及培训经验.概述----总设计师：ChinaITLab讲师张保通----机构：XX国家重点大学院校----校园占地面积：146.57万平方米----校舍建筑面积：1070875.64平方米----教职工人数：2000----学生总数:：1.7万余人----网络面临的挑战：建立一个可扩展的、高速的、充分冗余的、基于标准的网络，该网络能够支持融合了话音、视频、图像和数据的应用程序。----关键网络系统：Cisco3640路由器、CiscoCatalyst295024口交换机（WS-C2950-24）、CiscoCatalyst3550交换机、CiscoCatalyst4006交换机----网络解决办法：对校园网系统整体方案设计对访问层交换机进行配置对分布层交换机进行配置对核心层交换机进行配置对广域网接入路由器进行配置对远程访问服务器进行配置对整个校园网系统进行诊断分析：路由、交换与远程访问技术不仅仅是思科的CCNP课程及考试的重点。更是现代计算机网络领域中三大支撑技术体系。它们几乎涵盖了一个完整园区网实现的方方面面。常常有学员说无法学以致用，其实，CCNP课程中的每个章节都对应着实际工程中的每个小的案例。只不过，实际工程是各个小案例的综合。在遇到一个实际工程的时候，我们不防采用自顶向下、模块化的方法、参考3层模型来进行工程的设计和实施。路由技术：路由协议工作在OSI参考模型的第3层，因此它的作用主要是在通信子网间路由数据包。路由器具有在网络中传递数据时选择最佳路径的能力。除了可以完成主要的路由任务，利用访问控制列表（AccessControlList，ACL），路由器还可以用来完成以路由器为中心的流量控制和过滤功能。在本工程案例设计中，内网用户不仅通过路由器接入因特网、内网用户之间也通过3层交换机上的路由功能进行数据包交换。交换技术：传统意义上的数据交换发生在OSI模型的第2层。现代交换技术还实现了第3层交换和多层交换。高层交换技术的引入不但提高了园区网数据交换的效率，更大大增强了园区网数据交换服务质量，满足了不同类型网络应用程序的需要。现代交换网络还引入了虚拟局域网（VirtualLAN，VLAN）的概念。VLAN将广播域限制在单个VLAN内部，减小了各VLAN间主机的广播通信对其他VLAN的影响。在VLAN间需要通信的时候，可以利用VLAN间路由技术来实现。当网络管理人员需要管理的交换机数量众多时，可以使用VLAN中继协议（VlanTrunkingProtocol，VTP）简化管理，它只需在单独一台交换机上定义所有VLAN。然后通过VTP协议将VLAN定义传播到本管理域中的所有交换机上。这样，大大减轻了网络管理人员的工作负担和工作强度。为了简化交换网络设计、提高交换网络的可扩展性，在园区网内部数据交换的部署是分层进行的。园区网数据交换设备可以划分为三个层次：访问层、分布层、核心层。访问层为所有的终端用户提供一个接入点；分布层除了负责将访问层交换机进行汇集外，还为整个交换网络提供VLAN间的路由选择功能；核心层将各分布层交换机互连起来进行穿越园区网骨干的高速数据交换。在本工程案例设计中，也将采用这三层进行分开设计、配置。远程访问技术：远程访问也是园区网络必须提供的服务之一。它可以为家庭办公用户和出差在外的员工提供移动接入服务。远程访问有三种可选的服务类型：专线连接、电路交换和包交换。不同的广域网连接类型提供的服务质量不同，花费也不相同。企业用户可以根据所需带宽、本地服务可用性、花费等因素综合考虑，选择一种适合企业自身需要的广域网接入方案。）在本工程案例设计中，分别采用专线连接（到因特网）和电路交换（到校园网）两种方式实现远程访问需求。作为一个较为完整的园区网实现，路由、交换与远程访问技术缺一不可。在后面的内容中，我们将就每一技术领域的常用技术的实现进行详细的讨论。通过本书后面章节的学习，相信读者能够系统地掌握园区网的设计、实施以及维护技巧。一系统总体设计方案概述为了阐明主要问题，在本设计方案中对实际校园网的设计进行了适当和必要的简化。同时，将重点放在网络主干的设计上，对于服务器的架设只作简单介绍。1.1系统组成与拓扑结构为了实现网络设备的统一，本设计方案中完全采用同一厂家的网络产品，即Cisco公司的网络设备构建。全网使用同一厂商设备的好处是可以实现各种不同网络设备功能的互相配合和补充。本校园网设计方案主要由以下四大部分构成：交换模块、广域网接入模块、远程访问模块、服务器群。整个网络系统的拓扑结构图如图1-1所示。在后面的几节中我们将根据此图分块进行介绍。图1-1校园网整体拓扑结构图1.2VLAN及IP地址规划整个校园网中VLAN及IP编址方案如表所示。表1-1VLAN及IP编址方案除了表中的内容外，拨号用户从192.168.200.0/27中动态取得IP地址。为了简化起见，这里我们只规划了8个VLAN，同时为每个VLAN定义了一个由拼音缩写组成的VLAN名称。某大学校园网设计方案一(组图)某大学校园网设计方案一(组图)2006-6-2810:41:48某大学校园网设计方案一(组图)2006-6-2810:41:48某大学校园网设计方案一(组图)二交换模块设计为了简化交换网络设计、提高交换网络的可扩展性，在园区网内部数据交换的部署是分层进行的。园区网数据交换设备可以划分为三个层次：访问层、分布层、核心层。传统意义上的数据交换发生在OSI模型的第2层。现代交换技术还实现了第3层交换和多层交换。高层交换技术的引入不但提高了园区网数据交换的效率，更大大增强了园区网数据交换服务质量，满足了不同类型网络应用程序的需要。现代交换网络还引入了虚拟局域网（VirtualLAN，VLAN）的概念。VLAN将广播域限制在单个VLAN内部，减小了各VLAN间主机的广播通信对其他VLAN的影响。在VLAN间需要通信的时候，可以利用VLAN间路由技术来实现。当网络管理人员需要管理的交换机数量众多时，可以使用VLAN中继协议（VlanTrunkingProtocol，VTP）简化管理，它只需在单独一台交换机上定义所有VLAN。然后通过VTP协议将VLAN定义传播到本管理域中的所有交换机上。这样，大大减轻了网络管理人员的工作负担和工作强度。当园区网络的交换机数量增多、交换机间链路增加时，交换网络的复杂性可能会造成交换环路问题，这需要通过在各交换机上运行生成树协议（SpanningTreeProtocol，STP）来解决。一个好的校园网设计应该是一个分层的设计。一般分为三层设计模型。2.1访问层交换服务的实现－配置访问层交换机访问层为所有的终端用户提供一个接入点。这里的访问层交换机采用的是CiscoCatalyst295024口交换机（WS-C2950-24）。交换机拥有24个10/100Mbps自适应快速以太网端口，运行的是Cisco的IOS操作系统。我们以图1-1中的访问层交换机AccessSwitch1为例进行介绍。如图2-1所示，图2-1访问层交换机AccessSwitch11．配置访问层交换机AccessSwitch1的基本参数（1）设置交换机名称设置交换机名称，也就是出现在交换机CLI提示符中的名字。一般我们会以地理位置或行政划分来为交换机命名。当我们需要Telnet登录到若干台交换机以维护一个大型网络时，通过交换机名称提示符提示自己当前配置交换机的位置是很有必要的。如图2-2所示，为访问层交换机AccessSwitch1命名。图2-2为访问层交换机AccessSwitch1命名（2）设置交换机的加密使能口令当用户在普通用户模式而想要进入特权用户模式时，需要提供此口令。此口令会以MD5的形式加密，因此，当用户查看配置文件时，无法看到明文形式的口令。如图2-2所示，将交换机的加密使能口令设置为secretpasswd。图2-3为交换机设置加密使能口令（3）设置登录虚拟终端线时的口令对于一个已经运行着的交换网络来说，交换机的带内远程管理为网络管理人员提供了很多的方便。但是，处于安全考虑，在能够远程管理交换机之前网络管理人员必须设置远程登录交换机的口令。如图2-2所示，设置登录交换机时需要验证用户身份，同时设置口令为youguess。图2-2为访问层交换机AccessSwitch1命名（4）设置终端线超时时间为了安全考虑，可以设置终端线超时时间。在设置的时间内，如果没有检测到键盘输入，IOS将断开用户和交换机之间的连接。如图2-2所示，设置登录交换机的控制台终端线路及虚拟终端线的超时时间为5分30秒钟。图2-2设置控制台终端线路和虚拟终端线路的超时时间（5）设置禁用IP地址解析特性在交换机默认配置的情况下，当我们输入一条错误的交换机命令时，交换机会尝试将其广播给网络上的DNS服务器并将其解析成对应的IP地址。利用命令noipdomain-lookup。可以禁用这个特性如图2-2所示，设置禁用IP地址解析特性。图2-3设置禁用IP地址解析特性（6）设置启用消息同步特性有时，用户输入的交换机配置命令会被交换机产生的消息打乱。可以使用命令loggingsynchronous设置交换机在下一行CLI提示符后复制用户的输入。如图2-2所示，设置启用消息同步特性。图2-3设置启用消息同步特性2．配置访问层交换机AccessSwitch1的管理IP、默认网关访问层交换机是OSI参考模型的第2层设备，即数据链路层的设备。因此，给访问层交换机的每个端口设置IP地址是没意义的。但是，为了使网络管理人员可以从远程登录到访问层交换机上进行管理，必要给访问层交换机设置一个管理用IP地址。这种情况下，实际上是将交换机看成和PC机一样的主机。给交换机设置管理用IP地址只能在VLAN1，即本征VLAN中进行。按照表1-1，管理VLAN所在的子网是：192.168.0.0/24，这里将访问层交换机AccessSwitch1的管理IP地址设为：192.168.0.5/24如图2-3所示，显示了为访问层交换机AccessSwitch1设置管理IP并激活本征VLAN。图2-2设置访问层交换机AccessSwitch1的管理IP为了使网络管理人员可以在不同的子网管理此交换机，还应设置默认网关地址192.168.0.254。如图所示。图2-2设置访问层交换机AccessSwitch1的默认网关地址3．配置访问层交换机AccessSwitch1的VLAN及VTP从提高效率的角度出发，在本校园网实现实例中使用了VTP技术。同时，将分布层交换机DistributeSwitch1设置成为VTP服务器，其他交换机设置成为VTP客户机。这里访问层交换机