大型园区网络路由设计研究与应用毕业论文Word下载.docx
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构建校园网的组网技术必须是高带宽的组网技术。
骨干交换设备必须支持线速交换,以保证无阻塞的数据交换;
另外,从网络结构设计上,需要考虑到一些高流量多媒体应用的分布式部署,以降低跨骨干网的流量,提高网络的性能。
1.2.2、高可靠性
目前的网络设计必须为今后的扩充留有足够的余地,保证今后三年到五年的网络扩充升级能力,网络要求具备高可靠性和足够的冗余,提供拓扑结构及设备的冗余和备份,为了防止局部故障引起的整个网络系统的瘫痪,要避免网络出现单点失效,在网络主干上要提供备份链路提供冗余路由。
一个成功的高校社区网络会具备很强的扩展能力,无论在支持的用户数量方面、对目前各种网络标准的支持还是对未来新型技术、新业务的支持上都做好了充分的准备。
1.2.3、安全性
校园网作为一个支持众多用户同时和Internet存在连接的网络,网络安全性在整个网络规划中是一个很重要的部分,应当采用一定的措施来控制网络的安全性,网络中应当采取多种技术,从部和外部同时控制用户对网络资源的访问。
对的安全实施包括用交换机进行VLAN的划分,在路由中创建访问控制列表,如此可对一些网络用户实行可控的安全级别。
对于业务主机,例如服务器将通过用户权限的认证,实现用户与业务的隔离,避免非法用户的侵入。
对重要的数据库采取安全备份的机制,避免突发事件造成重要数据的丢失。
支持通过防火墙对外部网络的非法访问进行过滤,防于未然。
1.2.4、可扩展性
随着应用规模的不断扩大,要求网络可以方便的扩充容量,支持更多用户及应用。
因此,目前的网络设计必须为今后的扩充留有足够的余地,以保护用户的投资,保证用户今后三到五年的网络扩充升级能力。
没有人敢说“我的网够用了”。
数据网络的速度从10M到100M、100M到1000M、到10000M,用户的数据传输需求从1K到现在的整个硬盘;
网络速度在以指数级的发展,而网络需求也以指数级增长。
一个成功的高校社区网络会具备很强的扩展能力,无论在支持的用户数量方面、对目前各种网络标准的支持还是在对未来新型技术。
新业务的支持上都做好了充分的准备。
1.2.5、VLAN的划分
根据校园网的实际需求,属于同一部门的工作人员可以在不同的建筑物中,但需要在一个逻辑子网。
网络站点的增减,人员的变动都需要虚拟网络技术的支持。
因此在网络主干中要支持3层交换及vlan的划分,以提高网络的安全性和灵活性。
它的主要特点就是将一个物理网络设备(lan)划分为若干逻辑网段,每个逻辑网段构成一个虚拟工作组或单元,在虚拟工作组或单元之间进行数据和信息交换。
由于vlan网络的特殊拓扑结构和目前技术的限制,想要实现vlan功能,必须使用三层(或以上)的交换机。
Vlan的有点主要有以下几点:
隔离网络端口、提高网络安全性、简化管理手段、降低成本并提高效率和增加网络连接的灵活性等等,因此,我们在构建网络时可以充分利用vlan具有的这些优势,灵活搭配构建网络。
本设计中具体的vlan划分在后面的容中。
1.2.6、多层交换技术
通关三层交换技术、特别是基于硬件的第三层交换,可以充分地利用交换机的包处理能力,实现真正的线速交换。
第三层交换技术就是:
第二层交换技术+第三层转发技术。
这是一种利用第三层协议中的信息来加强第二层交换功能的机制。
第三层交换的目标是,只要在源地址和目的地址之间有一条更为直接的第二层通路,就没有必要经过路由器转发数据包。
第三层交换使用第三层路由协议确定传送路径,此路径可以只用一次,也可以存储起来,供以后使用。
之后数据包通过一条虚电路绕过路由器快速转发。
第三层交换技术的出现,解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速,复杂所造成的网络瓶颈问题。
当然,三层交换技术并不是网络交换机与路由器的简单叠加,而是二者的有机结合,形成一个集成的、完整的解决方案。
2总体设计
2.1设计原则
校园网的总体设计原则是:
开放性----采用开放的网络体系以方便网络的升级、扩展和互联;
可扩充性----从主干网络设备的选型及其模块、管理软件和网络整体机构以及技术的开放性来保证系统的可扩充性;
可管理性----利用合理的网络规划策略提供强大的网络管理功能;
安全性----部网络之间、部网络与外部公网之间的互联,利用Vlan/Elan和防火墙等对访问进行控制,确保网络的安全。
2.2技术选型、
以下为本论文设计的技术选型:
2.2.1vlan使用vlan技术主要考虑到以下优势:
(1).限制广播域。
广播域被限制在一个VLAN,节省了带宽,提高了网络处理能力。
(2).增强局域网的安全性。
不同VLAN的报文在传输时是相互隔离的,即一个VLAN的用户不能和其它VLAN的用户直接通信,如果不同VLAN要进行通信,则需要通过路由器或三层交换机等三层设备。
(3).灵活构建虚拟工作组。
用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组,同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理围,网络构建和维护更方便灵活。
2.2.2STP生成树技术与HSRP热备份路由协议技术:
为了保证局域网间的稳定性,本设计中在核心层与汇聚层之间设置了冗余链路,因此产生了环路,对于引入STP生成树技术,可有效的解决环路问题,而且与HSRP热备份路由技术可缓解网络流量的拥塞,加快信息的传递。
2.2.3以太网捆绑技术:
以太网捆绑技术可以确保核心交换机不会因为链路接口松动或链路断开而影响稳定性;
链路聚合有成端口聚合,断口捆绑.功能是将交换机的多个低带宽端口捆绑成一条高带宽链路,可以实现链路负载平衡。
避免链路出现拥塞现象。
通过配置,可通过两个三个或是四个端口进行捆绑,分别负责特定端口的数据转发,防止单条链路转发速率过低而出现丢包的现象。
2.2.4OSPF多区域技术:
使用OSPF多区域技术主要有以下优势:
(1)降低SPF计算频率
(2)减小路由表
(3)降低了通告LSA的开销
(4)将不稳定限制在特定的区域
2.3设备选型
2.3.1核心层选型:
核心层的主要目的在于通过高速转发通信,提供可靠的骨干传输结构,因此核心层交换机应拥有更高的可靠性,更好的性能和更大的吞吐量。
本设计采用CISCOCatalyst6503核心交换机。
2.3.2汇聚层:
汇聚层交换层是诸多接入层交换机的汇聚点,汇聚层交换机必须能够承载所有来自接入层设备的流量,并提供到核心层交换机的上行链路,并且具有较好的稳定性,因此汇聚层交换机与接入层的交换机相比较,需要更高的性能,足够的端口和较高的交换速率。
本设计方案选用CiscoCatalyst4503交换机。
2.3.3接入层:
接入层目的是允许终端用户连接到网络,因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。
本方案采用思科3560交换机
2.4目标网络拓扑
为了实现网络设备的统一,本设计方案中完全采用同一厂家的网络产品,即Cisco公司的网络设备构建。
全网使用同一厂商设备的主要好处在于可以实现各种不同网络设备功能的互相配合和补充。
本校园网设计方案主要由以下四大部分构成:
交换模块、广域网接入模块、路由模块、
服务器模块。
整个网络系统的拓扑结构图如图3-1所示。
图3-1
3.详细IP地址与VLAN的划分
3.1IP地址划分原则
校园网总接入点数为1469个,学生宿舍与教师宿舍共670个接入点采用DHCP服务器动态分配IP地址的方式,教学楼办公区、行政楼办公区共50个接入点使用的IP地址采用DHCP服务器动态分配,所以须静态分配IP地址接点数为749个,为确保职业技术学院IP地址划分的数量以及将来的网络扩展性,本网络设计方案使用一组私有A类地址10.0.0.0/8。
3.2IP地址及主要VLAN划分
结构化IP地址分配是具有可读性,可管理性。
在结构化地址划分的基础上应该为今后网络的扩展提供足够的预留地址空间。
IP地址及主要VLAN划分如下表3-2所示:
表3-2
区域
IP网段
可使用IP
Vlan划分
本部vlan划分
预留网段
10.1.0.0~10.10.0.0/16
一教学楼
10.11.0.0/16(教学)
252×
252
11
10.21.0.0/16(办公)
21
10.13.0.0/16-10.20.0.0/16
二教学楼
10.12.0.0/16(教学)
12
10.22.0.0/16(办公)
22
10.23.0.0/16–10.29.0.0/16
图书馆
10.30.10.0/24(办公)
10
10.30.20.0/24(查询)
20
10.30.30.0/24(机房)
30
10.30.40.0/24-10.30.254.0
行政楼
10.40.40.0/24(办公等)
40
一宿舍楼
10.31.0.0/16(日常使用)
31
二宿舍楼
10.32.0.0/16(日常使用)
32
学院服务器
10.10.10.0/24
兴湘学院vlan划分
五教学楼
10.15.0.0/16(教学)
15
10.25.0.0/16(办公)
25
六教学楼
10.16.0.0/16(教学)
16
10.26.0.0/16(办公)
26
办公楼
10.40.50.0/24
50
三宿舍楼
10.33.0.0/16
33
10.34.0.0/16-10.39.0.0/16
职业技术学院
七教学楼
10.17.0.0/16(教学)
17
10.27.0.0/16(办公)
27
四宿舍楼
10.34.0.0/16
34
设备loopback地址
10.1.1.0/24
设备网管地址
10.10.99.0/24
99
三层链路地址
10.10.100.0/24
3.3三层链路地址划分
链路只需要有两个可用的IP地址,将链路的子网掩码设置为30位,即可满足链路地址的需求。
三层链路地址的详细的划分如下表3-3所示:
表3-3
交换机连接
IP地址
说明
RT1f0/1–RT2f0/1
10.10.100.0~10.11.100.3/30
路由器RT1到路由器RT2链路地址
RT2f1/1–RT3f1/1
10.10.100.4~10.10.100.7/30
路由器RT2到路由器RT3链路地址
RT3F1/0–RT1F1/1
10.10.100.8~10.10.100.11/30
路由器RT3到路由器RT1链路地址
RT1G0/0–firewallG0/0
10.10.100.12~10.10.100.15/30
路由器RT1到防火墙firewall链路地址
firewallF2/0–SW1F1/0
10.10.100.16~10.10.100.19/30
路由器RT1到核心层SW1链路地址
firewallF2/1–SW2F1/0
10.10.100.20~10.10.100.23/30
路由器RT1到核心层SW2链路地址
RT2F2/0–SW3F1/0
10.10.100.24~10.10.100.27/30
路由器RT2到核心层SW3链路地址
RT2F2/1–SW4F1/0
10.10.100.28~10.10.100.31/30
路由器RT2到核心层SW4链路地址
RT3F2/0–SW5F1/0
10.10.100.32~10.10.100.35/30
路由器RT3到核心层SW5链路地址
Vlan901
10.10.100.56~10.10.100.59/30
核心交换机冗余三层链路地址
SW1F0/0–SW2F0/0
链路捆绑,划分到vlan901,将IP地址配置到vlan901中
SW1F0/1–SW2F0/1
Vlan902
10.10.100.60~10.10.100.63/30
SW3F0/0–SW4F0/0
链路捆绑,划分到vlan902,将IP地址配置到vlan902中
3.4设备命名及loopback地址
Loopback地址为设备的地址,一个设备只需要一个地址即可,子网掩码设计为32位,统一将10.11.99.0网段用于设备的loopback地址。
如下表3-4所示:
表3-4
主要设备命名
名字
Loopback地址(32位)
大学路由器----RT1
XT_RT1
10.1.1.1
兴湘学院路由器----RT2
XX_RT2
10.1.1.2
职业技术学院路由器--RT3
ZY_RT3
10.1.1.3
大学核心交换机--SW1
XT_SW1
10.1.1.4
大学核心交换机--SW2
XT_SW2
10.1.1.5
兴湘学院核心交换机--SW3
XX_SW3
10.1.1.6
兴湘学院核心交换机--SW4
XX_SW4
10.1.1.7
职业技术学院三层交换机—SW5
ZY_SW5
10.1.1.8
Firewall防火墙
Firewall
10.1.1.9
3.5网管地址划分及所属VLAN划分
为了方便管理网络中的设备,对网络中所有的设备均配置网管地址,方便网管管理员管理网络,网络管理员在校园网络中,只要可以接入网络,就可以通过telnet管理网络中的设备网关地址使用vlan99的网段10.10.99.0/24。
如下表3-5所示:
表3-5
Vlan
IP地址
网关
10.10.99.1
10.10.99.254
10.10.99.2
10.10.99.3
10.10.99.10
10.10.99.31
10.10.99.32
10.10.99.5
10.10.99.6
10.10.99.20
10.10.99.33
10.10.99.7
10.10.99.34
3.6DHCP服务器IP地址池划分
为了方便计算机更好更方便的接入校园网,在相应的网关处配置DHCP服务器,为接入网络的计算机分配IP地址。
如下表3-6所示:
表3-6
设备
分配网段
1JS1
10.11.0.0~10.11.255.255
10.11.0.1
1JS2
10.21.0.0~10.21.255.255
10.21.0.1
2JS1
10.12.0.0~10.12.255.255
10.12.0.1
2JS2
10.22.0.0~10.22.255.255
10.22.0.1
5JS1
10.51.0.0~10.51.255.255
10.15.0.1
5JS2
10.52.0.0~10.52.255.255
10.25.0.1
6JS1
10.61.0.0~10.61.255.255
10.16.0.1
6JS2
10.62.0.0~10.62.255.255
10.26.0.1
7JS1
10.71.0.0~10.71.255.255
10.17.0.1
7JS2
10.72.0.0~10.72.255.255
10.27.0.1
1SSW
10.31.0.0~10.31.255.255
10.31.0.1
2SSW
10.32.0.0~10.32.255.255
10.32.0.1
3SSW
10.33.0.0~10.33.255.255
10.33.0.1
4SSW
34
10.34.0.0~10.34.255.255
10.34.0.1
TSW1
10(办公等)
10.30.10.0~10.30.10.255
10.30.10.1
TSW2
20(查询等)
10.30.20.0~10.30.20.255
10.30.20.1
TSW3
30(机房等)
10.30.30.0~10.30.30.255
10.30.30.1
XZSW
10.40.40.0~10.40.40.255
10.40.40.1
BGSW
10.40.50.0~10.40.50.255
10.40.50.1
4局域网设计实施方案
4.1基本配置命令:
4.1.1、设置交换机的加密使能口令
当用户在普通用户模式而想要进入特权用户模式时,需要提供此口令。
此口令会以MD5的形式加密,因此,当用户查看配置文件时,无法看到明文形式的口令。
将交换机的加密使能口令设置为cisco命令如下:
AccessSwitch(config)#enablesecretcisco
设置console密码
>
enable
#configuretrminal
(confing)#lineconsole0进入console口
(config-line)#passwordcisco设置consolo口密码
(config-line)#login设置登录时需要密码
Console密码设置完成
4.1.2设置登录虚拟终端线时的口令
对于一个已经运行着的交换网络来说,交换机的带远程管理为网络管理人员提供了很多的方便。
但是,出于安全考虑,在能够远程管理交换机之前网络管理人员必须设置远程登录交换机的口令。
命令如下:
AccessSwitch(config)#linevty015
AccessSwitch(config)#login
AccessSwitch(config)#passworkcisco
4.1.3设置终端线超时时间
为了安全考虑,可以设置终端线超时时间。
在设置的时间,如果没有检测到键盘输入,IOS将断开用户和交换机之间的连接。
如下所示,设置登录交换机的控制台终端线路及虚拟终端线的超时时间为5分30秒钟。
AccessSwitch(config–line)#exec-timeout530
AccessSwitch(config-line)#linecon0
AccessSwitch(config-line)#exec-timeout530
4.1.4设置禁用IP地址解析特性
在交换机默认配置的情况下,当输入一条错误的交换机命令时,交换机会尝试将其广播给网络上的DNS服务器并将其解析成对应的IP地址。
利用命令noipdomain-lookup。
可以禁用这个特性。
如下所示,设置禁用IP地址解析特性:
AccessSwitch(config)#noipdomainlookup
4.1.5设置启用消息同步特性
有时,用户输入的交换机配置命令会被交换机产生的消息打乱。
可以使用命令loggingsynchronous设置交换机在下一行CLI提示符后复制用户的输入。
如下
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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