1、摘要本次课程设计是用 BOSON 软件实现小型互连网的综合设计。随着信息时代的到来，校园网已经成为现代教育背景下的必要基础设施，成为学校提高水平的重要途径。通过查阅资料，了解了一个成熟的校园网络的设计方法，并且设计了一个小型互连网络。此网络包含局域网（LAN ），广域网（WAN），设置了虚拟局域网（VLAN），路由选择协议可选择 RIP 或者静态路由选择方式，最终实现了网间设备的互通与隔离。具体操作为利用 Boson Netsim 绘制网络拓扑图，在绘制完实验拓扑图后，将其保存并装入软件中开始实验配置。 关键词：小型互连网络 虚拟局域网 RIP Boson Netsim 目录1 课程设计目的
2、.12 课程设计要求 .13 软、硬件环境 .14 网络规划案例 .35 小型互连网及 VLAN 的设计 .85.1 小型互连网的设计 .85.1.1 拓扑图的设计 .85.1.2 设备选择 .95.1.3 划分网段及 IP 地址规划 .95.1.4 设备配置 .95.1.5 测试结果 .175.2 VLAN 的设计 .215.2.1 拓扑图的设计 .215.2.2 设备选择 .215.2.3 IP 地址及 VLAN 规划 .215.2.4 设备配置 .216 心得体会 .257 参考文献 .2611 课程设计目的本课程设计是用 BOSON 软件实现小型互连网的综合设计，实现不同局域网之间的互
3、连以及局域网通过广域网的互连。学习并熟悉 BOSON 软件的一般操作和运用，在加深对计算机网络课本知识的理解的基础上，学会运用已学的知识设计一个小型互连网络并对其进行分析，并且进一步理解互连网的基本组成、VLAN 的基本原理及划分等相关知识。利用BOSON Netsim 对网络设备进行相关配置并测试。2 课程设计要求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）；4WAN 的路由选择：（1）静态路由（2）要有默认路
4、由（3）动态路由（RIP 路由）5VLAN 设置3 软、硬件环境1. 硬件环境Microsoft Windows，是美国微软公司研发的一套操作系统，它问世于 1985年，起初仅仅是 Microsoft-DOS 模拟环境，后续的系统版本由于微软不断的更新升级，不但易用，也慢慢的成为家家户户人们最喜爱的操作系统。Windows 采用了图形化模式 GUI，比起从前的 DOS 需要键入指令使用的方式更为人性化。随着电脑硬件和软件的不断升级，微软的 Windows 也在不断升级，从架构的 16 位、32 位再到 64 位，甚至 128 位，系统版本从最初的Windows 1.0 到大家熟知的 Windo
5、ws 95、Windows 98、Windows ME、Windows 22000、Windows 2003、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1、Windows 10（预览版）和 Windows Server 服务器企业级操作系统，不断持续更新，微软一直在致力于 Windows 操作系统的开发和完善。2. 软件环境Boson NetSim 是推荐的网络虚拟软件，可以模拟路由器和部分交换机，而且是它最先提出自定义网络拓扑的功能，大多数人都使用 Boson 来练手 CCNA和 CCNP 的。Boson 算得上是目前最流行
6、的，操作最接近真实环境的模拟工具。可以毫不夸张地说，它就是真实设备的缩影。与真实实验相比，使用它省去了我们制作网线连接设备，频繁变换 CONSOLE 线，不停地往返于设备之间的环节。同时，它的命令也和最新的 Cisco 的 IOS 保持一致，它可以模拟出 Cisco 的中端产品 35系列交换机和 45 系列路由器。它还具备一项非常强大的功能，那就是自定义网络拓扑结构及连接。通过 Boson 我们可以随意构建网络，PC、交换机、路由器都可被模拟出来，而且它还能模拟出多种连接方式(如 PSTN、ISDN、PPP 等)。图 3.1 boson netsim 软件界面图 3.1 的界面中，左侧为软件自
7、带的拓扑图的配置及说明，右侧为 lab 创建界面，将绘制好的拓扑图装入 lab 中后可以对各个设备进行配置测试。通过点击 NetMap 可进入绘图界面，如图 3.2 所示。3图 3.2 绘图区4 网络规划1.选择合适的网络技术目前常用的主干网组网技术有 100Mbps 的快速以太网，100Mbps 的 FDDI 和155/622Mbps 的 ATM 网络，千兆以太网等。在充分考虑建设原则，满足应用需要和适应网络技术发展趋势三个方面的问题后，我们选择了千兆位以太网Gigabit Ethernet，理由是： 以低廉的价格提供高带宽。本系统对骨干网的带宽要求十分严格，而千兆位以太网提供 10 倍于快
8、速以太网的性能而价格远远低于其 10 倍，与 ATM 相比，其价格则远远低于 622Mbps ATM。 良好的兼容性和管理的简单性。千兆位以太网保留 802.3 以太网帧格式以及 802.3 的对象规格，从而能够从原有设施（如 Windows NT 和 Novell 局域网等）平滑地升级至千兆性能，现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理策略与工具都得以保留。相反，ATM 必须使用局域网仿真才能与现有4的网络设施兼容，与其使用仿真的以太网，不如使用真正的以太网。在网络系统管理的技术要求上，千兆以太网比 ATM 要简单得多。 支持千兆以太网的第 3/4 层交换机的出现。这大大地增强了千
9、兆以太网在园区的地位，原来认为的以太网的一些不足，如对多媒体应用的支持、灵活的网络拓扑结构和多链路负载分享、基于标准的虚拟网等，已被新的技术和标准所解决。考虑到校园网应用的特殊性，随着应用的发展，普通数据的传输量将会大量增加；视频的应用将会迅速发展，如采用 VOD 方式的视频教学、交互式的视频会议等。 综上所述，本方案主要选择千兆以太网技术来构建用户的需求，对二层结点和桌面微机的接入也采用快速以太网，建立一个基于多层、全交换的虚拟园区网。2.选择合适的网络拓扑结构主干网设计采用星、环型相结合的拓扑结构，主干网汇接各子网，形成中心交换，中心节点与各个二级节点分别通过光纤相连，各二级节点互联形成网
10、络环构成校园网主干信息通道。中心节点选用高性能交换机，放置在网络中心内。流量按层次划分，跨越工作组网段的流量汇接到子网，跨越子网的流量汇接到主干；子网通过三层交换机连接到主干网，各个二级节点均为汇聚层交换机，分别置于教学楼、办公大楼、图书馆及网络中心。中心节点与各个二级交换机采用单模室外光纤，通过电缆沟地埋走线进行连接，传输速率 1000Mbps。同在一楼内各子网的工作组交换机通过 5 类 UTP 与本楼内的二级交换机连接，每个子网按部门划分成多个工作组网，桌面机连接到基层网段上，服务器、工作站连接到高层网段，主干网上不直接入用户网络，教师家中的微机及远程用户可通过 VPN 进入校园网。中心节
11、点通过光纤与 CERNET 和 Internet 网络实现高速接入。网络中心建有各类服务器提供整个网络的服务，部分服务器通过光纤直接与中心节点的核心交换机连接实现高速服务响应和集中控制和管理。从而全面提供Web、VOD 、 DNS、媒体制作、5CAI、MIS 、Ilas、Email、AntiVirus 、IDS、Firewall、Disc mirror、SAN 磁盘阵列、计费、网管服务器、FTP 等功能。在网络出口和关键子网可设立防火墙和入侵侦测，防止来自内部或外部的恶意攻击。对学校各办公室和教室、各大楼实施结构化布线。楼宇之间主干采用室外光纤，水平布线采用五类双绞线 UTP，而设备间选用理线
12、架、光纤配线架及标准机柜。网络系统集成的内容：（1）基础平台 网络基础平台是提供计算机网络通信的物理基础。对于学校而言，应包括骨干光缆铺设、楼内综合布线系统以及拨号线路的申请与提供。综合布线是信息网络的基础。它主要针对建筑的计算机与通信的需求而设计的，具体是指在建筑物内和在各个建筑物之间布设的物理介质传输网络，通过这个网络实现不同类型的信息传输。（2）网络平台 在网络基础平台的基础上，建设支撑校园网数据传输的计算机网络，这是学校校园网建设的核心。网络平台应当提供扩展、易于管理、可靠性高、性价比好的网络系统。（3）INTERNET/INTRANET 基础环境 TCP/IP 已经成为现代数据通信的
13、基础技术，而基于 TCP/IP 的 INTERNET/INTRANET 技术成为校园网应用的标准模式，采用这种模式可以为未来应用的可扩展性和可移植性奠定基础。INTERNET/INTRANET 基础环境要提供基于 TCP/IP 的整个数据交换的逻辑支撑，它的好坏直接影响到管理、使用的方便性以及扩展的可行性。（4）应用信息平台 为整个校园网提供统一简便的开发和应用环境、信息交互和搜索平台。（5）专有应用系统 包括多媒体教学、办公自动化、VOD 视频点播、课件制作管理、图书馆系统等。3.网络操作系统的考虑（server、client）系统软件在整个软件架构中处于最底层，直接与各种类型的硬件设备交互
14、，主要作用是有效地支配和管理系统中的各种硬件资源。6系统软件的选择，从理论上讲，可以采用 Unix，Linux，Windwos 或NetWare。但是系统软件的选择又是跟硬件平台的选择紧密关联的。如果硬件平台采用的是 IBM 公司的小型机，则操作系统十有八九就是采用 IBM 的 AIX；如果硬件平台采用 HP 的 Unix 服务器，则一般采用 HP-UIX。对于 PC 服务器，操作系统可以采用微软的 Windows 系列、Linux 系统或Sun 公司的 Solaris86。经比较，决定服务器采用微软 Windows2000Server。工作站的系统最好采用 Windows2000 Profe
15、ssional 或 WindowsNT Workstation，安全性比 Windows98 好一些。此外，与微软操作系统平台配合，选用 MicrosoftSQL Server2000 作为数据库平台软件。4.完整拓扑图i n t e r n e tf t p 服 务 器 文 件 服 务 器电 子 邮 件 服 务 器数 据 库 服 务 器光纤光纤东 方 龙 马 防 火 墙入 侵 检 测 系 统C i s o o 接 入 路 由 器光纤 光纤C i s c o W S - C 3 5 6 0 E - 2 4 P D - E 核 心 交 换 机光纤光纤C I S C O S R W 2 2 4 G
16、 4 P 教学 楼 交 换 机教 学 楼 C 交 换 机C I S C O S R W 2 2 4 G 4 P教 学 楼 B 交 换 机C I S C O S R W 2 2 4 G 4 P教 学 楼 A 交 换 机C I S C O S R W 2 2 4 G 4 PC I S C O S R W 2 2 4 G 4 P 宿 舍 楼 交换 机宿 舍 楼 1 交 换机 C I S C O S R W 2 2 4 G 4 P宿 舍 楼 2 交 换机 C I S C O S R W 2 2 4 G 4 P宿 舍 楼 3 交 换机 C I S C O S R W 2 2 4 G 4 P宿 舍 楼 4
17、 交 换机 C I S C O S R W 2 2 4 G 4 P图 4.1 网络拓扑图5.选择网络设备7表 4.1 设备选择序号 名称 品牌 单位 数量 备注1 路由器 Cisco3640 个 1 2 三层交换机 Cisco WS-C3560E-24PD-E 个 1 3 二层交换机 CISCO SRW224G4P 个 14 4 硬件防火墙 个 1 5 超五类 UTP双绞线 箱 100 6 2M 原装跳线 条 10 7 3M 原装跳线 条 10 8 施工辅料 套 1 尽量选取同一厂家的设备，这样在设备可连性、技术支持、价格等因素等各方面有优势。在网络的层次结构中，主干设备选择应预留一定的能力，
18、以便于将来扩展；而低端设备则够用既可，因低端设备更新较快，易于扩展。选择的设备要满足用户的需要，主要是要符合整体网络设计的要求以及实际端口数的要求。选择名牌设备厂商，以获得性能价格比较更优的设备以及更好的售后保证。6.IP 地址规划IP 地址的网络部分是由 IANA（Internet 地址分配机构）统一分配的，而主机位 IP 地址是由得到网络地址的机构或组织自行分配。IP 地址的获得：有两种方式，一种是静态方式，一种是动态方式。 学校从组建校园网以来一直采用用户静态 IP 地址分配。8在交换机上采用 VLAN（Virtual LAN,虚拟局域网）技术解决广播带来的不良影响。我们学校划分 VLA
19、N 的方式是基于接口来划分 VLAN。交换机通过接口和客户端相接，只要通过配置命令将交换机的接口分给不同的 VLAN，就相当于把这些客户端划分到了不同的广播域。 无论是局域网，还是广域网中的计算机之间的通信，最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的初始节点出发，从一个节点传递到另一个节点，最终传送到目的节点。数据包在这些节点之间的移动都是由 ARP 负责将 IP 地址映射到 MAC 地址上来完成的。数据包在传送过程中会不断询问相邻节点的 MAC 地址。交换机、端口、IP 地址 三者的绑定。为了防止 IP 地址被盗用，就通过简单的交换机端口绑定（端口的 MAC 表使用静态表项），可以在每个交换机端口只连接一台主机的情况下防止修改 MAC 地址的盗用。第一种方法：如果是可网管交换机还可以提供：交换机、端口、IP 地址三者的绑定，一般绑定 MAC 地址都是在交换机和路由器上配置的。通过这些设置，可以将局域网中的 IP 地址和 MAC 地址绑定，任何人在终端上任意更改 IP 地址，都不能使其登陆互连网，这样就便于网络管理员更好的维护整个网络的正常、安全的运行。5 小型互连网及 VLAN 的设计5.1 小型互连网的设计
