计算机网络课程设计交换式和虚拟局域网.doc

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课程设计报告

课程名称：计算机网络
设计题目： 交换式和虚拟局域网配置与实现
院 别： 计算机与信息工程学院
专 业： 网络工程
组 别： 第二组
起止日期:2011年12月24日--2012年01月 08日
指导教师:

计算机与信息工程学院二○一 二年制

课程设计任务书
课程设计题目
交换式和虚拟局域网配置与实现
组长

学号

班级

院别
计算机与信息工程学院
专业
网络工程
组员

指导教师

课程设计目的
交换式和虚拟局域网配置与实现
课程设计所需环境
Windows XP操作系统+Cisco Packet Tracer仿真软件
课程设计任务要求
（1）实现交换式以太网组网；
（2）以太网络交换机配置
（3）VLAN的划分与配置。
课程设计工作进度计划
序号
起止日期
工 作 容
分工情况
1
2011-12-24~
2012-01-04
画出交换式以太网组网拓扑结构图；划分VLAN

2
2011-12-24~
2012-01-04
配置三层交换机

3
2011-12-24~
2012-01-04
配置二层交换机

4
2011-12-24~
2012-01-04
配置PC机，设计测试

5
2011-01-05~
2011-01-08
撰写设计报告以及PPT

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
目 录
引言1
第一章需求分析1
1.1 课程设计题目1
1.2课程设计任务及要求1
1.3课程设计思想1
1.4软硬件运行环境及开发工具2
第二章概要设计2
2.1流程图2
2.2 拓扑图简单说明3
第三章详细设计3
3.1 三层交换机的功能和配置3
3.1.1三层交换机的功能3
3.2 二层交换机的功能和配置5
3.2.1 二层交换机的功能简介5
3.2.2 Switch0配置信息5
3.2.3 switch1配置信息6
3.2.4 switch2配置信息6
3.2.5 PC机的配置7
第四章调试与操作说明7
4.1 同一VLAN之间的主机通信7
4.2 不同VLAN之间的主机通信9
第五章程序设计总结与体会11
第六章致谢12
参考文献12

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交换式和虚拟局域网配置与实现
引言
在日新月异的网络时代，信息技术的迅猛发展和广泛、深入地应用，推动了各行各业的技术进步，带来了新技术革命的蓬勃发展，也向教育提出了严峻挑战，推动着一次新的教育革命。教育如何迎接信息技术发展的挑战，正是我们必须认真思考和探索试验的事情。教育的迅速发展对教学手段和教育管理体系的要求越来越高，运用计算机多媒体和网络技术来促进教育的全面改革已势在必行，局域网涉及到各个单位、各个领域。现在，信息化已成为发展的潮流，局域网的建设成为信息化建设的焦点。
此次应用交换机完成网络拓扑图的构建和对VLAN的划分和配置，综合运用本专业所学课程的理论课程知识应用到实际实践中从而提高我们的独立工作能力，掌握应用交换机的基本配置与VLAN的划分和配置。
第一章 需求分析
1.1 课程设计题目
通过使用二层交换机、三层交换机和PC机构建一个简单以太网拓扑图，并对以太网进行VLAN的划分，完成二层和三层交换机的配置使其可以通信。
1.2课程设计任务及要求
要求如下：
（1）实现交换式以太网组网；
（2）以太网络交换机配置；
（3）VLAN的划分与配置；
（4）画出交换式以太网组网拓扑结构图；
（5）交换机配置信息
（6）测试结果。
1.3课程设计思想
2台三层交换机，7台二层交换机和19台PC机。共划分4个VLAN，其中一台交换机是一个VLAN或一台交换机内有2个VLAN，在没有配置之前不同VLAN之间不能通信，通过配置使各个VLAN之间和以相互通信，如图1-1所示。

图1-1 服务器管理仿真图
1.4软硬件运行环境及开发工具
（1） 实验设备：
设备
二层交换机
三层交换机
PC机
双绞线
直通线
数量
7
2
19
若干
若干

（2） 操作系统：Windows XP；
（3） 仿真环境：Cisco Packet Tracer

第二章 概要设计
2.1流程图
分别对三层交换机，二层交换机和PC进行配置。配置流程如图2-1所示。

图2-1 配置流程图
2.2 拓扑图简单说明
在图1-1中，与交换机switch0直连的四台PC机及与switch3直连的PC10和PC11机同在VLAN10中，与switch1直连的四台PC机在VLAN20中，与switch2直连的PC8，PC9和与switch3直连的两台PC机及与switch5直连的PC19同在VLAN30中，与switch4和switch6直连的以及与switch5直连的PC18同在VLAN40中，同时，switch0和switch1及switch2级联，switch5与switch6级联。
第三章 详细设计
3.1 三层交换机的功能和配置
3.1.1 三层交换机的功能
三层交换机主要应用于组网中，这是我们都知道的，其有很重要的地位，第三层交换机功能的设备是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单的把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在局域网交换机上，为了能够让所有的基站(交换机)都能够知道，网间通信(三层交换机)的地点，三层交换机中的VTP技术可以实现此功能，即像感冒病毒一样，将三层交换机的VLAN号传播给各个交换机，使各个基站都拥有所有的VLAN的信息，达到能够通信的功能。
Multilayer Switch0配置：
Switch>enable
Switch#conf t
Switch(config)#hostname lay3
Lay3(config)#ip routing //允许网间漫游
Lay3(config)#vtp mode server //产生感冒病毒
Lay3(config)#vtp domain test //名字为“test”
Lay3(config)#int f0/1
Lay3(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q //生成Trunk链路802.1q
Lay3(config-if)# switchport mode trunk //生成Trunk链路
Lay3(config)#vlan 10
Lay3(config)#vlan 20
Lay3(config)#vlan 30
Lay3(config)#vlan 40
Lay3(config)#int vlan 10
Lay3(config-if)#ip add 192.168.0.254 255.255.255.0 //VLAN10标志
Lay3(config-if)#no shut //激活标志Lay3(config)#int vlan 20
Lay3(config-if)#ip add 192.168.1.254 255.255.255.0 //VLAN20标志
Lay3(config-if)#no shut
Lay3(config)#int vlan 30
Lay3(config-if)#ip add 192.168.2.254 255.255.255.0
Lay3(config-if)#no shut
Lay3(config)#int vlan 40
Lay3(config-if)#ip add 192.168.3.254 255.255.255.0
Lay3(config-if)#no shut
Lay3(config)#^Z
查看1：VLAN配置信息
Lay3#sh vlan
VLAN Name Status Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
中间省略……
10 VLAN0010 active
20 VLAN0020 active
30 VLAN0030 active
40 VLAN0040 active
查看2：路由信息
Lay3#sh ip route //查看是否允许漫游
Gateway of last resort is not set
C 192.168.0.0/24 is directly connected, Vlan10
C 192.168.1.0/24 is directly connected, Vlan20
C 192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan30
C 192.168.3.0/24 is directly connected, Vlan40

Multilayer Switch1配置同Multilayer Switch0配置。
3.2 二层交换机的功能和配置
3.2.1 二层交换机的功能简介
交换机提供了大量可供线缆连接的端口，这样可以采用星型拓扑布线，当它转发帧时，交换机会重新产生一个不失真的方形电信号交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑， 像网桥那样，交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的宽带，因此大大提高了局域网的带宽， 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外，交换机还提供了更先进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。
3.2.2 Switch0配置信息
Switch>en
Switch#conf t
Switch0(config)#vtp mode client //允许VTP感冒病毒
Switch0 (config)#vtp domain test
Switch0 (config)#int f0/1
Switch0 (config-if)#switchport mode trunk //可以走多个vlan信息//漫游链路
Switch0 (config)#int f0/2
Switch0 (config-if)#switchport access vlan 10//接口f0/2加入VLAN10中
Switch0 (config-if)#int f0/3
Switch0 (config-if)#switchport access vlan 10
Switch0 (config)#int f0/5
Switch0 (config-if)#switchport access vlan 10
Switch0 (config)#int f0/6
Switch0 (config-if)#switchport access vlan 10
Switch0 (config-if)#^Z //Ctrl+Z组合键
Switch0#
查看VLAN配置信息：
Switch0#sh vlan
VLAN Name Status Ports
---- ----- --------- -------------------------------
中间省略……
10 VLAN0010 active Fa0/2 Fa0/3 Fa0/5 Fa0/6
3.2.3 switch1配置信息
Switch>en
Switch#conf t
Switch1 (config)#vtp mode client //允许VTP感冒病毒
Switch1 (config)#vtp domain test
Switch1 (config)#int f0/1
Switch1 (config-if)#switchport mode trunk //可以走多个vlan信息//漫游链路
Switch1 (config)#int f0/2
Switch1 (config-if)#switchport access vlan 20//接口f0/2加入VLAN10中
Switch1 (config-if)#int f0/3
Switch1 (config-if)#switchport access vlan 20
Switch1 (config)#int f0/4
Switch1 (config-if)#switchport access vlan 20
Switch1 (config)#int f0/5
Switch1 (config-if)#switchport access vlan 20
Switch1 (config-if)#^Z //Ctrl+Z组合键
Switch1#
查看VLAN配置信息：
Switch1#sh vlan
VLAN Name Status Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
中间省略……
20 VLAN0010 active Fa0/2 Fa0/3 Fa0/4 Fa0/5
3.2.4 switch2配置信息
Switch>en
Switch#conf t
switch2 (config)#vtp mode client //允许VTP感冒病毒
switch2 (config)#vtp domain test
switch2 (config)#int f0/1
switch2 (config-if)#switchport mode trunk //可以走多个vlan信息//漫游链路
switch2 (config)#int f0/4
switch2 (config-if)#switchport access vlan 10 //接口f0/2加入VLAN10中
switch2 (config-if)#int f0/5
switch2 (config-if)#switchport access vlan 10
switch2 (config)#int f0/2
switch2 (config-if)#switchport access vlan 30
switch2 (config)#int f0/3
switch2 (config-if)#switchport access vlan 30
switch2 (config-if)#^Z //Ctrl+Z组合键
switch2#
查看VLAN配置信息：
switch2#sh vlan
VLAN Name Status Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
中间省略……
10 VLAN0010 active Fa0/4 Fa0/5
30 VLAN0010 active Fa0/2 Fa0/3
其中，交换机Switch3、switch4和switch6配置过程同switch0配置过程；交换机switch5配置过程同switch2配置过程，因此此处便不再给出Switch3、switch4、switch6和switch5的配置过程和配置信息。
3.2.5 PC机的配置
（1）由拓扑图信息可以得到，主机PC0、PC1、PC12、PC5和PC10、PC11同在VLAN10内，因此此6台PC机的网关同为：192.168.0.254，掩码为：255.255.255.0，IP地址为192.168.0.1~192.168.0.253中的任意6个，由此可完成对主机进行IP和网关的配置信息；
（2）由拓扑图信息可以得到，PC2、PC3、PC6和PC7同在VLAN20内，因此此4台PC的网关同为：192.168.1.254，掩码为：255.255.255.0，IP地址为192.168.1.1~192.168.1.253中的任意6个，由此可完成对主机IP和网关的配置信息；
（3）由拓扑图信息可以得到，主机PC4、PC13和 PC8、PC9及PC19同在VLAN30内，因此此5台PC的网关同为：192.168.2.254，掩码为：255.255.255.0，IP地址为192.168.2.1~192.168.2.253内的任意5个，由此可完成对此5台主机的IP和网关的配置信息；
（4）由拓扑图信息可以得到，主机PC14、PC15、PC16和PC18同在VLAN40内，因此此4台主机的网关同为：192.18.3.254，掩码为：255.255.255.0，IP地址可为192.168.3.1~192.168.3.253中的任意4个，由此可完成对此4台主机的IP和网关的配置信息。
第四章 调试与操作说明
4.1 同一VLAN之间的主机通信
（1）在PC0单击打开如下图4.1.1所示界面。

图4.1.1 物理配置界面
（2）单击“Desktop”，进入如下图4.1.2所示的界面。

图4.1.2 Desktop界面

（3）单击“mand Prompt”计入命令提示符界面，并输ping 192.168.0.2，结果为可以通信，如下图4.1.3所示。

图4.1.3 测试信息
对于VLAN20、VLAN30和VLAN40的同一VLAN之间的测试步骤均如上，此处为了简化便不再给出。
4.2 不同VLAN之间的主机通信
（1）在PC11单击打开如下图4.2.1所示界面。

图4.2.1 物理配置界面
（2）单击“Desktop”，进入如下图4.2.2所示的界面。

图4.2.2 Desktop界面

（3）单击“mand Prompt”计入命令提示符界面，并输ping 192.168.0.2，结果为可以通信，如下图4.2.3所示。

图4.2.3 测试信息
此处给出的为VLAN10中的PC11 ping VLAN30中的PC19的示例，对于余下的不同VLAN之间的测试步骤均如上所示，此处为了简化便不再给出。
第五章 程序设计总结与体会
在这两周的程序设计中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，该设计通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在程序设计上，通过该设计学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。与队友的合作更是一件快乐的事情，只有彼此都付出，彼此都努力维护才能将作品做的更加完美。而团队合作也是当今社会最提倡的。

通过这次交换式和虚拟局域网配置与实现的课程设计，本组成员在多方面都有所提高。通过这次对以太网中的交换机的配置及对虚拟局域网的划分，综合运用本学期所学的理论知识应用到实际实践中从而提高学生的独立工作能力。
第六章 致谢
在此感谢我们的赵国柱老师，在课程设计上给予我们指导、提供给我们的支持和帮助，这是我们能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我们能够把以太网的拓扑图和配置信息做得更加完善。在此期间，我们不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。
其次，我们组要感谢帮助过我们的同学，他们也为我们解决了不少不太明白的设计商的难题，同时也感谢学院为我们提供良好的做课程设计的环境。

参考文献
[1] Todd Lammle.CA学习指南.电子工业,2008.6 [2] 谢希仁.计算机网络[M].:电子工业，2005.

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评语：

评阅教师签名： 年 月 日

成 绩

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