河南理工大学计算机科学与技术学院课程设计报告2014— 2015学年第一学期课程名称路由协议与交换技术设计题目校园网局域网的搭建姓名学号专业班级指导教师2015 年1 月14日目录一、设计分析 (3)1.1 目的与要求 (3)1.2 思科模拟器简介 (3)二、校园网简介 (3)2.1 校园网现状 (3)2.2 校园网基本功能 (3)三、校园网模拟与设计 (4)3.1 交换机模块设计 (4)3.1.1交换机的选择 (5)3.1.2.核心层交换机的说明配置 (5)3.1.3汇聚层交换机的说明配置 (7)3.1.4接入层交换机的说明配置 (9)3.2 路由器模块设计 (9)3.2.1路由协议的概念和种类 (9)3.2.2 管理路由器的访问方式 (11)四、防火墙的配置 (12)五、总结 (13)六、参考文献 (13)附录：网络拓扑图 (14)一、设计分析1.1 目的与要求利用所学过的路由协议与交换技术完成校园网局域网的配置，需要用到一下技术：1、三层交换技术实现VLAN连通性2、链路聚合3、生成树协议迪杰特拉斯算法VLAN 4、局域网要加上防火墙。
1.2思科模拟器简介Packet Tracer 是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习CCNA 课程的网络初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。
学生可在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，软件中实现的IOS子集允许学生配置设备；并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。
经测试，以前版本下搭建的模拟应用文件，在该版本中可能出现网络通讯不正常，而且发现建立在不同版本中的模拟文件，不能正常通用，尤其是网络情况复杂的情况下，如遇此类问题，并非软件故障，请按照模拟环境在使用的版本软件环境下重新搭建一番就可以了。
二、校园网简介2.1校园网现状随着经济的发展和国家科教兴国战略的实施，校园网络建设已逐步成为学校的基础建设项目，更成为衡量一个学校教育信息化、现代化的重要标志。
目前，大多数有条件的学校已完成了校园网硬件工程建设。
然后，多年来都对校园网的认识不够全面，甚至存在很大的误区。
例如：认为网络建设越高档越好，在建设中盲目追求高投入，对校园网络建设的建设缺乏综合规划及开发应用；认为建好了校园网络，连接了Internet，就等于实现了教学和办公的自动化和信息化，而缺乏对校园网络的综合管理、技术人员和教师的应用培训，缺乏对教学资源的开发与积累等等。
所有这些，都极大地阻碍了校园网络在学校管理、教育教学中所应发挥的实际效益。
校园网是一个基于校园学习、生活、娱乐、游戏、创业为主题的SNS网络平台，是整合基于博客、空间、社区论坛、校友录、群组、话题、相册、音乐、WEB 游戏、网络教学、P2P、流媒体、威客等众多web2.0应用于一体的开放WEB操作系统，并采用最先进的WEB桌面操作系统技术实现。
校园网致力于打造中国最大的校园互动网络平台。
为校园提供全方位的网络信息化服务，同时整合社会上其他优势资源，让校园网络服务包罗万象，应有尽有，也带动其他产业快速发展，形成一条完整而巨大的校园产业服务链。
2.2 校园网功能校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。
首先，校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境。
这就要求：校园网是一个宽带、具有交互功能和专业性很强的局域网络。
多媒体教学软件开发平台、多媒体演示教室、教师备课系统、电子阅览室以及教学、考试资料库等，都可以在该网络上运行。
如果一所学校包括多个专业学科（或多个系），也可以形成多个局域网络，并通过有线或无线方式连接起来。
其次，校园网应具有教务、行政和总务管理功能。
其主要包括各种局域网的技术思想、网络设计方案、网络拓扑结构、布线系统、Intranet/Internet的应用、网络安全，网络系统的维护等内容。
三、校园网模拟与设计本次的课题设计是在模拟软件的基础上实现的，因此此次的网络设备选择主要是依据该软件中具有的设备。
Packet Tracer 5.3 是思科公司专门为CCNA考试人员设计的一块软件，通过这个软件能够让我们模拟出各种路由、交换协议，而且，能够测试各种设备的工作情况。
3.1 交换机模块设计使用双核心网络的主要目的是实现冗余的连接防止单点失效，从逻辑上，大型网络可分为核心层、分布层和接入层，每层都有其特点。
3.1.1 交换机的选择交换机分为二层交换机和三层交换机两种类型，其中二层交换机的工作原理是：（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
可以看出二层交换机没有路由功能，当不同的子网进行通信是要借助路由器实现数据包的转发，所以当子网数量较多时，路由器的接口数量就成了一个瓶颈，而三层交换机就能解决这一缺点。
三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发，加入路由功能也是为这个目的服务的。
因此具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。
我们选择CISCO 3560-24PS作为核心层交换机，这个设备有26个端口，其中有两个端口支持1Gbps的带宽，选择CISCO 2950-24二层交换机作为接入层交换机，这个设备有24个接口，能够实现10M/100M自适应到桌面的功能，而且，这两款交换机都支持vlan功能。
3.1.2 核心层交换机的说明配置核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输,核心层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。
核心交换机采用三层交换机，该校园网分为3个vlan，vlan2、vlan3、vlan4分别接在核心交换机一的f0/1 、f0/2、f0/3接口.（1）基于端口vlan的划分这是最常应用的一种VLAN划分方法，应用也最为广泛、最有效，目前绝大多数VLAN协议的交换机都提供这种VLAN配置方法。
在核心交换机上的配置如下：sw0(config)#int f 0/1sw0(config-if)#switchport mode trunksw0(config-if)#switchport access vlan 2sw0(config)#int f 0/2sw0(config-if)#switchport mode trunksw0(config-if)#switchport access vlan 3sw0(config)#int f 0/3sw0(config-if)#switchport mode trunksw0(config-if)#switchport access vlan 4sw1(config)#int f 0/1sw1(config-if)#switchport mode trunksw1(config-if)#switchport access vlan 5（2）配置VLAN的各个接口的地址sw0(config)#int vlan 2sw0(config-if)#ip add 172.16.2.1 255.255.0.0 sw0(config-if)#no shutdownsw0(config-if)#exitsw0(config)#int vlan 3sw0(config-if)#ip add 172.17.3.1 255.255.0.0 sw0(config-if)#no shutdownsw0(config-if)#exitsw0(config)#int vlan 4sw0(config-if)#ip add 192.168.4.1 255.255.255.0 sw0(config-if)#no shutdownsw1(config)#int vlan 5sw1(config-if)#ip add 192.168.5.1 255.255.255.0sw1(config-if)#no shutdownsw1(config-if)#exit(3)端口聚合提供冗余备份链路，端口聚合又称链路聚合，是指两台交换机之间在物理上将多个端口连接起来，将多条链路聚合成一条逻辑链路，从而增大链路带宽，解决交换网络中因带宽引起的网络瓶颈问题。
多条物理链路之间能够相互冗余备份，其中任意一条链路断开，不会影响其他链路的正常转发数据。
该核心交换机采用的是两条，具体配置如下：Switch(config)#inter port-channel 1Switch(config-if)#no switchportSwitch(config-if)#no shutdownSwitch(config-if)#ip address 172.19.0.1 255.255.0.0Switch(config)#inter gig0/1Switch(config-if)#channel-gSwitch(config-if)#channel-group 1 m onSwitch(config)#inter gig0/2Switch(config-if)#channel-group 1 m on3.1.3 汇聚层交换机的说明配置分布层提供基于统一策略的互连性，它是核心层和访问层的分界点，定义了网络的边界，对数据包进行复杂的运算。
在园区网络环境中，分布层主要提供如下功能：1.地址的聚集2.部门和工作组的接入3.广播域/多目传输域的定义4.Inter VLAN路由5.介质的转换6.安全控制当网络管理人员需要管理的交换机数量众多时，可以使用VLAN中继协议（Vlan Trunking Protocol，VTP）简化管理，它只需在单独一台交换机上定义所有VLAN。
然后通过VTP协议将VLAN定义传播到本管理域中的所有交换机上。
这样，大大减轻了网络管理人员的工作负担和工作强度。
将分布层交换机学生公寓区的交换机设置成为VTP服务器，其他交换机设置成为VTP客户机。
(1)访问层交换机学生公寓区的交换机作为服务器的配置如下：s4#vlan databases4(vlan)#vtp domain dongs4(vlan)#vlan 2s4(vlan)#vlan 3s4(vlan)#vlan 4s4(vlan)#vlan 5s4(vlan)#vtp server(2)trunk端口在最普遍的路由与交换领域，VLAN的端口聚合也有的叫TRUNK，不过大多数都叫TRUNKING ，如CISCO公司。