小型互联网设计报告

发布时间：2024-11-10

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小型互连网的设计实现

1.课程设计目的

（1）加深对计算机网络基本理论知识的理解。（2）用BOSON软件实现小型互连网的综合设计。（3）掌握基本的配置命令并熟练应用。

2.课程设计要求

（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。

（2）查阅资料，根据用户需求，设计完成网络拓扑结构；（3）熟练掌握CISCO路由器、交换机及PC及机的基本配置命令；（4）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，有虚拟局域网）

3.相关知识

3.1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，它仅包括OSI参考模型的底部3层协议。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

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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 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。

3.2 软、硬件环境:

Windows 2000等操作系统、Boson Netsim仿真软件

3.3关于Boson软件介绍 ◆Boson Network Designer

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。下面介绍一下各个部分的主要功能。（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、打印等操作，拓扑图文件的扩展名为“.top”。其中“Load NetMap into the Simulator”菜单项用来将拓扑图装入实验模拟器，如果此时Boson NetSim程序已经打开，则拓扑图自动装入，否则Boson NetSim启动时再装入。“Wizard”菜单以向导的形式为添加新设备或者为设备布线等。“Help”菜单包含帮助主题、图例、用户手册、版本信息等内容。（2）设备连接列表

Boson Network Designer包含的设备和连接有：

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Cisco 800、1000、1600、1700、2500、2600、3600、4500八个系列42种路由器； Cisco Catalyst 1900、2900、3500三个系列3三种交换机； Ethernet、Serial、ISDN三种布线元件； Win98、TACACS、TFTP三种PC机器。

再运用Boson进行实验时，不同型号路由器的功能和性能是完全相同的，其不同点在提供的接口数量和类型不同，有些接口是固定配置的，有些接口是模块化的。例如，以太网接口的分为普通以太网（ethernet）和快速以太网（fastethernet）两种类型，固定配置的普通以太网接口使用ethernet 0的形式引用，模块化的普通以太网接口使用ethernet 0/0的形式引用。因此，要按照“够用为度”的原则选择实验设备，即尽量选择一个简单的、接口数量较少的路由器进行实验。（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。对于类型为可选的接口，在添加设备到绘图区时再确定是否使用。（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。 ◆ Boson NetSim

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.3所示。下面介绍一下各个部分的主要功能。（1）菜单栏

菜单栏包括File、Modes、Devices、Tools、Ordering、Window、Help七个部分。 “File”菜单

第一部分对拓扑图进行操作

“New NetMap”启动Boson Network Designer绘制一个新拓扑图； “Load NetMap”装入一个已有的拓扑图文件。

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第二部分批量的装载配置文件

“Paste Real Router Configs”将一个真实路由器的配置文件粘贴到虚拟设备中； “Load Single Device Config (Merge)”保留当前配置，装入已保存的单个设备配

置文件；

“Load Single Device Config (Overwrite)”覆盖当前配置，装入已保存的单个设

备配置文件；

“Load Multi Devices Configs”装入已保存的多个设备的配置文件。

第三部分保存当前单个设备或者所有设备的配置，生成扩展名为“.rtr”的配置文件。第四部分打印当前拓扑图或者退出系统。 “Modes”菜单

“Beginner Modes(WiW)”启动模式为Window in Window，即打开主窗口显示eRouter1

配置界面。

“Advanced Modes(Telnet)”高级Telnet模式，该模式可以隐藏主窗口，显示远程

控制面板，如图.4所示。面板上的前三个按钮可以用Telnet的方式分别登录到路由器、交换机或工作站，图.4也给出了单击的第一个按钮登录到路由器的界面。接下来的两个按钮可以分别实验导航器和网络拓扑图。单击“Switch View”可以切换回“WiW”模式，“Hide Main Screen”将主窗口隐藏到系统托盘上，“Load NetMap”装入一个已有的拓扑图文件。

“Toolbars”—>“Remote Control”用来显示/隐藏“远程控制面板”。 “Devices”菜单

用来快速切换正在配置的路由器、交换机、PC机。 “Tools”菜单

前两项分别用来检查更新或启动浏览器查询Boson NetSim的最新版本；

“Available Commands”用来显示当前版本的路由器和交换机在各种模式下的可用

命令；

“Change default telnet”允许用户将默认的telnet更改为自定义程序，并添加

命令参数。 “Ordering”菜单

用来对Boson NetSim软件进行注册。 “Window”菜单

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“Lab Navigator”打开实验导航器窗口。

“Lab Navigator”是Boson NetSim定制的一些现成的软件实验包软件，内置CCNA，CCNP共123个实验的拓扑图以及部分正确的配置文件，与Cisco的培训课程与教材密切联系。界面包含实验包列表、实验列表、功能按钮三个部分。 “Remote Control” 用来显示“远程控制面板”；后三项用来对当前的窗口进行布局重排。 “Help”菜单

提供到帮助主题、帮助文档的链接，还提供一些解决无法使用“高级配置模式”的向导工具。（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机的配置方法与Windows状态下cmd命令行方式相似。

4.课程设计分析

4.1 用户需求

信息的高速发展，使得网络互联已成为一种提高我公司效率的有效途径，通过与Internet的互联，为我公司职员提供服务。所有员工可以方便地浏览和查询局域网和互联网上的学习资源，通过WWW服务器、电子邮件服务器、文件服务器、远程登录等实现远程联系。更重要的是通过E-mail及网上BBS以及其它网络功能满足全公司的通信与信息交换的要求，提供文件数据共享、电子邮箱服务等。

按照要求本公司网内信息点总数为N个，其中工作区为（XX个），生活区为（XX个），电子邮件服务器、文件服务服务器等为内部单位服务，WWW服务器、远程登录等实现远

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程学习，从外部网站获得资源。此外本公司网络的日常办公和管理，包括：办公自动化、档案管理、财务管理、物资管理等。特别要求安全的管理，职员的基本信息档案和重要的工作文件要求对数据存储、传输的安全性的性能较高，档案管理、财务管理、物资管理等可以通过分布式、集中式相集合的方法进行管理。网络安全对于网络系统来说是十分重要的，它直接关系到网络的正常使用。应该采用一定的技术来控制网络的安全性，从内部和外部同时对网络资源的访问进行控制。

实现公司内部局域网上的Email收发，促进员工的信息交流。各工作站可以共享服务器资源、网络打印机等以及相互之间的文件传输。

4.2网络规划

1）选择合适的网络技术（以太网、快速以太网、FDDI、千兆以太网等） 2）选择合适的网络拓扑结构

3）网络操作系统的考虑（server、client） 4）完整拓扑图

5）选择网络设备（传输媒体、网卡、交换机、路由器）（要列出选择的原因等） 6）IP地址规划

7）其他考虑：防火墙系统、高速缓存服务引擎、打印机与文件的共享服务等

4.3绘制小型互联网拓扑图 ◆划分网段、IP地址

②划分IP地址

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◆ 设备介绍

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，提供了线速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列，Cisco Catalyst 2950系列在网络或城域接入边缘实现了智能服务。

Cisco2501路由器具有两个串口 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，

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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一个固定的Internet连接。每个人不再需要单独配置调制调器来访问信息。 ◆ 绘制拓扑

星型结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。

利用Boson Netsim Designer 绘制网络拓扑图。需要说明的是，在进行BOSON的模拟实验时，对于不同型号的路由器来说其功能和性能却是完全相同的。这里我们可以选择805作为路由器R2,R3型号，有一个serial串口一个快速以太网口，而R1则选择2501型号，有两个serial串口，一个快速以太网口。同时，在给两两路由器间布线时要选择点到点类型，这里我们选用R1的serial 0 和serial 1接口作为DCE 端，并将时钟信号配置在R1中。我们可以选择2950-12作为交换机型号。同时，将三台交换机的快速以太网接口fastethernet 0/1与对应路由器连接起来。将PC1 接入交换机SW1 fe0/2,PC2 接入交换机SW1 的fe 0/3，PC3 接入交换机SW2 的fe 0/2，PC4 接入交换机SW2 的fe 0/3。PC5 接入交换机SW2 的fe 0/2，PC6 接入交换机SW2 的fe 0/3。

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5.程序代码

（1）R1的配置如下： Router>enable Router#conf t

Router(config)#host R1 R1(config)#ena se 12 R1(config)#line vty 0 4 R1(config-line)#pass c2 R1(config-line)#int eth 0

R1(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shut R1(config-if)#int se 0

R1(config-if)#ip add 20.0.0.4 255.0.0.0 R1(config-if)#clock rate 64000 R1(config-if)#no shut R1(config-if)#int se 1

R1(config-if)#ip add 10.0.0.1 255.0.0.0 R1(config-if)#clock rate 64000 R1(config-if)#no shut R1(config-if)#end R1#copy run start （2）R2的配置如下： Router>enable Router#conf t

Router(config)#host R2 R2(config)#ena se 12 R2(config)#line vty 0 4 R2(config-line)#pass c2 R2(config-line)#int eth 0

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R2(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0 R2(config-if)#no shut R2(config-if)#int se 0

R2(config-if)#ip add 20.0.0.2 255.0.0.0 R2(config-if)#no shut R2(config-if)#end R2#copy run start （3）R3的配置如下： Router>enable Router#conf t

Router(config)#host R3 R3(config)#ena se 12 R3(config)#line vty 0 4 R3(config-line)#pass c2 R3(config-line)#int eth 0

R3(config-if)#ip add 192.168.3.1 255.255.255.0 R3(config-if)#no shut R3(config-if)#int se 0

R3(config-if)#ip add 10.0.0.3 255.0.0.0 R3(config-if)#no shut R3(config-if)#end R3#copy run start

选择路由器R1 并配置相关的静态路由信息，如下所示： R1#conf t

R1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 20.0.0.2 R1(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 10.0.0.3 R1(config)#end R1#copy run start

选择路由器R2 并配置相关的静态路由信息，如下所示： R2#conf t

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R2(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 20.0.0.4 R2(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 20.0.0.4 R2(config)#end R2#copy run start

选择路由器R3 并配置相关的静态路由信息，如下所示： R3#conf t

R3(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.0.0.1 R3(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.0.1 R3(config)#end R3#copy run start

（4）交换机Switch 1的配置： Switch>enable Switch#conf t

Switch(config)#host SW1 SW1(config)#ena se 12 SW1(config)#line vty 0 15 SW1(config-line)#pass c2 SW1(config-line)#int fe 0/2 SW1(config-if)#int fe 0/3

SW1(config-if)#ip add 192.168.1.2 255.255.255.0 SW1(config-if)#no shut SW1(config-if)#end SW1#copy run start

（5）交换机Switch 2的配置： Switch>enable Switch#conf t

Switch(config)#host SW2 SW2(config)#ena se 12 SW2(config)#line vty 0 15 SW2(config-line)#pass c2

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SW2(config-line)#int fe 0/2 SW2(config-if)#int fe 0/3

SW2(config-if)#ip add 192.168.2.2 255.255.255.0 SW2(config-if)#no shut SW2(config-if)#end SW2#copy run start 在switch2中划分VLAN SW2#vlan database

SW2(vlan）#vlan 10 name vlan1 VLAN 10 added: Name:vlan1

SW2(vlan)#int fe 0/2

SW2(config-if)#switchport access vlan 10 SW2(config-if)#end SW2#copy run start

（6）交换机Switch 3的配置： Switch>enable Switch#conf t

Switch(config)#host SW3 SW3(config)#ena se c1 SW3(config)#line vty 0 15 SW3(config-line)#pass c2 SW3(config-line)#int fe 0/2 SW3(config-if)#int fe 0/3

SW3(config-if)#ip add 192.168.3.2 255.255.255.0 SW3(config-if)#no shut SW3(config-if)#end SW3#copy run start 在switch3中划分vlan SW3#vlan database

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SW2(vlan）#vlan 10 name vlan1 VLAN 10 added: Name:vlan1

SW3(vlan)#int fe 0/2

SW3(config-if)#switchport access vlan 10 SW3(config-if)#end SW3#copy run start （3）PC机的配置如下

通过工具栏按钮“eStation”选择“PC1”在提示符下输入命令“winipcfg”，出现如图.所示的窗口，输入IP地址、子网掩码、默认网关，点击“OK”结束。其他的PC机配置于此类似。

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6.运行结果

R1的静态路由

R2的静态路由

Switch 2的VLAN划分：

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