校园局域网的组建

1 校园网需求分析

1.1 学校建筑现状分析

对学校建筑的分析如图1-1所示：

图1-1 学校建筑图

如图所示学校分为学生公寓区，教师公寓区，行政区，图书馆，教学区，办公区。其中学生公寓区（A区、B、区、C区），教师公寓区（D区、E区、F区），办公区（AA 区、BB区、CC区），行政区（人事处、教务处、招生就业处），图书馆（学生阅览室、电子阅览室、网络中心、借书室），教学区（电子工程系、自动化系、机械工程系、信息工程系）。

1.2 信息点分布需求分析

对学校信息点的分析，如表1-2所示：

表1-2 学校信息点的分析表

1.3学校子网需求划分

为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结构分为三级地址结构：网络位、子网位和主机位。这种层次结构便于IP地址分配和管理。它的使用关键在于选择合适的层次结构--如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间。子网的划分主要是根据子网掩码来区分的，掩码的作用就是用来告诉电脑把“大网”划分为多少个“小网”，以及每个子网中的主机数目。如表1-3所示，学校子网的划分。

表1-3学校子网的划分表

1.4学校VLAN需求划分

VLAN（Virtual Local Area Network）称为虚拟局域网，是指在逻辑上将物理的LAN 分成不同小的逻辑子网，每一个逻辑子网就是一个单独的播域。简单地说，就是将一个大的物理的局域网（LAN）在交换机上通过软件划分成若干个小的虚拟的局域网（VLAN）。因为交换机通信的原理就是要通过“广播”来发现通往的目的MAC地址，以便在交换机部的MAC数据库建立MAC地址表，而广播不能跨越不同网段。

VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个 VLAN的各个工作站没有限制在同一个物理围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知，一个VLAN部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。VLAN除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。

通过划分VLAN子网，能划小了广播域，避免了数据碰撞在大的物理LAN产生严重后果的可能，也避免了广播风暴的产生。提高交换网络的交换效率，保证网络稳定。提高网络安全性，通过划分VLAN，LAN被划分不同子网段，因此不能直接通信。必要的通信必须经过路由来实现，因此可在路由器（或三层交换机）上配置访问列表来进行跨子网段的授权访问，从而提高校园部网络访问的安全性。方便网络管理：采用VLAN技术来划分校园网络，一个VLAN可以根据不同的院系、办公室或者服务器组将不同地理位置的工作站划分为一个逻辑网段。在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在子网之间移动，VLAN提供了网段和机构的弹性组合机制。VLAN技术很好的解决了网络管理的问题，能实现网络监督与管理的自动化，从而更有效的进行网络监控。如表1-3所示，该学校校园网络Vlan的划分及IP的分配。

表1-3 学校vlan的划分及IP的分配表

另外，IP地址分为公网地址和私网地址两类，公有地址（Public address）由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。ISP分配给学校的全局IP地址地址段为: 202.106.0.3 --202.106.0.200/24.,私有地址（Private address）属于非注册地址，专门为组织机构部使用。以下列出留用的部私有地址

A类 10.0.0.0--10.255.255.255

B类 172.16.0.0--172.31.255.255

C类 192.168.0.0--192.168.255.255

1.5 校园网布线工程分析

因为以上的需求特点和信息点分布，结合学校的实际情况总结得到如图1-5所示：

图1-5 学校信息点的分布图

2校园网络设备配置

本次的课题设计是在模拟软件的基础上实现的，因此此次的网络设备选择主要是依

据该软件中具有的设备。Packet Tracer 5.3 是思科公司专门为CCNA考试人员设计的一块软件，通过这个软件能够让我们模拟出各种路由、交换协议，而且，能够测试各种设备的工作情况。

2.1 交换机模块设计

使用双核心网络的主要目的是实现冗余的连接防止单点失效，从逻辑上，大型网络可分为核心层、分布层和接入层，每层都有其特点。层次化设计的优点可以总结为如下几点：

●可扩展性：因为网络可模块化增长而不会遇到问题；

●简单性：通过将网络分成许多小单元，降低了网络的整体复杂性，使故障排除更容易，能隔离广播风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题；

●设计的灵活性：使网络容易升级到最新的技术，升级任意层次的网络不会对其他层次造成影响，无需改变整个环境；

●可管理性：层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低，更易管理。

2.1.1 交换机的选择

交换机分为二层交换机和三层交换机两种类型，其中二层交换机的工作原理是：（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；

（2）再去读取中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；

（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；

（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。

不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

可以看出二层交换机没有路由功能，当不同的子网进行通信是要借助路由器实现数据包的转发，所以当子网数量较多时，路由器的接口数量就成了一个瓶颈，而三层交换机就能解决这一缺点。

三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络部的数据的快速转发，加入路由功能也是为这个目的服务的。因此具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。

我们选择 CISCO 3560-24PS作为核心层交换机，这个设备有26个端口，其中有两个端口支持1Gbps的带宽，选择CISCO 2950-24二层交换机作为接入层交换机，这个设备有24个接口，能够实现10M/100M自适应到桌面的功能，而且，这两款交换机都支持vlan功能。

2.1.2 核心层交换机的说明配置