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课程设计报告

武汉工商学院

信息工程学院

项目名称：

中型校园计算机网络的设计

学生姓名：

尹鑫

学号：

14401036

班级：

14计科数据处理实验班

指导教师：

陈涛

2016年6月24日

1需求分析与设计1

1.1网络需求描述1

1.2网络拓扑结构需求分析1

1.3WLan划分和IP地址分配2

1.4网络设备需求分析1

2核心技术简介3

2.1局域网简介3

2.2RIP简介4

2.3ACL简介4

2.4NAT简介4

2.5Web服务与FTP服务4

2.6端口聚合4

3实验网络设计与配置5

3.1实验网络拓扑结构5

3.2实验网络具体配置5

3.2.1WLAN划分及IP地址分配5

3.2.2路由配置7

3.2.3NAT配置7

3.2.4ACL配置8

3.2.5端口聚合配置8

4功能测试8

4.1部门之间相互通信8

4.2访问Web服务器11

4.3内外网之间的通信15

4.4访问FTP服务器17

4.5端口聚合测试21

5总结与分析22

5.1调试过程中出现的问题及解决方法22

5.2个人总结23

参考文献24

1需求分析与设计

1.1网络需求描述

背景需求描述：

为了提高学校的管理效益和教学质量，开展学校现代化教育建设，建设具有规模的校园网络，Internet技术的高校多媒体校园是必须的。

校园网络是集计算机技术、网络技术、多媒体技术于一体的系统，能够最大限度地调动学生对教学内容的积极性，同时也能更方便管理校园教学和网络。

功能需求描述：

1.根据用途需求按不同区域划分VLAN，合理规划网络的IP地址。

2．根据规划的IP地址进行VLAN划分，以便于网络管理。

3．配置正确的路由，保证学校网内主机之间可以相互访问。

4．搭建Web服务器，提供对外访问的服务。

5.内网所有主机通过NAT方式接入到Internet。

6．搭建FTP服务器，内网中除多媒体机房外可以访问FTP服务器，外网不能访问FTP服务器。

7.若服务器的访问量较大，服务器区域到核心交换机提供均衡负载。

8.为方便学生使用自带笔记本从机房上网，机房提供无线接入，动态分配IP地址。

1.2网络拓扑结构需求分析

根据需求将校园网划分成几个区域，将机房分成一个区域，教学中心分成一个区域，行政中心分成一个区域，信息中心分成一个区域，外网连接分成一个区域。

校园网络拓扑图如图1-1所示。

图1-1校园网需求拓扑结构

1.3WLAN划分和IP的分配

将WLAN划分成WLAN2（机房区域）、WLAN3（信息中心）、WLAN10（教学中心区域）、WLAN20（行政中心区域）、WLAN100（外网区域），分别对应的IP地址如表1-1所示：

表1-1VLAN划分和IP地址分配

序号

VLAN号

VLANIP地址/掩码

默认网关

对应区域

192.168.2.1/24

192.168.2.254

机房区域

192.168.3.1/24

192.168.3.254

信息中心区域

192.168.10.1/24

192.168.10.254

教学中心区域

192.168.20.1/24

192.168.20.254

行政中心区域

100

192.168.100.1/24

192.168.100.254

外网区域

1.4网络设备需求分析

1.网络设备要求

根据需求需要核心交换机来连接不同的区域，和若干交换机分接学校各个区域，若干台PC，服务器构建校园服务器以及无线路由器提供无线接入。

具体需求表如表1-2。

表1-2网络设备需求表

序号

名称

型号

数量

路由器

2811

三层交换机

3560-24PS

二层交换机

2950-24

Web服务器

SE233

ftp服务器

SE230T

无线路由

WRT300N

台式电脑

联想8966i

300

笔记本电脑

华硕A550

2.设备配置

CISCOWS-C3560-24PS是企业级交换机，应用层级为三层，部分参数如表1-3.

表1-3三层交换机参数表

参数名称

参数值

产品类型

企业级交换机

应用层级

三层

传输速率

10/100Mbps

FLASH内存

16MB

交换方式

存储-转发

背板带宽

32Gbps

MAC地址表

12K

端口数量

24个

端口结构

非模块化

端口传输模式

支持全双工

CISCOWS-C2950-24是一款快速以太网交换机，传输速率为10Mbps/100Mbps，部分参数如表1-4

表1-4二层交换机参数表

参数名称

参数值

应用层级

二层

传输速率

10/100Mbps

交换方式

存储-转发

MAC地址表

8000

端口数量

24个

端口结构

非模块化

背板宽带

8.8Gbps

传输模式

支持全双工

网络标准

IEEE802.1x、IEEE802.3x、IEEE802.1D、IEEE802.1pCoS、IEEE802.1Q、IEEE802.3ab、IEEE802.3u、IEEE802.3

SE233是一个性价比较高的服务器适合于本次实验，部分参数如表1-5。

表1-5SE533服务器参数表

参数名称

参数值

产品类型

机架式

CPU系列

至强处理器E5系列，Intel

CPU型号

IntelE5-2403

CPU主频

108GHZ

三级缓存

10M

内存

标配硬盘

2*1000G

SE230T可以作为本次实验的FTP服务器，部分参数如表1-6。

表1-6SE230T服务器参数表

参数名称

参数值

产品类型

机架式

CPU核心

4核

CPU型号

IntelE5-2603

内存类型

DR03

最大内存容量

1000G

硬盘接口类型

SATA

标配硬盘

2*1000转SATA

最大功率

500W

2核心技术简介

2.1局域网简介

局域网（LAN）是由一组计算机及相关设备通过共用的通信线路或无线连接的方式组合在一起的系统，它们在一个有限的地理范围进行资源共享和信息交换。

就其技术性定义而言，它是通过特定类型的传输媒体（如电缆、光缆和无线媒体）和网络适配器（亦称为网卡）将计算机连接在一起，并受网络操作系统监控的网络系统。

功能性和技术性定义之间的差别是很明显的，功能性定义强调的是外界行为和服务；技术性定义强调的则是构成LAN所需的物质基础和构成的方法。

决定局域网的主要技术要素，网络拓扑、传输介质和介质访问控制方法。

传输介质是网络中信息传输的媒体，是网络通信的物质基础之一。

传输介质的性能特点对传输速率、通信的距离、可连接的网络结点数目和数据传输的可靠性等均有很大的影响。

因此，必须根据不同的通信要求，合理地选择传输介质。

目前在局域网中常用的传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维等。

2.2RIP简介

RIP（路由信息协议）是基于距离矢量算法的路由协议，利用跳数来作为计量标准。

在带宽、配置和管理方面要求较低，主要适合于规模较小的网络中，适用于本次实验。

默认路由是一种特殊的静态路由，指的是当路由表中与包的目的地址之间没有匹配的表项时路由器能够做出的选择。

如果没有默认路由，那么目的地址在路由表中没有匹配表项的包将被丢弃·默认路由在某些时候非常有效，当存在末梢网络时，默认路由会大大简化路由器的配置，减轻管理员的工作负担，提高网络性能。

指定默认路由的命令：

iproute0.0.0.00.0.0.0

2.3ACL简介

ACL（访问控制列表）是路由器和交换机接口的指令列表，用来控制端口进出的数据包。

ACL适用于所有的被路由协议。

本次实验运用ACL技术主要提供网络安全访问的基本手段，控制主机对服务器的访问。

2.4NAT简介

NAT（网络地址转化）是在内部网络的私有地址需要与外部通信时，把内部私有地址转换成合法的全局IP地址。

NAT可以在两个方向上隐藏地址，为了支持这种方案，NAT在两个方向上都要翻译原地址和目的地址。

目前NAT的功能通常披集成到路由器、防火墙等设备中。

NAT设备维护一个NAT映射表，用它来实现全局到本地和本地到全局的地址转换。

本次实验主要用的NAT技术是静态地址转化。

静态地址转换是最简单的一种转换方式，它在NAT表中为本地地址和全局地址之间建立一个固定的一对一的映射。

这种方式主要用于内联网中建立的各种服务器，以确保外部主机对服务器的正确访问。

如果使用动地址转换，那么内部服务器对外映射的合法地址会动态的改变，导致外部主机无法正确访问。

2.5Web服务与FTP服务

Web服务器一般指网站服务器，是指驻留于因特网上某种类型计算机的程序，可以向浏览器等Web客户端提供文档，也可以放置网站文件，让全世界浏览；可以放置数据文件，让全世界下载。

本次实验的Web服务器指校园网服务器。

FTP服务器是在互联网上提供文件存储和访问服务的计算机，它们依照FTP协议提供服务。

FTP是FileTransferProtocol（文件传输协议）。

顾名思义，就是专门用来传输文件的协议。

简单地说，支持FTP协议的服务器就是FTP服务器。

本次实验FTP服务器在校园网中下载和传输文件。

2.6端口聚合

端口聚合也叫做以太通道（ethernetchannel），主要用于交换机之间连接。

由于两个交换机之间有多条冗余链路的时候，STP会将其中的几条链路关闭，只保留一条，这样可以避免二层的环路产生。

但是，失去了路径冗余的优点，因为STP的链路切换会很慢，在50s左右。

使用以太通道的话，交换机会把一组物理端口联合起来，做为一个逻辑的通道，也就是channel－group，这样交换机会认为这个逻辑通道为一个端口。

本次使用端口聚合是为了解决服务器的访问量较大时，服务器区域到核心交换机提供均衡负载。

3实验网络设计与配置

3.1实验网络拓扑结构

为了构建本需求所要求的校园网络，这里采用CiscoPacketTracer模拟器进行配置实现。

以一个核心交换机作为核心层，为了能完成数据流的控制以及网络地址的转化在此路配置了ACL和NAT并配置静态路由，分别用交换机连接学校的各个区域并用一个三层核心交换机连接学校的信息中心以及一个路由器连接到外网，用一台终端PC模拟实验外网，通过PC间通信还模拟实验对广域网的一些操作。

校园网实验拓扑结构如图3-1所示。

图3-1校园网实验拓扑结构

3.2实验网络具体配置

3.2.1WLAN划分及IP地址分配

为交换机core-sw1划分WLAN：

Switch（config）#vlan2

Switch（config）#noshutdown

Switch（config）#vlan3

Switch（config）#noshutdown

Switch（config）#vlan10

Switch（config）#noshutdown

Switch（config）#vlan20

Switch（config）#noshutdown

Switch（config）#vlan100

Switch（config）#noshutdown

为交换机core-sw1不同VLAN分配IP地址

Switch（config）#intvlan2

Switch（config-if）#ipaddress192.168.2.1255.255.255.0

Switch（config-if）#noshutdown

Switch（config-if）#exit

Switch（config）#intvlan3

Switch（config-if）#ipaddress192.168.3.1255.255.255.0

Switch（config-if）#noshutdown

Switch（config-if）#exit

Switch（config）#intvlan10

Switch（config-if）#ipaddress192.168.10.1255.255.255.0

Switch（config-if）#noshutdown

Switch（config-if）#exit

Switch（config）#intvlan20

Switch（config-if）#ipaddress192.168.20.1255.255.255.0

Switch（config-if）#noshutdown

Switch（config-if）#exit

Switch（config）#intvlan100

Switch（config-if）#ipaddress192.168.100.1255.255.255.0

Switch（config-if）#noshutdown

Switch（config-if）#exit

将交换机core-sw1的接口划分到相应VLAN中

Switch（config）#interfacerangef0/1

Switch（config-if-range）#switchportaccessvlan2