实验五：网络实验室小型局域网的设计

实验五：网络实验室局域网的设计1、实验目的（1）掌握设计网络实验室的技能与方法。

（2）掌握设计网络方案的基本技能和方法。

（3）用visio绘制网络拓扑图2、实验内容为新建的网络实验室设计局域网，进行网络实验室的网络需求分析（如80台计算机，每40一个VLAN,每10台pc连接到百兆交换机上，交换机之间互连。

VLAN间通讯通过三层交换机，80台计算机共享如下服务如ftp/代理/www服务等。

通过三层交换机的上端千兆口连接到网络中心，通过网络中心实现外网的连接）。

给出设计方案和2层、3层交换机上的典型配置（如单臂路由、地址划分）。

3、实验原理三层交换机：具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。

对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。

三层交换技术就是二层交换技术＋三层转发技术。

传统交换技术是在OSI网络标准模型第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发，既可实现网络路由功能，又可根据不同网络状况做到最优网络性能。

代理服务器：在Internet上指Proxy Server，即代理服务器，它是一个软件，运行于某台计算机上，使用代理服务器的计算机与Internet交换信息时都先将信息发给代理服务器，由其转发，并且将收到的应答回送给该计算机。

使用代理服务器的目的有：出于安全考虑或局域网的Internet出口有限等。

单臂路由：是将一个物理端口模拟成多个逻辑上的子接口，即在路由器上设置多个逻辑子接口，每个子接口对应于一个VLAN。

由于物理路由接口只有一个，各子接口的数据在物理链路上传递要进行标记封装。

Cisco设备支持ISL和802.1q协议。

华为设备只支持802.1q。

4、实验环境与网络拓扑给出实验用到的设备、仪器、系统开发环境、系统运行环境、开发语言、对应实验环境版本；给出实验用到的网络拓扑结构和设备清单。

实验设备：2台服务器、2台三层交换机、10台交换机、80台PC机系统运行环境：Windows Server 2003对应实验环境版本:Cisco Pack Tracer利用visio 给出网络实验室设计方案的拓扑图如下：5、 实验步骤步骤1：需求分析一个具有80台PC 的网络实验室仍然属于一个小型LAN ，但由于该网络要满足几十名学生在较短时间内（如5秒内）打开共享服务器上的信息的要求，因此需要对网络应用需求进行分析，并进行相应的设计：1） 进行网络实验时，要以每10台pc 为一组连接到交换机上。

实验室组内的流量可能很大，突发流量峰值可能达到百兆，而不同组间的流量通常很小。

因此，在考虑造价的因素可考虑组内使用一个16端口的百兆交换机。

2） 这80台PC 需要共享服务器的信息，并且所有pc 都可能同时访问服务器的信息，打开实验支持网站页面（约30KB ）、下载软件实验工具（约3MB ）和文档（约80KB ）。

按照要求，访问文件的时延不大于5秒。

3） 为了便于管理和减少网络内流量，将没40台pc 划分为一个vlan ，VLAN 间通讯通过三层交换机，通过三层交换机的上端千兆口连接到网络中心，通过网络中心实现外网的连接。

步骤2：技术目标分析4） 增加已有因特网接入带宽，以支持新的应用和现有应用的扩展。

1）为学生提供一个安全﹑私密的无线网络用于访问园区网络和因特网。

2）提高安全性，保护因特网连接和内部网络，防止入侵。

3）使用网络管理工具，提高IT部门的效率和效果。

4）网络具有良好的可扩展性，可以在将来支持多媒体应用。

步骤3：网络应用分析：1）每40台pc共享一台服务器，共需两台服务器。

2）每10台pc组成一组，共有8组，每组用一个16端口百兆交换机，共需8台这样的交换机。

3）由于目前专用的pc服务器通常都配置两块千兆网卡，服务器与交换机连接可采用两个百兆链路聚合的措施，争强访问服务器的能力。

4）每4组用一个8端口的百兆交换机互联，形成多星型结构。

步骤6：网络性能参数技术目标1）带宽：从网络中心到网络实验室设备间要铺设多模光纤，带宽可以达到千兆每秒，从设备间到实验室的各台PC机要采用超5类双绞线，使带宽达到在百兆每秒左右。

2）吞吐量：在网络高峰期时，上网人数比较多，发生冲突的可能性达到10%，这样吞吐量=90%*G（网络负载），其他时间的吞吐量几乎等于网络的负载。

3可用性 = 7000/（5.33 + 7000）= 99%。

4) 可付性：可以承担得起的网络设计应在给定的财务成本下承载最大的流量。

5）易用性：网络用户访问网络和服务的难易程度、步骤7：IP地址分配和VLAN设计1）IP地址分配和vlan设计2Vlan配置SW1(config) # int vlan 1 ……………..vlan1 SW1(config-if) # ip add 192.168.10.1 255.255.255.0SW1(config-if) # int vlan 2……………vlan2SW1(config-if) # ip add 192.168.20.1 255.255.255.0SW1（config）# vlan databaseSW1(vlan) # vtp domain wangluoSW1(vlan) # vtp server…………………服务器模式SW1(vlan) # vtp password 123SW1(vlan) # vtp pruningSW1(vlan) # vlan 1 name v1……………………….. vlan1SW1（vlan) # vlan 2 name v2……………………….... vlan2-----------------------------------------------------------SW2(vlan) #vtp domain wangluoSW2(vlan) #vtp tran…………………透明模式SW2(vlan) #vtp client …………………客户模式SW2(vlan) #vtp password 123SW3(vlan) #vtp domain wangluoSW3(vlan) #vtp tran…………………透明模式SW3(vlan) #vtp client …………………客户模式SW3(vlan) #vtp password 123DHCP配置10.0的子网：SW1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.10.1 ……………连接vlan1的接口SW1 (config)#ip dhcp pool POOL-1SW1 (dhcp-config)#network 192.168.10.0 255.255.255.0SW1（dhcp-config)#default-router 192.168.10.120.0的子网：SW1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.20.1……………连接vlan2的接口SW1(config)#ip dhcp pool POOL-2SW1(dhcp-config)#network 192.168.20.0 255.255.255.0SW1(dhcp-config)#default-router 192.168.20.1SW2和SW3交换机之间接口配置TrunkSW2 (config)#int f6/1SW2(config-if)#switchport mode trunkSW2 (config-if)#exitSW3(config)#int f6/1SW3(config-if)#switchport mode trunkSW2 (config-if)#exit步骤8：接入层设备选择接入层网络作为二层交换机，提供工作站等设备的网络接入。

接入层在整个网络中接入交换机的数量最多，具有即插即用的特性。

对此类交换机的要求，一是价格合理，二是可管理性好，易于使用和维护；三是有足够的吞吐量；四是稳定性好，能够在比较恶劣的环境下稳定的工作。

步骤9：.汇聚层设备选择汇聚层主要负责接入层节点和核心层中心，汇聚分散的接入点，扩大核心层设备的端口密度和种类，汇聚各区域数据流量，实现骨干网络之间的优化传输。

汇聚交换机还负责本区域内的数据交换，汇聚交换机一般与核心层交换机同类型，仍需要较高的性能和比较丰富的功能，但吞吐量较低。

工作在这一层的交换机最重要的要求就是支持安全策略和冗余组件。

前者并不一定很有用，因为主要在汇聚层上做这块功能，而后者就比较关键，一旦正常工作的链路物理层断开，就要重新选择可用线路。

步骤10：核心层设备的选择网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供优化、可靠的主干传输结构，因此核心交换机应拥有更高的可靠性能和吞吐量。

工作在这一层的交换机要具备高速转发、路由以及吞吐量较大等功能，同时性能也要有保证。

为了提高网络可靠性和可用性，可选择同系列设备作为冗余设备步骤11：NAT、OSPF配置借助于NAT，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，一个局域网只需要使用少量的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。

OSPF路由协议是一种典型的链路状态的路由协议，一般用于同一个路由域内。

在这里，路由域是指一组通过统一的路由政策或路由协议相互交换路由信息的网络。

在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。

作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。

运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器6、实验排错与调试实验配置组建过程中往往会出现一些问题，有些问题现象十分常见的，并且必须考虑的。

例如，在配置VLAN过程中，我们首先要按照条件需求进行对交换机划分VLAN，只有这样你才能进行下一步VLAN的划分。

还有其他问题，如当你配置OSPF协议后，在其他一些设备上没有学到。

在此过程中我就必须对此进行一个排除和调试。

首先，我们再设配上用Show Running 命令查看设备的配置过程，用Show int 查看接口链路状态，如果链路状态为DOWN，则要此接口上用No Shutdown 命令开启。