CS西电高悦计网课设——校园网设计

news2024/11/26 16:36:29

校园网设计

一，需求分析

  • 所有主机可以访问外网

  • 主机可以通过域名访问Web服务器

  • 为网络配置静态或者动态路由

  • 图书馆主机通过DHCP自动获取IP参数

  • 为办公楼划分VLAN

  • 为所有设备分配合适的IP地址和子网掩码，IP地址的第二个字节使用学号的后两位。

二，网络规划

2.1基于IP子网划分VLAN

【配置思路】

创建VLAN，确定每个楼所属的VLAN。

关联IP子网和VLAN，实现根据报文中的源IP地址或指定网段确定VLAN。

配置端口加入VLAN，实现基于IP子网的VLAN通过当前端口。

【规划VLAN表】

LSW1汇聚层交换机：

端口号端口类型所属VLANip
GE 0/0/1trunkVLAN110.86.8.1
GE 0/0/2trunkVLAN710.86.7.1
GE 0/0/3trunkVLAN210.86.2.1
GE 0/0/4trunkVLAN310.86.3.1

LSW2汇聚层交换机

端口号端口类型所属VLANip
GE 0/0/1trunkVLAN110.86.9.1
GE 0/0/2trunkVLAN410.86.4.1
GE 0/0/3trunkVLAN510.86.5.1
GE 0/0/4trunkVLAN610.86.6.1

2.2IP地址规划

地址IP地址网关
图书馆10.86.7.2/2410.86.7.1
行政楼10.86.2.2/2410.86.2.2
教学楼10.86.3.2/2410.86.3.1
科技楼10.86.4.2/2410.86.4.1
公寓楼10.86.5.2/2410.86.5.1
办公楼10.86.6.2/2410.86.6.1
DNS服务器10.86.10.2/2410.86.10.1
Web服务器10.86.10.3/2410.86.10.1

2.3功能部署与网络拓扑图

在连接设备时，选用自动连线，最好将同一相似位置的接口设置一样，方便后续配置VLAN，IP等。

三，具体配置

3.1配置VLAN

这里首先搭建核心网络，拓扑图如下：

3.1.1配置二层交换机

分别在接入层交换机上配置VLAN，设置入口类型为access，将主机默认vlan设置为配置的vlan，将出口设置为trunk类型，设置出口的vlan为默认的vlan。

注意到配置VLAN为2-7，是因为在汇聚层交换机仍然需要配置相同VLAN2-7，将汇聚层默认的VLAN1用来三层交换机与路由通信。

补充：

  • Access链路类型端口：只允许缺省VLAN通过，仅接收和发送一个VLAN的数据帧；一般用于连接用户设备。

  • Trunk链路类型端口：允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的数据帧；缺省VLAN的以太网帧不带标签；一般用于交换机之间连接。

  • Hybrid链路类型端口：允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的数据帧。

以接入层交换机LSW3为例：

vlan batch 7
interface Ethernet 0/0/2
port link-type access
port default vlan 7
quit
interface Ethernet 0/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 7
quit

其余5个二层交换机类似。

3.2.2配置三层交换机

以三层交换机LSW1为例，

vlan batch 7 2 3    #同时新建三个VLAN：VLAN7，VLAN2和VLAN3
int g0/0/2
port link-type trunk #将GigabitEthernet0/0/2端口设置为trunk类型
vlan 7
port g0/0/2 #将GigabitEthernet0/0/2端口加入VLAN7
q
​
int g0/0/3
port link-type trunk  #将GigabitEthernet0/0/3端口设置为trunk类型
vlan 2
port g0/0/3 #将GigabitEthernet0/0/3端口加入VLAN2
q
​
int g0/0/4
port link-type trunk  #将GigabitEthernet0/0/4端口设置为trunk类型
vlan 3
port g0/0/4 #将GigabitEthernet0/0/4端口加入VLAN3
q
​
int g0/0/1
port link-type trunk #将GigabitEthernet0/0/1端口设置为trunk类型
port trunk allow-pass vlan all     #GigabitEthernet0/0/3端口允许所有VLAN通过
q #GigabitEthernet0/0/1端口属于默认VLAN：VLAN1
​
int vlanif 7
ip add 10.86.7.1 24 #设置VLAN7的虚端口IP和掩码
int vlanif 2
ip add 10.86.2.1 24 #设置VLAN2的虚端口IP和掩码
int vlanif 3
ip add 10.86.3.1 24 #设置VLAN3的虚端口IP和掩码
int vlanif 1
ip add 10.86.8.1 24 #设置VLAN1的虚端口IP和掩码
q
​
ip route-static 0.0.0.0 0 10.86.8.2 #加一条默认路由，下一跳是路由器R1的Ethernet0/0/1端口

输入命令dis current-configuration查看LSW1配置

interface Vlanif1
 ip address 10.86.8.1 255.255.255.0
#
interface Vlanif2
 ip address 10.86.2.1 255.255.255.0
#
interface Vlanif3
 ip address 10.86.3.1 255.255.255.0
#
interface Vlanif7
 ip address 10.86.7.1 255.255.255.0

3.2配置路由

这里先暂时添加静态路由。

【R1路由表】

R1的默认路由暂时不配置，后续用于留做整个校园网的出口

ip route-static 10.86.2.0 255.255.255.0 10.86.8.1
ip route-static 10.86.3.0 255.255.255.0 10.86.8.1
ip route-static 10.86.4.0 255.255.255.0 192.168.1.2
ip route-static 10.86.5.0 255.255.255.0 192.168.1.2
ip route-static 10.86.6.0 255.255.255.0 192.168.1.2
ip route-static 10.86.7.0 255.255.255.0 10.86.8.1

【R2路由表】

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1
ip route-static 10.86.4.0 255.255.255.0 10.86.9.1
ip route-static 10.86.5.0 255.255.255.0 10.86.9.1
ip route-static 10.86.6.0 255.255.255.0 10.86.9.1

以R1为例配置：

1.先配置接口IP

vlan 1 #创建VLAN1
q
int e0/0/1
ip add 10.86.8.2 24
int e0/0/0
ip add 192.168.1.1 24
q

2.制定规则

acl number 2000                        #添加一条ACL记录，允许源地址在10.86.0.0/16网段的数据包通过路由器R1
rule 5 permit source 10.86.0.0 0.0.255.255
q

3.配置静态路由

以添加一条静态路由为例：

ip route-static 10.86.7.0 24 10.86.8.1        #添加一条静态路由，要想到达10.86.7.0/16网段，下一跳走交换机的                                                      GigabitEthernet0/0/1端口

补充：

基本ACL（序号为2000~2999）：只根据豹纹的源IP地址信息制定规则。 高级ACL（序号为3000~3999）：根据报文的源IP地址信息、目的IP地址信息、IP承载的协议类型、协议的特性等三四层信息制定规则。 二层ACL（序号为4000~4999）：根据报文的源MAC地址、目的MAC地址、VLAN优先级、二层协议类型等二层信息制定规则。 用户自定义ACL（序号为5000~5999）：可以以报文的报文头、IP头等为基准，制定从第几个字节开始与掩码进行与操作，将从报文提取出来的字符串和用户定义的字符串进行比较，找到匹配的报文

3.3配置主机IP地址

以PC3为例：

IP的主机号都从2开始到254，1用于做网关地址。

此时测试结果为相互ping通，有时可能刚打开机器，会暂时ping不通，无法找到主机，但是过一会儿就好了。

3.4为图书馆开启DHCP服务

3.4.1配置DHCP服务

DHCP：动态主机配置协议，用来分配IP地址等网络参数，在路由器，核心交换机，Linux等上面都可以配置DHCP。用户上网条件：IP地址，网关，DNS。

配置方式有：全局建立地址池方式，基于接口的方式，以及DHCP中继配置方式（这种完全不了解，应该是在路由上开启dhcp服务，在核心交换机上配置dhcp中继）

我们选用第二种基于接口方式，这种方式分配的ip地址网段，是该接口所在的网段IP地址，网关就是这个接口的IP地址。

在LSW1交换机上：

dhcp enable #在LSW1上开启dhcp服务
interface vlan 7
dhcp select interface
dhcp server dns-list 114.114.114.114 223.5.5.5

补充：

1、腾讯 DNS：119.29.29.29、182.254.116.116

2、阿里 DNS：223.5.5.5、223.6.6.6

3、百度 DNS：180.76.76.76

4、114DNS：114.114.114.114、114.114.115.115

5、CNNIC DNS：1.2.4.8、210.2.4.8

6、OneDNS：117.50.11.11、117.50.22.22

7、清华大学 TUNA 协会 DNS 服务器：101.6.6.6

8、谷歌：8.8.8.8

测试DHCP服务

此时将图书馆IPV4配置由静态IP改为DHCP

3.5添加Web服务器和DNS服务器

修改网络拓扑：

新增DNS和Web服务器，通过交换机连接到R1路由器上

将原来PC2更换为一客户机，方便测试：

3.5.1配置IP地址

将此处网段规划为10.86.10.0

设备IP网关域名服务器
DNS服务器10.86.10.2/2410.86.10.1无
WEB服务器10.86.10.3/2410.86.10.1无
R1路由器接口G0/0/010.86.10.1/24无无
Client客户机10.86.2.2/2410.86.2.110.86.10.2
3.5.2搭建WEB服务

如图，在WEB服务器上选择HttpServer,选择测试文件目录，点击启动。

如图，在DNS服务器上选择DNSServer

主机域名：www.edu.com 用来放学校的公共资源

IP地址：10.86.10.3 即WEB服务器的地址

然后选择增加，启用。

Cilent客户机测试：

PING测试：目的IPV4分别为web服务器ip和dns服务器ip，次数选择5，点击发送，测试成功。

在客户端信息HttpClient中输入www.edu.com,可以获取成功。

3.6配置动态路由

3.6.1配置动态路由

更新局部拓扑如下：

R1设置为整个校园网的出口，因此g0/0/1应设置为外网网段。

RIP协议是一种内部网关协议（IGP），底层是贝尔曼福特算法，是一种动态路由选择协议，用于自治系统（AS）内的路由信息的传递。

R1命令：

sys #进入全局配置模式
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 150.1.1.1 24

interface LoopBack 0
ip address 1.1.1.1 32 #添加本地环回地址

rip 
version 2  #Version 1版本只支持有类地址，输入后还是会显示rip-1，是正常的。
network 192.168.1.0 #添加相邻网段
network 1.0.0.0 #添加环回网段
network 10.0.0.0 #添加相邻网段
network 150.0.0.0 #添加相邻网段
undo summary 关闭自动汇总，如果不关闭的话，会把子网所有的路由条目汇总成超网一条路由条目

#为R1配置静态路由
ip route-static 0.0.0.0 0 150.1.1.2

值得注意的是：输入network 10.86.10.0会报错，Error: The network address is invalid, and the specified address must be major-net address without any subnets.//提示这里必须是主维网络，不能带子网。 rip协议宣告的主维网络，通告的是子网路由。

R2命令：

sys #进入全局配置模式
interface LoopBack 0
ip address 2.2.2.2 32 #添加本地环回地址

rip 
version 2
network 192.168.1.0
network 2.0.0.0 
network 10.0.0.0
undo summary

R3命令：

sys #进入全局配置模式
interface LoopBack 0
ip address 3.3.3.3 32 #添加本地环回地址

rip 
version 2
network 150.0.0.0
network 3.0.0.0

#这里还暂时没有做端口转换，来自R3的响应返回不过来，先暂时添加一条静态路由。
ip route-static 10.86.0.0 16 150.1.1.1
3.6.2测试动态路由

为什么要加动态路由，是因为一旦要做出口转换，从PC机到DNS，WEB服务器的路由实在不知道怎么办，就偷个懒配置RIP协议，但是确实解决问题。

此时输入dis ip ro命令查看R1的路由表

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        0.0.0.0/0   Static  60   0          RD   150.1.1.2       GigabitEthernet
0/0/1
        1.1.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
        2.2.2.2/32  RIP     100  1           D   192.168.1.2     Ethernet0/0/0
      10.86.2.0/24  Static  60   0          RD   10.86.8.1       Ethernet0/0/1
      10.86.3.0/24  Static  60   0          RD   10.86.8.1       Ethernet0/0/1
      10.86.4.0/24  Static  60   0          RD   192.168.1.2     Ethernet0/0/0
      10.86.5.0/24  Static  60   0          RD   192.168.1.2     Ethernet0/0/0
      10.86.6.0/24  Static  60   0          RD   192.168.1.2     Ethernet0/0/0
      10.86.7.0/24  Static  60   0          RD   10.86.8.1       Ethernet0/0/1
      10.86.8.0/24  Direct  0    0           D   10.86.8.2       Ethernet0/0/1
      10.86.8.2/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       Ethernet0/0/1
      10.86.9.0/24  RIP     100  1           D   192.168.1.2     Ethernet0/0/0
     10.86.10.0/24  Direct  0    0           D   10.86.10.1      GigabitEthernet
0/0/0
     10.86.10.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      150.1.1.0/24  Direct  0    0           D   150.1.1.1       GigabitEthernet
0/0/1
      150.1.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
    192.168.1.0/24  Direct  0    0           D   192.168.1.1     Ethernet0/0/0
    192.168.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       Ethernet0/0/0

R2路由表

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        0.0.0.0/0   Static  60   0          RD   192.168.1.1     Ethernet0/0/0
        1.1.1.1/32  RIP     100  1           D   192.168.1.1     Ethernet0/0/0
        2.2.2.2/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
      10.86.4.0/24  Static  60   0          RD   10.86.9.1       Ethernet0/0/1
      10.86.5.0/24  Static  60   0          RD   10.86.9.1       Ethernet0/0/1
      10.86.6.0/24  Static  60   0          RD   10.86.9.1       Ethernet0/0/1
      10.86.8.0/24  RIP     100  1           D   192.168.1.1     Ethernet0/0/0
      10.86.9.0/24  Direct  0    0           D   10.86.9.2       Ethernet0/0/1
      10.86.9.2/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       Ethernet0/0/1
     10.86.10.0/24  RIP     100  1           D   192.168.1.1     Ethernet0/0/0 #这里
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
    192.168.1.0/24  Direct  0    0           D   192.168.1.2     Ethernet0/0/0
    192.168.1.2/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       Ethernet0/0/0

根据路由表，我们可以看出RIP协议应该是成功的。假设IP为10.86.6.2的PC向DNS发送数据，走过路径应该是：

去方向：PC(ip:10.86.6.2)-->DNS服务器（ip：10.86.10.2）

路径：10.86.6.2——10.86.6.1（核心交换机网关）——10.86.9.2(交换机到R2的下一跳)——192.168.1.1（R2到R1的下一跳，这里可以看到R2路由表这条路径采用的是RIP协议)——10.86.10.2（R2到DNS服务器下一跳，在R1中为直连）

测试结果验证推演。

此外，R3路由表，也是可以ping通150.1.1.2

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        3.3.3.3/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
      10.86.0.0/16  Static  60   0          RD   150.1.1.1       Ethernet0/0/0
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      150.1.1.0/24  Direct  0    0           D   150.1.1.2       Ethernet0/0/0
      150.1.1.2/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       Ethernet0/0/0

3.7访问外网

3.7.1NAT转换设置

更新上层拓扑如图。

【Internet配置】

此时R5外网路由器，以及外网电脑IP的配置不再赘述。

【R1NAT转换】

此时需为R1出口路由做NAT转换。

配置NAT需要先配置不同的地址组，分配不同的地址。然后配置不同的acl，分配不同的acl，最后AR1的interface GigabitEthernet0/0/1上将不同的IP地址组和不同的acl相对应起来。此外。还需要在LSW7上配置一个静态路由，这个此前已经配过。

R1：

nat address-group 7 150.1.7.100 150.1.7.200
nat address-group 2 150.1.2.100 150.1.2.200
nat address-group 3 150.1.3.100 150.1.3.200
nat address-group 4 150.1.4.100 150.1.4.200
nat address-group 5 150.1.5.100 150.1.5.200
nat address-group 6 150.1.6.100 150.1.6.200


acl 2007
rule permit source 10.86.7.2 0.0.0.255
q
acl 2002
rule permit source 10.86.2.2 0.0.0.255
q
acl 2003
rule permit source 10.86.3.2 0.0.0.255
q
acl 2004
rule permit source 10.86.4.2 0.0.0.255
q
acl 2005
rule permit source 10.86.5.2 0.0.0.255
q
acl 2006
rule permit source 10.86.6.2 0.0.0.255
q

interface GigabitEthernet0/0/1
nat outbound 2007 address-group 7 no-pat
nat outbound 2002 address-group 2 no-pat
nat outbound 2003 address-group 3 no-pat
nat outbound 2004 address-group 4 no-pat
nat outbound 2005 address-group 5 no-pat
nat outbound 2006 address-group 6 no-pat
q
3.7.2测试

查看配置结果

用内网教学楼PC机访问100.1.1.2，成功ping通

值得一提的是：此时去掉R5的静态IP，依旧可以成功访问外网，说明此前无法ping通R5，丢包的现象确实是无NAT转换，内网PC无法访问外网IP造成。

此时外网也可访问内网。

用外网电脑ping内网IP10.86.3.2

四，问题解决

在此次实验中，主要碰到以下问题：

1.路由器无法添加IP

原因是选择特殊型号的路由器，但没有进行配置，选择普通的Router路由器即可解决问题，这个路由器即使不再维护也可以支持常见命令。

选取AR201路由器，在e0/0/0端口输入undo portswitch，以及添加VLAN等均为解决问题，且较为复杂。

eNSP操作常见问题01：我的路由器不能输入ip add命令 - 网络工程师培训、思科认证、华为认证培训-onelab网络实验室 (xacisco.net)

2.AR报错40

原因是重启电脑，VitrualBox在第一次使用时无异常，一旦电脑重启就会出错，尝试重装依赖均为结局问题，博主说原因可能在于Win10一些bug，只需在每次电脑重启后，使用ensp之前，执行下面脚本即可解决问题。

start_VBoxDrv .bat

3.配置云端口是无法找到虚拟网卡

这个需要修改依赖WinPcap的兼容性。

华为ensp cloud（云）中没有网卡，缺失网卡，网卡地址错误解决方法_ensp云找不到虚拟网卡-CSDN博客

五，小结

5.1课程设计心得

略

5.2不足分析

在访问外网的功能中做的比较粗糙，在配置云上可以添加环回网卡以太网2和UDP映射。这个以太网卡是VrtualBox仅主机模式的虚拟网卡，可以共享我们真实物理网卡。理论上我们可以通过此访问外网，ping通百度。

没有划分科技楼的专用网，不太理解这个整个私网都需要通过NAT转换才能访问外网，为什么科技楼还需要再做NAT映射。外网是可以访问内网的，这里的意思是不是科技楼为安全考虑不允许外网访问。

最后因为设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师多多指教，学生将万分感谢。

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