实验室小型互联网设计

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1、成 绩 评 定 表学生姓名班级学号专 业电子信息工程课程设计题目计算机网络评语组长签字：成绩日期 2016 年 10 月 日课程设计任务书学 院信息科学与工程专 业学生姓名班级学号课程设计题目计算机网络实验室小型互联网设计实践教学要求与任务: 1）查阅资料，根据用户需求，掌握小型互连网的设计方法；2）熟练掌握CISCO路由器、交换机及PC及机的基本配置命令；3）用掌握的CISCO基本配置命令调试通整个网络。（至少要有两个LAN一个WAN，网间设备之间能互通）4)WAN 的路由选择：（1）静态路由 （2）要有默认路由 （3）动态路由（RIP路由）5） VLAN设置工作计划与进度安排:1、1-2

2、教师布置课设题目及课设要求，指导同学安装软件并熟悉软件平台的使用方法2、3-8 查阅课外资料，调研用户需求，选择合适的设备，设计满足用户需求的拓扑结构。3、9-16熟悉模拟软件环境。掌握路由器、交换机、PC机的基本配置和相关命令4、16-28 导入拓扑图，利用网络模拟软件，调试通整个网络，使其网中所有设备能互相通信。5、29-32验收、完成课程设计报告。指导教师： 2016 年 月 日专业负责人：2016 年 月 日学院教学副院长：2016 年 月 日摘 要本次课程设计是用BOSON软件实现小型互连网和虚拟局域网的综合设计。通过查阅资料，根据用户需求，掌握小型网络的基本设计方法。要求包含局域网

3、（LAN），广域网（WAN），并且设置虚拟局域网（VLAN），实现网间设备的互通。选择合适的网络拓扑结构，IP地址规划，利用Boson Netsim Designer 绘制网络拓扑图。在绘制完实验拓扑图后，可以将其保存并装入Boson NetSim 中开始实验配置。Boson:路由器模拟器BOSON NETSIM是目前最好的路由器模拟软件，说是路由器有些片面，因为它不仅是可以模拟路由器，同时可以模拟交换机，通过它的自定义网络拓扑功能都可以实现计算机互联网络的仿真。它模拟了Cisco IOS相当大部分的命令，可以模拟真实网络环境的配置，方便测试错误。关键词: BOSON软件;局域网;虚拟局域网;

4、IP地址目录1 Boson实验平台介绍11.1 Boson Network Designer简介11.2 Boson NetSim简介22 网络规划32.1工作原理42.2系统拓扑结构62.3划分网段、IP地址62.4设备介绍73配置83.1交换机Switch 1的配置：83.2交换机Switch 2的配置：83.3交换机Switch 3的配置：93.4路由器Route 1的配置：93.5路由器Route 2的配置：103.6 PC1PC10的配置：104 验证结果115 小型虚拟局域网的设计135.1 拓扑结构：135.2 配置145.2.1 Switch 1的配置145.2.2 在swit

5、ch1中划分vlan145.3 验证155.3.1 Switch 1的VLAN划分：155.3.2 VLAN1与VLAN2的连通性测试:156 结果分析167 结论16参考文献171 Boson实验平台介绍1.1 Boson Network Designer简介Boson Network Designer 是用户用来绘制自己定制的实验网络拓扑图的工具。它的主界面分为菜单栏、设备连接列表、设备连接信息和绘图区四个部分，如图1.1所示。下面介绍一下各个部分的主要功能。图1.1 Boson Network Designer界面（1）菜单栏“File”菜单主要完成拓扑图文件的新建、打开、保存、另存、打

6、印等操作，拓扑图文件的扩展名为“.top”。（2）设备连接列表Boson Network Designer包含的设备和连接有：l Cisco 800、1000、1600、1700、2500、2600、3600、4500八个系列42种路由器；l Cisco Catalyst 1900、2900、3500三个系列3三种交换机；l Ethernet、Serial、ISDN三种布线元件；l Win98、TACACS、TFTP三种PC机器。（3）设备连接信息列表在设备连接列表中选中一个具体型号的设备或连接后，设备连接信息列表区会显示出该设备的接口数量和类型，如图1.2所示。对于类型为可选的接口，在添加设

7、备到绘图区时再确定是否使用。图1.2 连接信息列表区（4）绘图区绘图区是Boson Network Designer的主窗口，提供了各种设备连接的放置平台，可以在设备列表中选择设备添加，在该区域内直接修改。在下文的实验中将详细说明它的使用方法。1.2 Boson NetSim简介Boson NetSim用来模拟路由器、交换机等各种网络设备搭建起来的实验环境。用户可以在该软件上对虚拟网络设备进行配置、测试，也可以对运行的协议进行诊断。它的主界面分为菜单栏、工具栏、设备配置界面三个部分，如图1.3所示。下面介绍一下各个部分的主要功能。图1.3 Boson NetSim 主界面（1）菜单栏菜单栏包括

8、File、Modes、Devices、Tools、Ordering、Window、Help七个部分。（2）工具栏工具栏的前3个按钮用来快速切换正在配置的路由器、交换机、PC机，与“Devices”菜单的功能相同。第4个按钮用来打开实验导航器，与“Lab Navigator” 菜单的功能相同。第5个按钮用来显示当前实验的网络拓扑图。第6个按钮用来显示“远程控制面板”，“Remote Control”菜单功能相同。（3）设备配置界面设备配置界面是用户输入路由器、交换机、PC机配置命令的地方，也是用户观察路由器、交换机、PC机信息输出的地方。路由器和交换机的配置方法与“超级终端”相同，PC机的配置方

9、法与Windows状态下cmd命令行方式相似。2 网络规划实验室的方案设计基于以下几个方面考虑:(1)内容丰富实验室设备能涵盖局域网、广域网、无线、网络安全、VoIP、综合布线等实用技术功能模块,在此基础上实现实践课程与理论课内容的紧密结合,全方位为学生提供实践动手的机会。(2)设备完善同类网络设备具备多种不同的型号,为学生在实验中提供广泛的操作平台,在对比中学习,学习中对比,进一步拓宽眼界。(3)拓扑灵活灵活的拓扑设计只需要通过简单的跳线即可改变拓扑,满足多种实验要求,并且可以根据多种需求进行扩展,让学生在实验中有机会充分发挥创新能力,根据实验目的自行完成实验的设计与配置,并且可实现实验室内

10、部网络与校园网的轻松连接。(4)易于维护实验后能够迅速恢复实验设备,以免影响下一个班级的上机使用,这就需要一个易于维护与恢复的实验环境,包括对网络设备及终端计算机的恢复。(5)安全可靠设备系统具备较高的安全性、容错能力,并且能防止内部网络受到外部攻击和感染病毒,保证网络设备以及终端计算机的安全。(6)环境友好结合多媒体教学,加强教与学的互动,让学生边学边做,边做边学。2.1工作原理局域网概述局域网（Local Area Network，LAN）是指传输距离有限，传输速率较高，以共享网络资源为主要目的的网络系统。将一个网络限制在物理上较小的区域之内，可以减少从网络上一台计算机发送数据到最远处计算

11、机的时延。局域网是共享介质的广播式分组交换网。在局域网中，所有的计算机都连接到共享的传输介质上，任何计算机发出的数据包都会被其他计算机接收到。由于局域网是共享介质的通信系统，所以共享介质的信道分配技术是局域网的核心技术。拓扑结构和传输介质决定了各种局域网的数据类型、数据传输速率、通信效率等特点，也决定了局域网的应用。VLAN概述 传统的局域网中，通常一个工作组（Workgroup）是在同一个网段上，每个网段可以是一个逻辑工作组或子网。多个逻辑工作组之间通过实现互连的网桥或路由器来交换数据。因此，逻辑工作组的组成要受节点所在网段的物理位置限制。虚拟局域网功能：VLAN（Virtual Local

12、 Area Network，虚拟局域网）是指在交换式局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。同时，在同一台交换机上也可以划分多个VLAN。IEEE于1999年颁布用以标准化VLAN实现方案的IEEE 802.1q协议标准草案。利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网VLAN。这里要指出，虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。由于虚拟局域网是用户和网络资源的逻辑组合，因此可按照需要将有关设备和资源非

13、常方便地重新组合，使用户从不同的服务器或数据库中存取所需的资源。VLAN在网络管理中具有以下三个优点：控制广播风暴：采用VLAN技术，可将交换机的某个交换端口划分到某个VLAN中，一个VLAN的广播风暴不会影响到其他VLAN的性能。提高网络整体安全性：共享式局域网中的用户只要连接到一个集线器的端口，就能访问集线器所连接网段上的所有其他用户，因而很难保证网络的安全性。而VLAN能限制个别用户的访问以及控制广播组的大小和位置，甚至锁定某台设备的MAC地址。方便的网络管理：网络管理员能借助VLAN技术轻松地管理整个网络。网络管理员只需设置几条命令就能很快地建立一个VLAN，并将分布在不同地方的用户设

14、置到VLAN中。VLAN的划分方式VLAN划分的方式分为静态VLAN和动态VLAN。静态VLAN静态VLAN是基于端口的VLAN，它是将端口强制性地分配给VLAN。这是一种最经常使用的配置方式。静态VLAN容易实现和监控，而且比较安全。这是一种最简单的VLAN。划分静态VLAN时，既可以把同一交换机的不同端口划分为同一VLAN；也可以把不同交换机的端口划分为同一VLAN。可以把位于不同物理位置、连接在不同交换机上的用户按照一定的逻辑功能和安全策略进行分组，根据需要将其划分为同一或不同的VLAN。静态VLAN通常使用网络管理软件来配置和维护端口。若需要改变端口的属性，必须手动重新配置，所以具有很

15、好的安全性。动态VLAN动态VLAN是一种较为复杂的划分方法。它可以分为：基于MAC地址的VLAN划分，根据每个主机的MAC地址来划分。基于IP地址的VLAN，新站点在入网时无需进行太多配置，交换机则根据各站点网络地址自动将其划分成不同的虚拟局域网。在静态VLAN和动态VLAN的实现技术中，基于IP地址的虚拟局域网智能化程度最高，实现起来也最复杂。一般采用基于端口和基于MAC地址配合使用。2.2系统拓扑结构图2.1 网络拓扑图l 路由器1的Se0口与路由器2的Se0相连；eth口与交换机1的fe1口相连l 路由器2的Se0口与路由器1的Se0相连，eth口与交换机2的fe1口相连l 各PC机的

16、eth口与交换机的fe口相连l 交换机之间通过fe口相连l R2的eth端口2.3划分网段、IP地址划分网段类型网段默认网关LAN1LAN2WAN划分IP地址主机ip地址默认网关PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC72.4设备介绍设备型号数量Cisco805路由器2Cisco2950交换机3主机 线路若干Cisco Catalyst 2950系列交换机 Cisco Catalyst 2950系列智能以太网交换机是一个固定配置、可堆叠的独立设备系列，提供了快速以太网和千兆位以太网连接。这是一款最廉价的Cisco交换产品系列，为中型网络和城域接入应用提供了智能服务。作为思科最为廉价的交换产品系

17、列，Cisco Catalyst 2950系列在网络或城域接入边缘实现了智能服务。 Cisco805路由器作为Cisco 805系列的最新成员，Cisco 805串行路由器集成了Cisco IOS技术，它通过帧中继、专线、X.25或异步拨号网络提供安全可靠的Internet访问，为小型办公室进行大型企业联网提供所需的一切。选择通过串行线路连接上网的小型办公室可以将Cisco IOS软件的功能用于安全的Internet访问、治理性网络服务和虚拟专用网络（VPN）等高级应用。Cisco 805路由器非凡适合拥有多个频繁上网用户的小型办公室，而且成本有效，因为它是一个独立的路由器，能够给多个用户提供

18、一个固定的Internet连接。每个人不再需要单独配置调制解调器来访问信息。3配置3.1交换机Switch 1的配置：3.2交换机Switch 2的配置：3.3交换机Switch 3的配置：3.4路由器Route 1的配置：在Route1中设置动态路由：3.5路由器Route 2的配置：在Route2中设置动态路由：3.6 PC1PC10的配置：PC2PC10的配置与此类似，只要更换成自己的IP地址和网关即可。4 验证结果winipcfg查看PC1的IP地址：Route1的动态路由：Route 2的动态路由：PC1与PC4的连通性测试：PC2与PC6的连通性测试：PC5与PC3的连通性测试：P

19、C1与PC2的连通性测试：PC4与PC7的连通性测试：5 小型虚拟局域网的设计5.1 拓扑结构：图5.1系统拓扑结构l 各PC机的eth口与交换机的fe口相连划分VLANVLAN号VLAN名称网段默认网关10VLAN1192.168.18.111220VLAN25.2 配置5.2.1 Switch 1的配置5.2.2 在switch1中划分vlan5.3 验证5.3.1 Switch 1的VLAN划分：5.3.2 VLAN1与VLAN2的连通性测试: PC1与PC2的连通性测试： PC1与PC3的连通性测试：6 结果分析测试网络连通性后可知，无论是LAN-LAN、LAN-WAN还是LAN-WA

20、N-LAN网络都能正常连通。由show ip route命令知路由器的动态路由设置正常。由show vlan命令知VLAN划分正常，测试VLAN的连通性知VLAN的工作也正常，能满足不同分组之间广播数据的屏蔽性，提高的数据的安全。从连通结果可以看出，因为PC1机与PC2机属于同一虚拟网络，PC3机与PC1机属于不同虚拟网络，所以，属于同一网络的PC机可以互相连通，不属于统一网络的PC机不能连通。 这也从另一方面体现了划分VLAN的一些优点：控制广播风暴，通过将交换机的某个VLAN中，一个VLAN的广播风暴不会影响到其他VLAN的性能。提高网络整体安全性，VLAN限制了个别用户的访问及控制了广播

21、组的大小和位置。同时也方便了网络的管理。7 结论本次课程设计一共花了两周的时间，在这两周中，我觉得我学会了很多的东西，特别是自学的能力。通过本次课程设计，我对计算机网络的理解也又上了一个层次，将书本上的知识转换为自己的东西，还能真正用到实践中去。通过这次课程设计,首先我觉得老师让我们做的这次网络课程设计是十分必要的，这不仅可以培养我们对这门课的学习兴趣，同时激励我们靠自己的能力去完成任务，不管是上网搜索还是去图书馆查相关资料，而且可以用实际的操作能力来考验我们对这门课以及对网络实验的掌握程度。以前我们在课堂上所掌握的仅仅是专业基础课的理论面，接下来就是考虑如何去锻炼我们的实践面，如何把我们所学

22、到的专业基础理论知识用到实践中去。经过两个星期的努力,网络课程设计总算是顺利完成了。在这次设计中要特别感谢指导我的老师和同学，感谢他们在这次课程设计中给予的指导和帮助，使我顺利的完成了这次的课程设计。参考文献1 宋凯.计算机网络M.北京:清华大学出版社,2010.2 陈有祺.计算机网络基础M.天津:南开大学出版社,2000.3 孙江宏.局域网组建及应用培训教程M.北京:清华大学出版社,2002.4 谢希仁.计算机网络教程（第2版）M.北京:人民邮电出版社,2007.5 刘云. 计算机网络实用教程M.北京:清华大学出版社,2001.6 于锋. 计算机网络与数据通信M.北京:中国水利水电出版社,2004.