思科模拟器校园网络配置

已于 2024-12-05 10:24:08 修改
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文章标签： 网络 运维 服务器
于 2024-06-10 17:47:42 首次发布
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版权

1.项目背景

   近年来，随着教育信息化的不断推进，成都市政府加大了对教育基础设施的投入。今年，成都新投入建设了一批重点小学，旨在为学生提供更加优质的教育资源和环境。为了满足这些学校在教学、管理以及学生活动等方面的信息化需求，我们计划为这些学校规划并组建小型局域网。本项目的主要目标是为成都新建设的重点小学设计并构建稳定、高效、安全的小型局域网，以实现以下功能：

提供高速稳定的网络连接，满足师生在教学、科研和日常学习中的网络需求。

实现校园内资源的共享，包括教学资源、图书资料、学生作品等。

支持学校各项管理系统的运行，如学生信息管理系统、教务管理系统等

2.组网需求

在小学校园网场景中，采用接入层、汇聚层和核心层三层方式部署。用户希望：

  1. 考虑到业务的可靠性，接入层和汇聚层之间部署VRRP，在一条上行链路断开的时候，流量能切换到另外一条上行链路转发。
  2. 避免冗余备份链路导致的环网问题，消除接入层和汇聚层之间的环路。
  3. 汇聚层和核心层部署OSPF协议实现三层互通。
  4. 设置服务器区域，能够部署校园网站，外部用户可以访问；部署DHCP服务器，实现IP地址的自动下发，但是要防止有人员私接DHCP路由器。
  5. 保证网络流量的可靠性，租用运营商双线路，采用一主一备的流量出口方式。要求能够在主线路故障时快速切换至备用线路。
  6. 要求管理人员和财务处不能访问外部网络和其他内部网络。

3.需求分析

  1. 通过在汇聚层设备SWA1和SWA2、SWB1和SWB2之间部署VRRP，并追踪上行链路。实现链路冗余备份。
  2. 通过在汇聚层设备SWA1、SWA2汇聚层设备SWB1、SWB2和接入层设备SWJA、SWJB之间部署MSTP，消除网络中的环路。
  3. 通过在汇聚层设备SWA1、SWA2、SWB1、SWB2和核心层设备HE1、HE2之间部署OSPF，实现网络三层互通。
  4. 通过在服务器区设置接入交换机FUWU、接入Web服务器和DHCP服务器，在核心HE1和核心HE2上部署VRRP实现网关冗余；在交换机上设置DHCP中继实现跨广播域下发IP地址；设置DHCP snooping防止私接DHCP服务器。
  5. 通过在出口设备FW，采用浮动路由部署双出口链路，一主一备。使用BFD关联默认路由，实现快速切换。
  6. 通过在出口设备FW，部署NAT实现内部网络可以访问公网；部署端口映射，使得外网用户可以访问内网服务器；部署访问控制列表，让管理人员和财务处不能访问公网和其他内部网络。

4.设计与规划

4.1拓扑结构

3d5212547cd54c7da4f600fdca14667c.png

4.2 各部门IP地址划分

部门

VLAN

VLAN名称

IP

子网掩码

网关

办公室

10

bangong10

192.168.10.0

255.255.255.0

192.168.10.254

财务处

20

caiwu20

192.168.20.0

192.168.20.254

语文组

30

chinese30

192.168.30.0

192.168.30.254

数学组

40

math40

192.168.40.0

192.168.40.254

英语组

50

english50

192.168.50.0

192.168.50.254

科学组

60

science60

192.168.60.0

192.168.60.254

DHCP服务

70

dhcp70

192.168.70.0

192.168.70.254

Web服务

80

web80

192.168.80.0

192.168.80.254

管理员

99

Vlan99

192.168.99.0

192.168.99.254

4.3 设备VLAN、IP、端口划分

设备

VLAN

IP地址

接口编号

描述

SWJA

VLAN：10

—

0/3

To_Host_BGS

VLAN：20

—

0/4

To_Host_CW

trunk

—

0/1

To_SWA1

trunk

—

0/2

To_SWA2

SWJB

VLAN：30

—

0/3

To_Host_YW

VLAN：40

—

0/4

To_Host_SX

VLAN：50

—

0/5

To_Host_YY

VLAN：60

—

0/6

To_Host_KX

trunk

—

0/1

To_SWJB1

trunk

—

0/2

To_SWJB2

SWA1

VLAN：10

IP地址：192.168.10.253/24

虚拟地址：192.168.10.254/24

0/5

To_SWJA

VLAN：20

IP地址：192.168.20.252/24

虚拟地址：192.168.20.254/24

0/5

To_SWJA

链路聚合

0/3

To_Link-SWA2

0/4

VLAN：11

192.168.11.2/30

0/1

To_HE1

VLAN：21

192.168.21.2/30

0/2

To_HE2

SWA2

VLAN：10

IP地址：192.168.10.252/24

虚拟地址：192.168.10.254/24

0/5

To_SWJA

VLAN：20

IP地址：192.168.20.253/24

虚拟地址：192.168.20.254/24

0/5

链路聚合

0/3

To_Link-SWA1

0/4

VLAN：12

192.168.12.2/30

0/1

To_HE1

VLAN：22

192.168.22.2/30

0/2

To_HE2

SWB1

VLAN：30

IP地址：192.168.30.253/24

虚拟地址：192.168.30.254/24

0/5

To_SWJB

5

VLAN：40

IP地址：192.168.40.253/24

虚拟地址：192.168.40.254/24

0/5

VLAN：50

IP地址：192.168.50.252/24

虚拟地址：192.168.50.254/24

0/5

VLAN：60

IP地址：192.168.60.252/24

虚拟地址：192.168.60.254/24

0/5

链路聚合

0/3

To_SWB2

0/4

VLAN：13

192.168.13.2/30

0/1

To_HE1

VLAN：23

192.168.23.2/30

0/2

To_HE2

SWB2

VLAN：30

IP地址：192.168.30.252/24

虚拟地址：192.168.30.254/24

0/5

To_SWJB

VLAN：40

IP地址：192.168.40.252/24

虚拟地址：192.168.40.254/24

0/5

VLAN：50

IP地址：192.168.50.253/24

虚拟地址：192.168.50.254/24

0/5

VLAN：60

IP地址：192.168.60.253/24

虚拟地址：192.168.60.254/24

0/5

链路聚合

0/3

To_SWB1

0/4

VLAN：14

192.168.14.2/30

0/1

To_HE1

VLAN：24

192.168.24.2/30

0/2

To_HE2

HE1

—

192.168.11.1/30

0/5

To_SWA1

—

192.168.12.1/30

0/6

To_SWA2

—

192.168.13.1/30

0/7

To_SWB1

—

192.168.14.1/30

0/8

To_SWB2

—

192.168.100.1/30

0/1

To_FW

链路聚合

0/2

To_HE2

0/3

VLAN：70

IP地址：192.168.70.253/24

虚拟地址：192.168.70.254/24

0/4

To_SW_Server

VLAN：80

IP地址：192.168.80.252/24

虚拟地址：192.168.80.254/24

0/4

To_SW_Server

VLAN：99

P地址：192.168.99.252/24

虚拟地址：192.168.99.254/24

0/4

To_SW_Server

HE2

—

192.168.21.1/30

0/5

To_SWA1

—

192.168.22.1/30

0/6

To_SWA2

—

192.168.23.1/30

0/7

To_SWB1

—

192.168.24.1/30

0/8

To_SWB2

—

192.168.200.1/30

0/1

To_FW

VLAN：70

IP地址：192.168.70.252/24

虚拟地址：192.168.70.254/24

0/4

To_SW_Server

VLAN：80

IP地址：192.168.80.253/24

虚拟地址：192.168.80.254/24

0/4

To_SW_Server

VLAN：99

IP地址：192.168.99.253/24

虚拟地址：192.168.99.254/24

0/4

To_SW_Server

SW_Server

VLAN：70

—

0/3

To_DHCP_Server

VLAN：80

—

0/4

To_Web_Server

VLAN：99

—

0/5

To_Host_GL

0/1

To_HE1

0/2

To_HE2

FW

—

192.168.100.2/30

0/0

TO_HE1

—

192.168.200.2/30

0/1

TO_HE2

—

100.0.0.1/30

S1/0

To_ISP1

—

200.0.0.1/30

S1/1

To_ISP2

5.思科模拟器配置

7e74e01613834c1796a062997b5bd6fb.png5.1内部网络配置

（1）接入层与汇聚层之间的链路冗余-链路聚合-生成树协议配置 

b8023c5a249b4a28bb32b0ea9ab8bcfa.png

对应名称如下所示：

2fdcd588a10b46308183f5bcc692806b.png

链路聚合配置：

假设已创建vlan 10 ，20

#链路聚合
sw1
Switch(config)#int port-channel 1   //创建链路聚合组 1 
Switch(config-if)#no shutdown       //保证链路聚合组是开启状态
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int range f0/1-2     //同时配置多条链路
Switch(config-if-range)#sw trunk encapsulation dot1q  //配置端口为trunk模式
Switch(config-if-range)#sw mo trunk 
Switch(config-if-range)#sw trunk allowed vlan all
Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on   //加入数据链路，且状态为主动
Switch(config-if-range)#exit

sw2做相同配置

检查：Switch#show etherchannel summary 
Group  Port-channel  Protocol    Ports
------+-------------+-----------+----------------------------------------------

1      Po1(SU)           -      Fa0/1(P) Fa0/2(P)

#保证链路聚合为启用状态，且端口正确

生成树协议配置：

#思科模拟器默认开启私有生成树协议PVST

SW1:
Switch(config)#spanning-tree mode pvst              //令生成树协议模式为pvst
Switch(config)#spanning-tree vlan 10 priority 0     //在vlan模式中，设置vlan10为主
Switch(config)#spanning-tree vlan 20 priority 4096  //在vlan模式中，设置vlan20为副

SW2:
Switch(config)#spanning-tree mode pvst
Switch(config)#spanning-tree vlan 10 priority 4096  //副
Switch(config)#spanning-tree vlan 20 priority 0     //主
 
SW3: 
Switch(config)#spanning-tree mode pvst              //默认32768

查看SW3的spanning-tree 
Switch#show spanning-tree

dc846a58aa434e6cb76156252b8abf80.png

链路冗余配置（standby）

#在vlan中配置代理，代理网关实现冗余
sw1:
Switch(config)#int vlan 10
Switch(config-if)#ip address 10.1.1.253 255.255.255.0
Switch(config-if)#standby 10 preempt
Switch(config-if)#standby 10 priority 200  //主（数值越大越优先）
Switch(config-if)#standby 10 ip 10.1.1.254
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int vlan 20
Switch(config-if)#ip address 20.1.1.252 255.255.255.0
Switch(config-if)#standby 20 preempt
Switch(config-if)#standby 20 priority 100 //备
Switch(config-if)# standby 20 ip 20.1.1.254


sw2：
Switch(config)#int vlan 10
Switch(config-if)#ip address 10.1.1.252 255.255.255.0
Switch(config-if)#standby 10 preempt
Switch(config-if)#standby 10 priority 100  //备
Switch(config-if)#standby 10 ip 10.1.1.254
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int vlan 20
Switch(config-if)#ip address 20.1.1.253 255.255.255.0
Switch(config-if)#standby 20 preempt
Switch(config-if)#standby 20 priority 200 //主
Switch(config-if)# standby 20 ip 20.1.1.254

检查：Switch#show standby brief 
                     P indicates configured to preempt.
                     |
Interface   Grp  Pri P State    Active          Standby         Virtual IP
Vl10        10   200 P Active   local           10.1.1.252      10.1.1.254     
Vl20        20   100 P Standby  20.1.1.253      local           20.1.1.254

（2）汇聚层-核心层-安全设备（FW）使用OSPF 建立路由邻居关系

将所有直连网段写入OSPF area 0 中，自动联通

在安全设备处设置出口路由下发，令所有设备都能找到出口路由位置，避免静态路由配置

出口路由的OSPF下发
出口路由已经存在静态路由0.0.0.0 0.0.0.0 下一跳
FW(config)#router ospf 10
FW(config-router)#default-information originate

ed5e77b162b4402abab1962526fcce3c.png

（3）服务器区配置DHCP，以及汇聚交换机配置DHCP_snooping安全策略

DHCP服务器配置：

cd8eb60877a54504adf78b1f75addcaf.png

汇聚层配置DHCP寻址服务：

三层交换机：
（1）开启DHCP服务:
  SWA1(config)#service dhcp
 (2)开启路由转发功能
  SWA1(config)#ip routing
 (3)VLAN配置,查找DHCP服务器：
  SWB2(config)#server dhcp //开启DHCP服务
  SWB2(config)#int vlan 30
  SWB2(config-if)#ip helper-address 192.168.70.1   //DHCP服务器ip地址
#DHCP snooping安全配置
SWB2(config)#ip dhcp snooping vlan 30,40,50,60
SWB2(config)#int range f0/3-5
SWB2(config-if-range)#ip dhcp snooping trust

检查：show run

354c52729cf841a4bfdc33110ae0ea09.png

SWA1#show ip dhcp snooping

fa35176a0b404acd9749d0f43810c9ca.png

（4）在出口设备FW，采用浮动路由部署双出口链路，一主一备，实现快速切换

利用浮动路由绑定端口
FW(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 s1/0 10 //主
FW(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 s1/1 20 //副

然后在OSPF中，植入静态路由下发：
Router(config-router)# default-information originate

检查；检查接口状态：Router# show ip interface brief
     验证路由：Router# show ip route

64d3665ef4924da6bca2378ec4613a03.png

当设备会自动监听端口状态，当主链路断开，主链路端口down掉，能自动切换使用备用出口路由

463f02a3df634e0fabd45581d797c49d.png

6f7c0e042e2f45999ad4754c70b0729c.png

切换成备用路由，实现主备切换，当主链路恢复正常，切换回主端口87e7794d58d74cefb65606e79e71e3bd.png

db1d5d9548dc416284e8a8439f07e537.png

5.2 动态NAT转化+端口映射

在安全设备上配置NAT转换访问外部网络

access-list 1 permit 192.168.0.0 0.0.255.255
ip nat inside             //将入口端口配置为inside
ip nat outside            //将出口端口配置为outside
ip nat inside source list 1 interface Serial1/0 overload

查看NAT配置：

14a7103fd48b456ea5da11890c1fb07b.png

查看NAT转换情况

0ad46616d85e4f9a932d7f460e74922d.png

将服务器网站端口映射到出口，让外网可以访问

FW(config)#ip nat inside source static tcp 192.168.80.1 80 100.0.0.1 8080
FW(config)#access-list 101 permit tcp any host 100.0.0.1 eq 8080
FW(config)#int s1/0
FW(config-if)#ip access-group 101 in
FW(config-if)#exit


外部网络只能访问100.0.0.1:8080 ----> 192.168.80.1:80

5.3 ACL配置

隔离vlan20 财务处不能与其他网络主机通信

acl 隔离三层协议，将ACL布置在SWA1、SWA2上，隔离三层互联，保证二层同vlan20的财务处互通

SWA1(config)# access-list 100 deny ip 192.168.20.0 0.0.0.255 any
SWA1(config)# access-list 100 permit ip any any
SWA1(config)# interface vlan 20
SWA1(config-if)# ip access-group 100 in

SWA2同上

6.实例

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6.2版本 某高校校园有4栋教学楼，1栋实验楼，1个艺术楼，1个图书馆，1个医院楼，1个行政办公楼（第一层有教务处、总务处、招生就业处、学生处等；第二层有校长办公室、财务处、网络中心等；第三至第十层依次是计算机学院、数理学院、电器与自动化学院、化材学院、体艺学院、文化与传媒学院、经法与管理学院、外国语学院等），6栋女生宿舍楼，6栋男生宿舍楼。
思科路由器搭建校园网
03-21
计算机科学与信息工程学院 网络工程版用思科路由器搭建校园网
计算机网络-校园网拓扑图（思科模拟器）
12-29
实验报告
基于思科模拟器的校园网课程设计和pkt文件
06-17
1.技术主要包括：VLAN,SVI,OSPF,TUNNEL,IPSEC，帧中继，HSRP,链路冗余，NAT，ACL，WEB,DNS,FTP,E-MAIL,DHCP,...3.不包含配置命令文档，想学习如何配置的兄弟自己百度各功能具体实现吧，大同小异嘿嘿 4.希望可以帮到大家
基于思科模拟器的大型校园网络规划与设计
02-20
本篇报告详细阐述了如何利用思科模拟器进行校园网络的设计与规划，以满足教育信息化的需求。报告首先介绍了网络规划设计的基本概念，包括网络设计的步骤、网络结构的类型以及网络协议的应用。随后，详细描述了大型...
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Cisco tracer 模拟搭建简易校园网  网络拓扑结构: 1网络试验方案如上图: ISP 路由器表示位于因特网上的路由器,PC2 及web server2表示位于因特网上的用户和服务器,用以对实验中内网的测试,其他部分是一个简易校园网,网络设备有 cisco 2811 路由器及CISCO 2960 2950的两层交换机,没有三层
【方案】思科模拟校园网建设方案（中型局域网设计）
weixin_51338719的博客
10-11 1万+
需求概述：该企业需要建设网络的场所包括网络接入机房、行政办公室、财务部、业务部、销售部以及若干无线终端接入点。计算机主要分布如下：行政办公室 15 台；财务部10台；业务部40台；Web服务器和FTP 服务器各1 台。从 ISP 申请到的公网IP地址为202.69.10.5~202.69.10.8。
思科模拟器校园网搭建网络设备DHCP配置
01-06
### 思科模拟器中校园网搭建及网络设备DHCP配置 #### 使用思科模拟器构建校园网络架构 在思科模拟器环境中创建一个功能完整的校园网络，需遵循特定的设计原则并合理安排各组件的位置。此过程涉及多个层面的技术考量，包括但不限于物理连接、逻辑分组以及服务部署等方面的工作。 对于所提及到的具体硬件构成——即至少三台路由器用于广域网(WAN)互联；一台具备第三层(Layer 3)转发能力的交换机来支持虚拟局域网(VLANs)之间的通信；两台以上的第二层(Layer 2)交换机构成局域网内部结构，并通过这些基础设置满足多台PC终端接入的需求[^1]。 #### 实现VLAN间主机互访与跨子网通讯 为了使处于不同VLAN中的计算机能够互相访问，在三层交换机上启用IP路由功能是必要的措施之一。这允许数据包依据目标地址被正确地导向至对应的VLAN接口。与此同时，还需确保所有参与交互的节点都已正确定义默认网关参数指向该L3设备。 针对跨越多个路由器下的端点实现互联互通，则依赖于静态路由表项或是动态路由协议（如RIPv2, OSPF等）。在此基础上进一步优化路径选择机制可以提高整体性能表现和可靠性水平。 #### DHCP服务器配置指南 当涉及到自动分配IP地址给客户端时，通常会选择在网络中心位置设立专门负责这项工作的服务器角色。以下是基于Cisco IOS平台执行此类操作的一般步骤： ```shell Router(config)# ip dhcp pool POOL_NAME Router(dhcp-config)# network NETWORK_ADDRESS / SUBNET_MASK Router(dhcp-config)# default-router GATEWAY_IP Router(dhcp-config)# dns-server DNS_SERVER_IP Router(dhcp-config)# exit ``` 上述命令序列定义了一个新的DHCP作用域`POOL_NAME`，指定了可租借范围内的网络段及其掩码长度，设定了缺省下一跳作为客户机上网必经之路由器的IP地址，并提供了DNS解析所需的权威名称服务器信息。最后保存更改以便生效。 #### 安全特性集成：ACL与NAT策略应用 考虑到网络安全的重要性，在规划初期就应该考虑加入访问控制列表(Access Control Lists, ACLs)，用来过滤进出流量模式，防止未授权行为的发生。而网络地址转换(Network Address Translation, NAT)则有助于隐藏内网真实拓扑的同时简化对外部互联网资源请求的过程管理。 ---
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