校园网的规划设计课程设计报告
课程设计报告
课程设计题目： 校园网设计
专 业：信息工程 班 级：1122301 姓 名：张春花 学 号: [1**********]9 指导教师: 罗亚斌
2013年 12 月
25 日
目录
1、需求分析.......................................3 2、总体设计.......................................3 3、校园网详细设计.................................4
3.1校园网规划..................................4 3.2 校园网拓扑图 ...............................5 4、VLAN 及IP 地址的划分 ...........................5
4.1IP 地址合理规划的意义.........................5 4.2IP 地址规划...................................6 4.3VLAN 划分方案...............................6 5、校园网具体配置实现..............................7
5.1配置路由器...................................7 5.2配置交换机...................................8 5.3主机IP 地址和网关的配置.....................11 6、测试连通性....................................11 6.1 测试主机连通性.............................11 6.2测试主机与服务器之间的连通性...............14 7、设计总结......................................16 8、参考资料......................................18
1. 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。
依据实际情况，考虑到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。
为整个学院的PC 机分配分配IP 地址并根据情况设计网络，使每个局域网能互相通信，每台PC 机都能与服务器通信。
2. 总体设计
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。根据某学院有1900台个人计算机，50台服务器，其中办公用计算机60台，教学用计算机60台，科研用计算机120台，研究生计算机200台，其余为学生实验电脑，设计校园网。 分配的IP 地址为：
服务器： 172.16.1.1—172.16.1.61/26 网关为：172.16.1.62/26
个人计算机：192.168.0.0—192.168.7.255
学院现在路由器若干台。24口二层交换机若干台。
3. 校园网系统设计
3.1校园网规划
结合学院共1900台电脑的实际情况，根据学校主要计算机使用分布情况，现将校园网规划如下：
(1)列出需要组网的主要类型计算机：50台服务器，办公用计算机60台，教学用计算机60台，科研用计算机120台，研究生计算机200台，其余学生实验电脑。
(2)考虑每种计算机的用途不一样，可以将它们划分成如下几个子网：办公用网，教学用网，科研用网，研究生用网，学生实验用网。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： 三层交换机通过路由器连接外网进行通信，内网连接服务器群。校园内，主要计算机用途有五类，办公用计算机，教学用计算机，科研用计算机，研究生用计算机，学生实验计算机，每类计算机分别用一个普通交换机，下面连接各台主机，然后，同一个用途的计算机划分一个独立的子网，给这个子网划分为一个独立的vlan ，具体规划如下图所示。
V1 V2 V3 V4 V5 ···V10
3.2校园网络拓扑图
参考上述设计方案，通过Tracket Packer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，使用了三个路由器，两个个服务器，六个普通交换机，七台主机，交换机与主机之间使用直通线相连，交换机与路由器之间也使用直通线相连，路由器与路由器之间使用串口线。具体的校园网模拟环境如下图所示。
4、VLAN 及IP 地址的划分
4.1IP 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。
4.2IP 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；
4.3VLAN 划分方案
4.31配置11个VLAN
Vlan 1: 172.16.1.1—172.16.1.61/26用于服务器群；
Vlan 11:192.168.0.1/26 用于50台办公用计算机接入； Vlan 22: 192.168.0.65/26 用于60台教学用计算机接入； Vlan 33: 192.168.0.129/25 用于120台科研用计算机接入； Vlan 44: 192.168.1.1/24 用于200台研究生用计算机接入；
Vlan 55: 192.168.2.1-192.168.7.251 /24 用于200台研究生用计算机接入；
4.32 网段分配表
网段名 始地址 末地址 子网掩码 默认网关 服务器 172.16.1.2 172.16.1.51 255.255.255.192 172.16.1.62 办公用计算机 192.168.0.2 192.168.0.61 255.255.255.192 192.168.0.1 教学用计算机 192.168.0.66 192.168.0.125 255.255.255.192 192.168.0.65 科研用计算机 192..168.0.130 192..168.0.249 255.255.255.128 192.168.0.129 研究生计算机 192.168.1.2 192.168.1.201 255.255.255.0 192.168.1.1 学生实验电脑 192.168.2.2 192.168.2.251 255.255.255.0 192.168.2.1
192.168.3.2 192.168.3.251 255.255.255.0 192.168.3.1
192.168.4.2 192.168.4.251 255.255.255.0 192.168.4.1
192.168.5.2 192.168.5.251 255.255.255.0 192.168.5.1
192.168.6.2 192.168.6.251 255.255.255.0 192.168.6.1
192.168.7.2 192.168.7.251 255.255.255.0 192.168.7.1
5. 校园网具体配置实现
5.1配置路由器
配置路由器1
配置以太网FastEthernet0/0接口
Ra (config)# interface FastEthernet0/0 //接口的引用方式 interfacetype slot#/port# Ra (config-if)# ip address 192.168.0.1 255.255.255.192 //为该接口配置IP 地址 Ra (config-if)# no shutdown //（缺省时，接口都是关闭的。输入此命令开启接口） 配置串行Serial0/0接口 Ra(config)# interface Serial0/0
Ra(config-if)# clock rate 56000 //设定时钟周期 Ra(config-if)# ip address 192.168.8.1 255.255.255.0 Ra(config-if) #no shutdown //开启接口 接口Ethernet1/0配置
Router(config)#interface Ethernet1/0
Router(config-if)#ip address 192.168.0.65 255.255.255.192 接口Ethernet1/1配置
Router(config)#interface Ethernet1/1
Router(config-if)#ip address 192.168.0.129 255.255.255.128 接口Ethernet1/2配置
Router(config)#interface Ethernet1/2
Router(config-if)#ip address 172.16.1.62 255.255.255.192 配置路由协议
Ra(config)# router rip //启用RIP 路由协议
Ra(config-router)#network 172.16.0.0 //加入路由通报网络 Ra(config-router)#network 192.168.0.0 Ra(config-router)#network 192.168.8.0 配置路由器2 接口Ethernet1/0配置 Router>enable
Router#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#interface Ethernet1/0
Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 接口Ethernet1/1配置
Router(config)#interface Ethernet1/1
Router(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 接口Ethernet1/2配置
Router(config)#interface Ethernet1/2
Router(config-if)#ip address 192.168.7.1 255.255.255.0 串口Serial0/0配置
Ra(config)# interface Serial0/0
Ra(config-if)# clock rate 56000 //（串行线中DCE 端需设定时钟） Ra(config-if)# ip address 192.168.8.2 255.255.255.0
Ra(config-if) #no shutdown //（缺省时接口都是关闭的。输入此命令开启接口） Ra(config)# interface Serial0/1 Ra(config-if)# clock rate 56000
Ra(config-if)# ip address 10.0.1.1 255.0.0.0 Ra(config-if) #no shutdown 配置路由协议
Ra(config)# router rip //启用RIP 路由协议
Ra(config-router)#network 192.168.1.0 //加入路由通报网络 Ra(config-router)#network 192.168.2.0 Ra(config-router)#network 192.168.7.0 Ra(config-router)#network 192.168.8.0 Ra(config-router)#network 10.0.0.0 配置路由器3
配置串行Serial0/0接口 Ra(config)# interface Serial0/0
Ra(config-if)# clock rate 56000 //设定时钟周期 Ra(config-if)# ip address 10.0.1.2 255.0.0.0 Ra(config-if) #no shutdown //开启接口 配置路由协议
Ra(config)# router rip //启用RIP 路由协议
Ra(config-router)#network 10.0.0.0 //加入路由通报网络
5.2配置交换机
配置交换机switch0
Switch(config)#vlan 11 //添加vlan number 11 Switch(config-vlan)#name bangong //vlan name bangong 配置FastEthernet0/1接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport access vlan 11 配置FastEthernet0/2接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/2 Switch(config-if)#switchport access vlan 11 配置FastEthernet0/3接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/3 Switch(config-if)#switchport access vlan 11
配置交换机switch1
Switch(config)#vlan 22 //添加vlan number 22 Switch(config-vlan)#name jiaoxue //vlan name jiaoxue 配置FastEthernet0/1接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport access vlan 11 配置FastEthernet0/2接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/2 Switch(config-if)#switchport access vlan 11 配置交换机switch2
Switch(config)#vlan 33 //添加vlan number 33 Switch(config-vlan)#name keyan //vlan name keyan 配置FastEthernet0/1接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport access vlan 33 配置FastEthernet0/2接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/2 Switch(config-if)#switchport access vlan 33 配置交换机switch3
Switch(config)#vlan 44 //添加vlan number44 Switch(config-vlan)#name yanjiu //vlan name yanjiu
配置FastEthernet0/1接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport access vlan 44 配置FastEthernet0/2接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport access vlan 44 配置交换机switch4
Switch(config)#vlan 55 //添加vlan number 55 Switch(config-vlan)#name xuesheng //vlan name xuesheng 配置FastEthernet0/1接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport access vlan 55 配置FastEthernet0/2接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport access vlan 55 配置交换机switch5
Switch(config)#vlan 55 //添加vlan number 55 Switch(config-vlan)#name xuesheng //vlan name xuesheng 配置FastEthernet0/1接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport access vlan 55 配置FastEthernet0/2接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/2 Switch(config-if)#switchport access vlan 55 配置交换机0
配置FastEthernet0/1接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan add 1 配置FastEthernet0/2接口
Switch(config)#interface FastEthernet0/ Switch(config-if)#switchport access vlan 1
5.3 主机IP 地址和网关的配置
校园网共设置了7台主机，2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：
6、测试连通性
6.1 测试主机连通性
6.1.1处于同一网络内的主机间联通测试
（1）测试同一vlan 同一网段之间的连通性，选vlan11中的办公用计算机2与vlan33中的主机科研用计算机使用ping 命令相ping ，办公用计算机1所发送的4份数据已全部被科研用计算机收到，各份数据报的最长传输时间为1ms ，最短传输时间为0ms ，平均传输时间为0ms 。ping 得的结果如下图所示：
（2）接着，办公用计算机2通过switch0和switch2之间的access 链路到达switch2，实现网间通信，通过switch0与主机间的直通线将数据传输到科研用计算机，具体传输路线如下图所示：
（3）最后，办公用计算机2向科研用计算机发送ICMP 报文，显示通信测试成功, 测试最后状态如下图所示：
6.1.2处于不同网络间的主机间联通测试
（1）测试不同vlan 不同网段之间的连通性，vlan22中的主机教学用计算机与vlan44中的主机研究生用计算机使用ping 命令相ping ，各份数据报的最长传输时间为17ms ，最短传输时间为1ms ，平均传输时间为5ms 。ping 得的结果如下图所示。
（2）接着，教学用计算机通过switch1和router6之间的access 链路到达router3，再由router3和switch2之间的access 链路到达研究生用计算机，实现网间通信，具体传输路线如下图所示：
（3）最后，教学用计算机向科研用计算机发送ICMP 报文，显示通信测试成功, 测试最后状态如下图所示：
6.2测试主机与服务器之间的连通性
（1） 测试主机与服务器之间的连通性，以学生实验计算机1与服务器0之间的通信为例，使用ping 命令相ping ，各份数据报的最长传输时间为17ms ，最短传输时间为1ms ，平均传输时间为5ms 。ping 得的结果如下图所示。
(2)接着，学生实验用计算机1通过switch4和router3之间的access 链路到达router6，再由router6和交换机0之间的access 链路到达服务器0，实现网间通信，具体传输路线如下图所示：
（3）最后，学生实验用计算机1向服务器0发送报文，显示通信测试成功, 测试最后状态如下图所示：
7. 设计总结
通过为期一周的课程设计使我对网络的规划与设计有了更进一步的了解，将以前所学的计算机网络的理论与实际结合起来培养自己的动手操作能力，将网络知识从书面理论层次提升到了实际运用层次。在本次课程设计中，我们小组成员一起努力，按期的完成了我们的校园网络设计系统的设计。以团队形式进行设计也使我懂得了如何能更好的和队友进行交流信息，大家一起提出问题，解决问题，使我明白一个系统的设计、项目的开发，光靠个人的力量是不够的，团队合作会带来事半功倍的效果。
本次的网络实践课之前，我们以为做一个校园网络的规划很简单，但我们真正着手做的时候才发现并不是想象中的那样简单，我们设计出方案以后，原以为大功告成，但当我们检验的时候才发现，有些主机之间并没有连通。经过老师的指点与反复修改，我们最后成功完成了我们本次设计。
在这次实践课中我们每个组员都做出了自己的努力，大家合作完成了网络实践，这次的课程设计，使我认识到，对待任何事，首先是在态度上应该重视，只有认真去对待，才有心思去做好；其次，使我对网络主干的设计及子网的规划和配置有了更加深刻的了解；最后，这个系统的成功完成使我认识到团结合作的重要性，如果没有与组员
之间的互相帮助与讨论，单靠个人是不可能这么快做出来的。在此过程中，我学到了更多更细的基础知识，必将给我今后的学习和工作带来更多的帮助。
8. 参考文献
计算机网络（第5版）北京：电子工业出版社.2008年1月出版 《局域网组网大全》 邮电出版社
计算机网络第三次实验——路由器配置方式
计算机 网络第三次实验——简单结构局域网组建与配置 计算机网络第四次实验——交换机配置方式及基本命令的熟悉