学校校园网设计.docx
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学校校园网设计
学校校园网设计
摘要
网络的逐步普及,校园网络的建设是学校信息技术发展的必然选择,校园网络系统是一个非常庞大而复杂的系统,它不仅为现代化教学、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台,而且还提供多种应用服务,使信息及时、准确地传送到每个系统。
校园网络建设项目的主要应用网络技术中的重要分支局域网技术来建设与管理的,因此这一主题将专注于课程设计,校园局域建立网络过程可以使用各种技术和实现方案的设计方向,校园网的建设提供理论依据和实践指导。
关键词：
局域网、校园网设计、设计原则、设计、综合布线。
Withthegradualpopularizationofthenetwork,campusnetworkconstructionistheschooltotheinevitablechoiceforthedevelopmentofinformationtechnology,campusnetworksystemisaverylargeandcomplexsystem,itnotonlyformodernteaching,integratedinformationmanagementandofficeautomationapplicationssuchasaseriesofprovidebasicoperatingplatform,butalsooffersavarietyofapplicationservicestomaketheinformationtimelyandaccuratelytransmittedtoeachsystem.Thecampusnetworkconstructionprojectsinmajorapplicationsofnetworktechnologytotheimportantbranchoflocalareanetworktechnologytotheconstructionandmanagement,sothistopicwillfocusoncurriculumdesign,campuslocalareanetwork-buildingprocessmaybeusedinavarietyoftechnicalandimplementationoptionsforthedesigndirection,theconstructionofthecampusnetworkandprovideatheoreticalbasisandpracticalguidance.
Keywords:
LAN,campusnetworkdesign,designprinciples,design,integratedwiring.
目录
第一章绪论3
1.1校园网的项目背景3
1.2基于校园网安全的制度3
第二章用户的需求分析3
2.1网络架构的需求分析3
2.2校园网的优势4
第三章校园网技术设计概述4
3.1校园网的设计5
3.1.1GNS3的安装5
3.1.2路由器镜像的下载安装5
3.1.3secureCRT软件安装5
3.2校园网网络架构的搭建6
3.2.1校园网拓扑图的设计6
3.2.2利用GNS3完成虚拟搭建6
3.2.3运用secureCRT远程TELNET虚拟机7
第四章全网络配置与测试7
4.1全网络基础配置7
4.2学校机房VLAN间路由处理以及HSRP主机热备份协议19
4.2.1教学楼VLAN的划分19
4.2.2教学楼热备份协议21
4.3办公楼HSRP热备份协议22
4.4全网动态路由配置23
4.5出口区域SLA配置33
4.6带宽流量控制36
第五章总结38
5.1拓朴设计的总结38
5.2校园网的前景38
参考文献39
致谢39
第一章绪论
1.1校园网的项目背景
随着Internet的迅猛发展，飞速改变了人们的生活和工作。
人们被其丰富无穷的信息资源、网络通讯方便迅速的交流方式深深的吸引。
为了满足我们的上网需求，网络聊天室应势诞生。
网络聊天室是向社会公众开放的营利性上网服务的场所，社会公众可以利用网络聊天室内的计算机及上网接入设备等进行网页浏览、学习、网游、视频、听音乐或其他活动，网络聊天室经营者通过收取使用费或者提供其他增值服务获得收入。
国内的网络聊天室行业发展非常迅速，网吧聊天、新闻、互动学习、网络游戏等等已经成为现代中国人特别是青年一代社交和娱乐的一种形式。
1.2基于校园网安全的制度
当然学校校园网是致力于教学以及学校管理而建设的网络，为了保障校园网系统安全，促进校园网络的发展，更好的服务教学，必须设立特定制度：
一、成立专门的信息安全小组，负责学校网络安全的管理工作，定期对网络进行检测，并对上网信息进行检测审查
二、学校校园网络的用户上网必须遵守国家有关法律、法规，不得利用校园网络进行危害校园以及学校局域网，工作站的活动。
三、信息安全小组可以及时解决突发事件，当校园网出现故障时，管理者能够及时排查解决问题。
以保护校园网正常的运行。
第二章用户的需求分析
2.1网络架构的需求分析
该校园网设计采用三层架构，核心层、汇聚成、接入层。
其中链接PC设备的为接入层交换机。
通过将接入层交换机sw-8、sw-9连接到汇聚层的sw-6、sw-7,采用了HSRP技术，冗余上行链接sw-6、sw-7。
在这里sw-8和sw-9分别处于不同的vlan，sw-8所发出的流量利用HSRP技术首先要经过sw-6，因为sw-6为sw-8的主设备，sw-7为sw-8的副设备，sw-9的流量经过sw-7。
假设当sw-6设备的下行端口挂掉之后，由于HSRP原理将自动切换sw-7为sw-8的主设备，为其继续传送流量。
这里主要划分了教学楼、办公室、图书馆。
同时VIP专区可以通过专线访问204.1.1.1这个特定网络。
为了确保VIP专区流量转发速度，分别在R3和R4路由器出口为VIP的流量做了保证带宽服务，在网络发生拥塞的时候保障带宽为10M。
汇聚层设备，核心层交换机以及出口路由器之间采用动态路由协议OSPF，采用OSPF多区域配置。
其中R3和R4，SW1和SW2之间运行OSPF骨干区域0，SW1和SW2到SW6和SW7之间运行OSPF区域1。
R3和R4路由器到SW3，SW4之间运行OSPF区域2。
采用OSPF协议确保整个聊天室内部网络互通互联。
出口设计采用双出口保障流量传输可靠性，R3连接电信，R4连接联通。
正常流量选择电信出口转发，当连接电信的链路出现故障，流量自动切换到联通链路，实现出口流量传输可靠性。
实现这种可靠性采用的技术是SLA链路检测技术配合OSPF在骨干区域的通告默认路由技术实现。
2.2校园网的优势
1、校园网的优势在于校园网能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平；2016年我国农村网民人数增加到了2亿人，农村的校园网也正在发展中，信息技术学科的内容是发展的，它是一门应用型学科，因此，为了让农村学生学到实用的知识，必须给他们提供一个实践的环境，这个环境离不开校园网。
2、校园网为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库，无论是课上还是课下，老师都可以利用网络媒体为学生提供更好的讲解，所以校园网是学校进行教学改革、推行素质教育的一种必不可少的工具。
3、校园网是学校现代化管理的基础，深入、全面的学校信息管理系统必须建立在校园网上。
4、校园网也是获取各类资源的信息宝库，是信息资源的交换中心，他可以把校内信息集为一体，可以把所有用户连接起来，可以优化用户的选择、搜寻，更加方便快捷的提供社会化服务。
校园网是学校的核心设备，可以发挥各个媒体的作用，通过多媒体来达到完成教学帮助教学的目的，提高老师的教学素质，实现现代化教育
第三章校园网技术设计概述
3.1校园网的设计
3.1.1GNS3的安装
将GNS3的模拟器下载并安装
3.1.2路由器镜像的下载安装
首先下载好这些镜像文件
然后打开GNS3模拟器进项安装
3.1.3secureCRT软件安装
下载并安装远程登录软件
3.2校园网网络架构的搭建
3.2.1校园网拓扑图的设计
3.2.2利用GNS3完成虚拟搭建
3.2.3运用secureCRT远程TELNET虚拟机
第四章全网络配置与测试
4.1全网络基础配置
R1基础配置：
定义主机名,创建环回接口,配置换回接口IP地址,激活接口
进入F0/0接口为F0/0接口配置IP地址,激活接口
R2基础配置：
R3基础配置：
R4基础配置：
R5基础配置：
SW-1基础配置：
sw-2基础配置：
Sw-3基础配置：
s
发现SW-3和交换机SW-5，SW-4，路由器3建立了邻居关系。
成功在SW-3上面创建了VLAN10。
SW-4配置：
通过查询CDP邻居关系发现sw-4和SW-3，SW-5两个交换已经建立了邻居关系
成功在SW4上创建了VLAN10
sw-5配置：
进入接口,定义这个接口为trunk,trunk的封装模式为DOT1Q的方式
显示已经封装成功
创建VLAN10：
显示SW5成功和SW3SW4建立了正常的邻居关系
成功在SW5上建立了VLAN10
SW-6配置：
接口IP地址的基本配置
建立VLAN30VLAN40成功
查找SW6的邻居关系发现SW-6分别和SW-9，SW-8，SW-1，SW-2，SW-7这5台交换机互联，建立了正常的二层邻居关系
成功在SW6上建立了VLAN30和VLAN40两个VLAN
SW-7配置：
SW7接口IP地址的基本配置
在SW7上建立VLAN30和VLAN40
通过查看邻居关系协议发现SW7分别和SW9，SW8，SW1，SW2，sw6建立了正常的邻居关系。
发现成功在SW7上创建了VLAN30和VLAN40。
用于传输流量
SW-8基础配置：
可以看到SW6和SW7SW8已结建立了正常的邻居关系
并且在SW8上成功创建了VLAN30和VLAN40，用于校园网流量的传送。
SW-9基础配置：
4.2学校机房VLAN间路由处理以及HSRP主机热备份协议
4.2.1教学楼VLAN的划分
学校机房暂定VLAN有两个，分别是VLAN30和VLAN40。
基础配置中已经在SW-6的IP地址是30.1.1.11。
SW-7的IP地址是40.1.1.11SW-7设备中VLAN30的IP地址是30.1.1.12，VLAN40的IP地址是40.1.1.12。
同时SW-6，SW-7，SW-8，SW-9之间是trunk链路。
而且SW-6，SW-7开启了路由功能。
SW-8交换机为了模拟VLAN30中的一台PC，在SW8中启用了一个VLAN30的SVI虚拟VLAN接口，IP地址为30.1.1.13
SW-9交换机为了模拟VLAN40中的一台PC，在SW-8中启用了一个VLAN40的SVI虚拟VLAN接口，IP地址为30.1.1.14
4.2.2教学楼热备份协议
启用多组的HSRP主机热备份协议，对于VLAN30而言，SW6和SW7为一个双机热备组，正常情况，SW6为VLAN30的主设备，由于SW6的优先级高于SW7，所以由SW6优先转发流量，当SW6设备挂掉后，SW-7通过HSRP协议，使自己的优先级变成高于SW6，成为VLAN30的主设备，从而转发VLAN30的流量。
针对VLAN40而言，同理由SW7为主设备，当SW7挂掉后，由SW6接替转发。
sw-6HSRP配置：
如图所示进入VLAN30接口
1．配置虚拟网关IP地址
2．定义抢占属性
3．定义HSRP优先级，数值小优先，成为ACTIVE设备
4．进入VLAN40接口
5．配置虚拟网关IP地址
6．定义HSRP优先级
7．定义抢占属性
sw-7配置
热备份路由协议（HSRP）的设计目标是在一定情况下IP或者流量在转移传送失败的情况下不会引起网络混乱，并且允许主机使用备用路由器完成单路由器转发流量，以及即使在实际第一跳路由器传送失败的情况下仍然可以维持路由器的连通性。
换句话说就是当主设备挂掉之后，可以瞬间切换到副设备，完成对流量的传送，使自己的网络不会出现故障，从而达到保护网络的效果。
4.3办公楼HSRP热备份协议
办公楼内网互通以及HSRP热备协议配置。
由于特殊需求区域同属一个VLAN10，分别在SW3和SW4配置VLAN10的SVI虚拟接口IP地址，此做法目的是为了使办公楼内的PC可以在VLAN10内部完成通信
由于办公楼的某些特殊需求，需要办公楼的PC可以无故障链接特殊需求区域，因此对办公楼采用了HSRP技术，针对于VLAN10将SW3设置为主设备，优先级高于SW4由此可以使PC的流量优先通过SW3进行转发VLAN10的流量。
当SW3由于某些原因无法正常工作时，利用HSRP协议可以将SW4的优先级高于SW3，使SW4切换为VLAN10的主设备SW3切换为VLAN的副设备，由SW4代替SW3进行流量的转发，HSRP的工作特性使得办公楼不会出现流量无法发送的现象。
具体配置如下：
SW3:
在开启交换器路由功能的情况下
进入VLAN10
1．配置虚拟网关IP地址
2．定义抢占属性
3．定义HSRP优先级，数值小优先，成为ACTIVE设备
4．进入VLAN40接口
5．配置虚拟网关IP地址
6．定义HSRP优先级为101
7．定义抢占属性
SW4:
进入VLAN10
1．配置虚拟网关IP地址
2．定义抢占属性
3．定义HSRP优先级，数值小优先，成为ACTIVE设备
4．进入VLAN40接口
5．配置虚拟网关IP地址
6．定义HSRP优先级为90
7．定义抢占属性
如图显示在VLAN10里，设备SW3是HSRP的主设备，优先级为101,正在进行流量的转发。
SW5下面的VLAN10中的PC可以PING通VLAN10的虚拟网关，证明HSRP协议设置完成，可以实现流量的正常通信。
使得SW3成为HSRP的主设备。
4.4全网动态路由配置
全网动态路由配置。
整网采用OSPF（OpenShortestPathFirst）开放式最短路径优先协议，进行多区域配置，这种协议的工作原理是通过最短的路径可以通往目的地，将各个交换路由设备的邻居关系相互学习，可以达到及时不相连的两个设备也可以通过共通的设备学习之后完成通信，一半来说网状链路由于找不到最短路径从而进入了循环，加重网络的负载，使网络瘫痪从而影响网络的正常运作，采用OSPF技术可以避免循环这种状况，利用了水平分割的原理，即从某个接口接受到的信息不允许再从这个接口发回去从而避免了循环，使整个校园网的流量传输更加迅速，也大大增加了网络的有效利用率。
OSPF协议特点:
1，链路状态协议，我自己路由表非道听途说的，而是我事先了解自己整个网络拓扑，相当于自己建立一个地图，
再以自己为树根采用SPF算法计算去往所有树枝的最短路径，最短路径放进路由表中
2，没有环路，整个网络是一棵树的结构，防止了环路产生
3，三张表：
邻居表，数据库表和路由表，数据库表就是描述整个网络拓扑结构
4，公共协议，所有厂商设备都支持
5，区域概念，O为骨干区域，其他为非骨干区域，非骨干区域必须和骨干区域直连
6，采用组播地址224.0.0.5和224.0.0.6
7，触发式增量更新
8，ospf管理距离110
9，度量10^8/接口带宽
在此校园网设计里R3,R4和SW1还有SW2在骨干区域O里完成运行，SW1，SW2，SW6，SW7的直连链路在OSPF区域1中完成。
R3，R4与SW3和是SW4的直连链路运行在OSPF区域2中。
实现整个内网的互通。
根据设计的拓扑图，可以看到路由器R3R4和交换机SW1SW2都在OSPF骨干区域O里配置。
分别把区域O所包含的接口，路由器，交换机，捆绑接口，都宣告进OSPF区域O中去。
交换机SW1和SW2之间的是捆绑链路，需要配置成二层捆绑链路，trunk模式，然后分别在SW1SW2建立一个互联VLAN12,利用这个二层捆绑链路实现三层互联，并运行在OSPF里面。
具体的配置如下：
SW1配置：
sw-1#vlandatabase
sw-1（vlan）#vlan12
sw-1（vlan）#exit
sw-1（config）#intvlan12
sw-1（config-if）#ipadd12.1.1.1255.255.255.0
sw-1（config-if）#nosh
sw-1（config-if）#exit
上面是在SW1上完成创建共通VLAN12并且设置共同的虚拟网关，
sw-1（config）#intrangef0/3,f0/4//同时进入F0/3和F0/4接口
sw-1（config-if-range）#channel-group1modeon//把这两个接口做捆绑，捆绑组号为1
sw-1（config-if-range）#exit
sw-1（config）#intport-channel1//进入捆绑接口
sw-1（config-if）#switchportmodetrunk//定义捆绑接口模式为二层trunk中继链路
sw-1（config-if）#switchporttrunkencapsulationdot1q//trunk链路封装模式为DOT1Q
sw-1（config-if）#exit
如图显示F0/3与F0/4已结捆绑成功，成为一条trunk链路。
SW2配置:
SW2配置：
sw-2#vlandatabase
sw-2（vlan）#vlan12
sw-2（vlan）#exit
sw-2（config）#intvlan12
sw-2（config-if）#ipadd12.1.1.2255.255.255.0
sw-2（config-if）#nosh
sw-2（config-if）#exit
sw-2（config）#intrangef0/3,f0/5
sw-2（config-if-range）#channel-group1modeon
sw-2（config-if-range）#exit
sw-2（config）#intport-channel1
sw-2（config-if）#switchportmodetrunk
sw-2（config-if）#switchporttrunkencapsulationdot1q
sw-2（config-if）#exit
如图显示在交换机SW2中可以看到F0/3接口与F0/4接口已结绑定成为一个trunk链路。
如图所示，可以看到在SW1上可以ping通12.1.1.2从12.1.1.1。
这就说明两个所处的共同VLAN12的捆绑链路实现了三层通信。
为了OSPF的接口宣告完成了基础配置。
R3配置：
由于拓扑图中R3是处于骨干区域O里所以要把R3直连的网段宣告进骨干区域O
具体配置如下
routerospf100//创建OSPF进程100
network36.1.1.00.0.0.255area0//把36.1.1.0网段宣告进骨干区域0中
network37.1.1.00.0.0.255area0//把37.1.1.0网段宣告进骨干区域0中
如图所示，在查询ospf邻居关系表中可以看到R3已结建立了两个邻居关系分别是F2/1接口连接的sw2和F2/0接口连接的SW1
如图所示，在R3的路由表中可以看到学习到了12.1.1.0,46.1.1.0,47.1.1.0这三条OSPF路由，由此可见已结成功把这三条路由条目宣告进入了OSPF骨干区域O。
R4配置：
同理R4也需要把直连网段宣告进入骨干区域O配置如下：
routerospf100//创建OSPF进程100
network46.1.1.00.0.0.255area0//把46.1.1.0网段宣告进骨干区域0中
network47.1.1.00.0.0.255area0//把47.1.1.0网段宣告进骨干区域0中
查询OSPF邻居关系可以发现已结和SW1SW2通过接口F2/0F2/1建立了正常的OSPF邻居关系
查询OSPF路由条目可以看到，在OSPF路由表中可以看到36.1.1.037.1.1.012.1.1.0三条路由条目。
可以确定三条路由已结被成功宣告进入了OSPF骨干区域O中，这样也就完成了OSPF骨干区域里R3与R4的配置。
SW1：
SW1配置
Network12.1.1.00.0.0.255area0
Network36.1.1.00.0.0.255area0
Network46.1.1.00.0.0.255area0
如图所示，可以看到SW1与R3R4以及SW2建立了ospf邻居关系，并且在路由表中可以看到两条网段以及成功宣告进入了OSPF骨干区域O
同理SW2的配置与R4R3配置完全相同，都是把其直连的网段宣告进入OSPF骨干区域O中。
如图所示，可以看到SW2与R3R4以及SW1建立了ospf邻居关系，并且在路由表中可以看到两条网段以及成功宣告进入了OSPF骨干区域O
配置把SW1的F0/5和F0/6，SW2的F0/11和F0/6，SW6的F0/1和F0/2，SW7的F0/3和F0/4，SW5和SW6直接的F0/5宣告进OPSF区域1中
具体配置和上面配置areaO一样只是把区域O变为区域1，涉及到的交换机有SW1SW2SW6SW7，将其的所有包含在OSPF区域1中的接口宣告进OSPF区域1中，完成区域1中所有网段的学习。
在R6和R7可以看到分别正常建立3个OSPF邻居，并且已经学习到了区域内所有路由以及区域间路由条目。
其中O开头的为域内路由，OIA开头的为区域间路由。
由此可以看到OSPF是将学习到的路由条目保存下来，存入自己的路由表当中，当有流量要去往目的地的时候，会自动通过OSPF路由表查询最短路径，防止流量循环造成拥塞从而瘫痪的问题。
配置OPSF区域2，把R3的F1/1和R4的F1/1接口，以及SW3和SW4的F0/1，F0/3接口宣告进OPSF区域2中实现OSPF区域2的配置
具体配置就是将R3R4与SW3SW4相连的网段宣告进入OSPF区域2中
如图所示，已结可以看到SW3SW4R3R4建立了OSPF邻居关系
如图所示，可以看到与区域1中相同的情况，也就是说在路由表中已结学习到了OSPF网中所有的路由条目。
其中O是区域内的路由条目，也就是区域2中的34.1.1.038.1.1.049.1.1.0这三条网段以及从区域O区域1中学习到的外来区域间路由条目。
完成了OSPF全网互通。
实现办公楼和教学楼的内部网互通，办公楼的内网互通，只需要在SW3和SW4上面的OSPF里面吧VLAN10的SVI接口IP地址10.1.
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