校园网络课程设计.docx
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校园网络课程设计
滁州学院
课程设计报告
课程名称：
计算机网络技术
设计题目：
简单的校园网设计与实现
系别：
计算机信息与工程学院
专业：
2011计算机科学与技术
组别：
第九组
起止日期:
2011年12月24日~2012年1月8日
指导教师:
赵生慧赵国柱
计算机与信息工程学院二0一一制
课程设计任务书
课程设计题目
简单的校园网设计与实现
组长
学号
2011220112
班级
2班
系别
计算机信息与工程学院
专业
计算机科学与技术（2011专升本）
组员
指导教师
赵生慧赵国柱
课程设计目的
为所在学校设计一个简单的基于三层交换技术的校园网
课程设计所需环境
安装CiscoPacketTracer软件的计算机
课程设计任务要求
（1）自行定义每个部门需要的IP地址数，每部门1个单独的子网，至少有4种不同的地址规模；
（2）分析校内IP地址总体需求，统计需要多少个C类的IP地址段，使用私有地址连接校内计算机，并从192.168.0.0/16中选择连续的地址使用；
（3）计算每个部门的网络地址、掩码，并指定网关地址；
（4）每个子网1个独立的VLAN，并使用三层交换机互连各VLAN。
课程设计工作进度计划
序号
起止日期
工作内容
分工情况
1
2011.11.2——2011.12.2
对课程设计要求进行分析，讨论出总体规划，然后各成员分别进行简单拓扑实现。
2
2011.12.3——2011.12.6
对大家的各个拓扑设计进行整合，取优补差，讨论出出一个最佳校园网络规划。
3
2011.12.7——2012.1.8
完善拓扑图，编写、修正，测试。
指导教师签字：
年月日
教研室审核意见：
教研室主任签字：
年月日
1．设计背景
随着现代化教学活动的开展和与国内外教学机构交往的增多，对通过Internet网络进行信息交流的需求越来越迫切，为促进教学、方便管理和进一步发挥学生的创造力，校园网络建设成为现代教育机构的必然选择。
本校园网是学校发展的重要基础设施，是提高学校教学和科研水平不可缺少的支撑环境。
校园网一方面它为学校提供各种本地网络应用，另一方面它是沟通学校校园网内外部网络的桥梁。
通过实践和结合有关学校网络的实际情况进行了系统分析，我们就校园网的建设构建比较切实可行的设计方案。
根据小组的实地调查，我校现占地1500余亩，现有在校生14000多名，教职员工800多名。
学校主要建筑分布如下图1－1所示。
图1-1学校主要建筑分布图
2.需求分析
校园网是以学校的教学、管理、科研、信息交流和资源共享为目的，以一个学校的管辖区域为覆盖范围的局域网，是通过与Internet的互连实现信息交流和资源共享的系统。
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，整个校园网建设遵循“经济高效、领先实用”原则，既要具有发展余地，又要比较实用，要集计算机技术、网络技术于一体，能够最大限度地调动学生对教学内容的积极性。
依据我校的实际情况，考虑到本校园网为中小型规模的组网，但对通信量的要求较高，本校园网设计的需求目标是将学校的各种PC工作站，终端设备和局域网连接起来，在网上发布和获取教育资源，并在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需求的软、硬件环境，开发各类信息和应用系统，为学校中的各类人员提供充分的网络信息服务。
主要提供以下几种功能：
（1）Web服务：
所有合法用户可以通过Web浏览的方式获得校园网络中的信息，学生可以通过Web浏览的方式在线学习；
（2）FTP服务：
主要是利用FTP服务来提供各种资料和技术文档的上传和下载。
包括学校教所需要的资源、国家相关部门或学校内部的文件资料、学校之间的科研学术交流内容、学生或老师对学习资料的索取等；
（3）邮件服务器：
提供邮件收发服务；
（4）电子邮件：
主要为学校教学、科研、日常管理、老师学术交流、学校与外部的业务来往等提供邮件服务；为校园网内部用户与外界之间的邮件业务提供服务，还为学校师生交流提供相应的邮件服务。
3.校园网系统设计
3.1校园网规划
结合本校园实际情况，根据学校主要信息点的分布情况，现将校园网规划如下：
（1）列出需要组网的主要建筑：
教学楼，实验楼，图书馆，逸夫楼，1-8栋宿舍，逸夫宿舍。
（2）通过调查，考虑这些楼层的主要部门的职责，可以将它们划分成如下几个部门：
教室，办公室，图书馆，男生宿舍，女生宿舍。
每个部门设置一个单独的子网，每个子网搭建一个独立的vlan。
（3）选择使用C类私有地址连接校内所有的计算机，并从192.168.0.0/24中选择连续的地址块使用。
根据以上对校园网规划的考虑，我们设计出了下面的整体设计思路流程：
信息中心设置在教学楼，为核心三层交换机，三层交换机可通过路由器连接外网进行通信，内网连接服务器群。
校园内，主要建筑为5座，教学楼、实验楼、图书馆、逸夫楼、学生宿舍，每座建筑分别使用一个二层交换机，下面连接各台主机，每台主机代表一个部门。
学生宿舍划分为两处，一处为逸夫楼宿舍，一处为1-8栋宿舍。
两处宿舍分别再用两个普通交换机，下面连接不同的主机代表男生宿舍和女生宿舍。
然后，同一类部门划分一个独立的子网，给这个子网划分为一个独立的vlan，具体规划如下图3-1所示。
服务器群
图3-1校园网络设计规划图
3.2校园网络拓扑图
参考上述设计方案，通过TracketPacker仿真软件实现方案的具体规划，使用相应的网络配置命令，模拟真实的校园网网络环境，使用了一个三层交换机，一个服务器，六个普通交换机，十二台主机，交换机与主机之间使用直通线相连，交换机与交换机之间使用交叉线相连。
具体的校园网模拟环境如下图3-2所示。
图3-2校园网络拓扑图
4.技术路线
本校园网将采用三层交换技术，三层交换机技术与传统的路由技术不同，传统的路由技术是通过一定的路由算法来选择到达各个子网的最佳路径，实现路由选择和网络的互连；而三层交换机技术是利用第三层（网络层）中的IP数据的包头信息来加强二层交换，以便解决路由技术中转发效率较低的技术“瓶颈”。
本校园网的组建中，中心（核心）交换机选择支持三层交换技术的交换机，同一VLAN之间的数据包传输直接由内网普通交换机来实现，不需要经过核心交换机，不同VLAN之间的数据包传输则经过三层交换机实现交换技术，可以减轻核心交换机的负担，提高网络利用效率。
在搭建网络环境时，使用了服务器连接核心交换机，三层交换机也可通过路由器连接外网进行通信，在局域网内二层交换机使用六个普通交换机分给不同的建筑，每个建筑内使用一台主机代表一个部门，同一个部门划分为一个独立的子网，一个子网使用一个vlan，交换机之间采用交叉线通过trunk链路进行网内、网间数据传输，交换机与主机之间采用直通线相连。
5.VLAN及IP地址的划分
5.1IP地址合理规划的意义
在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。
IP地址的合理是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键。
校区IP地址的分配应该尽可能地利用申请到的地址空间，充分考虑到地址空间的合理使用，保证实现最佳的网络内地址分配及业务流量的均匀分布。
具体地来说IP地址的合理规划有如下的意义：
（1）减少对各种资源（内存、CPU的处理能力以及网络带宽等）的需求——IP地址的合理规划有利于网络中路由的汇聚，因而可以使得路由器中的路由表数目以及链路状态数据库等占用的内存减少，同时更新所占用的网络带宽也降低了；
（2）有利于IP地址空间的合理使用；
（3）优化业务流量的分布；
（4）有利于故障诊断。
5.2IP地址规划
根据互联网络技术发展的趋势，结合学校网络目前真实IP地址的现实情况，将IP地址规划遵循如下原则来设计：
（1）服务器区采用私IP地址，NAT后供人员远程访问；
（2）与internet互联设备IP地址采用真实IP地址；
（3）部分内部互连采用私有IP地址；
5.3VLAN划分方案
（1）将不同建筑内的多媒体教室和机房划为同一个VLAN，方便于日常课程的学习和资料的共享。
（2）将不同建筑内的办公室划为同一个VLAN，有利于教师，工作人员之间的沟通与交流，以及教学资料的共享。
（3）将图书馆内的借阅室单独划分为一个VLAN，借阅室使用的是独立的借阅系统，需要有独立的子网来规划，仅限于图书管理人员内部使用，方便图书的管理。
（4）将宿舍划为男生宿舍和女生宿舍，各两个VLAN。
高校学生的流动性大，例如换寝室，毕业等，而导致的学生的人数和班级的变动。
所以将宿舍单独分出来。
而男生与女生对网络的需求不一样，男生偏爱于玩游戏，比较占用带宽，所以将男女生分别划分VLAN。
根据上述内容现将各部门划分为以下5个VLAN，即：
VLAN1、VLAN2、VLAN3、VLAN4、VLAN5.
具体划分如下表所示：
表5-1VLAN及IP地址规划
VLAN号
IP网段
部门
IP地址具体划分
VLAN1
192.168.0.1/24
多媒体教室、机房
192.168.0.2~192.168.0.4
VLAN2
192.168.1.1/24
办公室
192.168.1.2~192.168.1.5
VLAN3
192.168.2.1/24
借阅室
192.168.2.2
VLAN4
192.168.3.1/24
男生宿舍
192.168.3.2~192.168.3.3
VLAN5
192.168.4.1/24
女生宿舍
192.168.4.2~192.168.4.3
6.校园网具体配置实现
6.1信息中心三层交换机的配置
Switch>en//进入特权模式
Switch#conft//进入全局模式
Switch（config）#hostnameCenter//设置主机名为Center
Center（config）#iprouting//设置路由选择
Center（config）#vtpmodeserver//设置VTPServer模式
Center（config）#vtpdomaintest//设置VTP域名为test
Center（config）#intf0/24//进入Fastethernet0/24子接口模式
Center（config-if）#switchporttrunkencapsulationdot1q//封装IEEE802.1Q端口
Center（config-if）#switchportmodetrunk//端口配置为Trunk模式
Center（config-if）#intf0/20//进入Fastethernet0/20子接口模式
Center（config-if）#switchporttrunkencapsulationdot1q//封装IEEE802.1Q端口
Center（config-if）#switchportmodetrunk//端口配置为Trunk模式
Center（config）#intf0/1//进入Fastethernet0/1子接口模式
Center（config-if）#ipadd192.168.8.1255.255.255.0//配置fa0/1接口的IP地址
Center（config-if）#noshut//激活fa0/1接口
%LINEPROTO-5-UPDOWN:
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/1,changedstatetodown
Center（config-if）#
%LINEPROTO-5-UPDOWN:
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/1,changedstatetoup
Center（config-if）#exit//退出子接口模式，返回全局模式
Center（config）#vlan1//建立vlan1
Center（config）#vlan2//建立vlan2
Center（config）#vlan3//建立vlan3
Center（config）#vlan4//建立vlan4
Center（config）#vlan5//建立vlan5
Center（config）#intvlan1//进入vlan1
Center（config-vlan）#ipadd192.168.0.1255.255.255.0//为vlan1配置IP地址
Center（config-vlan）#noshut//激活vlan1
Center（config-vlan）#intvlan2//进入vlan2
Center（config-vlan）#ipadd192.168.1.1255.255.255.0//为vlan2配置IP地址
Center（config-vlan）#noshut//激活vlan2
Center（config-vlan）#intvlan3//进入vlan3
Center（config-vlan）#ipadd192.168.2.1255.255.255.0//为vlan3配置IP地址
Center（config-vlan）#noshut//激活vlan3
Center（config-vlan）#intvlan4//进入vlan4
Center（config-vlan）#ipadd192.168.3.1255.255.255.0//为vlan4配置IP地址
Center（config-vlan）#noshut//激活vlan4
Center（config-vlan）#intvlan5//进入vlan5
Center（config-vlan）#ipadd192.168.4.1255.255.255.0//为vlan5配置IP地址
Center（config-vlan）#noshut//激活vlan5
Center（config-vlan）#exit//退出子接口模式，返回全局模式
Center（config）#^Z//即Ctrl+Z的组合键，可直接返回特权模式
6.2二层交换机的配置
6.2.1教学楼交换机的配置
Switch>en//进入特权模式
Switch#conft//进入全局模式
Switch（config）#hostnameTeach//设置主机名为Teach
Teach（config）#vtpmodeclient//设置VTPClient模式
Teach（config）#vtpdomaintest//设置VTP域名为test
Teach（config）#intf0/24//进入Fastethernet0/24子接口模式
Teach（config-if）#switchportmodetrunk//端口配置为Trunk模式
Teach（config-if）#intf0/23//进入Fastethernet0/23子接口模式
Teach（config-if）#switchportmodetrunk//端口配置为Trunk模式
Teach（config-if）#intf0/1//进入Fastethernet0/1子接口模式
Teach（config-if）#switchportaccessvlan1//access模式下，允许VLAN1通过
Teach（config-if）#intf0/2//进入Fastethernet0/2子接口模式
Teach（config-if）#switchportaccessvlan2//access模式下，允许VLAN2通过
Teach（config-if）#exit//退出子接口模式，返回全局模式
Teach（config）#^Z//即Ctrl+Z的组合键，可直接返回特权模式
6.2.2实验楼交换机的配置
Switch>en
Switch#conft
Switch（config）#hostnameLab
Lab（config）#vtpmodeclient
Lab（config）#vtpdomaintest
Lab（config）#intf0/22
Lab（config-if）#switchportmodetrunk
Lab（config-if）#intf0/23
Lab（config-if）#switchportmodetrunk
Lab（config-if）#intf0/1
Lab（config-if）#switchportaccessvlan1
Lab（config-if）#intf0/2
Lab（config-if）#switchportaccessvlan2
Lab（config-if）#exit
Lab（config）#^Z
6.2.3图书馆交换机的配置
Switch>en
Switch#conft
Switch（config）#hostnameLibr
Libr（config）#vtpmodeclient
Libr（config）#vtpdomaintest
Libr（config）#intf0/22
Libr（config-if）#switchportmodetrunk
Libr（config-if）#intf0/23
Libr（config-if）#switchportmodetrunk
Libr（config-if）#intf0/1
Libr（config-if）#switchportaccessvlan3
Libr（config-if）#intf0/2
Libr（config-if）#switchportaccessvlan2
Libr（config-if）#exit
Libr（config）#^Z
6.2.4逸夫楼交换机的配置
Switch>en
Switch#conft
Switch（config）#hostnameYifu
Yifu（config）#vtpmodeclient
Yifu（config）#vtpdomaintest
Yifu（config）#intf0/23
Yifu（config-if）#switchportmodetrunk
Yifu（config-if）#intf0/1
Yifu（config-if）#switchportaccessvlan1
Yifu（config-if）#intf0/2
Yifu（config-if）#switchportaccessvlan2
Yifu（config-if）#exit
Yifu（config）#^Z
6.2.51-8栋宿舍交换机的配置
Switch>en
Switch#conft
Switch（config）#hostnameEdorm
Edorm（config）#vtpmodeclient
Edorm（config）#vtpdomaintest
Edorm（config）#intf0/24
Edorm（config-if）#switchportmodetrunk
Edorm（config-if）#intf0/23
Edorm（config-if）#switchportmodetrunk
Edorm（config-if）#intf0/1
Edorm（config-if）#switchportaccessvlan4
Edorm（config-if）#intf0/2
Edorm（config-if）#switchportaccessvlan5
Edorm（config-if）#exit
Edorm（config）#^Z
6.2.6逸夫宿舍交换机的配置
Switch>en
Switch#conft
Switch（config）#hostnameYdorm
Ydorm（config）#vtpmodeclient
Ydorm（config）#vtpdomaintest
Ydorm（config）#intf0/23
Ydorm（config-if）#switchportmodetrunk
Ydorm（config-if）#intf0/24
Ydorm（config-if）#switchportmodetrunk
Ydorm（config-if）#intf0/1
Ydorm（config-if）#switchportaccessvlan4
Ydorm（config-if）#intf0/2
Ydorm（config-if）#switchportaccessvlan5
Ydorm（config-if）#exit
Ydorm（config）#^Z
6.3主机IP地址和网关的配置
校园网共设置了12台主机，1台服务器，为其分配为C类私有地址，从192.168.0.0/16地址段中选择连续的地址进行分配，以下是各主机和服务器的IP地址及默认网关的详细分配表：
表6-1PI地址和网关配置表
主机号
IP地址
默认网关
PC0
192.168.0.2
192.168.0.1
PC1
192.168.1.2
192.168.1.1
PC2
192.168.0.3
192.168.0.1
PC3
192.168.1.3
192.168.1.1
PC4
192.168.2.2
192.168.2.1
PC5
192.168.1.4
192.168.1.1
PC6
192.168.0.4
192.168.0.1
PC7
192.168.1.5
192.168.1.1
PC8
192.168.3.2
192.168.3.1
PC9
192.168.4.2
192.168.4.1
PC10
192.168.3.3
192.168.3.1
PC11
192.168.4.3
192.168.4.1
Server0
192.168.8.8
192.168.8.1
7.测试与诊断
7.1查看配置信息
（1）在核心三层交换机里配置showrun命令,查得内容如下：
（2）在宿舍楼二层交换机里配置showrun命令,查得内容如下：
（3）在教学楼二层交换机里配置showrun命令,查得内容如下：
注：
在其他交换机查看配置同上。
7.2查看VLAN信息
在核心三层交换机里配置showvlan命令，查得内容如下：
注：
其他交换机查看配置同上。
7.3查看路由表
在核心三
升级会员 