1、本科课程考查（论文）专用封面作业（论文）题目： 简单校园网的设计与实现 所修课程名称： 计算机网络实践 修课程时间： 2012 年 9 月至 2012 年 12 月完成作业（论文）日期： 2012 年 12 月评阅成绩： 评阅意见：评阅教师签名： 年 月 日_学院_级_专业 姓名_学号_（密）（封）（线）计算机网络实践课程期末考查目录一、设计构思 11 设计要求 .12 设计报告 .1二 需求分析 2三 校园网设计 21 概要设计 .22 拓扑图 .3四 VLAN 及 IP 地址划分 .41 VLAN 划分规划 .42 IP 地址规划 4五 校园网详细配置设计 41 信息中心三层交换机 .42
2、 二层交换机配置 .52.1 教学楼交换机 62.2 实验楼交换机 62.3 图书馆交换机 62.4 女生宿舍交换机 72.5 男生宿舍交换机 73 主机 IP 地址和网关配置 .7六 网络测试与诊断 81 查看配置信息 .82 查看 VLAN 信息 93 查看路由表 .104 测试主机连通性 .104.1 处于同一网络内的主机间联通测试 104.2 处于不同网络间的主机间联通测试 12计算机网络实践课程期末考查1 / 17简单校园网的设计与实现一、设计构思1 设计要求 为你所在学校设计一个简单的基于三层交换技术的校园网络。具体要求如下： (1) 每部门 1 个单独的子网，自定义子网需要的 I
3、P 地址数，至少有 4 种不同的地址规模； (2) 使用私有地址满足校内计算机的接入需求，统计需要多少个 C 类的 IP 地址段，并从192.168.0.0/16 中选择连续的地址来使用；(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 个单独的 VLAN，并使用三层交换机互连各 VLAN。 2 设计报告(1) 计算并描述出各 VLAN 信息；(2) 绘制出网络拓扑图，要求包含三层交换机、二层交换机等节点，并标注各 VLAN 信息；(3) 完成交换机配置，具体包括：(4) 三层交换机中创建 VLAN，为 VLAN 分配 IP，配置与二层交换机互连的 Trunk 链路
4、；(5) 二层交换机中创建 VLAN，配置与三层交换机互连的 Trunk 链路，并体会跨二层交换机的 VLAN配置；(6) 基于 PacketTracer，实现校园网原型，并测试网络的可用性，给出测试结果。计算机网络实践课程期末考查2 / 17二 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。整个校园网建设遵循“经济高效、领先实用” 原则，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。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
5、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）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；（2）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；（3）电子邮件：主要为学校教学、科研
6、、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。（4）邮件服务器：提供邮件收发服务三 校园网设计1 概要设计(1)根据本校区实际情况(按照计划中的三期工程完成后 )列出需要组网的主要建筑：教学楼，实验楼，图书馆，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
7、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 4 座，教学楼、实验楼、图书馆、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。学生宿舍划分为两部分，一为男生宿舍，二为女生宿舍。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学生宿舍和宿管宿舍。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 三-1 所示。计算机网络实践课程期末考查3 / 17图三-1 校园网络设计规划图教学
8、楼 1 实验楼 图书馆 学生宿舍女生宿舍 男生宿舍多媒体教室 办公室机房 办公室 借阅室 办公室学生信息中心外网服务器群宿管 学生 宿管V1 V1 V3V2 V2 V2V4 V5 V4 V5教学楼 22 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，使用了一个三层交换机，一个服务器，五个普通交换机，九台主机，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三-2 所示计算机网络实践课程期末考查4 / 17图三-2 校园网络拓扑图四 VLAN 及 IP 地址划分
9、1 VLAN 划分规划（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）将男女宿舍划为学生用和宿管用，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。为了区别学生用的网络与宿管老师用的，将学生与宿管的网络单独分出来分别划分 VLAN。根据上述内容现将各部
10、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 VLAN 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 192.168.0.2192.168.0.4VLAN2 192.168.1.1/24 办公室 192.168.1.2192.168.1.5VLAN3 192.168.2.1/24 借阅室 192.168.2.2192.168.2.3VLAN4 192.168.3.1/24 学生宿舍 192.168.3.2192.168.3.3VLAN5
11、 192.168.4.1/24 宿管宿舍 192.168.4.2192.168.4.32 IP 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；计算机网络实践课程期末考查5 / 17五 校园网详细配置设计1 信息中心三层交换机Switchen /进入特权模式Switch#conf t /进入全局模式Switch(config)#hostname Cent
12、er /设置主机名为 CenterCenter(config)#ip routing /设置路由选择Center(config)#vtp mode server /设置 VTP Server 模式Center(config)#vtp domain test /设置 VTP 域名为 testCenter(config)#int f0/24 /进入 Fastethernet 0/24 子接口模式Center(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q /封装 IEEE802.1Q 端口Center(config-if)# switchport
13、mode trunk /端口配置为 Trunk 模式Center(config-if)#int f0/20 /进入 Fastethernet 0/20 子接口模式Center(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q /封装 IEEE802.1Q 端口Center(config-if)# switchport mode trunk /端口配置为 Trunk 模式Center(config)#int f0/1 no switchport /进入 Fastethernet 0/1 子接口模式Center(config-if)# ip add
14、192.168.8.1 255.255.255.0 /配置 fa0/1 接口的 IP 地址Center(config-if)#no shut /激活 fa 0/1 接口%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to downCenter(config-if)#%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upCenter(config-if)#exit /退出子接
15、口模式，返回全局模式Center(config)#vlan 1 /建立 vlan 1Center(config)#vlan 2 /建立 vlan 2Center(config)#vlan 3 /建立 vlan 3Center(config)#vlan 4 /建立 vlan 4 Center(config)#vlan 5 /建立 vlan 5Center(config)#int vlan 1 /进入 vlan 1Center(config-vlan)#ip add 192.168.0.1 255.255.255.0 /为 vlan 1 配置 IP 地址Center(config-vlan)#no
16、 shut /激活 vlan 1Center(config-vlan)#int vlan 2 /进入 vlan 2Center(config-vlan)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0 /为 vlan 2 配置 IP 地址Center(config-vlan)#no shut /激活 vlan 2Center(config-vlan)#int vlan 3 /进入 vlan 3Center(config-vlan)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0 /为 vlan 3 配置 IP 地址Center(config-vlan)#no
17、 shut /激活 vlan 3Center(config-vlan)#int vlan 4 /进入 vlan 4Center(config-vlan)#ip add 192.168.3.1 255.255.255.0 /为 vlan 4 配置 IP 地址Center(config-vlan)#no shut /激活 vlan 4Center(config-vlan)#int vlan 5 /进入 vlan 5Center(config-vlan)#ip add 192.168.4.1 255.255.255.0 /为 vlan 5 配置 IP 地址Center(config-vlan)#no
18、 shut /激活 vlan 5Center(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计算机网络实践课程期末考查6 / 172 二层交换机配置2.1 教学楼交换机Switchen /进入特权模式Switch#conf t /进入全局模式Switch(config)#hostname Teach /设置主机名为 TeachTeach(config)#vtp mode client /设置 VTP Client 模式Teach(config)#vtp domain test /设置 VTP 域
19、名为 testTeach(config)#int f0/24 /进入 Fastethernet 0/24 子接口模式Teach(config-if)#switchport mode trunk /端口配置为 Trunk 模式Teach(config-if)#int f0/23 /进入 Fastethernet 0/23 子接口模式Teach(config-if)#switchport mode trunk /端口配置为 Trunk 模式Teach(config-if)#int f0/1 /进入 Fastethernet 0/1 子接口模式Teach(config-if)#switchport
20、access vlan 1 / access 模式下，允许 VLAN 1 通过Teach(config-if)#int f0/2 /进入 Fastethernet 0/2 子接口模式Teach(config-if)#switchport access vlan 2 / access 模式下，允许 VLAN 2 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2.2 实验楼交换机SwitchenSwitch#conf tSwitch(config)#hostname LabLab(con
21、fig)#vtp mode client Lab(config)#vtp domain testLab(config)#int f0/22Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int f0/23Lab(config-if)#switchport mode trunkLab(config-if)#int f0/1Lab(config-if)#switchport access vlan 1 Lab(config-if)#int f0/2Lab(config-if)#switchport access vlan 2Lab(config
22、-if)#exitLab(config)#Z2.3 图书馆交换机SwitchenSwitch#conf tSwitch(config)#hostname LibrLibr(config)#vtp mode client Libr(config)#vtp domain testLibr(config)#int f0/22Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)#int f0/23计算机网络实践课程期末考查7 / 17Libr(config-if)#switchport mode trunkLibr(config-if)#int f0
23、/1Libr(config-if)#switchport access vlan 3 Libr(config-if)#int f0/2Libr(config-if)#switchport access vlan 2Libr(config-if)#exitLibr(config)#Z2.4 女生宿舍交换机SwitchenSwitch#conf tSwitch(config)#hostname GirlsdormGirlsdorm(config)#vtp mode client Girlsdorm(config)#vtp domain testGirlsdorm (config)#int f0/2
24、3Girlsdorm(config-if)#switchport mode trunkGirlsdorm (config-if)#int f0/24Girlsdorm (config-if)#switchport mode trunkGirlsdorm (config-if)#int f0/1Girlsdorm (config-if)#switchport access vlan 4 Girlsdorm (config-if)#int f0/2Girlsdorm (config-if)#switchport access vlan 5Girlsdorm (config-if)#exitGirl
25、sdorm (config)#Z2.5 男生宿舍交换机SwitchenSwitch#conf tSwitch(config)#hostname BoysdormBoysdorm(config)#vtp mode client Boysdorm(config)#vtp domain testBoysdorm(config)#int f0/24Boysdorm(config-if)#switchport mode trunkBoysdorm(config-if)#int f0/23Boysdorm(config-if)#switchport mode trunkBoysdorm(config-if
26、)#int f0/1Boysdorm(config-if)#switchport access vlan 4 Boysdorm(config-if)#int f0/2Boysdorm(config-if)#switchport access vlan 5Boysdorm(config-if)#exitBoysdorm(config)#Z计算机网络实践课程期末考查8 / 173 主机 IP 地址和网关配置校园网共设置了 10 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
27、：表五-1 PI 地址和网关配置表主机号 IP 地址 默认网关PC0 192.168.0.2 192.168.0.1PC1 192.168.1.2 192.168.1.1PC2 192.168.0.3 192.168.0.1PC3 192.168.1.3 192.168.1.1PC4 192.168.2.2 192.168.2.1PC5 192.168.1.4 192.168.1.1PC6 192.168.2.3 192.168.2.1PC7 192.168.1.5 192.168.1.1PC8 192.168.3.2 192.168.3.1PC9 192.168.4.2 192.168.4.
28、1. PC10 192.168.3.3 192.168.3.1PC11 192.168.4.3 192.168.4.1Server0 192.168.8.8 192.168.8.1六 网络测试与诊断1 查看配置信息（1）在核心三层交换机里配置 show run 命令, 查得内容如下：计算机网络实践课程期末考查9 / 17（2）在宿舍楼二层交换机里配置 show run 命令, 查得内容如下：（3）在教学楼二层交换机里配置 show run 命令, 查得内容如下：注：在其他交换机查看配置同上。2 查看 VLAN 信息在核心三层交换机里配置 show vlan 命令，查得内容如下： 计算机网络实践
29、课程期末考查10 / 17注：其他交换机查看配置同上。3 查看路由表在核心三层交换机里配置 show ip route 命令，查得内容如下：4 测试主机连通性4.1 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 vlan5 中的主机 PC9 与 vlan5 中的主机 PC11 使用ping 命令相 ping，PC9 所发送的 4 份数据已全部被 PC11 收到，各份数据报的最长传输时间为142ms，最短传输时间为 44ms。ping 得的结果如下图所示：计算机网络实践课程期末考查11 / 17同一 vlan 同一网段主机间联通测试（2）使用 Packet T
30、racer 仿真软件通过数据包传输测试主机之间的连通性，选择测试教学楼的多媒体教室与实验楼的机房是否连通。PC0 是多媒体教室里的一台主机，它的 IP 地址是：192.168.0.2 ，PC2 是机房里的一台主机，它的 IP 地址是 192.168.0.3。现在从主机 PC0 端开始向主机 PC2 发送数据包，通过直通线到达 switch0，具体传输路线如下图所示：PC0 与 PC2 通信经过 switch0接着，主机 PC0 通过 switch0 和 switch1 之间的 trunk 链路到达 switch1，实现网间通信，通过switch1 与主机间的直通线将数据传输到主机 PC2，具体
31、传输路线如下图所示：计算机网络实践课程期末考查12 / 17PC0 与 PC2 通信经过网间 trunk 链路最后，PC0 向 PC2 发送 ICMP 报文，显示通信测试成功, 测试最后状态如下图所示：网内通信 ICMP 报文测试最后状态4.2 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， vlan3 中的主机 PC4 与 vlan2 中的主机 PC3 使用ping 命令相 ping，主机 PC4 所发送的 4 份数据有 3 个被主机 PC3 收到，数据丢包了一个，各份数据报的最长传输时间为 29ms，最短传输时间为 27ms，平均传输时间为 28ms。pin
32、g 得的结果如下图所示。计算机网络实践课程期末考查13 / 17不同 VLAN 不同网段的主机间联通测试（2）使用 Packet Tracer 仿真软件通过数据包传输测试主机之间的连通性，选择测试图书馆的借阅室与实验楼的办公室是否连通。主机 PC4 图书馆借阅室的一台主机，IP 地址是 192.168.2.2。主机 PC3 是实验楼办公室的一台主机，IP 是 192.168.1.3。从主机 PC4 端开始向主机 PC3 发送数据包，通过直通线到达 switch2，具体传输路线如下图所示。PC4 与 PC3 通信经过 switch2接着，主机 PC4 通过 switch2 和 switch1 之
33、间的 trunk 链路将数据包传送到 switch1，具体传输路线如下图所示。计算机网络实践课程期末考查14 / 17PC4 与 PC3 通信经过 switch1接着，主机 PC4 通过 switch0 和 switch1 之间的 trunk 链路将数据包传送到 switch0，具体传输路线如下图所示。PC4 与 PC3 通信经过 switch0接着，主机 PC4 通过 switch2 和三层交换机之间的 trunk 链路到达核心三层交换机，实现网间通信，数据包经过三层交换机存储转发，具体传输路线如下图所示。计算机网络实践课程期末考查15 / 17PC4 与 PC3 通信经过三层交换机存储转发
34、接着，主机 PC4 通过三层交换机实现数据包存储转发后回到二层交换机上，到达 switch2，具体传输路线如下图所示。PC4 与 PC3 通信经过三层交换机转发回到二层交换机接着，主机 PC4 的数据包再次通过 switch0 和 switch1 之间的 trunk 链路到达 switch1，具体传输路线如下图所示。计算机网络实践课程期末考查16 / 17p4 与 p3 通信回到二层交换机继续传送接着，主机 PC4 的数据包通过 switch1 与主机 PC3 之间的直通线，将数据最终传送给主机 PC3，具体传输路线如下图所示。计算机网络实践课程期末考查17 / 17PC4 与 PC3 通过 trunk 链路通信成功最后，通过使用 ICMP 报文传输测试成功，查看测试最后状态如下图所示。PC4 与 PC3 通信最终状态
