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

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NA T（静态NA T配置、动态NA T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]（Network Address Translation或简称NA T）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。NA T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

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NA T配置解决这个IP地址不足的问题。

端口多路复用(Port address Translation,PA T)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(PA T，Port Address Translation).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1

3.1.1、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

全面地涵盖实验内容,具体拓扑连接方式见图2。其中Cisco 3725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：

四、具体配置步骤

（1）Switch-A三层交换机上VLAN的划分：

第一步：交换机恢复出厂设置

switch#set default

switch#write

switch#reload

第二步：给交换机设置IP地址即管理IP。

switch#config

switch(Config)#interface vlan 1

switch(Config-If-Vlan1)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

switch(Config-If-Vlan1)#no shutdown

switch(Config-If-Vlan1)#exit

switch(Config)#exit

第三步：创建vlan100和vlan200。

switch(Config)#

switch(Config)#vlan 100

switch(Config-Vlan100)#exit

switch(Config)#vlan 200

switch(Config-Vlan200)#exit

switch(Config)#

验证配置：

switch#show vlan

switch(Config-Vlan100)#switchport interface ethernet 0/0/1-8

！给vlan100加入端口1-8

Set the port Ethernet0/0/1 access vlan 100 successfully

Set the port Ethernet0/0/2 access vlan 100 successfully

Set the port Ethernet0/0/3 access vlan 100 successfully

Set the port Ethernet0/0/4 access vlan 100 successfully

Set the port Ethernet0/0/5 access vlan 100 successfully

Set the port Ethernet0/0/6 access vlan 100 successfully

Set the port Ethernet0/0/7 access vlan 100 successfully

Set the port Ethernet0/0/8 access vlan 100 successfully

switch(Config-Vlan100)#exit

switch(Config)#vlan 200 ！进入vlan 200

switch(Config-Vlan200)#switchport interface ethernet 0/0/9-16

switch#show vlan

VLAN Name Type Media Ports

---- ------------ ---------- --------- ----------------------------------------

1 default Static ENET Ethernet0/0/17 Ethernet0/0/18

Ethernet0/0/19 Ethernet0/0/20 Ethernet0/0/21 Ethernet0/0/22 Ethernet0/0/23 Ethernet0/0/24 100 VLAN0100 Static ENET Ethernet0/0/1 Ethernet0/0/2 Ethernet0/0/3 Ethernet0/0/4 Ethernet0/0/5 Ethernet0/0/6 Ethernet0/0/7 Ethernet0/0/8