基于Packettracer模拟校园网设计

基于Packet tracer模拟设计校园网

1.引言

计算机网络是计算机和通信技术相结合的必然产物，它对计算机系统的组织和工作方式产生了深远的影响。脱离了网络的计算机已经不是一台完整的计算机了，难怪Sun公司提出“网络就是计算机”。

根据网络覆盖范围的大小，把网络分成局域网（LAN，Local Area Network）、城域网（MAN，Metropolitan Area Network）和广域网（WAN，Wide Area Network）。校园网（Campus Network）介于局域网和城域网之间，一般覆盖几公里的范围。校园网系统=布线系统+网络设备+计算机硬件设备+系统软件+应用软件

校园网必须具备教学、管理和通讯三大功能。教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行教学和科研工作；学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习；通过网上学习学会信息处理能力。学校的管理人员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，同时可以实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享，因此，校园网的建设必须有明确的建设目标。校园网的总体设计原则是：开放性采用开放性的网络体系，以方便网络的升级、扩展和互联；同时在选择服务器、网络产品时，强调产品支持的网络协议的国际标准化。

2.论文要求

（1）利用Cisco Packet Tracer软件构建一个新疆大学的网络模型，并能实现简单的协议通信。

（2）新疆大学DNS服务器IP地址为202.201.252.1；

新疆大学主页IP地址为：202.201.252.2，DNS域名为；新疆大学FTP服务器IP地址为：202.201.252.3，DNS域名为；网关为202.201.252.254。

（3）假设新疆大学申请到的IP地址范围为130.130.0.0/16，请设计合理的IP 地址分配方案。

（4）模拟信息学院（2#、3#、11#楼）、数学院、物理学院、化工学院划分VLAN，同一个学院划分到相同的VLAN中，并且要能实现VLAN内和VLAN 间通信。

（5）配置静态路由和动态路由协议（RIP或OSPF）。

（6）在主干网络和学校服务器之间的交换机上配置STP，提供网络冗余备份。

（7）在学生宿舍楼采用NAT模式接入校园网.

3.原理介绍

3.1网络设备概述

(1)交换机

交换机是一种存储转发设备。以太网交换机采用存储转发

（Store-Forward）技术或直通（Cut-Through）技术来实现信息帧的转发，也称为交换式集线器。交换机和网桥的不同在于：交换机端口数较多，数据传输效率高，转发延迟很小，吞吐量大，丢失率低，网络整体性能增强，远远超过了普通网桥连接网络时的转发性能。一般用于互连相同类型的局域网，如以太网与以太网的互连。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。

使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。

交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。

(2)三层交换机

三层交换机就是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。传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——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。应用第三层交换技术即可实现网络路由的功能，又可以根据不同的网络状况做到最优的网络性能。

(3)路由器

路由器是在网络层实现互连的设备。路由器实现网络层上数据包的存储转发，它具有路径选择功能．可依据网络当前的拓扑结构，选择“最佳”路径，把接收到的数据包转发出去，从而实现网络负载平衡，减少网络拥塞。路由器工作在网络层，用于连接不同的局域网和广域网，故称为“LAN网间互联设备”。一个路由器可以连接两个局

域网、一个局域网和一个广域网，或两个局域网，如图2.27所示。例

如，可用路由器将一个以太局域网与一个FDDl局域网相连，或与X.25

公用分组交换网相连。[1]

路由器是互联网络中必不可少的网络设备之一，路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信

息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一

个更大的网络。路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。

数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由

特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器

之间的信息交换、系统配置、系统管理等。

要解释路由器的概念，首先要介绍什么是路由。所谓“路由”，是指把

数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，而路由器，正是执

行这种行为动作的机器，它的英文名称为Router。

3.2I P地址分配

三台核心交换机IP地址分配

VLAN的划分

根据学校的部门数量划分，将学校分为以下几个VLAN