基于Cisco Packet Tracer的校园网仿真实验

校园网仿真

  • 需求分析

    • 范围

      这里的范围指的就是校园网包含几个区域。
      大学校园确实是一个比较复杂的网络，但是毕竟这里只是一个小的仿真的校园网，也没有必要做太复杂，这里我就设置了服务器群、学生宿舍、行政楼、教学楼、图书馆这五个区域，足以理解校园网的构造了。

    • 功能

    1. 学校学生人数很多，IP地址又不足，所以肯定会有DHCP服务器动态分配IP地址。
    2. 每个学校都有自己的官网，所以必然需要www服务器。
    3. 搭建教育邮箱，使用Email服务器。
    4. ftp服务器有时也是需要的。
    5. DNS服务器提供域名转换服务。
    6. 局域网的主机需要和外部网络进行通信，使用NAT转换协议。

  • 总体设计

    • 拓扑结构

      计算机网络的最主要的拓扑结构有总线型拓扑、环形拓扑、树形拓扑、星形拓扑、混合型拓扑以及网状拓扑。其中环形拓扑、星形拓扑、总线型拓扑是三个最基本的拓扑结构。在局域网中，使用最多的是星形结构。我这里使用的拓扑结构也是星型拓扑结构。更多有关拓扑结构的介绍请点击拓扑结构。
      大概就是这个样子：

 

 

  • 层级结构

    层级结构采用的是三层结构：
    • 核心层：
      中心机房设置一台千兆核心交换机，负责整个校园网内部的数据交换。
    • 汇聚层：
      在教学楼、宿舍楼、图书馆以及行政楼等地方分别设置二级交换机节点。
    • 接入层：
      整个校园网只有一个外网出口，即核心交换机上连到边缘路由器，边缘路由器和广域网设备相连。
      注意：汇聚层的作用就是把下方的交换机集中起来，共用一条线路连接到中心交换机上，这样可以避免中心交换机连接过多的线路。其实这种层级结构就是树结构。

  • 使用的设备

    • 核心层

 

 

 

使用三层交换机，在这个版本的cisco模拟中

 

  • 汇聚层

使用普通的交换机就好

  • 接入层

 

  • 详细设计

先放一张总图：

我会逐步添加设备，同时附上代码。

  • 连接基本线路

    红线右边的就是校园网部分，左边的路由器是边缘路由器（Border-R）。

  • 配置Vlan

    vlan的全称是 virtual local area network，即虚拟局域网。它可以使一组设备和用户之间相互通信，好像它们是在同一个网段中一样。

    IEEE于1999年颁布了用于标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。

    我在这里设置了5个vlan，分别是服务器群、学生宿舍局域网（简称学生宿舍）、教学楼、行政楼、图书馆。它们的vlan网段分布如下表所示：

vlan名称对应区域网段掩码
vlan2 服务器群 192.168.0.1 255.255.255.0
vlan3 学生宿舍 192.168.8.1 255.255.248.0
vlan4 行政楼 192.168.1.1 255.255.255.0
vlan5 教学楼 192.168.2.1 255.255.255.0
vlan6 图书馆 192.168.3.1 255.255.255.0
  • 配置VTP：

 

 

S3560

Switch>en
Switch#conf t
Switch(config)#hostname S3560
S3560(config)#vtp domain xiaoyuan
S3560(config)#vtp mode server

 

SW1

Switch>en
Switch#conf t
Switch(config)#hostname SW1
SW1(config)#vtp domain xiaoyuan
SW1(config)#vtp mode client

SW2、SW5、SW6、SW7也要同样配置

说明：VTP(Vlan Trunk Protocol) 即VLAN中继协议。VTP通过网络(ISL 帧 或cisco 私有DTP帧) 保持VLAN配置统一性。VTP在系统级管理增加，删除，调整的VLAN，自动地将信息向网络中其它的交换机广播。此外， VTP减小了那些可能导致安全问题的配置。便于管理, 只要在vtp server 做相应设置,vtp client 会自动学习vtp server 上的vlan 信息。

  • 配置中继
复制代码
S3560>en
S3560#conf t
S3560(config)#interface fastEthernet 0/2
S3560(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q 
S3560(config-if)#switchport mode trunk
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface fastEthernet 0/3
S3560(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q 
S3560(config-if)#switchport mode trunk 
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface fastEthernet 0/4
S3560(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q 
S3560(config-if)#switchport mode trunk 
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface fastEthernet 0/5
S3560(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q 
S3560(config-if)#switchport mode trunk 
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface fastEthernet 0/6
S3560(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q 
S3560(config-if)#switchport mode trunk 
S3560(config-if)#ex
复制代码

 

说明：配置中继，使VTP管理域能够覆盖所有的分支交换机。Trunk是一个在交换机之间、交换机与路由器之间传递VLAN信息和VLAN数据流的协议，将交换机之间的相连的端口配置为dot1q封装，就可跨越交换机进行整个网络的VLAN设置。

  • 创建vlan及端口划分
复制代码
S3560(config)#vlan 2
S3560(config-vlan)#name servers
S3560(config-vlan)#ex
S3560(config)#vlan 3
S3560(config-vlan)#name students
S3560(config-vlan)#ex
S3560(config)#vlan 4
S3560(config-vlan)#name admins
S3560(config-vlan)#ex
S3560(config)#vlan 5
S3560(config-vlan)#name teach
S3560(config-vlan)#ex
S3560(config)#vlan 6
S3560(config-vlan)#name library
S3560(config-vlan)#ex
S3560(config)#interface vlan 2
S3560(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
S3560(config-if)#no shutdown
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface vlan 3
S3560(config-if)#ip address 192.168.8.1 255.255.248.0
S3560(config-if)#no shutdown
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface vlan 4
S3560(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
S3560(config-if)#no shutdown
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface vlan 5
S3560(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
S3560(config-if)#no shutdown
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface vlan 6
S3560(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0
S3560(config-if)#no shutdown
S3560(config-if)#ex
复制代码

 

 

  • 配置服务器群交换机
复制代码
SW1>en
SW1#conf t
SW1(config)#interface fastEthernet 0/2
SW1(config-if)#switchport mode trunk 
SW1(config)#interface fastEthernet 0/1
SW1(config-if)#switchport mode access 
SW1(config-if)#switchport access vlan 2
SW1(config-if)#ex
SW1(config)#interface range fastEthernet 0/3-6
SW1(config-if-range)#switchport mode access 
SW1(config-if-range)#switchport access vlan 2
复制代码

 

  • 配置学生宿舍交换机
SW2>en
SW2#conf t
SW2(config)#interface fastEthernet 0/3
SW2(config-if)#switchport mode trunk 
SW2(config-if)#ex
SW2(config)#interface range fastEthernet 0/1-2
SW2(config-if-range)#switchport mode access 
SW2(config-if-range)#switchport access vlan 3

 

  • 配置行政楼交换机
复制代码
SW5>en
SW5#conf t
SW5(config)#interface fastEthernet 0/4
SW5(config-if)#switchport mode trunk 
SW5(config-if)#ex
SW5(config)#interface range fastEthernet 0/1-2
SW5(config-if-range)#switchport mode access 
SW5(config-if-range)#switchport access vlan 4
SW5(config-if-range)#ex
复制代码

 

  • 配置教学楼交换机
复制代码
SW6>en
SW6#conf t
SW6(config)#interface fastEthernet 0/5
SW6(config-if)#switchport mode trunk 
SW6(config-if)#ex
SW6(config)#interface range fastEthernet 0/1-2
SW6(config-if-range)#switchport mode access 
SW6(config-if-range)#switchport access vlan 5
SW6(config-if-range)#ex
复制代码

 

  • 配置图书馆交换机
复制代码
SW7>en
SW7#conf t
SW7(config)#interface fastEthernet 0/6
SW7(config-if)#switchport mode trunk 
SW7(config-if)#ex
SW7(config)#interface range fastEthernet 0/1-2
SW7(config-if-range)#switchport mode access 
SW7(config-if-range)#switchport access vlan 6
SW7(config-if-range)#ex
复制代码

 

  • 配置主机IP地址

  • 配置主机IP地址有两种方式：1.静态IP地址（手动设置）２.动态IP（依靠DHCP服务器来实现），由于需要，这两种方式都会用到。

  • 手动设置IP

    服务器的IP必须是静态的，而且一般来讲，教学楼和行政楼的PC都使用的是静态IP地址，因此，我就配置PC6和PC8为静态IP，其余都设置为动态IP。

    找到 Desktop>IP Congiguration 即可配置，如图：

 

 

添加这些IP池：

 

 

然后在中心交换机上设置指向DHCP服务器：

复制代码
S3560>en
S3560#conf t
S3560(config)#interface vlan 3
S3560(config-if)#ip helper-address 192.168.0.2
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface vlan 4
S3560(config-if)#ip helper-address 192.168.0.2
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface vlan 5
S3560(config-if)#ip helper-address 192.168.0.2
S3560(config-if)#ex
S3560(config)#interface vlan 6
S3560(config-if)#ip helper-address 192.168.0.2
S3560(config-if)#ex
复制代码

最后，开启中心交换机的路由功能：

S3560(config)#ip routing

 

测试：

 

 

至此，校园网内各个网段之间都可以相互通信了。下面我们开始搭建外网。

 

搭建外网

先连接线路：

 

 

注意：ISP-R和Border-R之间连接线路之前，需要先添加WIC-2T模块。

 

设置IP地址

在这里插入图片描述

 

第一行：

S3560>en
S3560#conf t
S3560(config)#interface fastEthernet 0/1
S3560(config-if)#no switchport 
S3560(config-if)#ip address 192.168.4.2 255.255.255.0
S3560(config-if)#ex

 

第二行：

 

复制代码
Router>en
Router#conf t
Router(config)#hostname Border-R
Border-R(config)#interface fastEthernet 0/0
Border-R(config-if)#ip address 192.168.4.1 255.255.255.0
Border-R(config-if)#no shutdown 
Border-R(config-if)#ex
Border-R(config)#interface serial 0/0/0
Border-R(config-if)#ip address 221.1.1.1 255.255.255.0
Border-R(config-if)#no shutdown 
Border-R(config-if)#ex
复制代码

第三行：

复制代码
Router>en
Router#conf t
Router(config)#hostname ISP-R
ISP-R(config)#interface serial 0/0/0
ISP-R(config-if)#ip address 221.1.1.2 255.255.255.0
ISP-R(config-if)#no shutdown 
ISP-R(config-if)#ex
ISP-R(config)#interface fastEthernet 0/0
ISP-R(config-if)#ip address 223.1.1.1 255.255.255.0
ISP-R(config-if)#no shutdown 
ISP-R(config-if)#ex
ISP-R(config)#interface fastEthernet 0/1
ISP-R(config-if)#ip address 223.1.2.1 255.255.255.0
ISP-R(config-if)#no shutdown
ISP-R(config-if)#ex
复制代码

 

第四行：

 

打开DNS服务：

 

打开HTTP服务：

 

打开Email服务：

 

 

  • 配置NAT

NAT的实现方式有三种：静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat、端口多路复用 Overload。我这里使用了三种方式：

  • 静态转换

    在这里插入图片描述

Border-R>en
Border-R#conf t
Border-R(config)#ip nat inside source static 192.168.0.4 221.1.1.3
Border-R(config)#ip nat inside source static 192.168.0.5 221.1.1.4
Border-R(config)#ip nat inside source static 192.168.0.6 221.1.1.5
Border-R(config)#ip nat inside source static 192.168.1.2 221.1.1.6
Border-R(config)#ip nat inside source static 192.168.2.3 221.1.1.7

 

  • 动态转换

    在这里插入图片描述
    其中students处使用的是端口复用技术。

    nat设置

 

复制代码
Border-R#conf t
Border-R(config)#ip nat pool students 221.1.1.10 221.1.1.20 netmask 255.255.255.0
Border-R(config)#ip nat pool admins 221.1.1.21 221.1.1.30 netmask 255.255.255.0
Border-R(config)#ip nat pool teach 221.1.1.31 221.1.1.40 netmask 255.255.255.0
Border-R(config)#ip nat pool library 221.1.1.41 221.1.1.50 netmask 255.255.255.0
Border-R(config)#access-list 1 permit 192.168.8.0 0.0.7.255
Border-R(config)#access-list 2 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
Border-R(config)#access-list 3 permit 192.168.2.0 0.0.0.255
Border-R(config)#access-list 4 permit 192.168.3.0 0.0.0.255
Border-R(config)#ip nat inside source list 1 pool students overload 
Border-R(config)#ip nat inside source list 2 pool admins
Border-R(config)#ip nat inside source list 3 pool teach
Border-R(config)#ip nat inside source list 4 pool library
复制代码

 

接下来指定内部端口和外部端口：

 

Border-R(config)#interface serial 0/0/0
Border-R(config-if)#ip nat outside 
Border-R(config-if)#ex
Border-R(config)#interface fastEthernet 0/0
Border-R(config-if)#ip nat inside

 

配置路由：

Border-R(config)#ip route 192.168.0.0 255.255.0.0 192.168.4.2
Border-R(config)#ip route 223.1.0.0 255.255.0.0 221.1.1.2

 

S3560>en
S3560#conf t
S3560(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.4.1

 

 

简单测试一下，用PC9 ping一下PC12:

 

 

 

  • 配置服务器

  • DNS服务器

    DNS服务器的配置非常简单，只要添加一些记录就可以了。例如:

 

 

 

  • HTTP服务器

开启服务即可。
在PC上的Web Browserh输入网址：

 

 

其他配置自己探索配置。

 

尊重原创，本文借鉴于 https://blog.csdn.net/Blazar1/article/details/84575709

 

零星的变得优秀，也能拼凑出星河。
欢迎任何形式的转载，但请务必注明出处。
限于本人水平，如果文章和代码有表述不当之处，还请不吝赐教。

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