毕业作业总结校园网规划.doc

毕业作业总结

院 (系) 信息工程与艺术设计系
专 业 计算机网络技术
学生姓名 崔学斌
学生学号
指导教师 刘强
提交时间 2023年11月20日

目录
1、需求分析....................................3
2、总体设计.......................................3
3、校园网具体设计.................................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配置互换机...................................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
9、致谢..........................................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，可以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，但对通信量的规定较高，本校园网设计的需求目的是将学校的各种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足的网络信息服务。
为整个学院的PC机分派分派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发明力，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。
分派的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口二层互换机若干台。

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，根据学校重要计算机使用分布情况，现将校园网规划如下：
(1)列出需要组网的重要类型计算机：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同样，可以将它们划提成如下几个子网：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绪流程：
三层互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，重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互换机，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。
接internet路由
学生实验计算机
学生实验计算机
研究生用计算机
科研用用计算机
办公用计算机
教学用计算机
服务器群
互换信息路由
互换信息路由

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，六个普通互换机，七台主机，互换机与主机之间使用直通线相连，互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营和网络资源有效运用的关键。校区IP地址的分派应当尽也许地运用申请到的地址空间，充足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派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的解决能力以及网络带宽等）的需求——IP地址的合理规划有助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减少了；
（2）有助于IP地址空间的合理使用；
（3）优化业务流量的分布；
（4）有助于故障诊断。
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 网段分派表
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 192168.0.1
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。输入此命令启动接口）
配置串行Serial0/0接口
Ra(config)# interface Serial0/0
Ra(config-if)# clock rate 56000 //设定期钟周期
Ra(config-if)# ip address 192.168.8.1 255.255.255.0
Ra(config-if) #no shutdown //启动接口
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(configrouter)#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(configif)#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端需设定期钟）
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。输入此命令启动接口）
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 //设定期钟周期
Ra(config-if)# ip address 10.0.1.2 255.0.0.0
Ra(config-if) #no shutdown //启动接口
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配置互换机
配置互换机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

配置互换机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
配置互换机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
配置互换机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
配置互换机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
配置互换机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
配置互换机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
校园网共设立了7台主机，2台服务器，为其分派为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派，以下是各主机和服务器的IP地址及默认网关的具体分派表：

主机名称
IP地址
默认网关
子网掩码
办公用计算机1
192.168.0.2
192.168.0.1
255.255.255.192
办公用计算机2
192.168.0.3
192.168.0.1
255.255.255.128
教学用计算机
192.168.0.66
192.168.0.65
255.255.255.192
科研用计算机
192.168.0.130
192.168.0.129
255.255.255.128
研究生计算机
192.168.1.2
192.1681.1
255.255.255.0
学生实验计算机1
192.168.2.2
192.168.2.1
255.255.255.0
学生实验计算机2
192.168.7.2
192.168.7.1
255.255.255.0
服务器0
172.16.1.2
172.16.1.62
255.255.255.192
服务器1
172.16.1.51
172.16.1.62
255.255.255.192
6、测试连通性
6.1 测试主机连通性
6.1.1处在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份数据已所有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处在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和互换机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高到了实际运用层次。在本次课程设计中，我们小组成员一起努力，按期的完毕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，我们认为做一个校园网络的规划很简朴，但我们真正着手做的时候才发现并不是想象中的那样简朴，我们设计出方案以后，原认为大功告成，但当我们检查的时候才发现，有些主机之间并没有连通。通过老师的指点与反复修改，我们最后成功完毕了我们本次设计。
在这次实践课中我们每个成员都做出了自己的努力，大家合作完毕了网络实践，这次的课程设计，使我结识到，对待任何事，一方面是在态度上应当重视，只有认真去对待，才有心思去做好；另一方面，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，这个系统的成功完毕使我结识到团结合作的重要性，假如没有与成员之间的互相帮助与讨论，单靠个人是不也许这么快做出来的。在此过程中，我学到了更多更细的基础知识，必将给我此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.2023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——简朴结构局域网组建与配置
计算机网络第四次实验——互换机配置方式及基本命令的熟悉
9.致谢
这次毕业设计，一方面要感谢我的指导老师刘强老师，他在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的论文，感谢刘强老师这几年来对我的指导和关照，另一方面，感谢我的舍友们在我碰到困难时不厌其烦的帮助我。毕业设计结束了，通过设计，学生深刻领略到基础的重要性，毕业设计不仅仅能帮助学生检查大学四年的学习成果，更多的是毕业设计可以帮助我们更加清楚的结识自我，磨练学生的意志与耐性，这会为学生日后的工作和生活带来很大的帮助。