某高校校园网的规划与设计(课程设计)
摘要
在网络信息时代的今天,面向新的需求和挑战,为了学校的科研、教学、管理的技术水平,为研究开发和培养高层次人才建立现代化平台,现如今各大高校都已建立了基于Intranet/Internet技术的高速多媒体校园网。
校园网是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络。首先,校园网应为学校教学、科研提供先进的信息化教学环境。能够隐藏自身独立的网络拓扑结构,对内部网络提供一定的安全性,并且可以为学校建立一个高效智能,协同办公与教学自动化的计算机校园网,是培养面向21世纪建设人才的迫切需要。系统做好校园网的规划,既是建立一个功能完善,安全可靠,性能先进的网络的关键,也是实现投资保护和逐步解决网络拥塞和服务器瓶颈的重要措施.进而提升网络性能。
本次课程设计所设计的某高校校园网的规划与设计能够实现以下基本任务:
- 使各个区域的路由器之间,都可以相互通讯。
- 对于数据流量较大的,采用链路聚合技术。
- 拥有缺省路由,连接外网Internet。
- 采用单区域OSPF网络。
- 采用多个核心交换机的方式。
课程设计目的:掌握交换机和路由器的配置与管理技术,掌握网络设备的操作和技术在实践中的应用,解决一些实际网络工程中的应用问题,在此基础上,真正理解和掌握网络相关理论,通过应用所学习的知识,进行网络布局和规划。
开发环境及工具:eNSP
本人主要工作:设计规划校园网拓扑图,配置路由器和交换机。
关键词:单区域OSPF,链路聚合技术,交换机,eNSP,路由器
目录
1校园网的需求分析. 4
1.1网络应用需求. 4
1.2安全及稳定性需求. 5
1.3网络分布式三层结构. 5
2单区域OSPF网络. 6
2.1 OSPF基本概念. 6
2.2 OSPF的特点. 7
2.3 OSPF链路状态算法的路由计算过程. 7
2.4 OSPF常见报文类型及邻居和邻接关系. 8
2.5 OSPF核心代码. 9
3链路聚合技术. 11
3.1链路聚合基本概念. 11
3.2链路聚合的方式. 11
3.3链路聚合的核心代码. 12
4整体设计流程. 13
4.1相关路由器地址分配. 13
4.2交换机的分布. 14
总结. 15
参考文献. 16
某高校校园网的规划与设计
校园网总拓扑图:
1校园网的需求分析
(1)校园网与Internet连接,使师生可通过互联网获取资源和信息。
(2)建设学校网站,实现学校的对外宣传以及发布学校内部信息。
(4)校园生活电子化(包括如:一卡通消费,转帐交纳网费、电费、水费,个人帐户网上管理和查询)。
(2)划分安全子网,加强网络边界的访问控制,防止内外的攻击威胁,定期进行网络安全检测,建立网络防病毒系统。
(3)做好应急设备的准备,相应应有备用设备以确保紧急情况下的网络保障,即当一个核心交换机出现故障时,要求网络不会瘫痪。
在校园网的设计方案中,采用核心层、汇聚层和应用层这种模式作为网络的主体架构,充分利用三层交换的高性能管理功能,最大限度的满足大容量、高吞吐率的数据传输要求。
(2)汇聚层,汇聚区域内的各个应用交换机。它主要负责楼内各层(接入层)的接入,虽然该层只起承上启下的作用,但它对局部的作用不可忽视,合理及有效的配置该层直接关系到校园网的效率和安全。
(3)应用层,负责接入直接用户的接入设备所处的层面,该层负责端对端的绑定,可以有效地防止网络风暴和网络欺骗.
2单区域OSPF网络
区域是一组路由器和网络的集合,单区域是指所运行OSPF协议的路由器被划分到同一个区域。
如图2-1所示为OSPF的路由计算过程,大致可分为4个步骤。
- 邻接关系建立。相邻的路由器会形成OSPF 邻接关系。只有邻接关系建立好后,路由器之间才会交互各自知道的LSA。
- LSDB同步。邻接关系建立好后,每个 OSPF 路由器会把自己的LSA通告给自己的邻居,同时接收邻居通告给自己的LSA,也会把自己知道的其他路由器的LSA通告给邻居。每个路由器会保存自己收到的LSA。所有LSA的集合叫作 LSDB。
- SPF路由计算。LSDB同步后,每个OSPF 路由器以自己为根运行SPF 算法。运算的结果是以自己为根的一棵最短路径树。
- 路由表生成。根据SPF树,每台路由器都能计算出各自的路由信息,并添加到路由表。
2. 数据库描述(Dalabase Description DD)报文。
5. 链路状态确认(Link State Acknowledgment,LSACK)报文。
四种网络类型:点到点网络、广播型网络、非广播多路访问网络和点到多点网络。
以其中一台路由器为例,其它路由器同理,下面为图书馆路由的配置:
[Huawei]ospf 1 router-id 10.0.1.1
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.123.1 0.0.0.0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.1.1 0.0.0.0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]aut
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode si
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode simple plain hua
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode simple plain huawei
配置单区域OSPF。所有路由器属于区域O,配置使用OSPF进程1。
注意在使用network命令时,通配符掩码使用0.0.0.0。为了保证路由器的Router ID稳定,我们在启动OSPF进程时使用router-id参数静态指定路由器的Router ID。
使用display ospf peer brief命令查看路由器的OSPF邻居关系建立情况,如图2-3所示。
<Huawei>display ospf peer brief
使用display ip routing-table protocol ospf命令查看路由器的OSPF表,如图2-4所示,为图书馆的ospf表。
3链路聚合技术
链路聚合根据是否启用链路聚合控制协议可以分为3种方式:手工聚合、静态聚合、动态聚合。
本某高校校园网的规划采用的时静态链路聚合,使用在了汇聚层与汇聚层,汇聚层与核心层,核心层与核心层之间。如下图3-1所示。
以其中一台交换机为例,其它交换机同理,下面为学生宿舍交换机的配置:
[Huawei]int e 5//创建Eth-trunk接口
[Huawei-Eth-Trunk5]bpdu enable //配置Eth-trunk的工作模式为静态LACP模式。
[Huawei-Eth-Trunk5]mode lacp-static
[Huawei]int g 0/0/5 //将GO/0/5和G0/0/6接口加入到Eth-trunk接口。
[Huawei-GigabitEthernet0/0/5]eth-trunk 5
[Huawei-GigabitEthernet0/0/6]eth-trunk 5
使用命令display eth-trunk查看配置情况,结果如下图3-2所示。
4整体设计流程
路由器名称 |
Router-id |
IP地址及掩码 |
Loopback及掩码 |
图书馆 |
10.0.1.1 |
10.0.123.1/24 |
10.0.1.1/24 |
阅览室 |
10.0.2.2 |
10.0.123.2/24 |
10.0.2.2/24 |
会议室 |
10.0.3.3 |
10.0.123.3/24 |
10.0.3.3/24 |
办公室 |
10.0.4.4 |
10.0.123.4/24 |
10.0.4.4/24 |
休息室 |
10.0.5.5 |
10.0.123.5/24 |
10.0.5.5/24 |
505 |
10.0.6.6 |
10.0.123.6/24 |
10.0.6.6/24 |
计算机教室 |
10.0.7.7 |
10.0.123.7/24 |
10.0.7.7/24 |
财经教室 |
10.0.8.8 |
10.0.123.8/24 |
10.0.8.8/24 |
教室 |
10.0.9.9 |
10.0.123.9/24 |
10.0.9.9/24 |
Internet |
10.0.10.10 |
172.3.3.1/24 |
172.0.1.1/24 |
使用一到两个核心交换机,另有五个汇聚层交换机分别代表为学生宿舍、学院楼、教学楼、行政楼和图书管,并且它们与核心交换机通过链路聚合连接,如图3-1所示。
在核心交换机将外网Internet接入。并分配IP地址和环回地址,如下图4-1所示。
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 10.0.1.1 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 172.3.3.1 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]quit
[Huawei-LoopBack0]ip add 172.0.1.1 24
[Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 loopback 0
[Huawei-ospf-1]default-route-advertise always type 1
总结
参考文献
[1] 赵新胜,等.《路由与交换技术》[M].人民邮电出版社:北京市,2018.
[2]谢希仁.《计算机网络第七版》[M].电子工业出版社:北京市,2017.
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